HANS: il dispositivo che il motorsport ha ignorato per vent’anni prima di renderlo obbligatorio

Il cognato e il professore

La storia dell’HANS comincia con un pilota che vola per aria a Mosport e con un professore di ingegneria biomeccanica che per caso è suo cognato.

Anno 1980. Jim Downing, pilota americano di endurance, cinque volte campione IMSA nelle categorie dei prototipi leggeri. A Mosport sopravvive a un incidente serio che gli lascia addosso una paura concreta. L’anno dopo, a Mid-Ohio, il suo amico Patrick Jacquemart muore collaudando una Renault Le Car Turbo. Jacquemart non muore per l’urto in sé. Muore per una lesione del gruppo testa-collo che la medicina sportiva dell’epoca identificava genericamente come “frattura basilare del cranio”: una famiglia di traumi alla base del cranio e alla giunzione con la colonna cervicale che, in un impatto frontale con il corpo trattenuto dalle cinture, concentra l’energia nella zona più vulnerabile dello scheletro umano.

Prima di andare avanti chiariamo i termini, perché confonderli porta a dire sciocchezze. Una frattura basilare del cranio è, in senso stretto, la rottura delle ossa che formano la base del cranio (occipitale, temporale, sfenoide). Una lussazione o disarticolazione atlanto-occipitale è invece la separazione del cranio rispetto alla prima vertebra cervicale, l’atlante. Sono lesioni distinte, possono coesistere ed entrambe sono spesso mortali in impatti frontali violenti con il corpo trattenuto dalle cinture. La letteratura medica sportiva e la stessa industria del motorsport hanno riunito per decenni queste lesioni sotto l’etichetta “basilar skull fracture” (BSF) per abitudine e convenienza, ma vale la pena sapere cosa c’è dietro al termine.

Jacquemart muore sul colpo. Downing va al funerale e torna a casa con una domanda: come diavolo si impedisce tutto questo?

Alla cena del Thanksgiving lo racconta a suo cognato. Suo cognato si chiama Robert Hubbard e non è un pilota. È professore di ingegneria biomeccanica alla Michigan State University, ha lavorato nel programma di sicurezza di General Motors e passa le sue giornate a studiare come si rompono gli esseri umani quando qualcosa li spinge con forza.

Hubbard ascolta. Ci pensa. E dice l’ovvio: se le cinture trattengono il corpo ma la testa resta libera, bisogna offrire una via alternativa che permetta alla forza di decelerazione di arrivare alla testa senza doverla far passare tutta attraverso il collo. Non si tratta di “fissare la testa al corpo” come un collare ortopedico. Si tratta di condividere il carico: aggiungere un percorso fisico (casco → tiranti → giogo → cinture) attraverso cui l’energia di decelerazione possa viaggiare, scaricando parte di ciò che il collo dovrebbe sostenere da solo.

Quell’idea, tradotta in hardware, è l’HANS. I vent’anni successivi sono serviti a farla funzionare mentre l’industria del motorsport li ignorava.

Cosa succede dentro un collo in un impatto frontale, senza drammi

Andiamo sulla biomeccanica piano, perché è importante capirla bene e perché di solito viene raccontata male.

Quando una macchina da corsa urta frontalmente e decelera di colpo, le cinture trattengono il torso del pilota contro il sedile. Fin qui facile. Ma la testa, con il casco in testa, pesa tra i quattro e i cinque chili e non è fissata a nulla. L’inerzia la spinge in avanti. L’unico punto di ancoraggio della testa al corpo è il collo, con le sue sette vertebre cervicali, i suoi legamenti e la giunzione cranio-cervicale (dove la base del cranio appoggia sull’atlante).

Tutta la forza necessaria a frenare quella massa inerziale della testa deve passare dal collo. Quanta forza, esattamente, dipende da diversi fattori che non si riducono a una cifra sola: il pulse di decelerazione (come si evolve la decelerazione nel tempo, non solo il suo valore di picco), la direzione dell’impatto, la durata, la presenza o meno di altri contatti (volante, roll-cage, schienale), l’angolo del collo nel momento dell’impatto e le caratteristiche fisiche del pilota.

