Seguranca Veicular

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Segurança Veicular Acidentes de Trânsito, Colisþes Veiculares, Cintos de Segurança, Airbags, História da Segurança Veicular, Dados sobre Acidentes, Proteção aos Pedestres e muito mais

Marcelo Bertocchi

Dedico este trabalho a minha esposa Rosana, D PLQKD ÂżOKD 0DULDQD aos meus pais Rubens e Sonia e as minhas irmĂŁs Daniela e Sabrina.

Copyright © 2005 by Marcelo Bertocchi

Todos os direitos reservados e protegidos pela lei 9.610 de 19/02/1988. Nenhuma parte deste livro, sem autorização prévia por escrito do autor, poderá ser reproduzida ou transmitida, sejam quais forem os ȱ DZȱ â ǰȱ ¦ ǰȱ ¤ę ǰȱ ³¨ ȱ ȱ quaisquer outros. ȱ ¤ę DZ Skill Elaboração de Materias Didáticos Ltda. Tel.: 55 (19) 3422-0801 www.skilltr.com.br

ȱ ȱ ¨ ȱ ȱę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ £ ³¨ ȱ ¤ȱ ȱ¥ȱ ȱ ę ǯ

ÍNDICE Segurança Veicular

Prefácio .........................................................................................5 I.

Introdução ....................................................................................7

II.

Segurança veicular ...................................................................11

III.

Acidentes de trânsito ...............................................................25

IV.

Dinâmica das colisões veiculares ..........................................37

V.

Ensaios de impacto ..................................................................55

VI.

Projeto de estrutura veicular ...................................................67

VII. Reparabilidade veicular ..........................................................77 VIII. Cintos de segurança .................................................................85 IX.

Impactos do ocupante contra o interior do veículo ..........131

X.

Bancos e apoios de cabeça .....................................................137

XI.

Cadeirinhas para crianças .....................................................145

XII. Airbags .....................................................................................157 XIII. Biomecânica e traumas nas colisões veiculares .................177 XIV. Avaliação da segurança de um veículo ..............................197 XV. Proteção aos pedestres ..........................................................209

ȱ

ę ȱȱ .............................................................................217

%LEOLRJUDÂżD

SEVERY, D.M.; BLAISDELL, D.M; KERKHOFF, J.F. – Automotive seat design and collision performance . Ed. SAE , 1977 SHOJAATI, M – Correlation between injury risk and impact severity index ASI. 3Âş STRC (Swiss Transport Research Conference), 2003 SP – 1077 – Advances in Occupant Protection Technologies. Ed. SAE, 1995 SP – 690 – Restraint Technologies – Front Seat Occupant Protection. Ed. SAE, 1987 SP – 947 – Frontal Impact Protection – Seat Belts and Airbags. Ed. SAE, 1993 ™˜—œ˜›ŽÂ?Čą ‹¢ǹȹ žÂ?˜–˜Â?Â’Â&#x;ÂŽČą ™™•’ŒŠÂ?Â’Â˜Â—ÂœČą Â˜Â–Â–Â’Ä´ÂŽÂŽČą Â–ÂŽÂ›Â’ÂŒÂŠÂ—Čą Â›Â˜Â—Čą Š—Â?Čą Â?ŽŽ•ȹ —œÂ?Â’Â?žÂ?ÂŽÇ°Čą ˜žÂ?‘ꎕÂ?Ç°Čą ’Œ‘’Â?Š— TOCCALINO, Eugenio – Passenger vehicle safety ratings (Euro& USNCAP, IIHS): performance overview and energy management solutions) – 2003 SAE World Congress, Detroit, Michigan. VEHICLE CRASHWORTHINESS AND OCCUPANT PROTECTION Vehicle Design Features for Optimum Low Speed Performance – RCAR (Research Council for Automobile Repairs) – Janeiro 1995.

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%LEOLRJUDÂżD

ȹȏȹ ›Šœ‘ Â˜Â›Â?Â‘Â’Â—ÂŽÂœÂœČą Â&#x;Š•žŠÂ?Â’Â˜Â—Čą 윎Â?Čą Š››’Ž›ȹ Â›ÂŠÂœÂ‘Čą ÂŽÂœÂ?Čą ›˜Â?Â˜ÂŒÂ˜Â•Čą Çť ÂŽÂ›ÂœÂ’Â˜Â—Čą ǟȹ ČŹČą ÂŽÂŒÂŽÂ–Â‹ÂŽÂ›Čą Ĺ˜Ĺ–Ĺ–ĹšDzȹ ›˜—Â?Š•ȹ 윎Â?Čą ›Šœ‘ Â˜Â›Â?Â‘Â’Â—ÂŽÂœÂœČą Evaluation IIHS (Insurance Institute for Highway Safety) – Status Report Ç°Čą ’Œ‘Š›Â?Dzȹ Ä“Ç°Čą ÂŽÂĄČąÂ&#x;Š—Dzȹ Ç°Čą Š–’›Dzȹ Ç°Čą ˜››Š’—ŽDzȹ BEAN David – The use of Madymo to elucidate injury mechanisms in a complex, multi impact collision. (University of Virginia e INOVA Fairfax CIREN) Ç°Čą ÂŠÂ—ÂœČą Ĵ˜ȹȎȹ ŽŠÂ?ȹ‹Ž•Â?ČąÂœ¢ÂœÂ?Ž–œǹȹ Â?ŠÂ?ÂŽČąÂ˜Â?ČąÂ?‘ŽȹŠ›Â?ȹŠ—Â?ČąÂ?žÂ?ž›ŽȹÂ?›Ž—Â?Âœǯȹǝ žÂ?˜–˜‹’•ŽÂ?ÂŽÂŒÂ‘Â—Â’ÂœÂŒÂ‘ÂŽČą ÂŽÂ’Â?œŒ‘›’Ä&#x;ȹŗŖŗȹǟǰȹĹ—Ĺ&#x;Ĺ&#x;Ĺ&#x; Manual de Segurança de Trânsito (Acidentologia) – Departamento Nacional de Trânsito ˜Â?Â˜Â›Čą ÂŽÂ‘Â’ÂŒÂ•ÂŽČą Â›ÂŠÄœÂŒČą Â›ÂŠÂœÂ‘Čą ŠÂ?Š•’Â?¢ȹ Š—Â?Čą —“ž›¢ȹ ÂœÂ?’–ŠÂ?ÂŽÂœČą Â?Â˜Â›Čą Ĺ˜Ĺ–Ĺ–Ĺ™ÇŻČą (NCSA – National Center for Statistics and Analysis - EUA), 2004. NAHUM, Alan M. ; MELVIN, John W. – Accidental Injury. Ed. Springer Verlag, 1993 NEWLAND, Craig; SCHEFFEL, GĂźnther; ARMSTRONG, Mark – A Œ’Ž—Â?Â’Ä™ÂŒČą ÂŽÂ?‘˜Â?ČąÂ?Â˜Â›Čą —Š•¢ÂœÂ’—Â?Čą ÂŽÂ‘Â’ÂŒÂ•ÂŽČą ŠÂ?ÂŽÂ?¢ǯȹȹǝ žÂ?˜•’Â&#x;Čą žœÂ?›Š•’Šǟ OPBROEK, Ed, Program Director, IISI, USA - Comparison of Steel and Aluminum Hood with same Design in View of Pedestrian Head Impact Šž•ȹ žȹ Â˜Â’ÂœÇ°Čą •’ě˜›Â?Čą ÇŻČą Â‘Â˜ÂžÇ°Čą Š‘’Â?Čą ÇŻČą ’•ŽÂ?Šǰȹ Š Ä™Â”Čą ÇŻČą ‘Š•’•ǰȹ •‹Ž›Â?Čą I. King, Hikmat F. Mahmood, Harold J. Mertz, Jac Wismans PIRITO, Dr. Marcos A. – Medicina de TrĂĄfego: consideraçþes sobre o motorista idoso SAE PT 45 – Biomechanics of Impact Injury and Injury Tolerances of the Thorax – Schoulder Complex. Ed. SAE, 1994 Ç°Čą ›ǯȹ Â˜Â–Â’Â—Â’Â”Ç°Čą ŽŠÂ?ČąÂ˜Â?Čą ˜Â?¢ȹ Ž™Š›Â?–Ž—Â?ǰȹĤŠǰȹ ÂŠÂŒÂ‘ÂŽÂ—Ç°Čą Ž›many; BACHEM Harald, Body Department, ika, Aachen, Germany SECURUS Fiber News. September 2002, Vol. No. 1, Issue No. 1 SEIFFERT, Ulrich – Fahrzeugsicherheit Personenwagen – VDI verlag SEIFFERT,Ulrich; WECH, Lothar – Automotive Safety Handbook

