I caschi da ciclismo non sono da sostituire per vecchiaia

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I caschi da ciclismo non sono da sostituire per vecchiaia

Raccomandare di sostituire i caschi da bicicletta dopo alcuni anni per il rischio di invecchiamento dei materiali non ha nessun riscontro.
Una ricerca scientifica del 2015 lo dimostra.

I caschi da bicicletta non invecchiano con il passare del tempo. Su 90RPM spieghiamo i motivi

"Qual è la durata di un casco da mtb o bici da corsa"?
"Il casco scade"?
"Casco: ogni quanti anni cambiarlo"?
"Quanto dura un casco"?
"Casco bici, data di scadenza"

Qualche settimana fa ho ricevuto una email contenente un report periodico circa alcune recenti pubblicazioni scientifiche e, finalmente, dopo anni in cui l'argomento “bicicletta e suoi derivati” non erano più stati trattati dalla comunità scientifica internazionale, ecco che leggo con grande sorpresa di una ricerca sui caschi da ciclismo!

In un primo momento ho immaginato che si trattasse di uno studio circa la protezione offerta dai caschi per bicicletta, intrigante ma già più volte letto; si tratta invece di chimica e meccanica dei materiali: l'invecchiamento delle schiume espanse utilizzate nei caschi da ciclismo e il dubbio sulla necessità di sostituirli periodicamente.

L'argomento è molto interessante: per anni i produttori ci hanno raccomandato di sostituire periodicamente i caschi per scongiurare il pericolo di minor protezione dagli urti, derivato dall'invecchiamento dei materiali utilizzati per l'assorbimento.

Quando parlo di "materiali utilizzati per l'assorbimento degli urti", intendo indicare la struttura interna del casco, non la sua calotta esterna, cioè quegli schiumati che sono incaricati di assorbire e dissipare l'energia degli urti da impatto.
Talvolta parliamo di poliuretano (Polyurethane), tipicamente parliamo di polistirene (Polystyrene) espanso: una resina polistirenica a forma schiumosa.
Le sue caratteristiche di assorbimento energetico, di stabilità chimico/fisica, bassissimo peso specifico, bassa conducibilità termica, buona elasticità e il buon rapporto prezzo/prestazioni ne fanno un eccellente materiale per l'impiego nei caschi.

Curiosamente però non avevo mai letto uno studio scientifico sul decadimento specifico del materiale nei caschi da ciclismo e finalmente abbiamo la notifica di una seria ricerca che fa luce sulla questione!

Nel dettaglio

L'autore della ricerca è Craig Good, laureato in ingegneria meccanica, specializzato il "lesioni biomeccaniche" e collaboratore della "collision Analysis-Automotive forensic consulting", dove presiede l'area di "analisi da collisioni".

Nel luglio del 2015, quindi un mese fa circa, ha rilasciato i risultati della ricerca tecnico-scientifica volta a verificare le performance di longevità dei caschi da bicicletta e di eventuali cambiamenti associati al loro invecchiamento o utilizzo.
La ricerca è stata realizzata insieme al gruppo di lavoro composto da ingegneri e scienziati della "MEA forensic" e presentata nel recente convegno tecnico "ASTM F08 on Sports Equipment, Playing Surfaces, and Facilities" tenuto ad Anaheim, California.

Purtroppo i dettagli tecnici relativi alla ricerca verranno pubblicati prossimamente su riviste scientifiche specializzate, quindi non sono in grado di fornirli, posso nel frattempo raccontarvi che tipo di ricerca è stata fatta e quali risultati ha ottenuto.

Il risultato dello studio

Partiamo dal punto fermo che si evince dal risultato dello studio: le performance di assorbimento degli urti dei caschi da bicicletta non decadono con il passare del tempo.

MEA e Collision Analysis hanno effettuato numerosi test su caschi da bicicletta usati, dimostrando che il materiale utilizzato per l'assorbimento degli urti mantiene le sue performance per molti e molti anni.
I test hanno riguardato 675 caschi da bicicletta, vecchi anche di 26 anni.

Alyssa DeMarco della MEA, durante il meeting afferma:
"La raccomandazione dei produttori di sostituire il casco vecchio dai 2 ai 10 anni, non ha nessuna giustificazione e i nostri test da impatto lo dimostrano".