La letteratura biomeccanica degli anni Settanta e Ottanta ha stabilito soglie di riferimento per la frattura della base del cranio in prove controllate: attorno ai 3.300 N di tensione verticale sul collo (circa 335 kgf, chilogrammo-forza) e 3.100 N di taglio in avanti (circa 318 kgf). Questi valori provengono da test specifici con geometrie e pulse definiti. Non sono una frontiera universale oltre la quale qualunque collo cede: sono riferimenti di prova, non sentenze di morte. Nel mondo reale, due impatti con gli stessi carichi di picco possono produrre lesioni molto diverse a seconda di come si distribuiscono nel tempo e dell’occupante.

L’HANS non “elimina l’inerzia” della testa, cosa fisicamente impossibile. Quello che fa è offrire un percorso di scarico parallelo al collo: dei tiranti di ritenuta (non elastici, in materiale resistente, calibrati in lunghezza) uniscono il casco a un giogo in materiale composito appoggiato sulle spalle del pilota. Quel giogo resta intrappolato sotto le cinture di ritenuta (che la normativa FIA ammette a cinque o sei punti a seconda del regolamento applicabile). Quando l’auto frena, le cinture trattengono il torso. Il giogo, trattenuto dalle cinture, frena con il torso. E i tiranti conducono parte della forza inerziale della testa direttamente al giogo, invece di farla passare tutta per il collo.

Risultato: il collo continua a lavorare, ma sopporta una frazione di quello che sopporterebbe da solo. Nei sled test pubblicati da Hubbard e da gruppi accademici dal 1989 in poi, l’HANS ha ridotto i carichi di picco misurati sul collo di margini molto significativi. Le cifre esatte variano a seconda della configurazione di prova, del pulse di decelerazione e della variabile misurata (tensione, taglio, momento flettente, accelerazione del cranio). Il famoso “80 per cento di riduzione” si riferisce a parametri specifici in test specifici e non va trattato come verità universale.

Quello che non cambia è l’idea: condividere il carico. L’idea funziona. E dal 1985 esistevano prototipi funzionanti a dimostrarlo.

I primi anni: 250 unità in un decennio

Il primo prototipo dell’HANS risale al 1985, anno in cui Hubbard deposita il suo primo brevetto. Un collare in vetroresina con due tiranti che collegano il casco al pezzo dorsale del pilota.

Il 30 novembre 1986 Downing lo indossa alla prova finale di stagione IMSA a Daytona, non alla 24 Ore (che si corre a inizio anno). Lo descrive lui stesso come ridicolmente grande. La gente lo guarda storto. È il primo pilota al mondo a correre con un sistema di ritenuta per testa e collo. Il secondo pilota a indossarlo sarà Paul Newman.

Nel 1989 i primi sled test seri con manichini e cinture reali confermano che il principio funziona e che i carichi sul collo scendono in modo sostanziale rispetto alle soglie di riferimento pubblicate. I dati sono pubblicati. Esistono articoli accademici con peer review.

Non frega niente a nessuno.

Vent’anni nel deserto

Ecco la parte che nessun regolatore ama ricordare. Hubbard e Downing passano gli anni Ottanta e Novanta a cercare di vendere l’HANS a chiunque lo compri. La risposta generale del motorsport è uno sbadiglio collettivo.

I piloti lo trovano brutto. Ingombrante. Dicono che sfrega. Che limita la visione periferica. Che è scomodo in abitacoli stretti. La NASCAR, dove le lesioni cranio-cervicali uccidono piloti con una certa regolarità, non vuole sentirne parlare. I fabbricanti principali di equipaggiamenti di sicurezza che Downing e Hubbard contattano per produrlo in serie declinano uno dopo l’altro.