PREFĂ CIO Ainda no Ăşltimo ano do curso de Engenharia Mecânica com ĂŞnfase na ĂĄrea automobilĂ­stica, comecei a perceber o interesse dos colegas de classe nos temas tradicionais relativos ao veĂ­culo, tais como motores, suspensĂŁo, freios, etc. Nessa ĂŠpoca eu iniciava o contato com os assuntos inerentes Ă Segurança Veicular pois era estagiĂĄrio nesse ramo na Volkswagen do Brasil. Comecei entĂŁo a abordar tĂłpicos relativos a esta disciplina com os colegas e mestres na faculdade e percebi que a maioria desconhecia a abrangĂŞncia da mesma, no que diz respeito ao desenvolvimento de veĂ­culos. Um outro ponto que observei na ĂŠpoca foi a escassez de literatura tĂŠcnica na lĂ­ngua portuguesa sobre o tema, o que me fez acreditar que a produção acadĂŞmica nesse ramo no Brasil praticamente inexistia. Mais tarde atuando como engenheiro tanto na Volkswagen do Brasil como na General Motors do Brasil produzi alguns trabalhos tĂŠcnicos referentes a segurança no trânsito e a proteção aos ocupantes em acidentes, porĂŠm sempre com a idĂŠia de um dia poder elaborar um material que mostrasse o quĂŁo grande ĂŠ a importância desse ramo da engenharia automotiva e que tambĂŠm pudesse motivar outros jovens engenheiros a trabalhar nessa ĂĄrea. Espero alcançar esse objetivo atravĂŠs da publicação desse trabalho. Obviamente, alĂŠm do prĂłprio tema que me despertou interesse Â?¡ÂŒÂ—Â’ÂŒÂ˜Ç°Čą –ž’Â?Â˜ÂœČą Â™Â›Â˜Ä™ÂœÂœÂ’Â˜Â—ÂŠÂ’ÂœČą Â?Šȹ ¤Â›ÂŽÂŠČą Â?Â˜Â›ÂŠÂ–Čą Â?ž—Â?Š–Ž—Â?ÂŠÂ’ÂœČą ™Š›Šȹ šžŽȹ ÂŽÂžČąÂŒÂ˜Â—Â?Â’Â—ÂžÂŠÂœÂœÂŽČąÂ?›’•‘Š—Â?Â˜ČąÂ˜ČąÂŒÂŠÂ–Â’Â—Â‘Â˜ČąÂ?ÂŽÂœÂœÂŠČąÂ?Â’ÂœÂŒÂ’Â™Â•Â’Â—ÂŠČąÂ?¨Â˜ČąÂ?ŽœŠęŠÂ?Â˜Â›ÂŠÇŻČą Aproveito para citar e agradecer a DĂŠcio Luiz Assaf, Ricardo Lopes de Carvalho, Adriano Morozini, JosĂŠ Celso Mazarin, Valdir Simonelli, ao Â?›Š—Â?ŽȹŠ–’Â?Â˜Čą ÂžÂ•Â’Â˜Čą ¡ÂœÂŠÂ›Čą Â?Ž••žÂ?ÂŽČąÂŽČąÂŠÂ˜ÂœČąÂ™Â›Â˜Ä™ÂœÂœÂ’Â˜Â—ÂŠÂ’ÂœČąÂŒÂ˜Â–ČąÂšÂžÂŽÂ–ČąÂ?›Š‹Šlhei nos Ăşltimos anos e que, de alguma forma, contribuĂ­ram na elaboração deste trabalho. Acredito que este ĂŠ um bom material de referĂŞncia para as mais Â?Â’Â&#x;ÂŽÂ›ÂœÂŠÂœČąÂŒÂŠÂ?ÂŽÂ?Â˜Â›Â’ÂŠÂœČąÂ?ÂŽČąÂ™Â›Â˜Ä™ÂœÂœÂ’Â˜Â—ÂŠÂ’ÂœČąÂ•Â’Â?ŠÂ?˜œȹ¼ȹ ÂŽÂ?ž›Š—³Šȹ ÂŽÂ’ÂŒÂžÂ•ÂŠÂ›Ç°Čą ÂŽgurança no Trânsito, Medicina de TrĂĄfego, Engenharia de TrĂĄfego, Biomecânica do Impacto (e muitas outras) e que possa agregar valor tambĂŠm no meio acadĂŞmico. O autor

%LEOLRJUDÂżD

%LEOLRJUDÂżD Great Designs in Steel“ – Livonia, Michigan, February 18, 2004. 25Âş Stapp Car Crash Conference – Ed. SAE, 1981 ALDMAN, Bertil – The early history of the lap and shoulder, three point safety belt. ANSELM, Dieter – The Passenger Car Body. Ed. SAE, 2000 Apostila do curso de padronagem e tecelagem – Firma Chris Cintos BERG, F. A.; EGELHAAF, M. (DEKRA Automobil GmbH) e BAKKER, J.; BĂœRKLE, H.; HERMANN, R.; SCHEERER, J (DaimlerChrysler AG) – Pedestrian Protection in Europe. The Potencial of Car Design and Impact Testing. BITTENCOURT, Prof. Paulo C. T. – Fadiga e SonolĂŞncia: visĂŁo neurolĂłgica CHEN, Liang; BALCI, Rana; VERTIZ, Alicia – Safety Belt Fit, Confort and Contact Pressure based on upper anchorage location and seat back angle. ED. SAE (2003 –01 –0954), 2003 CLUTE, GĂźnther – Potentials of adaptive load limitation. Autoliv GmbH. Editors: Priya Prasad, Jamel E. Belwafa Ç°Čą Ž˜—Š›Â?ȹȎȹ Â›ÂŠÄœÂŒČą ŠÂ?ÂŽÂ?¢ȹǝĹ˜Ĺ–Ĺ–ĹšÇź Ç°Čą Ž˜—Š›Â?ȹȎȹ Â›ÂŠÄœÂŒČą ŠÂ?ÂŽÂ?¢ȹŠ—Â?ČąÂ?‘ŽȹÂ?›’Â&#x;Ž›ȹǝĹ—Ĺ&#x;Ĺ&#x;Ĺ—ǟǰȹ ÂŽ ȹ Â˜Â›Â”Ç°Čą Â˜Â—Čą Nostrand Reinhold. FENTON, J. – Handbook of Vehicle Design Analysis (Ed. SAE, 1999) ž’Â?ÂŽÂ•Â’Â—ÂŽÂœČą Â?Â˜Â›Čą ŠÂ?’—Â?Čą —“ž›¢ȹ ÂŽÂŠÂœÂžÂ›ÂŽÂœČą Š¢ȹ Ĺ˜Ĺ–Ĺ–ĹšÇ°Čą ›˜—Â?Š•ȹ 윎Â?Čą Crashworthiness Evaluation Guidelines for Rating Restraints and ž––¢ȹ ’—Ž–ŠÂ?Â’ÂŒÂœČą Š¢ȹ Ĺ˜Ĺ–Ĺ–ĹšDzȹ ›˜—Â?Š•ȹ 윎Â?Čą ›Šœ‘ Â˜Â›Â?Â‘Â’Â—ÂŽÂœÂœČą Â&#x;Šluation Guidelines for Rating Structural Performance April 2002 Handbook of Transportation Science (Second Edition), R.W. Hall Editor HOFFMANN, Maria Helena – Estudo psicolĂłgico do condutor: o caso dos condutores acidentados e infratores. (1999)

