O documento descreve os principais tipos e funções de capacetes motociclísticos, bem como os processos de fabricação. Resumidamente: (1) Capacetes protegem a cabeça contra impactos e reduzem lesões graves; (2) Existem diferentes tipos com níveis variados de proteção facial e corporal; (3) A fabricação envolve a seleção de materiais leves e resistentes como termoplásticos e compósitos para a casca, e espumas como EPS para absorção de impacto.

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Grande do S
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Universidad Hab. em Des
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Graduação e
rocessos II es Santana
Materiais e P e Campoman
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Profª Ruth M
2010/2
Materiais
Poliméricos
par a
Capacetes
Motociclistde
as

2. Para quê
serve um
capacete?

3. Para quê
serve um
capacete ?
Lesões na cabeça e no pescoço são a principal causa de morte,
lesão grave e invalidez entre usuários de motocicletas. Nos
países europeus, lesões na cabeça contribuem com
cerca de 75% das mortes entre usuários de
veículos motorizados de duas rodas; em alguns países
de baixa e média renda, estima-se que as lesões na cabeça
sejam responsáveis por 88% das mortes.
Organização Pan-Americana da Saúde, 2007

4. Para quê
QUATRO TIPOS DE
FERIMENTOS NA CABEÇA
serve um
capacete?
dano no escalpo
fratura de crânio
ferimento no cérebro
ferimento no pescoço
combinação

5. Para quê
FERIMENTOS NO CÉREBRO serve um
capacete?
2 tipos
por aceleração
por desaceleração

6. Para quê
FRATURA LATERAL serve um
capacete?

7. Para quê
Reduz a desaceleração
serve um
capacete?
do crânio e o movimento
do cérebro;

8. Para quê
serve um
capacete?
Absorve parte do choque,
reduzindo a energia
do impacto;

9. Para quê
serve um
capacete?
Distribui as forças do impacto
por uma superfície maior;

10. Para quê
serve um
capacete?
Previne contato direto entre o
crânio e o objeto do impacto,
agindo como barreira mecânica.

11. Co
funci
mo cete
mcapa
ona
?
u

12. funcio
Como pacete
na
?
um ca
Um capacete é um equipamento
de segurança constituído
principalmente por um casco de
material rígido, com função de
resistir a objetos penetrantes, e
uma camada de material
espumado, para absorção de
energia de impacto.
(SHUAEIB et al., 2002)

13. Refina a audição
Corta o ruído do vento
funcio
Como pacete
na
?
um ca
Protege a cabeça
pela casca que dispersa
a energia e o espumado
que absorve o impacto
Protege olhos e face
de objetos e vento
Permite boa visão
Sistema rápido de engate
segura o capacete na cabeça

14. Acolchoamento
de conforto funcio
Como pacete
na
?
Casco rígido
um ca
Preenchimento ou espumado
Viseira
Proteção de face adicional
Sistema de retenção ou
trava de fechamento

15. Crânio Fluído cérebro-espinhal
funcio
Como pacete
na
?
um ca
Cérebro
Dura Mater

16. TIPOLOGIAS funcio
Como pacete
na
?
um ca
Capacetes de rosto inteiro
estrutura completa
proteção de toda a cabeça
pode ou não possuir viseira

17. TIPOLOGIAS funcio
Como pacete
na
?
um ca
Capacetes de rosto livre
proteção superior e lateral
proteção limitada para a área do maxilar
pode ou não possuir viseira

18. TIPOLOGIAS funcio
Como pacete
na
?
um ca
Capacetes de meia cabeça
proteção superior e lateral
maior cobertura nas laterais
geralmente não possui viseira

19. TIPOLOGIAS funcio
Como pacete
na
?
um ca
Capacetes para área tropical
especificamente projetado para países
que têm clima extremamente
quente e úmido
conhecidos como coquinho
uso questionável

20. Como é f
abricado
um capac
ete
?

21. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS ete
?
Abordagem da energia
de Mills
método baseado na
equação da energia de densidade e, em seguida, na
área de contato e velocidade de impacto.

22. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS ete
?
Abordagem da energia
de Mills
primeiramente aplicado para definir a espessura de
acolchoamento de embalagens.
o método é aplicado em duas etapas

23. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS
Abordagem da energia de Mills
ete
?
Método de comparação da
energia instantânea de densidade
análises experimentais para gerar a curva de amortecimento
(fadiga de compressão x tensão)
naquelas condições de espessura e processamento
método só pode ser aplicado a materiais espumados que
tenham comportamento próximo ao da curva mestra da
abordagem

24. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS
Abordagem da energia de Mills
ete
?
Método de análise do
design do capacete
abordagem matemática que reduz o problema em elementos
simples, onde o principal critério é a capacidade de absorção
de energia da espuma do capacete
o foco está em estimar a área entre o capacete e o impacto,
para então compreender a relação da absorção de energia e a
fadiga por compressão

25. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS
Abordagem da energia de Mills
ete
?
Método de análise do
design do capacete
neste método é negligenciada a espessura da casca, não
participando dos cálculos a serem efetuados
considera-se o capacete como esférico e analisa os esforços
na seção de um trecho de uma casca esférica com espessura

26. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS
Abordagem da energia de Mills
ete
?
Método de análise do
design do capacete
a) a cabeça humana tolera acelerações de 250 G até 300 G,
antes de sofrer ferimentos no cérebro;
b) a massa da cabeça, juntamente com o capacete, é de
aproximadamente 5kg;
c) a maior força que pode ser aplicada à cabeça é de 15kN

27. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS ete
?
Abordagem da energia
de Gibson e Ashby
primeiramente aplicado para definir a espessura de
acolchoamento de embalagens.
utiliza a aproximação da energia por unidade de volume
o método é aplicado em duas etapas

28. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS
Abordagem da energia de Gibson e Ashby
ete
?
Seleção do material espumado e
refinamento do processo de seleção
considera que a espessura do espumado é definida por
parâmetros projetuais ou de processamento, devendo ter
entre 20mm e 30mm
selecionar o material que mais absorva energia e distribua a
força que irá ser transmitida para a cabeça, localizando-o em
gráficos já existentes

29. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS
Abordagem da energia de Gibson e Ashby
ete
?
Seleção do material espumado e
refinamento do processo de seleção
a) a cabeça humana tolera acelerações de 250 G até 300 G,
antes de sofrer ferimentos no cérebro;
b) a massa da cabeça, juntamente com o capacete, é de
aproximadamente 5kg;
c) a maior força que pode ser aplicada à cabeça é de 15kN

30. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS
Abordagem da energia de Gibson e Ashby
ete
?
Seleção do material espumado e
refinamento do processo de seleção
Por este método, os melhores materiais espumados são:
a) EPS (densidade de 0,05 mg/m³ e absorção de cerca de 0,8 MJ/m³);
b) PU termofixo (densidade de 0,7 mg/m³ e absorção de cerca de 0,6 MJ/m³);
c) EPP (densidade de 0,08 mg/m³ e absorção de cerca de 0,7 MJ/m³)

31. Como é f
um capac abricado
SELEÇÃO DE MATERIAIS
Abordagem da energia de Gibson e Ashby
ete
?
Seleção de materiais para a
casca do capacete
para poder determinar a espessura da casca, é efetuado um
teste resistência à penetração, o mesmo utilizado para a
avaliação de capacetes já acabados
deste modo é possível determinar a espessura do casco do
capacete, tendo em vista que esta deve absorver no mínimo
30% do impacto total sofrido

32. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO ete
?
Casco
Termoplásticos
Compósitos

33. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Casco
ete
?
Termoplástico
moldados por processo de injeção
materiais mais comuns são o ABS e o PC e blendas destes
ABS ainda apresenta maiores vantagens que o PC devido a
melhor desempenho em impactos, problemas menores de
degradação, processabilidade maior e menor vulnerabilidade
a solventes orgânicos.

34. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Casco
ete
?
Termoplástico
são mais leves que os fabricados de compósitos
mais barato para produzir em grandes quantidades
minimizam as operações de acabamento
maior precisão na peça

35. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Casco
ete
?
Termoplástico
porém necessita ser mais espesso para equiparar aos cascos
de compósito, mesmo assim com capacidade de absorção de
impacto relativamente baixa (comparada aos compósitos)

36. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Casco
ete
?
Compósitos
mais utilizado é a fibra de vidro
capacetes para atividades de maiores exigências é comum a
utilização de aramida
independentemente do reforço selecionado os métodos de
fabricação serão os mesmos

37. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Casco
ete
?
Compósitos
menores custos em termos de máquinas e processos
uma maior resistência com menor espessura de casca
exige trabalho manual intensivo
menor precisão no resultado e necessidade de muitas
operações de acabamento

38. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Casco
ete
?
Compósitos
existem dois procedimentos mais comuns para a fabricação
de capacetes de material polimérico compósito

39. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Casco
ete
?
Compósitos Procedimento A
Utiliza de molde negativo e positivo, onde no negativo são
inseridas camadas de resina (epoxi ou poliéster) e camadas de
retalhos de fibra de reforço, de modo a formar um sanduíche.
São geralmente efetuadas até 9 camadas, e posteriormente
prensadas sob temperatura.

40. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Casco
ete
?
Compósitos Procedimento B
Molde negativo e positivo. Parte de uma fina casca de resina
no molde positivo que é coberta por uma peça de fibra de
reforço de aproximadamente 100 cm x 45 cm. Esta é
tensionada cobrindo toda a superfície. Após o tensionamento,
o material é impregnado com resina polimérica e repetido o
processo 4 vezes (5 camadas no total). Quando finalizadas, as
camadas são prensadas sob temperatura.

41. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Casco
ete
?
Compósitos Procedimento B

42. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO ete
?
Preenchimento Espumado
EPS
EPE e EPP
PU expandido
PVDC

43. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Preenchimento espumado
ete
?
EPS
material mais utilizado no mercado devido a sua excelente
performance e baixa densidade associada, além do baixo
custo de produção para grandes quantidades

44. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Preenchimento espumado
ete
?
EPS
fabricados em processo de injeção
utiliza o pentano como gás de expansão
é depositado ainda quente no molde, onde expande mais e
assume a forma desejada

45. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Preenchimento espumado
ete
?
EPS
só é possível produzir peças de no máximo um hemisfério
peças feitas em 2 seções diminuem o desempenho fina
problema da rigidez também dificulta na produção de peças
com furos de ventilação

46. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Preenchimento espumado
ete
?
EPE e EPP
substitutos do EPS
se destacam pelo alto grau de flexibilidade que permite a
fabricação de preenchimentos com mais de um hemisfério e
furos já projetados no molde
excelente performance a impacto

47. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Preenchimento espumado
ete
?
EPE e EPP
Polipropileno Expandido pode ser processado de dois modos:
método de extrusão - injeção de gás expansor no cilindro da
máquina extrusora
método de impregnação - utilização de uma autoclave em que
é introduzido o polipropileno na forma de grânulos, sofrendo
expansão pela injeção de gás.

48. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Preenchimento espumado
ete
?
EPE e EPP
material obtido é utilizado na produção de peças por um
processo de injeção
em uma câmara é colocada a mini espuma dessa matéria-
prima

49. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Preenchimento espumado
ete
?
EPE e EPP
por meio da elevação da temperatura e pressão com a
utilização de vapor e ar comprimido, promove-se a passagem
do vapor entre e no interior das mini espumas realizando a
soldagem e moldagem da peça

50. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Preenchimento espumado
ete
?
PU – Poliuretano expandido
material mais barato dentre os descritos
possui excelente desempenho em impactos múltiplos
é consideravelmente mais pesado que o EPS

51. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Preenchimento espumado
ete
?
PU – Poliuretano expandido
é processado de modo ligeiramente diferente.
molde de 2 cavidades, primeiramente é gerado um filme fino
de laca da PU na cavidade superior (pré-aquecida)
Na cavidade inferior aloca-se a casca do capacete
o PU é depositado e o molde é fechado

52. Como é f
um capac abricado
FABRICAÇÃO
Preenchimento espumado
ete
?
PU – Poliuretano expandido
após o processo de expansão, o capacete é retirado inteiro,
com o PU alocado ao casco
trata-se de um material frágil, há as mesmas limitações de
modelagem encontradas no EPS.

53. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Seleção de materiais
ferimentos de cabeça
Polipropileno

54. CRÉDITOS
Fotografias
Capa - http://www.flickr.com/photos/grantuking/
Para quê serve um capacete? - http://www.flickr.com/photos/45688285@N00/
Como funciona um capacete? - http://www.flickr.com/photos/kerryburnout/
Como é fabricado um capacete? - http://www.flickr.com/photos/40961295@N03/
Contra-capa - http://www.flickr.com/photos/matthoult/
Capacete tipologia 1, 2 e 3 - Taurus Helmets
Capacete tipologia 4 - Harley Helmets
Ilustrações
Estrutura Capacete - Motorcycle Safety Foundation
Sistema cérebro-espinhal - Organização Pan-Americana de Saúde
Áreas afetadas - RICHTER et. al (2001)
Processamento Compósito - SHUAEIB et al. (2002)

55. BIBLIOGRAFIA
Organização Pan-Americana da Saúde. Capacetes: manual de segurança no trânsito para os gestores e profissionais de saúde. /
Organização Pan-Americana da Saúde; Organização Mundial da Saúde; Solange Pedroza. – Brasília : Organização Pan-Americana
da Saúde, 2007.
SHUAEIB, F. M.; HAMOUDA, A. M. S.; HAMDAN, M. M.; RADIN UMAR, R. S.; HASHMI, M. S. J. Motorcycle helmet - Part I.
Biomechanics and computation issues. Journal of Materials Processing Technology 123 (2002) pp 406 a 421. Elsevier, 2002.
SHUAEIB, F. M.; HAMOUDA, A. M. S.; HAMDAN, M. M.; RADIN UMAR, R. S.; HASHMI, M. S. J. Motorcycle helmet - Part II. Materials
and design issues. Journal of Materials Processing Technology 123 (2002) pp 422 a 431. Elsevier, 2002.
SHUAEIB, F. M.; HAMOUDA, A. M. S.; HAMDAN, M. M.; RADIN UMAR, R. S.; HASHMI, M. S. J. Motorcycle helmet - Part III.
Manufacturing issues. Journal of Materials Processing Technology 123 (2002) pp 432 a 439. Elsevier, 2002.
MAARTENS, Nicholas F. F.R.C.S.(SN); WILLS, Andrew D. M.R.C.S.; ADAMS, Christopher B.T. M.A., M.Ch., F.R.C.S. Lawrence of Arabia,
Sir Hugh Cairns, and the Origin of Motorcycle Helmets. Neurosurgery Journal. January 2002 - Volume 50 - Issue 1 - pp 176-180.
RICHTER, Martinus MD; OTTE, Dietmar MSc; LEHMANN, Uwe MD; CHINN, Bryan PhD; SCHULLER, Erich DSc; DOYLE, David MD;
STURROCK, Kate BS; KRETTEK, Christian MD, FRACS. Head Injury Mechanisms in Helmet-Protected Motorcyclists: Prospective
Multicenter Study. Journal of Trauma-Injury Infection & Critical Care: November 2001 - Volume 51 - Issue 5 - pp 949-958.
KOLESKI , Sérgio Daniel; BALLESTERO , Serafim Daniel. Redução do impacto ambiental pela reciclagem de resíduos de
polipropileno expandido na produção de autopeças . Rev. biociências, Taubaté, v.13, n.3-4, p.175-177, jul/dez. 2007 .

56. ul
Grande do S
e Fe deral do Rio ign de Produ
to
Universidad Hab. em Des
m Design -
Graduação e
rocessos II es Santana
Materiais e P e Campoman Materiais
arlen
Profª Ruth M Poliméricos
2010/2 par
a
Capacetes
Motociclistde
as
Obrigado.