Nel 1990 fondano Hubbard/Downing Inc. perché non trovano più nessuno che glielo fabbrichi. Se lo faranno da soli. La prima unità commerciale esce nel 1991. Le vendite in tutto il primo decennio sommano circa 250 unità. Duecentocinquanta in dieci anni. Due al mese di media. Era insostenibile. Hubbard e Downing reinvestono il poco che guadagnano nel continuare a sviluppare l’apparato.

E in quei vent’anni ci sono nomi. Funerali. Vedove. Ognuno è un pilota ucciso dal tipo di lesione che Hubbard e Downing stavano cercando di prevenire.

1994. Imola. La crepa si apre.

Il weekend del Gran Premio di San Marino a Imola, il 29 e 30 aprile e il 1° maggio 1994, è il momento che spezza in due la storia della sicurezza nelle corse.

Venerdì 29 aprile. Prove libere. Rubens Barrichello, pilota brasiliano della Jordan, prende un cordolo alla Variante Bassa e viene scaraventato contro il muro di gomme. L’impatto registra 95 g. Barrichello perde conoscenza ma sopravvive con un polso slogato e il naso rotto. Il weekend parte già male.

Sabato 30 aprile. Qualifiche. Roland Ratzenberger, austriaco, debuttante in F1 con la Simtek-Ford. In curva Villeneuve l’alettone anteriore della sua monoposto si rompe. Perdendo il carico aerodinamico anteriore l’auto va completamente in squilibrio, Ratzenberger non riesce né a sterzare né a frenare efficacemente, e colpisce il muro di cemento a circa 225 km/h. Muore sul colpo per lesioni cranio-cervicali gravissime.

Domenica 1° maggio. Gara. Giro sette. Ayrton Senna, tre volte campione del mondo, in testa con la sua Williams-Renault FW16. Al Tamburello perde il controllo a oltre 300 km/h e si schianta contro il muro di cemento. Un pezzo di sospensione anteriore penetra nel casco. Senna muore per le ferite craniche causate da quella penetrazione, non per il tipico meccanismo cranio-cervicale senza penetrazione che l’HANS era progettato per contrastare. Questa distinzione è importante: l’HANS protegge contro i carichi inerziali sul collo, non impedisce che un oggetto perfori un casco. La morte di Senna fu parte del detonatore politico che portò la F1 a dare priorità alla sicurezza, ma il suo pattern di lesione specifico non è l’esempio da manuale di quello che l’HANS avrebbe potuto evitare.

Due piloti morti in 24 ore. Un terzo gravemente ferito il giorno prima. Sid Watkins, medico capo della F1, preme sulla FIA. Comincia la guerra contro i traumi cranici in gara. Mercedes riceve l’incarico di studiare sistemi di protezione. La casa tedesca testa airbag per abitacolo, piantoni dello sterzo collassabili, e a un certo punto qualcuno si ricorda che esiste un apparato americano chiamato HANS che è sul mercato da dieci anni e ha venduto duecentocinquanta e qualcosa unità.

Mercedes mette alla prova l’HANS contro i propri airbag tra il 1996 e il 1998. L’HANS ottiene risultati migliori sui parametri misurati. Nel 1997 Mercedes chiude il proprio progetto airbag F1 e sposta risorse all’ottimizzazione dell’HANS. La seconda generazione, sviluppata con gli ingegneri Mercedes nel 1999, è più piccola e finalmente entra in un abitacolo di F1.

Ma la FIA ci mette ancora anni a renderlo obbligatorio. Politica, inerzia dei piloti, costi. Nulla si muove alla velocità con cui dovrebbe.

18 febbraio 2001. Daytona. L’industria si arrende.

Ultimo giro della Daytona 500. La #3, Dale Earnhardt, sette volte campione della Cup. Earnhardt non indossa l’HANS. Negli otto mesi precedenti alla sua morte la NASCAR aveva già perso diversi piloti per lo stesso meccanismo di lesione: Adam Petty (maggio 2000, New Hampshire), Kenny Irwin Jr. (luglio 2000, stessa pista), Tony Roper (ottobre 2000, Texas). Tre piloti in otto mesi, nessuno con l’HANS, e la NASCAR continua a non renderlo obbligatorio.

