3 diseños de cascos de próxima generación que podrían frenar las conmociones cerebrales en la NFL

Durante décadas, la apariencia de los cascos de fútbol americano no ha cambiado mucho. Sin embargo, la tecnología dentro de ellos se actualiza constantemente para hacer que el juego sea más seguro para los atletas. Después de que se aclararon los vínculos entre la encefalopatía traumática crónica (CTE) y las lesiones en la cabeza del fútbol americano, la NFL se centró en el diseño del casco.

En 2019, la NFL lanzó su Helmet Challenge , que otorgaría subvenciones a los innovadores que desarrollaron cascos que superaron a los cascos actuales en el campo para proteger a los jugadores de lesiones en la cabeza. Los primeros prototipos se enviaron en julio de 2021 y la liga pasó meses sometiéndolos a una variedad de abusos en el laboratorio para ver cómo se comportaban.

Solo en 2021, entre la pretemporada y la temporada regular, la NFL vio 187 conmociones cerebrales. Pero los tres ganadores del Helmet Challenge esperan cambiar eso. Kollide, Impressio y Xenith recibieron subvenciones por sus cascos innovadores que combinan tecnología sofisticada con un diseño elegante y énfasis en la comodidad del jugador. Aquí hay un resumen de cada uno:

Protección para la cabeza hiperpersonalizada de Kollide

Kollide, con sede en Montreal, diseñó su prototipo completamente desde cero, sin experiencia previa en la fabricación de cascos de fútbol americano.

Kollide es un consorcio de cuatro empresas diferentes que se unieron antes del concurso. Kupol se especializó en impresión 3D. Numalogics trabajó en pruebas virtuales, originalmente simulando implantes médicos en el cuerpo. ShapeShift proporcionó un software que personalizó el producto para que se adaptara perfectamente a los jugadores mediante un escaneo 3D. Tactix era una empresa de diseño industrial que anteriormente había trabajado en equipamiento deportivo. Las cuatro empresas trabajaron junto a los investigadores Éric Wagnac e Yvan Petit, de la École de technologie supérieure.

“Al combinar nuestras cuatro empresas, vimos que existía el potencial para diseñar estructuras que mejorarían la protección de los atletas”, dijo Franck Le Navéaux, coordinador de investigación de Kollide que se unió al equipo como parte de Numalogics.

Le Navéaux fue boxeador profesional antes de su carrera como ingeniero médico, por lo que conocía de primera mano la importancia de proteger a los atletas de las conmociones cerebrales.

“Sé lo que es tener una conmoción cerebral”, dijo Le Navéaux. “No me gusta tanto el fútbol, ​​soy de Francia, tenemos rugby, pero realmente me identifico con la protección de los atletas y, a nivel personal, acepté el proyecto”.

El enfoque de Kollide fue considerar el casco como un dispositivo médico. El forro del casco está compuesto por 95 almohadillas impresas en 3D en una estructura de malla. Las almohadillas también tienen un interior de malla, que absorbe y redirige la energía de los impactos. Cada área del casco está optimizada para el tipo de impacto que es más probable que ocurra allí y Kollide puede usar escaneos 3D para personalizar el forro para las cabezas de los jugadores.

Al desarrollar el casco, Kollide realizó simulaciones que probaron virtualmente los diversos diseños. Las pruebas fueron rápidas y eliminaron la necesidad de hacer múltiples prototipos, lo que redujo los costos. Esto desempeñó un papel esencial durante el COVID-19 cuando el equipo se enfrentó a problemas de distanciamiento social y retrasos en la cadena de suministro.

Al probar el casco, Kollide se reunió con jugadores de la Liga Canadiense de Fútbol para recibir comentarios sobre su diseño.

“La alta costura de la NFL es bastante específica”, observó Le Navéaux. “Hay un legado. [La gente] sabe cómo debe lucir un jugador de fútbol y tiende a seguir este estilo”.

La NFL otorgó a Kollide $550,000, la cantidad más grande de las tres compañías en la competencia.

Cristales moleculares ahorradores de melón de Impressio

Impressio, una empresa nueva con sede en Denver, recibió $454,000 de la NFL por su trabajo en el uso de elastómeros de cristal líquido en cascos para prevenir conmociones cerebrales.

Los elastómeros de cristal líquido forman un material gomoso que absorbe y disipa energía. Los elastómeros imitan los tejidos del cuerpo, como el cartílago o el músculo. Impressio inicialmente se centró en los usos médicos de los elastómeros, aplicándolos dentro del cuerpo para disipar golpes o impactos en las articulaciones.

Chris Yakacki, cofundador de la empresa, también es profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Colorado en Denver y ha trabajado con elastómeros de cristal líquido durante años.

“Tenemos un gran disipador de golpes e impactos”, dijo Yakacki en un video de la NFL . "¿Por qué no tratamos de usarlo para proteger la cabeza?"

La capa exterior del casco de Impressio parece convencional, pero internamente, la tecnología funciona para proteger a los jugadores de las conmociones cerebrales. El interior está revestido con una estructura de celosía impresa en 3D hecha de columnas con elastómeros de cristal líquido en el interior para que, en caso de impacto, las columnas se pandeen y los elastómeros absorban la energía.

“Tenemos este material que es muy suave, muy cómodo, se puede adaptar a la cabeza”, dijo Yakacki al Denver Channel . “Pero cuando son impactados, todos esos pequeños cristales moleculares rotarán, se desharán de la energía y atenuarán las aceleraciones experimentadas por el usuario”.

Pila de seguridad de rigidez variable de Xenith

Xenith, con sede en Detroit, que recibió $496,500 en el Helmet Challenge, fue la única empresa de las tres que anteriormente fabricaba cascos de fútbol americano. Xenith coordinó el desarrollo con RHEON Labs en Londres, BASF 3DP Solutions en Alemania y la Universidad de Waterloo en Canadá.

Xenith ya tenía una larga relación con la NFL, y en los vestidores preguntaban a los jugadores qué valoraban en un casco. Muchos de los atletas dijeron que querían mejoras en el ajuste. La compañía también recibió comentarios de sus asociaciones con las universidades D1 y D2, así como con los equipos de fútbol de la escuela secundaria.

“Esencialmente, lo que queremos es hacer un casco que se pueda poner en el campo en todos los niveles de juego”, dijo Ron Jadischke, ingeniero jefe de Xenith.

El casco que Xenith tiene actualmente en el campo, el Xenith Shadow XR, brindó una plataforma sobre la cual la compañía se basó para crear el prototipo para el Helmet Challenge.

Xenith se acercó al casco a nivel de sistema, explicó Jadischke a Digital Trends, "sin mirar solo un componente, sino construyendo una pila de componentes que lo convierten en el casco de mejor rendimiento que existe".

El casco consta de una carcasa de rigidez variable, un revestimiento de celosía impreso en 3D fabricado en colaboración con BASF, estructuras geométricas de control de energía RHEON e inserciones de espuma Kinetix.

La tecnología de RHEON, que se encuentra entre el forro de confort y la carcasa, es el componente principal del casco que funciona para proteger a los jugadores de los impactos. El material está hecho de polímeros reactivos que funcionan de manera diferente según el tipo de impacto: para baja velocidad, es suave y flexible. Para impactos de mayor velocidad, el material se fortalece.

Xenith también ha trabajado en cómo hacer que sus cascos sean personalizables para adaptarse a todas las formas y tamaños de cabeza.

“Nuestro objetivo es poner el casco de mejor rendimiento, infundido con innovación e investigación, en el campo que podamos”, dijo Jadischke.