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Proteção aos Pedestres

Introdução

ČąÂ’Â—ÂœÂ?Â’Â?žÂ?Â˜ČąÂŒÂ•ÂŠÂœÂœÂ’Ä™ÂŒÂŠČąÂ˜ÂœČąÂ–Â˜Â?ÂŽÂ•Â˜ÂœČąÂ?ŽȹŠžÂ?Â˜Â–Ă Â&#x;ÂŽÂ’ÂœČąÂŽÂ—Â?Â›ÂŽČąĹ—ČąÂŽČąĹšČąÂŽÂœÂ?Â›ÂŽÂ•ÂŠÂœÇŻČą Um mĂĄximo de 36 pontos podem ser obtidos sendo que 12 no impacto de cabeça de criança e 12 no impacto de cabeça de adulto (6 impactos valendo no mĂĄximo 2 pontos cada), 6 pontos para o quadril (3 impactos) e 6 pontos para a perna (3 impactos). A pontuação ĂŠ feita a partir da avaliação de Ă­ndices biomecânicos. Para a cabeça por exemplo, HIC menores que 1000 conferem 2 pontos para o impacto, maiores que 1350 conferem zero ponto ao impacto e para valores entre 1000 e 1350 ¡ȹ›ŽŠ•’£ŠÂ?Šȹž–Šȹ’—Â?Ž›™˜•Š³¨Â˜ČąÂ•Â’—ŽŠ›ǯȹ ČąÂŒÂ•ÂŠÂœÂœÂ’Ä™ÂŒÂŠ³¨Â˜ČąÂ?˜Â?Š•ȹÂ?ÂŽČąÂŽÂœÂ?›Ž•Šœȹ¡ȹ baseada no total de pontos e segue a seguinte regra : de 1 a 9 pontos (1 estrela), de 10 a 18 pontos (2 estrelas), de 19 a 27 pontos (3 estrelas) e de 28 a 36 pontos (4 estrelas). Para cada ponto de impacto ainda hĂĄ uma Œ•Šœœ’ęŒŠ³¨Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂŒÂ˜Â›ÂŽÂœČąÂ˜Â—Â?ÂŽȹ¡ȹŠÂ?›’‹žÇÂ?ÂŠČąÂŠČąÂŒÂ˜Â›ČąÂ&#x;Ž›Â?ÂŽČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠČąÂ™Â˜Â—Â?Â˜ÂœČąÂ?Žȹ’–pacto que receberam 2 pontos, a cor amarela entre 0,1 e 1,99 pontos e a cor vermelha para zero ponto. Abaixo um exemplo de como o Instituto EuroNCAP divulga o resultado dos pontos de impacto.

I - INTRODUĂ‡ĂƒO •Â?ÂžÂ–ÂŠÂœČąÂŒÂŠÂ?ÂŽÂ?Â˜Â›Â’ÂŠÂœČąÂ?ÂŽČąÂ™Â›Â˜Ä™ÂœÂœÂ’Â˜Â—ÂŠÂ’ÂœČąÂŽÂ—ÂŒÂ˜Â—Â?Â›ÂŠÂ–ČąÂ–Â˜Â?Â’Â&#x;Š³¨Â˜ČąÂŽČąÂ›ÂŽÂŠÂ•Â’zação quando concluem suas obras. Os pintores por exemplo quando terminam uma tela, os mĂşsicos quando compĂľem uma canção ou um arquiteto quando vĂŞ uma casa construĂ­da apĂłs meses de planejamento e trabalho. Outras pessoas buscam alcançar marcas, como os esportistas, que por sua vez, tentam cada vez saltar mais alto ou cumprir ž–Šȹ ŒŽ›Â?Šȹ Čą Â?Â’ÂœÂ?ÂŚÂ—ÂŒÂ’ÂŠČą Ž–ȹ ž–ȹ Â?ÂŽÂ–Â™Â˜Čą Â–ÂŽÂ—Â˜Â›ÇŻČą ž’Â?Â˜ÂœČą Â™Â›Â˜Ä™ÂœÂœÂ’Â˜Â—ÂŠÂ’ÂœČą ÂœÂŽČą preocupam com a formação e o bem estar do prĂłximo. Entre eles os professores por exemplo, que formam o cidadĂŁo e ensinam sobre as coisas da vida. Os mĂŠdicos, dentistas e enfermeiros, entre outros, sĂŁo pessoas que dedicam suas vidas ao bem estar do prĂłximo. Esse ramo, de auxĂ­lio ao prĂłximo, provavelmente seja um dos mais nobres das atividades dos homens. žŠ—Â?Â˜Čą ÂœÂŽČą Â?Ž—Â?Šȹ ’–ŠÂ?’—Š›ȹ Â˜Čą šžŽȹ Â?Žę—Žȹ ž–ȹ Ž—Â?ÂŽÂ—Â‘ÂŽÂ’Â›Â˜Ç°Čą ŒŠ›ŠŒÂ?ÂŽrĂ­sticas e palavras como matemĂĄtica, mĂĄquinas, chatice, “muito cerÂ?Â’Â—Â‘Â˜Č„Ç°ČąČƒÂ‹Â’Â?˜•ŠÂ?Â˜Č„ČąÂŽČąÂ–ÂžÂ’Â?ÂŠÂœČąÂ˜ÂžÂ?Â›ÂŠÂœČąÂœ¨Â˜ČąÂ•Â˜Â?Â˜ČąÂŠÂœÂœÂ˜ÂŒÂ’ÂŠÂ?ÂŠÂœČąÂŠÂ˜ČąÂ™ÂŽÂ›Ä™Â•ČąÂ?ÂŽÂœÂœÂŽČą Â™Â›Â˜Ä™ÂœÂœÂ’Â˜Â—ÂŠÂ•ÇŻČą Â˜Â–Â˜Čą ™˜Â?Ž›’Š–ȹ Â˜ÂœČą Ž—Â?ÂŽÂ—Â‘ÂŽÂ’Â›Â˜ÂœČą ÂœÂŽČą œŽ—Â?’›Ž–ȹ Â?¨Â˜Čą øÂ?ÂŽÂ’ÂœČą ÂĽČą sociedade como sĂŁo os mĂŠdicos por exemplo?

Fig 139: forma de divulgação do resultado dos testes de impacto relativos à proteção de pedestres realizados pelo Instituto EuroNCAP. (Fonte:www.euroncap.com).

Fig. 139b: incidência das lesþes em cada parte do corpo nos casos de colisão entre pedestres e veículos. )RQWH ,5&2%, &RQIHUHQFH ³6HYHULW\ DQG 0HFKDQLVPV RI +HDG ,PSDFWV LQ FDU WR Pedestrian Accidents� - OTTE, D.)

Na verdade, de muitas formas. Os engenheiros civis por exemplo, possuem uma enorme responsabilidade perante a sociedade. MilhĂľes de pessoas que vivem em prĂŠdios com dezenas de andares e atravesÂœÂŠÂ–ČąÂ™Â˜Â—Â?ÂŽÂœČąÂ–Â˜Â—ÂžÂ–ÂŽÂ—Â?ÂŠÂ’ÂœČąÂŒÂ˜Â—Ä™ÂŠÂ–ČąÂ’Â—ÂŒÂ˜Â—ÂœÂŒÂ’ÂŽÂ—Â?Ž–Ž—Â?ÂŽČąÂœÂžÂŠÂœČąÂ&#x;Â’Â?ÂŠÂœČąÂŠÂ˜ÂœČą engenheiros civis. E os engenheiros automotivos, que tipo de bem estar e segurança proporcionam Ă população? A primeira idĂŠia de bem estar remete ao conforto dos veĂ­culos. Muitas pessoas utilizam o carro apenas para ir trabalhar e voltar para casa, porĂŠm outra grande parcela, literalmente trabalha dentro dos veĂ­culos. SĂŁo motoristas de tĂĄxi, entregadores e –ž’Â?Â˜ÂœČąÂ˜ÂžÂ?Â›Â˜ÂœČąÂ™Â›Â˜Ä™ÂœÂœÂ’Â˜Â—ÂŠÂ’ÂœČąÂšÂžÂŽČąÂ?Š£Ž–ȹÂ?Â˜ČąÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ČąÂ˜ČąÂœÂŽÂžČąÂŽÂœÂŒÂ›Â’Â?Ă Â›Â’Â˜ÇŻČą ÂŽÂœsa forma, ĂŠ muito importante que os projetos sejam ergonomicamente adequados para que as pessoas que passam muito tempo sentadas em seus veĂ­culos nĂŁo sofram lesĂľes sĂŠrias com o passar do tempo. Outro ramo da Engenharia Automotiva que merece destaque ĂŠ o da Segurança Ativa. A segurança ativa de um veĂ­culo ĂŠ composta pelo conjunto de sistemas, componentes e dispositivos que procuram,