Nelle poche ore successive alla morte di Earnhardt gli uffici di Hubbard/Downing a Chamblee, Georgia, vanno in tilt. Nella settimana dopo l’incidente vendono più unità (circa 300) che in tutti gli anni Novanta messi insieme. Le vendite dell’HANS nel 2001 passano dalle 250 accumulate a oltre 3.000 a fine anno.

Nell’ottobre 2001 la NASCAR rende obbligatorio l’uso di un dispositivo di ritenuta per testa e collo, ammettendo tanto l’HANS quanto il Hutchens device (un concorrente progettato da Bobby Hutchens). È solo nel 2005 che la NASCAR impone specificamente l’HANS, dopo il ritiro di fatto del Hutchens device per risultati peggiori nei test.

La CART aveva reso obbligatorio l’uso di HANS sugli ovali nel 2001 e su tutti i circuiti nel 2002. La F1, sotto la norma FIA 8858 (scritta nel 2002), lo rende obbligatorio per la stagione 2003. Felipe Massa diventa il primo pilota a indossarlo in una gara di F1, al GP d’Italia 2002, prima dell’obbligo. WRC e V8 Supercars obbligano FHR nel 2005. La NHRA l’aveva adottato prima, nel 1996, e lo rende obbligatorio nel 2004.

Oggi il mercato dei dispositivi di ritenuta frontale per la testa (FHR, Frontal Head Restraint, la categoria tecnica che la normativa FIA 8858 definisce e che include l’HANS ma anche altri progetti omologati) è ampio. FHR non è semplicemente il nome neutro dell’HANS, è la categoria tecnica più ampia. L’HANS è di gran lunga il dispositivo FHR più conosciuto e venduto, ma esistono alternative omologate sotto la stessa norma. Quando si legge che “più di 275.000 piloti usano l’HANS”, la cifra proviene dalla presentazione del libro CRASH! del 2020 e va letta come ordine di grandezza storico cumulato, non come censimento attivo nel 2026.

Nove morti e una domanda senza risposta

Se l’HANS era sul mercato dal 1991, con dati pubblicati e revisionati che mostravano una riduzione significativa del carico cranio-cervicale, perché hanno dovuto morire Ratzenberger, Adam Petty, Kenny Irwin, Tony Roper, Gonzalo Rodríguez, Greg Moore, Blaine Johnson e Dale Earnhardt prima che qualche organizzatore lo rendesse obbligatorio?

Attenzione qui, per non cadere nella stessa trappola che denunciamo. L’HANS non è progettato per prevenire qualunque morte in corsa. Un impatto con penetrazione del casco (come quello di Senna), un impatto contro un ostacolo che entra nella zona del pilota al di sopra del casco (come quello di Bianchi a Suzuka nel 2014), o un impatto laterale massiccio con compromissione diretta della cella di sopravvivenza, stanno fuori dall’inviluppo di protezione per cui l’HANS è stato progettato, che è quello dei carichi inerziali frontali sul collo in impatti che la cella di sopravvivenza regge.

Ma nel perimetro per cui è stato progettato (impatti frontali violenti con corpo trattenuto dalle cinture, testa libera, lesione per carico inerziale sulla giunzione cranio-cervicale), l’HANS ha studi pubblicati che ne supportano l’efficacia. E la FIA, per bocca di Nuno Costa, capo della Sicurezza dei Competitori, ha pubblicamente identificato incidenti specifici in cui ritiene che un FHR sia stato decisivo per la sopravvivenza. Robert Kubica in Canada 2007 e Felipe Massa a Monaco 2004 sono spesso citati in questo contesto, anche se la sopravvivenza a un incidente in corsa non dipende mai da un solo pezzo d’equipaggiamento: casco, sedile, cinture, FHR, cella di sopravvivenza, barriere d’impatto e procedure mediche lavorano insieme.

