Cascos MIPS: Todo lo que necesita saber

cascos mtb

El quién, qué y por qué de esa capa de plástico amarillo en un casco de bicicleta?

Si ha estado buscando un casco de bicicleta durante los últimos tres o cuatro años, es probable que haya oído hablar de MIPS y haya visto los revestimientos amarillos (generalmente) distintivos en el interior de algunas opciones que ha considerado. entonces cual es la historia? ¿Qué es la tecnología MIPS y por qué se ha convertido en una característica de muchos cascos? Fui a la sede de MIPS en Estocolmo, Suecia, para averiguarlo.

Los cascos de bicicleta inspiran opiniones sólidas, por decir lo menos. Hay seguidores firmes que usarán uno pase lo que pase, y hay quienes piensan que todo el concepto es una enorme pérdida de tiempo. Esta característica no tiene la intención de persuadirlo de una forma u otra (quiero decir, si desea discutir el lanzamiento al respecto en los comentarios a continuación, continúe), es para explicar de qué se trata MIPS para aquellos que han decidido eso. quieren usar un casco.

¿Qué es MIPS?

Empecemos por el principio. MIPS significa Sistema de protección contra impactos multidireccional y es una característica de seguridad que está incorporada en un casco. MIPS es una capa de baja fricción que permite un movimiento relativo de 10-15 mm entre el casco y la cabeza en todas las direcciones para reducir el movimiento de rotación transferido al cerebro en caso de impacto. 

Esa es la versión corta. El argumento básico de MIPS es que la mayoría de los cascos están diseñados para protegerlo de impactos verticales y evitar fracturas de cráneo, pero ignoran los impactos en ángulo más comunes que causan movimiento de rotación.

“El movimiento de rotación es una combinación de energía de rotación (velocidad angular) y fuerzas de rotación de la aceleración angular que afectan al cerebro y aumentan el riesgo de lesiones cerebrales menores y graves”, dice MIPS. 

“Se ha demostrado que el sistema de protección adicional de MIPS reduce el movimiento de rotación cuando se implementa en un casco al redirigir las energías y fuerzas que de otro modo se transmiten al cerebro”.

Volveremos sobre por qué el movimiento de rotación es importante en un mes.

La historia de fondo de MIPS

En 1995, el neurocirujano Hans von Holst del Instituto Karolinska (una universidad médica) en Estocolmo, Suecia, comenzó a analizar la forma en que se fabricaban los cascos. Pensó que no estaban abordando el movimiento de rotación y se puso en contacto con el Instituto Real de Tecnología de Estocolmo para iniciar una investigación biomecánica. 

Casco mtb mips

Hans von Holst y el estudiante de doctorado Peter Halldin desarrollaron por primera vez la tecnología MIPS en 1996 y el primer prototipo de casco MIPS se probó en 2021.

MIPS originalmente tenía la intención de desarrollar y vender sus propios cascos, pero ahora es una marca de ingredientes que vende su tecnología a otras marcas. No existe tal cosa como un casco de MIPS, pero puedes comprar un casco con tecnología MIPS de muchas marcas de renombre. 

MIPS no fue creado por ninguna marca de cascos existente. Sin embargo, BRG Sports, que en ese momento era propietaria de Bell y Giro, compró una participación de US $ 4 millones en MIPS en 2021. 

MIPS cotiza en la Bolsa de Valores de Estocolmo Nasdaq desde 2021 y BRG ya no posee una gran participación.

Se vendieron más de cinco millones de cascos con tecnología MIPS hasta finales de 2021. Ahora puede comprar cascos MIPS de la mayoría de las principales marcas de cascos para bicicletas, incluidas Bell, Giro, Specialized, Bontrager, Lazer, MET, Poc, Smith.

MIPS no se limita al mundo de la bicicleta, también se encuentra en motociclismo, deportes de nieve, hockey sobre hielo y aplicaciones militares.

MIPS tiene 72 patentes otorgadas, la mayoría de ellas respaldando la principal que permite un movimiento relativo de 10-15 mm entre dos superficies diferentes, normalmente la cabeza y el casco. Ese es el concepto básico de MIPS. Se han presentado otras 71 solicitudes de patente.

MIPS dice que ha realizado cerca de 20,000 pruebas de cascos desde su inicio.

¿Cuál es la importancia del movimiento de rotación?

Levante la mano si alguna vez se ha bajado de la bicicleta. De acuerdo, eso es mucho de ustedes. Mantenga las manos en alto si se golpeó la cabeza o el casco de la bicicleta. Y mantén las manos en alto si te caíste verticalmente al suelo cuando saliste. Lo más probable es que haya un elemento en ángulo, ¿verdad? 