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Introdução

Proteção aos Pedestres

sempre em conjunto com a vontade do condutor, evitar acidentes. Um exemplo clássico de sistema de segurança ativa são os freios que, quando acionados pelo condutor, tem a função de reduzir a velocidade ou parar completamente o veículo. Os engenheiros que trabalham com sistemas de freios, suspensão, sistemas de direção, acessibilidade e visibilidade são muitas vezes os responsáveis por evitar uma enorme quantidade de acidentes e, por conseqüência, muitas lesões e mortes. Muitas vezes os acidentes de trânsito não podem ser evitados. Nesses casos, os veículos estão equipados com uma série de dispositivos e sistemas que, mesmo sem a vontade dos usuários, trabalham de forma a amenizar as consequências causadas pelas colisões. Esses itens compõem a Segurança Passiva de um veículo. O exemplo clássico é o cinto de segurança que, mesmo sem a necessidade de nenhum acionamento por parte dos usuários, cumprirão a sua função de reter os ocupantes durante uma desaceleração brusca ou colisão. ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ¤ ȱ de segurança passiva, assim como a evolução tecnológica constante nessa área, são imprescindíveis para a sociedade mundial. O número de mortes devido a acidentes de trânsito em um século de existência do automóvel superou os 30 milhões, o que é um valor comparável a fatalidades em grandes guerras mundiais. ȱ ȱ ȱ ¨ ȱ ȱ ǰȱ ȱ ę ȱ ȱ · ȱ ȱ ǻŗşşŝǼ1, 4.680.000 veículos (automóveis, motocicletas, ônibus, etc...) para uma população de 9.878.424 habitantes, ou seja, praticamente um veículo para cada dois habitantes. Nesse mesmo ano ocorreu um acidente registrado a cada 2,6 minutos, sendo que, um ocupante de veículo morto a cada 9,4 horas e um ocupante de veículo ferido a cada 15,7 minutos. (Considerando-se pedestres e motociclistas chegou-se em 1997 a uma pessoa morta a cada 4,3 horas). Apesar de serem números alarmantes (1997), as fatalidades e le ä ȱ Ç ȱ ę ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ŗşşřǰȱ ȱ foi o ano anterior à promulgação da lei municipal de 04 de novembro de 1994. Essa lei tornou obrigatório o uso do cinto de segurança pelos ocupantes do banco dianteiro dos automóveis particulares ou de aluguel que circulassem pela cidade de São Paulo, assim como proibiu crianças menores de 10 anos de utilizar o banco dianteiro dos carros. 1 Fatos e Estatísticas de Acidentes de Trânsito em São Paulo – 1997 (CET – Companhia de Engenharia de Tráfego)

Fig. 138: esquema dos impactores de cabeça, quadril e perna.

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Proteção aos Pedestres

Introdução

(Em 16 de janeiro de 1995 outra lei municipal estendeu a obrigatoriedade do uso do cinto aos ocupantes do banco dianteiro dos utilitários, caminhões e veículos da União, Estados e Municípios, bem como aos motoristas de ônibus).

)LJ SURSRVWD GH DOtYLR QD DED GR SiUD ODPD XWLOL]DGD SHOD 0HUFHGHV %HQ] QD 6pULH 124 e que originou cerca de 30% de redução nas forças de impacto em relação ao modelo anterior.

Com a impossibilidade de reproduzir em laboratório fenômenos de atropelamento com bom nível de repetibilidade (com os dummies disponíveis para ȱ ), um acordo estabelecido entre a Comissão · ȱ ȱ ȱ ø ȱ ȱǻŗşşşǼȱ ę ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ de proteção aos pedestres utilizando impactores padronizados. A introdução da nova regulamentação na Europa foi dividida em duas fases, sendo a primeira com início no ano de 2005 e a segunda planejada para 2010. A primeira fase utilizará impactores de 3,5kg simulando impactos de cabeça no capô e um impactor de perna contra o pára-choques. A segunda fase prevê dois tipos de impactores de cabeça (um de 2,5kg para crianças e um de 4,8kg para adultos) e um impactor da parte superior das pernas (quadril) para simular os impactos contra a região dianteira do veículo (grade, faróis e região frontal do capô). Da mesma forma que para os ȱ , foram atribuídos requisitos de performance baseados na tolerância do corpo humano ao impacto. Durante a primeira fase por exemplo, a legislação européia utilizará como limites máximos para atendimento ao impacto de cabeça valores de HIC <1000 e HIC < 2000 para os primeiros 2/3 da superfície do capô e para o restante do capô, respectivamente. (O procedimento que determina essas superfícies está descrito no texto da regulamentação européia). Para o impactor de perna por exemplo, serão admitidos ȱ ȱ ³¨ ȱ ¤¡ ȱ ȱŘŖŖ ȱǰȱ¦ ȱ ȱĚ ¡¨ ȱ ȱŘŗķȱ ȱ trusão de 6mm. O instituto EuroNCAP já realiza avaliações do nível de proteção aos pedestres em veículos há alguns anos, utilizando-se de quatro impactores (cabeça de adulto, cabeça de criança, pernas e quadril).

A utilização do cinto de segurança na cidade de São Paulo passou de um patamar de 18% para motoristas e 9% para passageiros em maio de 1994, para 91% para motoristas e 87% para passageiros em novembro do mesmo ano. (Obviamente grande parcela dessa “conscientização” deveu-se ao valor da multa para a não utilização, que era de 5 Unidades Fiscais do Município). Os benefícios da utilização do cinto de segurança foram prontamente notados. No ano seguinte à promulgação da lei, estima-se que 80 pessoas deixaram de perder a vida em acidentes, 1500 pessoas deixaram de ser feridas gravemente e outras 4500 pessoas que sofreriam ferimentos leves saíram ilesas dos acidentes. As lesões na cabeça diminuíram 35% e houve 32%2 de redução nas perfurações oculares nas vítimas de acidentes. Além disso, US$35.000.000,00 foram economizados pelo Estado com atendimentos hospitalares, perda de produção e custos assistenciais. Esse foi um exemplo que mostrou, na prática, a importância do cinto de segurança na vida das pessoas e também que ele foi, depois do advento do veículo, a grande contribuição da Engenharia Automotiva para a humanidade. O hiato existente na literatura técnica brasileira em relação à segurança veicular e a necessidade de esclarecimentos no que diz respeito aos acidentes de trânsito, suas consequências e a importante atividade dos engenheiros de segurança veicular foram fatores motivantes para a elaboração desse trabalho. O material encontrado nos próximos capítulos não tem a pretensão de disseminar um profundo conhecimento técnico que é, via de regra, encontrado somente nas áreas de atuação inerentes aos especialistas em tráfego, médicos do tráfego e engenheiros de segurança veicular. A idéia sempre foi apresentar informações e conhecimentos básicos das áreas de interesse, de modo a atender, com uma linguagem acessível, um público amplo que necessita e quer entender melhor o que foi considerado um dos grandes males do século XX: os acidentes de trânsito. 2

Resultado obtido em trabalho do médico Eduardo Soriano com as vítimas atendidas no Hospital São Paulo um ano antes e um ano após a instituição da lei.

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Introdução

Acredito que este trabalho possa ser utilizado como uma boa reÂ?Ž›šÂ—ÂŒÂ’ÂŠČąÂŽČąÂšÂžÂŽČąÂ–Â˜Â?Â’Â&#x;Žȹ–ž’Â?Â˜ÂœČąÂ™Â›Â˜Ä™ÂœÂœÂ’Â˜Â—ÂŠÂ’ÂœČąÂŠČąÂ?ÂŽÂ?Â’ÂŒÂŠÂ›ČąÂœÂžÂŠÂœČąÂŒÂŠÂ›Â›ÂŽÂ’Â›ÂŠÂœČąÂŠČą atividades relacionadas com a educação no trânsito, prevenção de acidentes e a proteção dos ocupantes nos veĂ­culos.