Metodologia dello studio

MEA e Collision Analysis hanno raccolto 1500 caschi da bicicletta usati e hanno eliminato quelli danneggiati o che non presentavano un adesivo con la data di produzione, testando oggetti di produzione compresa tra il 1987 e il 2013.

I caschi sono stati testati effettuando prove di impatto a 3 m/s da un altezza di 45 cm circa e a 6,2 m/s da un altezza di 2 metri, secondo le specifiche dell'omologazione statunitense CPSC ("CPSC 12.03 U.S. Consumer Safety Standard for Bicycle Helmets for Person Age 5 and Older").
Questi sono test utilizzati ufficialmente per il rilascio del certificato di omologazione prima della messa in commercio del prodotto.

Solo quattro di questi caschi hanno superato il picco dei 300g (un valore di 200g è già considerato troppo elevato dalla normativa vigente NdA): tre di questi erano vecchi modelli costruiti secondo il vecchio standard ANSI, mentre uno di questi era già stato richiamato dal produttore a suo tempo.

In definitiva, ben 671 caschi usati hanno passato correttamente le prove relative allo standard CPSC, nonostante fossero oggetti usati e vecchi di decine d'anni.

L'analisi di MEA dimostra che nessun significativo cambiamento di performance è avvenuto in seguito all'invecchiamento del casco.
675 caschi da bicicletta testati, vecchi fino a 26 anni, hanno dimostrato un incremento di soli 0,7g per anno di invecchiamento in risultati d'impatto dal punto di caduta più elevato.

Dai risultati si evince che, mediamente, i caschi per bici da corsa hanno prodotto risultati di 40g inferiori rispetto ai modelli a calotta completa tipici dei modelli da skate, bmx o roller, mentre i modelli di piccole dimensioni si sono dimostrati di 21g inferiori rispetto ai modelli più grandi.

Dopo aver effettuato le prove d'urto con i test standard, MEA ha prelevato campioni di materiale strutturale schiumato effettuando dei carotaggi nella zona integra dei caschi (quella non sottoposta a crash test) e li ha testati come fossero dei caschi, con prove d'impatto a 6,2 m/s.

Questi test hanno generato ulteriori dati basati esclusivamente sulle prestazioni del materiale deputato all'assorbimento degli urti e sono stati poi verificati i valori di sforzo e di deformazione relativi all'invecchiamento.
Anche in questo caso i risultati indicano che il materiale impiegato nella struttura del casco non si è deteriorato con l'età. 

Questa è la prima volta che qualcuno applica rigorosi test scientifici per verificare gli effetti dell'invecchiamento del materiale protettivo nei caschi da bicicletta e i risultati si contrappongono al marketing del consumo che ci ha sempre insegnato che il materiale dei caschi si deteriora con l'età, rendendo necessaria la sostituzione dell'intero prodotto dopo un determinato periodo di utilizzo.

MEA e Collision Analysis sostengono che ci sono altre ragioni che devono portare alla sostituzione di un casco da bicicletta: un urto; un danneggiamento da impatto; il deterioramento dei lacci; un danneggiamento della fibbia...
il semplice invecchiamento del prodotto non è tra questi.


Quello che ci hanno sempre raccomandato negozianti e produttori

Ci hanno sempre ripetuto che i caschi da ciclismo vanno sostituiti ogni 3 o 4 anni perché, in caso contrario, il rischio che il materiale vecchio non protegga più dagli urti è reale.
Lo studio di cui sopra smentisce questa diceria, ma se volessimo fare un'analisi casereccia potremmo giungere alle stesse conclusioni.

Provo ad analizzare alcune delle tesi che più comunemente vengono usate per convincerci a cambiare i caschi:

"Il casco andrebbe cambiato ogni 3 o 4 anni."
Questa affermazione è profondamente errata perché non esiste una "scadenza precisa dei materiali" dato che non esistono (fino al momento dello studio del 2015) dati certi sull'invecchiamento degli schiumati EPS all'interno dei caschi.
Dire "3 o 4" anni è uguale a dire "10 o 11" o anche "14 o 15"! Senza dati certi, nessuno può stabilire una scadenza al casco.
Inoltre come si può generalizzare così senza conoscere l'uso che viene fatto del casco  o le condizioni climatiche in cui pedala il consumatore o poi conserva l'oggetto...
Viceversa, se il casco avesse subito un urto o un danneggiamento alla fibbia o ai cinturini, sarebbe ovviamente da sostituire subito.