“Los impactos oblicuos son los más comunes en la mayoría de los deportes”, dice Peter Halldin de MIPS. 

“La velocidad media de impacto en un accidente de bicicleta está entre 6,0 m / seg [21,6 km / ho 13,4 mph] y 6,5 m / seg [23,4 km / ho 14,5 mph], el ángulo medio de impacto es de 45 ° y el más común El impacto es con la carretera, no con un coche.

“Si hay un impacto en ángulo y si el coeficiente de fricción [entre el casco y la carretera] es lo suficientemente alto, entonces podríamos obtener una fuerza tangencial. Una fuerza tangencial conducirá a la rotación y el cerebro es muy sensible al movimiento de rotación”.

El movimiento de rotación es algo que los científicos han considerado importante para las lesiones en la cabeza durante al menos medio siglo. No es una idea que venga de MIPS; todo el mundo está de acuerdo en que es fundamental evitar el movimiento de rotación.

“En general, podemos ver que [cuando las personas se golpean la cabeza] hay dos tipos de lesiones biomecánicas: lineales y rotacionales”, dice Hans von Holst. “Tienes diferentes tipos de fracturas y contusiones cuando tienes una fuerza directa en un ángulo de 90 ° con el tejido cerebral, mientras que las lesiones por rotación incluyen cosas como hematoma subdural y lesión axonal difusa”.

El hematoma subdural (el tipo más común resulta del desgarro de las venas que atraviesan el espacio subdural desde la superficie del cerebro hasta el seno sagital superior, si realmente desea saberlo) es donde la sangre se acumula entre el cráneo y la superficie del cerebro y puede poner en peligro la vida, mientras que las lesiones axonales difusas se producen cuando se producen lesiones dispersas en un área extensa. 

En resumen, ¡el movimiento de rotación es una mala noticia! 

Entonces, ¿qué hace MIPS?

El objetivo de MIPS es reducir el movimiento de rotación en un impacto redirigiendo energías y fuerzas. En comparación con todo ese detalle de traumatismo craneoencefálico, la solución MIPS es bastante sencilla: se incorpora una capa de baja fricción en un casco que permite un movimiento relativo de 10-15 mm entre el casco y la cabeza en todas las direcciones.

La mayoría de las veces, la capa MIPS se agrega a un casco como forro interno. Probablemente los haya visto: hechos de plástico de policarbonato amarillo, se colocan entre su cabeza y el cuerpo de poliestireno expandido (EPS) del casco. La idea es que, en caso de impacto en ángulo, el casco se deslice en relación con la capa MIPS y la cabeza, reduciendo el movimiento de rotación transferido al cerebro.

“Cuando empezamos en 1996, para ser honesto, tenía una idea equivocada de por qué funciona”, dice Peter Halldin. “Al principio pensé que era porque MIPS distribuía la carga sobre un área más grande de EPS, por lo que pusimos en acción más EPS, y también que se debía al calor de fricción, pero estaba equivocado.

“Hicimos un análisis numérico muy detallado de cómo se absorbía la energía o dónde estaba desapareciendo. Cuando un casco impacta contra el suelo, el coeficiente de fricción significa que el suelo ‘agarrará’ el casco. Si no tienes un sistema MIPS en el casco, esto provocará la rotación de la cabeza.

“Pero con MIPS estamos imitando el aterrizaje en el hielo. Lo que en realidad estamos haciendo es redirigir la energía. En lugar de obtener la rotación, dejamos que la cabeza continúe en la forma en que se supone que debe ir, por lo que redirigimos la energía de rotación a energía lineal. la cabeza en un casco con MIPS rotará menos que una cabeza en un casco sin MIPS. Por supuesto, tenemos algo de calor de fricción y distribuimos la carga sobre una porción más grande del casco, pero yo diría que el 50% de la energía la absorción no es realmente absorción, es redirección.

“Cuando tenemos un impacto con el suelo, el tiempo de contacto en el que el casco puede hacer algo es de 5 a 10 milisegundos, y durante este período tan corto las fuerzas son como tener de 10 a 12 personas parados sobre tu cabeza. Por eso Necesitamos que la capa MIPS tenga un coeficiente de fricción muy bajo para reducir la rotación de la cabeza “.

MIPS muestra esta ilustración que se ha generado mediante el modelado de elementos finitos. Se basa en datos de acelerómetros en una cabeza simulada de prueba de choque que fue sometida a impactos en ángulo mientras usaba un casco MIPS y un casco que no era MIPS. Según este modelo, hay mucha menos tensión en el cerebro con MIPS.