Proteção aos Pedestres

Na tabela anterior vemos que em 13 dos 18 casos a amostra de aço mostrou resultados melhores do que a de alumĂ­nio. Nota-se que a posição do ponto ĂŠ importante para a performance da amostra no que diz respeito ao material. Tomando como base os pontos Ch-M-2 e ‘ȏ ČŹĹ—ČąÂ&#x;ÂŽÂ›Â’Ä™ÂŒÂ˜ÂžČŹÂœÂŽČąÂšÂžÂŽČąÂ—Â˜ČąÂ™Â˜Â—Â?Â˜Čą ‘ȏ ČŹĹ˜ȹǝŒŽ—Â?Â›Â˜ČąÂ?Â˜ČąÂŒÂŠÂ™âǟȹÂ˜ČąÂŠÂ•ÂžÂ–Ă‡Â—Â’Â˜Čą ¡ȹ‹Ž—¡Ä™ÂŒÂ˜ČąÂ™Â˜Â’ÂœČąÂ‘¤ȹÂŽÂœÂ™ÂŠÂłÂ˜ČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠČąÂ?ÂŽÂ?˜›–Š³¨Â˜ČąÂŽČąÂ™Â˜Â›Â?Š—Â?Â˜ČąÂŠČąÂŒÂžÂ›Â&#x;ŠȹÂ?ÂŽČąÂŠÂŒÂŽleração resulta em um HIC melhor do que no caso da amostra de aço. O ponto Ah-L-1 mais prĂłximo ao pĂĄra-brisas, estĂĄ localizado em uma regiĂŁo de maior rigidez e o impacto com a amostra de alumĂ­nio gerou dois impactos consecutivos (o primeiro contra a superfĂ­cie do capĂ´ e o segundo contra algum componente do motor) o que propiciou maiores valores de HIC para a amostra de alumĂ­nio. Isso demonstra que o gerenciamento de reforços, espessuras e material deve ser analisada separadamente em cada regiĂŁo que serĂĄ impactada.

)LJ UHVXOWDGRV GRV SRQWRV &K 0 H $K /

Outra regiĂŁo crĂ­tica para os impactos de cabeça ĂŠ a regiĂŁo superior Â?Â˜ÂœČąÂ™¤Â›ÂŠČŹÂ•ÂŠÂ–ÂŠÂœÇŻČą Ž›Š•–Ž—Â?ÂŽČąÂŽÂœÂœÂŽČąÂŒÂ˜Â–Â™Â˜Â—ÂŽÂ—Â?ÂŽČąÂŠÂ™Â›ÂŽÂœÂŽÂ—Â?ÂŠČąÂ™ÂŽÂ›Ä™ÂœČąÂšÂžÂŽČąÂ•Â‘ÂŽČą conferem alta rigidez e geram altos valores de HIC. Componentes que Š™›ŽœŽ—Â?Š–ȹ›ŽÂ?Â’äÂŽÂœČąÂ?ŽȹŠ•ÇÂ&#x;Â’Â˜ČąÂŽČąÂ™ÂŽÂ›Ä™ÂœČąÂŒÂŠÂ™ÂŠÂŁÂŽÂœČąÂ?ÂŽČąÂŠÂ‹ÂœÂ˜Â›Â&#x;Ž›ȹŽ—Ž›Â?Â’ÂŠČąÂŽÂœÂ?¨Â˜Čą sendo utilizados para melhorar a performance no que diz respeito a proteção de pedestres.

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Proteção aos Pedestres

Segurança Veicular

II – SEGURANÇA VEICULAR

Com essas peças foram realizados impactos a 40 km/h com impactores de 4,8 kg e 2,5 kg em diferentes pontos do capô.

A segurança dos automóveis tem atualmente sua importância reconhecida pelos consumidores em todo o mundo. Já há algumas décadas, esta característica dos veículos divide, juntamente com o design, o consumo, o , o conforto e a potência dos motores, as páginas das mais renomadas publicações automotivas. A preocupação com a proteção dos ocupantes em colisões veiculares era inicialmente observada somente nos centros de desenvolvimento de veículos. Os consumidores não tinham noção da gravidade do problema.

Testing point

HIC Aluminum

HIC Steel

Ah-R-1

10667

8392

Ah-R-2

8639

6441

Ah-R-3

1374

1413

$K 0

828

703

$K 0

749

558

$K 0

1543

1434

$K /

1035

868

$K /

3563

2695

$K /

12391

8887

Ch-R-1

3371

3216

Ch-R-2

1505

1368

Ch-R-3

2474

2404

&K 0

2187

2451

&K 0

785

1278

&K 0

2231

1824

&K /

1169

1197

&K /

991

1274

&K /

1517

1285

Fig 135: pontos de impacto e resultados nas amostras de aço e de alumínio.

Os primeiros passos (até 1935) foram dados no sentido de entender a dinâmica das colisões veiculares. O entendimento das forças e das deformações às quais o veículo era submetido e os conceitos de absorção de energia aplicados ao veículo começaram a ganhar corpo. Nesse período dados de acidentes mostravam que a taxa de fatalidade era de aproximadamente 17 mortes para cada 100 milhões de milhas viajadas, nos EUA. Em 1996 esta taxa já era de 1,6 mortes para cada 100 milhões ȱ ȱ ǯȱ ȱ ę ȱ ¡ ȱŗȱ ȱ ȱ ȱ 20.000 viagens entre Nova Yorque e São Francisco. Obviamente essa melhora se deve não só a um trabalho contínuo de melhoria tecnológica no que diz respeito à segurança ativa e passiva dos veículos, mas também à modernização da infra-estrutura rodoviária e à evolução da educação dos motoristas no trânsito. O surgimento da Engenharia de Segurança Veicular tem seu início efetivo no pós guerra no século XX. Inicialmente, os esforços foram concentrados na indústria aeronáutica e posteriormente grande parte do conhecimento adquirido fora migrado para os centros de pesquisas automotivos, principalmente na Europa e nos Estados Unidos. Dos diversos ramos existentes dentro da Segurança Veicular, o desenvolvimento de cintos de segurança mereceu maior empenho nos primeiros anos de pesquisa. Paralelamente, atividades que diziam respeito a desenvolvimento de bancos, painéis de instrumentos, , volantes e avanços na área experimental (através da execução de ȱ tests3ǰȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ ȼ 4 e instrumentação dos veículos de teste cada vez mais completas) foram conduzidas e hoje 3

Ensaios em laboratório que reproduzem acidentes (colisões) reais. ATD : ȱ ȱ , também conhecidos como dummies, são os bonecos utilizados em ensaios de impacto para que a proteção dos ocupantes possa ser avaliada objetivamente. 4

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Segurança Veicular

Proteção aos Pedestres

a Segurança Veicular tem uma maior abrangĂŞncia e atua praticamente em todo o veĂ­culo, como poderemos ver em outros capĂ­tulos deste livro. Dentre as principais empresas pioneiras nas atividades de Segurança Veicular podemos citar a Mercedes-Benz, a Volvo e a General Motors. Em 1Âş de agosto de 1939 foi formado o departamento de Segurança ÂŽÂ’ÂŒÂžÂ•ÂŠÂ›ČąÂ?Šȹ Ž›ŒŽÂ?ÂŽÂœČŹ ÂŽÂ—ÂŁÇ°ČąÂŒÂ‘ÂŽÄ™ÂŠÂ?Â˜ČąÂ™ÂŽÂ•Â˜ČąÂŠÂžÂœÂ?Â›Ă‡ÂŠÂŒÂ˜Čą ¡Â•ÂŠČą Š›¡Â—¢Â’ȹǝĹ—Ĺ&#x;Ĺ–Ĺ?ČŹ 1997). No primeiro ano de atividades (contando com quatro funcionĂĄrios que trabalhavam em um galpĂŁo de madeira de 100m2 na planta da ÂŽÂ–Â™Â›ÂŽÂœÂŠČą Ž–ȹ ’—Â?Ž•ę—Â?Ž—ǟȹ Â˜Čą Â?Â›ÂžÂ™Â˜Čą Œ˜—œÂ?›ž’žȹ ž–ȹ ™›˜Â?Ă Â?Â’Â™Â˜Čą šžŽȹ Š™›Žsentava inovaçþes relativas Ă cĂŠlula de sobrevivĂŞncia e proteção contra impactos laterais. BĂŠla BarĂŠnyi desenvolveu o princĂ­pio da zona de deformação durante a dĂŠcada de 1940 (criou a patente em agosto de 1952), que foi primeiramente utilizada em veĂ­culos de sĂŠrie no Mercedes-Benz 220 em 1959. Fig. 133: exemplo de airbag para pedestres proposto pela empresa Autoliv. (Fonte: www.autoliv.com)