Il perché ci siano voluti così tanti anni ha diversi strati, e tutti lasciano male qualcuno.

Cultura del pilota. Il motorsport si è costruito sull’immagine del pilota come uomo duro che accetta il rischio. Mettersi un apparato che sembra un collare ortopedico contraddiceva l’immagine. Earnhardt, in un test a Indianapolis nel 2000, disse a Mike Helton, futuro presidente della NASCAR, che non voleva nemmeno sentire parlare dell’HANS. Morì otto mesi dopo.

Cultura dell’organizzatore. La NASCAR perse Adam Petty, figlio di Kyle e nipote di Richard, una delle dinastie più sacre della serie, nel maggio 2000. Non rese obbligatorio l’HANS. Perse Kenny Irwin Jr. due mesi dopo. Non lo rese obbligatorio. Perse Tony Roper in ottobre. Non lo rese obbligatorio. Ci volle Dale Earnhardt, icona nazionale, perché l’organizzazione muovesse qualcosa.

Economica. Un HANS fatto a mano negli anni Novanta costava una cifra non trascurabile, anche se i prezzi iniziali esatti non sono documentati con la precisione che vorremmo. Nelle categorie professionali non era un problema. Nel racing amatoriale e di club lo era, almeno finché la produzione industriale successiva non ha abbassato i costi.

Regolatoria. La FIA ci ha messo quasi dieci anni, da Imola, a renderlo obbligatorio in F1. Mercedes mise i dati sul tavolo nel 1998. La norma 8858 FHR fu scritta nel 2002. Il mandato F1 entrò nel 2003. Nove anni tra i morti di Imola e l’obbligo.

Quello che indossi tu se corri

Se corri in qualunque categoria affiliata FIA, il tuo FHR deve essere omologato sotto la norma FIA 8858 (nelle sue varianti 8858-2002, 8858-2010 o successive). Negli Stati Uniti esiste anche la norma SFI 38.1. Sono due sistemi di omologazione distinti, non equivalenti, e la categoria in cui corri ti dice a quale devi rispondere.

Le specifiche concrete (peso del giogo, dimensioni, lunghezza dei tiranti, angoli di collare disponibili, procedura di regolazione) dipendono dal modello, dal costruttore e dall’uso cui è destinato. Non esiste “l’HANS moderno” come oggetto unico con misure fisse. Ci sono modelli diversi per applicazioni diverse: F1 (più reclinata), rally (intermedia), stock car o GT (più eretta), con angoli di collare tipicamente tra 10° e 40° a seconda del catalogo. I tiranti standard servono per molte applicazioni; nelle categorie di alto livello si personalizzano in base all’altezza del pilota e alla geometria del casco.

I tiranti di ritenuta hanno una vita utile che il costruttore specifica (negli HANS attuali, circa cinque anni in condizioni normali, o prima se si rileva usura o se hanno subito un impatto significativo). Il giogo, da parte sua, va ispezionato dopo impatti gravi e secondo le raccomandazioni del costruttore. Gli attacchi al casco devono essere i terminali approvati (in configurazione M6 di solito) e il casco deve essere predisposto per FHR, con gli inserti metallici omologati al loro posto.

Se te lo metti male o lo porti male regolato, non funziona. Esistono procedure pubblicate, scuole di istruttori e commissari tecnici che te lo controllano in pre-grid.

Per i dettagli esatti del tuo equipaggiamento, guarda il manuale del costruttore, il regolamento tecnico della tua categoria e la relativa guida FIA. Il tuo commissario non sono io.

Il silenzio attuale

Oggi, in F1, in NASCAR, in IndyCar, in WRC, a Le Mans, in GT3, in F2, F3, Formula Regional, in Le Mans Hypercar e LMP2, in Super Formula e Super GT, l’FHR è invisibile e obbligatorio. Non va in TV. Non fa rumore. Non si rompe quasi mai.