“No podemos decir que si la tensión supera un cierto nivel, sufrirá una lesión, pero tenemos modelos que son capaces de decir que un casco es mejor que otro”, dice Peter Halldin.

Sin embargo, nadie dice que un modelo de elementos finitos sea perfecto.

“Es muy bueno para comparar diferentes estructuras de productos, pero por otro lado es tan simple en comparación con un ser humano”, dice Hans von Holst. “Pasarán décadas antes de que podamos simular lo que sucede a nivel celular cuando se produce un impacto”.

El proceso de desarrollo de MIPS

Los cascos de bicicleta vienen en varias formas y tamaños, con diferentes patrones de ventilación y características de diseño, por lo que no existe un sistema MIPS de talla única.

“La solución MIPS que funciona mejor puede variar mucho entre cascos”, dice Amy Pomering, ingeniera de desarrollo de productos en MIPS. “Con los cascos de bicicleta de carretera, el peso y la ventilación son importantes además de la seguridad.

“Para que el casco sea lo más seguro posible, es necesario que haya mucha cobertura de superficie, pero si cubrimos todas las rejillas de ventilación, nadie va a comprar el casco porque hará demasiado calor, así que no hemos logrado mucho”. ! Siempre tiene que haber un equilibrio mientras nos aseguramos de que esté a la altura de nuestros estándares “.

Como se mencionó anteriormente, la mayoría de los sistemas MIPS toman la forma de una capa de plástico deslizante de policarbonato que se coloca dentro de un casco existente, pero ese no siempre es el caso. El casco Giro Aether (arriba), por ejemplo, utiliza tecnología esférica MIPS, donde el casco está construido a partir de dos capas de EPS que forman el sistema de plano deslizante. En caso de impacto, estas dos partes del casco están diseñadas para moverse entre sí para reducir las fuerzas de rotación transferidas a su cabeza. Esto significa que no hay un revestimiento adicional en el interior que pueda afectar la ventilación.

En la mayoría de los casos, una marca de casco enviará un archivo de un nuevo diseño a los ingenieros CAD (diseño asistido por computadora) en MIPS, quienes luego crearán el archivo CAD para la capa de baja fricción. Los cascos ya habrán pasado los estándares de prueba actuales.

Luego se producen los cascos y se envían modelos MIPS que contienen la capa de baja fricción en todos los tamaños, junto con sus equivalentes sin la capa de baja fricción agregada. MIPS realiza sus propias pruebas de impacto oblicuo en el laboratorio. Prueba en tres direcciones de impacto diferentes para medir la rotación en los tres ejes anatómicos: X es hacia adelante, Y es hacia un lado y Z es hacia arriba. Cada prueba se graba con una cámara de alta velocidad para que cualquier resultado inesperado pueda analizarse más tarde.

MIPS mide las aceleraciones lineales y angulares a lo largo del tiempo y utiliza esta información en el modelo de elementos finitos para calcular la tensión dentro del cerebro.

“ Los resultados de los cascos con MIPS con los resultados de los cascos sin y buscamos una reducción de la deformación superior al 10% en cada eje”. “Normalmente obtenemos reducciones del 20%, 30% o incluso del 40%, pero el 10% es el mínimo.

Podríamos ver una reducción del 50% en la aceleración angular o rotacional con MIPS, pero eso realmente no le dice sobre el riesgo de lesión cerebral. Para comprender el riesgo de lesión cerebral, debemos observar la aceleración a lo largo del tiempo. . Puede manejar un pulso de aceleración muy alto durante un período de tiempo muy corto, pero cuanto más tiempo afecte la aceleración a su cabeza, más energía y fuerza se transmitirá a su cabeza y cerebro, por lo que debe tomar en consideración el tiempo y no sólo mire la amplitud al evaluar el casco “.

¿Cómo afecta MIPS al precio?

MIPS eleva el precio de un casco. Un Giro Savant sin MIPS, por ejemplo, se vende a 84.99 mientras que la versión MIPS es 20 más cara a 104.99.

Un Airnet especializado sin MIPS cuesta 100, mientras que el Airnet MIPS cuesta 120, y el casco Circuit Women’s de Bontrager cuesta 69.99 a PVP completo, mientras que la versión MIPS cuesta 89.99.

¿Está bien definido?

No todo el mundo está de acuerdo, por supuesto. Nunca lo hacen, especialmente cuando se trata de cascos. 