Um estudo conduzido pelo Dr. Dominik Schwarz, por Harald Bachem, e Ed Opbroek ( Â˜Â–Â™ÂŠÂ›Â’ÂœÂ˜Â—ČąÂ˜Â?Čą Â?ŽŽ•ȹŠ—Â?Čą •ž–’—ž–ȹ ˜˜Â?ȹ Â’Â?Â‘ČąÂœÂŠÂ–ÂŽČą Žœ’Â?—ȹ’—ȹ Â’ÂŽ ȹ˜Â?Čą ÂŽÂ?ÂŽÂœÂ?›’Š—ȹ ŽŠÂ?Čą –™ŠŒÂ? ) avaliou a utilização do alumĂ­nio ao invĂŠs do aço em um capĂ´, no que diz respeito Ă proteção de cabeça em impactos de veĂ­culos contra pedestres. As caracterĂ­sticas dos dois componentes estĂĄ descrita na tabela abaixo: Propriedades

)LJ %pOD %DUpQ\L DR ODGR GH XP YHtFXOR GH WHVWH $ SURSXOVmR GRV YHtFXORV SDUD RV WHVWHV GH LPSDFWR HUD IHLWD DWUDYpV GR DFRSODPHQWR GH IRJXHWHV QD UHJLmR WUDVHLUD (Fonte: www.mercedes-benz.de)

A General Motors tambĂŠm iniciou suas atividades relativas Ă Segurança Veicular no inĂ­cio do sĂŠculo XX. Implementou os veĂ­culos com carroçarias fechadas em 1910 e sensibilizada com problemas relativos a capotamentos adota o primeiro veĂ­culo com carroçaria fechada toda em aço (ÂŠÂ•Â•ČąÂœÂ?ÂŽÂŽÂ•ČąÂ‹Â˜Â?¢) em 1912. Em 1934 conduz os primeiros testes de capotamentos e impactos contra barreiras e em 1955 inaugura o primeiro laboratĂłrio de Segurança Veicular no mundo, localizado em seu Campo de Provas. A GM teve papel fundamental no desenvolvimento dos

Aço

AlumĂ­nio

0DVVD

16,95 kg

9,00 kg

Espessura do painel externo

0,68 mm

1,00 mm

Espessura do painel interno

0,58 mm

1,00 mm

Rigidez lateral

97,17 N/mm

66,42 N/mm

Rigidez transversal

97,70 N/mm

63,81 N/mm

Rigidez torsional

2,58 N/mm

1,82 N/mm

Fig. 134: caracterĂ­sticas das amostras utilizadas no estudo.

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Proteção aos Pedestres

Os acidentes envolvendo pedestres ocorrem predominantemente no ambiente urbano. A habilidade do motorista ao frear assim como a tecnologia do sistema de freios presente no veículo são determinantes na velocidade de impacto contra o pedestre. Há muitos anos vem sendo discutido o que a indústria automotiva pode oferecer em seus produtos no que diz respeito a minimizar as conseqüências de acidentes envolvendo pedestres. Muitos conceitos foram mudados com o passar dos anos e otimizaram a interação entre veículo e pedestre. Como principais exemplos podemos citar os pára-choques plásticos (que substituíram os metálicos), formas menos contundentes na região dianteira, faróis integrados, sistemas de freios ABS e muitos outros. De qualquer forma os resultados são limitados já que o segundo impacto, decorrente do choque entre o pedestre e o ǰȱ ¤ȱ ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ä ȱ · ȱ ȱ fatalidades. Um dos principais pontos investigados pelas montadoras em relação a proteção aos pedestres diz respeito ao impacto da cabeça contra a região do capô. Com as linhas de design cada vez mais arrojadas e com os requisitos de aerodinâmica, a distância entre o capô e o bloco do motor está cada vez menor, o que faz com que praticamente não haja espaço para deformação durante um impacto de uma cabeca por exem ȱ ȱ û ȱ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ ę £ǯȱ ȱ as principais medidas e inovações que surgiram nos últimos anos para resolver esse problema, podemos citar as dobradiças de capô ativas, os s externos e as novas tendências de projeto de capô.

Fig. 132: condição de impacto da cabeça onde não há muita possibilidade de absorção de energia (esq.) e condição que utiliza dobradiças ativas que são acionadas previamente ao impacto da cabeça do pedestre propiciando melhor capacidade de deformação e absorção de energia (dir.). (Fonte: www.autoliv.com.)

Segurança Veicular

dummies (bonecos utilizados nosȱ ȱ ) e conseqüentemente na evolução da biomecânica do impacto.

Fig. 1a: airbags H[SHULPHQWDLV GHVHQYROYLGRV SHOD HTXLSH GD *0 QR LQtFLR GD GpFDGD GH e propaganda destacando os cintos de segurança de 3 pontos no Buick 1968. (Fonte: www.gm.com)

Mil novecentos e trinta e seis tornou-se um marco para a Volvo. Nesse ano, Assar Gabrielsson editou um manual de vendas que é utilizado até os dias de hoje. No capítulo que tratava de assuntos técnicos, Gustaf Larson formulou pela primeira vez a importância da segurança nos veículos: “ ȱ Ç ȱ·ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ǯȱ ³ ȱ·ȱȮȱ ȱ ¤ȱ ȱ ȱȮȱ ȱ Ç ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ Ç ȱǯǯǯȱ ȱ ¹ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱȃ Ȅȱ ȱ ȱ Ȅǯȱ A seguir um exemplo do marketing agressivo da Volvo vinculando sua marca à segurança: à esquerda a capa de seu livro de 1974 onde mostra o seu plano para proteger as famílias que compram Volvo e à direita uma de suas publicações que contavam casos de acidentes severos onde os clientes se salvaram. (Fonte: www.volvoclub.org.uk)

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Segurança Veicular

Proteção aos Pedestres

˜Â?ÂŠÂ–Â˜ÂœČąÂ—ÂŠČąÂ?Š‹Ž•ŠȹŠ—Â?ÂŽÂ›Â’Â˜Â›ČąÂŠČąÂ’Â—ÄšÂžšÂ—ÂŒÂ’ÂŠČąÂ?Šȹ’Â?ŠÂ?ÂŽČąÂ?Â˜ÂœČąÂ™ÂŽÂ?ÂŽÂœÂ?Â›ÂŽÂœČąÂ—ÂŠÂœČą taxas de atropelamento. (Pessoas acima de 65 anos apresentam taxas de fatalidade atĂŠ duas vezes maiores que em outras faixas etĂĄrias). Outro ponto importante ĂŠ que mais de 30% das fatalidades de pedestres nos EUA (em idades superiores a 16 anos) estĂŁo relacionadas com altas concentraçþes de ĂĄlcool no sangue.

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A Comunidade EuropÊia tem o título de melhor nível de proteção ao pedestre em todo o mundo. (Entre os anos de 1980 e 2000 houve redução de 65% na taxa de fatalidades por milhão de habitantes. Isso se deve a um acordo estabelecido na dÊcada de 1970 entre autoridades europÊias, institutos de pesquisa e a indústria automotiva no sentido de reduzir a quantidade de acidentes envolvendo pedestres atravÊs de melhorias na infra-estrutura das vias, educação, infra-estrutura mÊdica assim como implementação de mudanças nos veículos.

34 ") ")

5 6

Fig. 1b: propaganda da Volvo destacando os aspectos de segurança de seu novo modelo D PDLV GH DEVRUomR GH HQHUJLD QD UHJLmR IURQWDO EDUUDV GH LPSDFWR ODWHUDO FpOXOD GH sobrevivência, coluna de direção colapsível, etc...) atestados por Sven, o boneco utilizado nos crash tests. (Fonte: www.volvoclub.org.uk)

)LJ R JUiÂżFR DFLPD LOXVWUD R GHFUpVFLPR GDV WD[DV GH IDWDOLGDGH GH SHGHVWUHV QD (XURSD entre 1980 e 2000 (colunas cinza) e o comportamento das taxas de fatalidade dos ocupantes dos veĂ­culos, no mesmo perĂ­odo (colunas chumbo).

