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Tecnologia no capacete para proteger o cérebro

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  • Publicado: 14/08/2020
  • Por: Ismael Baubeta

O impacto na cabeça em uma queda, diferente do que se pensava até pouco tempo atrás, não tem só a força linear no ponto do impacto do capacete, existe uma força de rotação na cabeça que pode causar danos severos ao cérebro. O inovador sistema MIPS para capacetes foi criado para minimizar este problema, desconhecido até pouco tempo atrás.

Já no final do século passado a comunidade médica descobriu que a grande maioria das lesões na cabeça não eram provocados diretamente pela pancada externa na cabeça, mas sim pela energia transmitida a seu interior.

Capacete
Jorge Lorenzo da MotoGP em queda de 2012, com impacto na cabeça (Reuters)

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Movimento interno

Os estudos comprovaram que as pancadas na cabeça dos jogadores de futebol americano, ciclistas, esquiadores e motociclistas, apesar do capacete ter impedido danos superficiais na cabeça, em alguns casos deixava os esportistas com danos cerebrais. Portanto, concluiu-se que as pancadas na cabeça geram o movimento de todo o conteúdo interno, daí os danos no cérebro.

A grande descoberta foi reconhecer que neste tipo de impacto o movimento do impacto não é somente linear, mas também angular ou rotacional. Com a descoberta, a empresa sueca MIPS foi uma das pioneiras em desenvolver um produto capaz de amenizar este tipo de movimento interno (no capacete e no cérebro).

Laboratório de testes de capacetes MIPS, tecnologia desenvolvida pelos suecos (Divulgação)

A MIPS também desenvolveu sua própria metodologia para medir o impacto angular ou rotacional, elevando o nível de homologação, que ainda pode ser estandardizado pelos orgãos competentes no assunto.

Tecnologia sueca

Multi-directional Impact Proteccion System (sistema de proteção de impactos multidirecionais) é o significado da sigla MIPS. A empresa sueca foi fundada pelo neurocirurgião Hans von Holst e seu compatriota Peter Halldin, membro do Real Instituto Tecnológico de Estocolmo.

Estes suecos notaram que as normas de homologação dos capacetes DOT, nos Estados Unidos, e ECE, na Europa, só exigiam ensaios de impactos lineares, feitos com o método de queda livre vertical do capacete de diferentes alturas contra uma superfície plana ou esférica, onde a direção da energia de impacto é o centro da cabeça.

Teste de capacete tradicional com queda perpendicular ao objeto (Angelica Rubalcaba)

Impacto oblíquo

Peter Halldin explica que este movimento de impacto pode provocar fratura de crânio, hematoma epidural e contusões, lesões que podem não ser vistas em caso de uso de capacete, comprovando que para este tipo de impacto ele funciona bem.

Por outro lado, o movimento rotacional (do impacto oblíquo) na cabeça pode provocar concussão cerebral, lesão axonal difusa e hematoma subdural.

As diferenças entre os tipos de impacto. O desenho da esquerda é linear e o da direita oblíquo (Divulgação)

Estudos específicos

Svein Kleiven juntou-se à Holst y Halldin para desenvolver o sistema de análise mediante sistema finito do cérebro humano. Svein utilizou 29 anos de estudos para definir as propriedades materiais da cabeça, crânio e veias. Utilizou-se de experimentos médicos realizados em cadáveres com raios-x de alta velocidade para poder comparar a simulação informática ao experimento real.

No estudo descobriu-se que os impactos lineares geram no cérebro uma tensão de 6 a 9%, enquanto o angular pode alcançar 30%, além de afetar uma área maior. Acima de 20% já há alto risco de comoção cerebral.

Como são realizados os testes de impacto angular

A sede do MIPS em Estocolmo, Suécia, tem um laboratório para testes de impacto que consiste em um poste vertical (igual aos de teste das normas convencionais), no qual o capacete é preso e lançado (em queda livre) de diferentes alturas de encontro a uma superfície.

Esta superfície (plana ou esférica) nos testes tradicionais recebem o impacto do capacete em linha vertical, no MIPS esta superfície é seccionada a 45°, o que força a rotação do capacete ao impactar sobre ela.

Desenho de lançamento do capacete em superfície oblíqua (Divulgação)
Na foto o teste da FIM, FIM Racing Homologation Programme (FIM)

Como funciona o MIPS

O princípio do MIPS é imitar o líquido cefalorraquidiano, que permite ao cérebro deslizar dentro do crânio para amortecer em caso de pancada. É isso o que o MIPS copia nos capacetes, com uma superfície de baixa fricção no interior do casco que cobre toda a cabeça e, em caso de acidente permite o deslizamento de 10 a 15 milímetros em todas as direções do capacete em relação à cabeça.

A cabeça desliza de 10 a 15 mm dentro do casco, suficientes para proteger o cérebro (Divulgação)

Nos cascos sem esta tecnologia o movimento pode ser de 3 ou 4 mm, insuficientes contra a força rotacional, além do que, a pressão interna no impacto com o solo pode impedir o movimento.

Fisicamente o MIPS é como um “gorro” interno acoplado entre a superfície acolchoada e a calota interna do capacete, fabricado em policarbonato com 0,5 mm de espessura e envernizado em material de baixa aderência. Formato que não exige grandes mudanças em modelos de cascos existentes.

Em caso de acidente, o MIPS permite que a cabeça siga a direção do movimento sendo menos afetada pela rotação angular, amortecendo e redirecionando a força do impacto, retardando assim a chegada da energia do impacto ao cérebro, condição primordial para protegê-lo.

Exemplo de danos no cérebro com e sem o componente sueco (Divulgação)

Homologação FIM para MotoGP

Embora a tecnologia ainda não seja obrigatória em nenhuma normatização, a FIM (Federação Internacional de Motociclismo) já exige que os capacetes dos pilotos da MotoGP sejam equipados com a tecnologia.

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Para as fábricas não é necessário fazer grandes mudanças nos cascos para desenvolver o MIPS para cada modelo, o empecilho é o alto custo para a nova homologação deles.

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