"L'umidità può rovinare il casco facendolo invecchiare precocemente."
Questo è errato se parliamo del materiale deputato all'assorbimento degli urti, quindi la parte attiva di protezione del casco.
L'EPS è permeabile al vapore acqueo, quindi è traspirante, ma è impermeabile all'acqua.
La permeabilità al vapore acqueo fa si che nel polistirene espanso non si formino muffe.

L'acqua non lo scioglie, né può attraversare le pareti delle celle chiuse e non intacca la struttura del polistirene.
Inoltre, l'assorbimento per immersione ammonta al massimo al 5% in volume, ma è una situazione che non si verifica mai per i caschi: significherebbe tenere il casco immerso nell'acqua per diversi giorni, non stiamo certo parlando di una pedalata sotto alla pioggia! Inoltre i caschi hanno sempre calotte esterne protettive che riparano il polistirene.
L'assorbimento per capillarità e soprattutto l'assorbimento dell'aria umida hanno mostrato, secondo letteratura, valori del tutto trascurabili (Un EPS a contatto con aria al 95% di umidità relativa per 90 giorni, mostra un assorbimento dello 0,7%  in peso).


"I raggi solari possono rovinare il casco facendolo invecchiare precocemente."
L'affermazione è sostanzialmente veritiera, ma necessita di alcune precisazioni.
Innanzitutto parlare di “raggi solari” non ha senso perché il valore da considerare è unicamente l'esposizione UV e questa differente terminologia è importante: se, ad esempio, pedalo per un anno intero alla mattina proteggendomi la testa con lo stesso casco, i raggi solari saranno presenti durante tutto l'anno, quindi consideriamo un'esposizione di 365 giorni.
Pare terribile questo valore, ben 365 esposizioni ai terribili raggi solari!

Se invece, più correttamente, consideriamo la  reale esposizione ai raggi UV che il casco subisce, avremmo un valore sensibilmente differente perché subisce l'influsso delle stagioni, delle latitudini, dell'altitudine, della copertura del cielo, dei valori di ozono atmosferici e della riflessione della superficie terrestre.
Per spiegare meglio il concetto, vi invito ad osservare la tabella sottostante che rappresenta i valori minimi, medi e massimi dell'esposizione UV nell'intero anno 2014 della località da cui scrivo, in Lombardia.
Esposizione UV annuale con valori minimi, medi e massimi

Poniamo per un attimo di paragonare il polistirene del casco alla pelle umana.
Possiamo chiaramente notare che, in percentuale, l'esposizione dannosa ai raggi UV (quindi potenza UV maggiore) avviene solo in piccola parte, cioè nel 28% dell'intera esposizione UV annuale.
Fortunatamente il polistirene tollera gli UV in maniera sensibilmente maggiore rispetto alla pelle umana. 
Quindi l'affermazione iniziale è veritiera nella forma (nota bene che viene usata la frase “possono rovinare il casco”) ma a livello pratico non vi è certezza perché le variabile sono infinite e la ricerca sopra riportata con riferimento a caschi vecchi anche di 26 anni dimostra infondato questo timore.
In ultimo non dimentichiamo che i moderni caschi da ciclismo hanno calotte protettive che evitano l'esposizione dello schiumato interno.


"Il calore può rovinare il casco facendolo invecchiare precocemente."
Anche questa affermazione merita una precisazione: è vero che il calore può deteriorare il polistirene, ma parliamo di temperature che partono dai 55°C e serve un'esposizione estremamente prolungata.
Quanto sia questo valore, nessuno lo conosce, ma proviamo a ragionare con degli esempi pratici: consideriamo le lastre di EPS non addittivato (quindi identico al materiale dei caschi) utilizzate come isolanti termici nelle pareti degli edifici, detti anche “cappotti termici”.
Immaginate l'enorme differenza di temperatura che subiscono queste lastre nei picchi estivi e in quelli invernali, immaginate le ore di esposizione al calore che subiscono ogni anno nelle stagioni più calde... credete che dopo 30 anni l'isolamento sia da rifare per invecchiamento?
No, certo che no.