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Proteção aos Pedestres

Segurança Veicular

Fig. 1c: absorvedores de energia utilizados em pára-choques dianteiros e traseiros pela Volvo QR ¿QDO GD GpFDGD de 1960.

)LJ LQÀXrQFLD GR KRUiULR H GR GLD GD VHPDQD QD LQFLGrQFLD GH DWURSHODPHQWRV QD FLGDGH de São Paulo. (Fonte: CET)

Nos EUA por exemplo, vemos na tabela a seguir que em 1997 foram registradas 5307 fatalidades de pedestres em uma população de mais de 267 milhões de habitantes o que gerou uma taxa de 2 mortes para cada 100.000 habitantes. Considerando a população da cidade de São Paulo em 1997 como sendo de 9.878.424 habitantes e com 1109 fatalidades registradas, chegamos a uma taxa de cerca de 11 mortes para cada 100.000 habitantes. Pedestres mortos e feridos, 1997 (EUA) Taxa de mortalidade por Pedestres 100.000 feridos pessoas

(Fonte: www.volvoclub.org.uk)

Fig. 1d: ensaio de capotamento realizado pela Volkswagen na $OHPDQKD QD Gpcada de 1970 (acima), quando o veículo era lançado do alto de uma montanha e posteriormente com o auxílio de um dispositivo (abaixo).

Taxa de feridos por milhão de pessoas

Idade (anos)

População (x1000)

Pedestres mortos

0-4 5-9 10-15 16-20 21-24 25-34 35-44 45-54 55-64 65-69 70-79 80+

19.150 19.738 22.910 18.936 13.774 39.610 43.998 33.633 21.813 9.762 15.799 8.514

165 240 239 300 253 757 922 701 488 242 505 409

0,9 1,2 1,0 1,6 1,8 1,9 2,1 2,1 2,2 2,5 3,2 4,8

4.000 11.000 11.000 7.000 5.000 9.000 12.000 8.000 4.000 2.000 4.000 1.000

2 6 5 4 4 2 3 2 2 2 3 1

Total

267.636

5.307

2,0

77.000

3

Source: Fatality Analysis Reporting System, NASS General Estimates Systems, U.S. Dept. of Transportation Fig. 130: taxas de fatalidade e ferimentos com pedestres no ano de 1997 nos EUA. )RQWH ,,+6 6WDWXV 5HSRUW

(Fonte: Volkswagen AG – Vorbildliche Sicherheit)

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Segurança Veicular

Proteção aos Pedestres

Fig. 1e: atualmente os pro¿VVLRQDLV GH VHJXUDQoD YHLcular devem interagir com outras áreas de interesse para que possam visualizar de uma forma global, todo o sistema responsável pela enorme quantidade de fatalidades que ocorrem diariamente no trânsito, em todo o mundo.

XV - PROTEÇÃO AOS PEDESTRES A preocupação com a proteção aos pedestres no trânsito já ocorre há algumas décadas. Com a realização dos registros de acidentes de trânsito (principalmente na Europa e nos Estados Unidos) foi possível ȱ ȱ ø ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ pedestres. Através de processos de melhoria de infra-estrutura viária e conscientização da população, o número de acidentes e taxas de fatalidade envolvendo pedestres diminuiu nas duas últimas décadas tanto na Europa e EUA como também no Brasil. Um levantamento realizado em 1997 e relatado pela CET (Companhia de Engenharia de Tráfego) – ȱ ȱ Ç ȱ ȱ ȱ ȱ ¦ ȱ ȱ ¨ ȱ - , mostrou que houve na cidade de São Paulo uma queda de fatalidades (relativas aos pedestres atropelados) de 1494 casos em 1993 para 1109 casos em 1997. No mesmo período foi registrada uma queda no número de pedestres feridos de 17061 para 11388. Um fato interessante é que no ano de 1997 os atropelamentos responderam por 5,9% de todos os acidentes registrados (com ou sem vítimas fatais) porém equivalem a 56% do total de vítimas fatais.

Fig. 2: crash test de um VW modelo SP, realizado em 1973 no Brasil na fábrica da Volkswagen no Ipiranga – SP.

Esse percentual é alto e característico de países subdesenvolvidos. (A Russia apresenta 40% de suas fatalidades relativas aos pedestres, a Polônia 38%, a Etiópia 43%). (Fonte: Divulgação Volkswagen do Brasil) Fig. 3: primeiro ATD (dummy XWLOL]DGR QD $PpULFD /DWLQD LPSRUWDGR SHOD Volkswagen do Brasil em 1971).

(Fonte: Divulgação Volkswagen do Brasil)

Fig. 128: observa-se a redução do número de atropelamentos na cidade de São Paulo entre os anos de 1979 e 1997. (Fonte: CET)

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Segurança Veicular

Fig. 4: crash test realizado pela General 0RWRUV GR %UDVLO FRP um veĂ­culo modelo Caravan, na primeira instalação desse tipo da empresa no Brasil (Campo de Provas da Cruz Alta – Indaiatuba Âą63 DLQGD QD GpFDGD de 1970.

)RQWH 'LYXOJDomR *0 %UDVLO

Em 29 de agosto de 1958, a Volvo patenteou (patente 227 568) uma das maiores criaçþes da histĂłria da Segurança Veicular: o cinto de segurança 3 pontos. O inventor, Nils Bohlin, foi o primeiro engenheiro de Segurança Veicular da Volvo. (Uma curiosidade ĂŠ que o inventor do cinto de segurança 3 pontos trabalhava anteriormente na indĂşstria aeronĂĄutica sueca projetando assentos ejetĂĄveis para pilotos de aviĂŁo!). Â˜Čą Â›ÂŠÂœÂ’Â•Ç°ČąÂŠÂœČąÂ™Â›Â’Â–ÂŽÂ’Â›ÂŠÂœČąÂŠÂ?Â’Â&#x;Â’Â?ŠÂ?ÂŽÂœČąÂ?Â˜Â›ÂŠÂ–ČąÂ’Â—Â’ÂŒÂ’ÂŠÂ?ÂŠÂœČąÂ—Â˜ČąÄ™Â—ÂŠÂ•ČąÂ?ŠȹÂ?¡ÂŒÂŠÂ?Šȹ de 1960 e, efetivamente, tomaram força com a criação do primeiro centro de impactos veiculares da AmĂŠrica Latina, nas instalaçþes da Volkswagen do Brasil em 1971 e tambĂŠm com a execução dos primeiros ensaios realizados pela General Motors do Brasil alguns anos depois. Nesse mesmo perĂ­odo iniciaram-se tambĂŠm os primeiros movimentos no sentido de criar legislaçþes brasileiras referentes Ă Segurança Veicular.

Cintos de Segurança A histĂłria do cinto de segurança se confunde com a histĂłria do surgimento da Engenharia de Segurança Veicular no pĂłs-guerra. Quando se analisa o surgimento dos primeiros cintos de segurança, nĂŁo ĂŠ possĂ­vel separar a indĂşstria automotiva da aeronĂĄutica. (Deve-se lembrar que anteriormente aos estudos formais sobre cintos de segurança, hĂĄ registro da presença de um “cinto de segurançaâ€? no carro do piloto Thomas Flyer em 1907, durante a corrida de volta ao mundo, que ia de Nova York Ă Paris. PorĂŠm nĂŁo era ele quem usava. O “cintoâ€? tinha a função de evitar que o mecânico, que ia ao lado, caĂ­sse para fora do carro durante as curvas!).

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Segurança Veicular

$YDOLDomR H &ODVVL¿FDomR GD 6HJXUDQoD GH XP 9HtFXOR

A primeira função desejada para os cintos de segurança (tanto para carros como para aviões) era a de evitar a ejeção dos ocupantes e pilotos em casos de acidentes. Para essas primeiras tentativas foram utilizados dispositivos para reter apenas a região pélvica ( ȱ ). Após atingir o primeiro objetivo, os técnicos da época iniciaram o trabalho (que se estende até hoje) de otimizar a retenção dos ocupan ȱ ȱ ä ȱ ǰȱ ȱę ȱ ȱ ȱ ȱ £ ȱ ȱ ȱ com partes do interior do habitáculo. Nesse momento começaram a surgir os primeiros cintos de segurança com retenção na região do tórax ( ȱ ). Durante esse estágio notou-se a importância da localização dos pontos de ancoragem do cinto de segurança na função de retenção dos ocupantes, lembra Bertil Aldman5. )LJ D ¿JXUD DR ODGR UHSUHVHQWD R PRdelo da primeira patente de cinto de segurança registrada no mundo em 1885. (Patente #312085 – EUA – Edward. J.Claghorn).