L’ultima morte in F1 è stata quella di Jules Bianchi per le ferite riportate nell’incidente di Suzuka del 5 ottobre 2014. Bianchi è morto il 17 luglio 2015. La lesione che l’ha ucciso è stata una lesione assonale diffusa, un tipo di danno cerebrale traumatico causato dallo scivolamento interno delle fibre nervose durante un’accelerazione o decelerazione brusca e violenta. Non è stata una frattura basilare nel senso in cui lo era quella di Earnhardt. Il rapporto ufficiale della FIA, di 396 pagine, colloca l’impatto contro il veicolo di recupero a 126 km/h (la cifra di 213 km/h che circola a volte in rete corrisponde a una fase precedente dell’incidente, prima della perdita di controllo, e non all’urto contro la gru). Il veicolo di recupero, una gru, pesava circa 6.500 kg.

Il rapporto FIA ha concluso che, dato il tipo di impatto (una vettura da corsa contro un veicolo pesante fermo con geometria aggressiva sopra la linea del casco), la via preventiva più efficace non era migliorare la protezione dell’auto ma impedire che quello scenario potesse ripetersi. Da lì sono nati la Virtual Safety Car e le procedure rafforzate per doppia bandiera gialla e recupero veicoli.

Hubbard è morto nel 2019 a 75 anni. Downing è ancora vivo. Entrambi sono stati inseriti nel Motorsports Hall of Fame of America nel 2024 in categoria tecnica. Il loro libro CRASH!, scritto con il giornalista Jonathan Ingram, è conservato allo Smithsonian.

Hanno passato vent’anni in ombra. Hanno venduto 250 unità in un decennio. Hanno reinvestito quasi tutto. Molti piloti professionisti gli hanno riso in faccia. Hanno visto morire più di un amico esattamente per il tipo di lesione che il loro apparato era stato progettato per prevenire.

Alla fine hanno vinto. L’industria intera indossa il loro apparato (o un FHR equivalente omologato). La prossima volta che vedi un pilota di F1 scendere dalla macchina con il collare scuro visibile tra la nuca e le spalle, ricorda Patrick Jacquemart, morto a Mid-Ohio nel 1981, il cognato professore che ci ha ragionato alla cena del Thanksgiving successiva, e i vent’anni che il motorsport ha impiegato per ascoltarlo.

C’è una morale qui che non è comoda per nessuno. Il motorsport è un’industria che si vanta di essere avanti al mondo nella tecnologia. Monoscocche in carbonio, sensori di telemetria a mille hertz, aerodinamica risolta in gallerie del vento milionarie, materiali che non esistono da nessun’altra parte. Poi arriva un professore universitario con un giogo in vetroresina e due tiranti, glielo mostra, e gli dicono che è brutto. Per vent’anni. Fino al giorno in cui Dale Earnhardt si schianta contro il muro della curva 4 di Daytona davanti a milioni di spettatori in diretta.

Non è un fallimento del dispositivo. Non è un fallimento degli ingegneri. Non è un fallimento dei dati. È un fallimento dell’adulto nella stanza. Lo stesso adulto che, quando qualcosa ha un marchio commerciale accattivante e lo sponsorizza una scuderia ufficiale, lo adotta in sei mesi. Quando lo porta un outsider con una ditta in un garage della Georgia, ci vuole una generazione. E lungo la strada si seppelliscono piloti.

L’HANS non è un miracolo. È ingegneria onesta applicata a un problema noto. Quello che è anomalo è il tempo che il motorsport ha impiegato a guardarlo in faccia. Quella parte della storia non è ingegneria. È politica. E conviene non dimenticarla la prossima volta che qualcuno insiste che l’industria del motore “si autoregola bene”. Non si autoregola bene. Reagisce quando il morto ha un nome abbastanza grande.

Controlla di essere ancora vivo.