Según el programa de defensa del casco The Bicycle Safety Institute , “las pruebas de laboratorio con una cabeza móvil sin restricciones con una cubierta de goma pegajosa y sin cuello adherido impactan un yunque inclinado de 45 grados muy áspero con las correas apretadas sobre una mandíbula inflexible (la configuración que usa MIPS) demostró que MIPS reduce la aceleración rotacional en ese caso particular Todavía creemos que su casco, con un cuero cabelludo normal debajo, se moverá de todos modos. 

Cómo mejora MIPS la seguridad de un casco

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“¿Necesita MIPS? Mediante una evaluación cuidadosa, y a la luz de las pruebas de Snell que no muestran ningún beneficio en su configuración de prueba, todavía no estamos convencidos de que lo necesite. El fabricante ha mantenido el mismo perfil exterior y ha reducido el grosor del forro normal para acomodar la capa MIPS, o si deja que el casco se deslice demasiado, o si el coste extra del modelo MIPS hace una diferencia para ti … el jurado aún está deliberando sobre MIPS “.

MIPS no está de acuerdo, por supuesto. 

“Tenemos más de 17.000 pruebas realizadas en Suecia que muestran que todos los cascos con MIPS son significativamente mejores que los cascos sin MIPS”, dice Peter Halldin. “Tenemos evidencia científica de que un casco con una capa de baja fricción marcará la diferencia en una prueba que incluye una fuerza tangencial”.

El Grupo Sueco de Seguros Folksam probó recientemente los cascos para bicicletas y concluyó: “Los cascos equipados con el Sistema de protección contra impactos multidireccional (MIPS) se desempeñaron en general mejor que los demás”.

Sin embargo, hay que decir que el tamaño de la muestra fue pequeño: solo 11 cascos. Folksam llegó a la misma conclusión cuando probó nueve cascos de bicicleta para niños y 15 cascos ecuestres.

Virginia Tech, en colaboración con el Instituto de Seguros para la Seguridad en las Carreteras, realizó pruebas a  principios de este año ( la metodología está aquí ) en 30 cascos: 10 MIPS y 20 no MIPS.

“Nuestras pruebas de impacto de casco de bicicleta evalúan la capacidad de un casco para reducir la aceleración lineal y la velocidad de rotación de la cabeza como resultado de una variedad de impactos que un ciclista podría experimentar”, dice Virginia Tech.

Cuando se clasificaron en orden, los cascos MIPS ocuparon los seis primeros lugares en estas pruebas.

Dejando de lado los problemas de seguridad, algunas personas han descubierto que una capa MIPS puede afectar la ventilación. Cada capa de MIPS es individual para un diseño de casco en particular con espacios diseñados para permitir que las rejillas de ventilación en la carcasa y el EPS hagan su trabajo, pero los ciclistas a veces se quejan de que el flujo de aire se reduce. 

Esto es un problema menor con un casco como el Giro Aether que usa un sistema esférico MIPS (ver arriba). 

El futuro

MIPS está desarrollando nuevas formas de cabeza porque cree que las que se utilizan actualmente en las pruebas de cascos no son perfectas. También dice que aunque los estándares de prueba de cascos actuales son útiles para medir impactos verticales y para asegurarse de que se le ofrezca protección contra fracturas de cráneo, también deberían medir impactos en ángulo más probables. 

“Para que esto suceda, necesitamos algún medio de aprobar o rechazar los factores de rotación”, dice Peter Halldin. “Podríamos utilizar un modelo de elementos finitos y calcular la deformación, aunque los modelos utilizados difieren, por lo que aún no estamos preparados para eso, pero creo que se introducirán nuevos métodos de prueba en los próximos años”. 

Anexo: posición de Kask

Desde que publicamos este artículo, el PR de Kask se ha puesto en contacto para dejar en claro que su decisión de no incorporar la tecnología MIPS en sus cascos no se debe a consideraciones financieras. 

Kask ha hecho una declaración en la que explica su posición sobre la seguridad de los cascos para ciclistas diciendo: “Desde 2021, los principales organismos reguladores internacionales como CEN, AU / NZS han estado estudiando el tema de los impactos rotacionales. Durante este período, ningún organismo regulador ha adoptado los protocolos de prueba creado por ciertos fabricantes que pretenden demostrar el valor de sus sistemas para absorber la energía rotacional creada por impactos oblicuos.

“El CEN (Comité Europeo de Normalización), sin embargo, está desarrollando un método para medir la absorción de energía de impactos tangenciales (oblicuos), propuesto por su comité técnico de protección de la cabeza. Este grupo se conoce como CEN TC 158 / WG 11 .

“Los requisitos del WG 11 también se basarán en la evidencia de varias publicaciones científicas y estándares …

“Todos los cascos de ciclismo de Kask se han sometido a esta prueba y han superado sus requisitos.