Ma ritorniamo alla dimensione di noi ciclisti: se il casco raggiungesse una temperatura di 55°C, di certo non staremmo pedalando, ma saremmo già collassati e morti stecchiti!
In un'ottica di normale utilizzo, quale il nostro caso, l'affermazione che “il calore può rovinare il casco” non è applicabile, quindi non è rilevante.

Diversamente se lasciassimo il casco sul cruscotto di una macchina chiusa d'estate, sotto il sole, probabilmente il materiale potrebbe subire delle variazioni, ma questa è un'eventualità che non deve essere contemplata, dato che stiamo considerando un utilizzo normale e ragionato del caschetto e non certo casi estremi!
Ne consegue che l'affermazione non ha nessun valore e quindi non è pertinente.


"Bisogna controllare il casco dopo gli urti conservarlo lontano da sole, fonti di calore, freddo e umidità."
L'affermazione è vera per quanto riguarda gli urti, anzi, io consiglio la sostituzione del casco anche in caso di urti lievi.
L'affermazione è inesatta per quanto riguarda sole e fonti di calore ed ho appena spiegato il perché, mentre è errata per quanto concerne freddo e umidità: il polistirene è refrattario all'umidità, come già spiegato sopra, e il freddo non lo intacca. 
E' infatti usato da moltissimi anni in impieghi dove le temperature sono sotto lo zero, come contenitori per farmaci, alimenti e bevande (quindi dove è richiesto un mantenimento delle capacità di protezione dagli urti), sia in edilizia in zone del pianeta dove le temperature si mantengono sotto lo zero per diversi mesi.


"Per capire se il casco è ancora in buono stato, bisogna affondare la punta delle dita nello schiumato in EPS e, se questo non è morbido e flessibile, il casco è da sostituire"
L'affermazione è totalmente infondata!
La "pressione delle dita" è un sistema di misurazione che non ha nessun fondamento e nessun criterio di uniformità e ripetibilità nel tempo.
Il polistirene è un materiale stabilizzato e nessuna nostra considerazione soggettiva tattile può indicare lo stato del materiale.
Che l'EPS appaia più o meno morbido è intrinsecamente legato alle caratteristiche di densità e questa scelta è effettuata singolarmente da ogni produttore.
Non esiste nessun metodo a nostra disposizione per valutare empiricamente lo stato d'invecchiamento del materiale; considerate che queste analisi sono appannaggio esclusivo di laboratori specializzati e anche lì, prima di dare un responso, devono effettuare decine di test!


In conclusione, sappiamo che le case produttrici e i negozianti raccomandano ai propri clienti di sostituire il casco da ciclismo ogni tot anni, ammonendoli sui rischi che corrono nel sottovalutare l'invecchiamento del materiale.
Ciò è sostanzialmente impreciso e mira ad una determinata strategia di “usa e getta”: in caso contrario ogni ciclista userebbe per 20 anni lo stesso casco, facendo crollare le vendite dei nuovi prodotti.


***AGGIORNAMENTO Giugno 2017***

Lo Studio in oggetto è stato pubblicato ufficialmente su una delle più autorevoli riviste scientifiche di ingegneria, il "Journal of Biomechanical Engineering".
Questa è la pagina ufficiale: http://biomechanical.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=2497744

Prima della pubblicazione, lo Studio è stato sottoposto a revisione, ciò significa che sono stati analizzati i risultati del test e le modalità prima dell'eventuale pubblicazione.
Aver superato la revisione e aver ottenuto la pubblicazione dimostra la validità dello studio scientifico e finalmente sappiamo con certezza che "i caschi da ciclismo non sono da sostituire per vecchiaia"!

Son in possesso dell'intero Studio, ma non posso pubblicarlo per questioni di copyright.
Chi fosse interessato può acquistarlo o attendere ancora del tempo fino a quando gli autori e l'editore consentiranno la diffusione gratuita.







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2 commenti:

  1. Ottimo articolo per l'argomento affrontato e i dati a corredo. Se ti va passa dal mio blog.

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  2. grazie per il bel lavoro,si sfatano cosi molte perplessita'. anche perche'sulla sicurezza non si puo'avere dubbi. grazie ancora

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