A terceira fase do desenvolvimento dos cintos de segurança se caracteriza pela utilização de dispositivos aplicados aos cintos convencionais, tais como pré-tensionadores, sistema inerciais de bloqueamento e limitadores de carga. Todos esses dispositivos agregam valor no que diz respeito ao desempenho dos cintos durante a retenção dos ocupantes. Hugh De Haven, um jovem cadete da força aérea canadense, foi um dos pioneiros nos desenvolvimentos de cintos de segurança. Após colidir com um outro avião durante a Primeira Guerra Mundial, De Haven fraturou as pernas e apresentou lesões internas na região do abdômen. Analisando o acidente, ele pôde notar que o cinto abdominal 5

Aldman, B. The early history of the lap and shoulder, three-point safety belt.

)LJ H[HPSOR GH XPD DYDOLDomR FODVVL¿FDGD FRPR boa performance em um crash test D NP K RIIVHW UHDOL]DGR SHOR LQVWLWXWR QRUWH DPHULFDQR ,,+6 FRP XP &KHYUROHW ,PSDOD $ PRYLPHQWDomR GR GXPP\ DWp HQFRQWUDU R airbag p SHUIHLWDPHQWH FRQWURODGD H QD YROWD D FDEHoD p UHWLGD SHOR DSRLR GH FDEHoD ¿FDQGR ORQJH GH SDUWHV UtJLGDV GR YHtFXOR (Fonte: www.iihs.org)

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Segurança Veicular

$YDOLDomR H &ODVVLÂżFDomR GD 6HJXUDQoD GH XP 9HtFXOR

evitou sua ejeção do aviĂŁo porĂŠm causou sĂŠrias lesĂľes em seus ĂłrgĂŁos internos devido Ă força concentrada exercida pelo fecho do cinto de segurança. A partir desse momento, De Haven dedicou sua carreira para analisar acidentes de aviĂľes e automĂłveis. Ele começou em uma ĂŠpoca em que nĂŁo havia apoio para suas pesquisas. Entendia-se que o dinheiro deveria ser aplicado para a prevenção de acidentes e nĂŁo para a prevenção de lesĂľes apĂłs os acidentes. De Haven participou tambĂŠm dos projetos de cintos 3 pontos (retenção do tĂłrax e do abdĂ´men simultaneamente) para automĂłveis e aviĂľes nas dĂŠcadas de 1940 e 1950. Foi diretor do programa Â›ÂŠÂœÂ‘Čą —“ž›¢ȹ ÂŽÂœÂŽÂŠÂ›ÂŒÂ‘Čą(CIR) na Â˜Â›Â—ÂŽÂ•Â•Čą —’Â&#x;Ž›œ’Â?¢ȹ ÂŽÂ?Â’ÂŒÂŠÂ•Čą ˜••ŽÂ?ÂŽČą(mais tarde conhecida como Calspan) e mais tarde do projeto ACIR žÂ?Â˜Â–Â˜Â‹Â’Â•ÂŽČą Â›ÂŠÂœÂ‘Čą —“ž›¢ȹ ŽœŽŠ›Œ‘, onde se aposentou em 1954.

Fig. 126: resultados divulgados pela EuroNCAP em Novembro de 2003, mostrando as avaliaçþes nos impactos frontais e laterais, proteção aos pedestres e proteção às crianças para veículos de diversas categorias. (Todos os resultados dos testes realizados podem ser encontrados no site euroncap.com).

Durante suas pesquisas, Hugh De Haven logo percebeu que apesar da grande importância do cinto de segurança, outros componentes do veĂ­culo faziam parte do jogo. Nos automĂłveis por exemplo ele começou a estudar a deformação das estruturas frontais (para entender o quanto o automĂłvel poderia absorver da energia da colisĂŁo) e os materiais empregados em painĂŠis de instrumentos por exemplo, regiĂŁo onde havia contato da cabeça e do tĂłrax dos ocupantes durante os acidentes. A partir desse momento ele passou nĂŁo sĂł a se preocupar com os cintos de segurança como tambĂŠm com o que chamamos de sistema de retenção, ou seja, todos os componentes envolvidos na retenção dos ocupantes durante uma colisĂŁo veicular. Outro nome importante ĂŠ o do Dr. John Paul Stapp (1910-1999). O nome de Stapp ĂŠ utilizado atĂŠ hoje em uma das maiores conferĂŞncias mundiais sobre segurança veicular: a Â?Š™™ȹ Š›ȹ Â›ÂŠÂœÂ‘Čą ˜—Â?Ž›Ž—ŒŽ. Durante seus estudos sobre a tolerância do corpo humano em altas aceleraçþes, submeteu-se vĂĄrias vezes a condiçþes extremas. Em 1954 foi acelerado atĂŠ 395 km/h em 5 segundos e entĂŁo desacelerado em 1.4s, onde sentiu desaceleraçþes de atĂŠ 40g6. Como em toda tecnologia desenvolvida na histĂłria da ciĂŞncia, deÂŒÂ˜Â›Â›ÂŽČąÂžÂ–ČąÂŒÂŽÂ›Â?Â˜ČąÂ?ÂŽÂ–Â™Â˜ČąÂŠÂ?¡ȹÂšÂžÂŽČąÂ˜ÂœČąÂ—Â˜Â&#x;Â˜ÂœČąÂ’Â—Â&#x;Ž—Â?Â˜ÂœČąÂŒÂ‘ÂŽÂ?žŽ–ȹꗊ•–Ž—Â?ÂŽČą ao consumidor. A seguir serĂŁo apresentados cronologicamente os passos mais importantes na histĂłria dos cintos de segurança. 6

1g equivale a 9,8 m/s2

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Segurança Veicular

$YDOLDomR H &ODVVLÂżFDomR GD 6HJXUDQoD GH XP 9HtFXOR

DÊcada de 1930 Alguns físicos americanos, percebendo o benefício trazido, equipam seus próprios veículos com cintos de segurança abdominais. 1953

˜•˜›ŠÂ?Â˜Čą Â?ŠÂ?ÂŽČą ÂŽÂ?Â’ÂŒÂŠÂ•Čą ˜Œ’ŽÂ?¢ publica uma polĂ­tica apoiando a instalação de cintos de segurança sub-abdominais em todos os veĂ­culos.

1954

™˜›Â?ÂœČą Š›ȹ •ž‹ȹ ˜Â?Čą –Ž›’ŒŠ exige que os carros de competição sejam equipados com cintos sub-abdominais. Â–ÂŽÂ›Â’ÂŒÂŠÂ—Čą ÂŽÂ?Â’ÂŒÂŠÂ•Čą œœ˜Œ’ŠÂ?Â’Â˜Â—Čą Â˜ÂžÂœÂŽČąÂ˜Â?Čą Ž•ŽÂ?ŠÂ?ÂŽÂœ vota o apoio para instalação de cintos sub-abdominais em todos os veĂ­culos.

1955

O estado da CalifĂłrnia cria uma emenda que exige uma aprovação estadual dos cintos de segurança antes de sua venda ou uso. ŠÂ?Â’Â˜Â—ÂŠÂ•Čą ŠÂ?ÂŽÂ?¢ȹ Â˜ÂžÂ—ÂŒÂ’Â•Ç°Čą Â–ÂŽÂ›Â’ÂŒÂŠÂ—Čą ˜••ŽÂ?ÂŽČąÂ˜Â?Čą ž›Â?ÂŽÂ˜Â—ÂœÇ°Čą —Â?Ž›—ŠÂ?Â’Â˜Â—ÂŠÂ•Čą œœ˜Œ’ŠÂ?Â’Â˜Â—ČąÂ˜Â?Čą ‘’ŽÂ?ÂœČąÂ˜Â?Čą ˜•’ŒŽ votam o apoio para instalação de cintos sub-abdominais em todos os veĂ­culos. ˜Œ’ŽÂ?¢ȹ˜Â?Čą žÂ?˜–˜Â?Â’Â&#x;ÂŽČą —Â?’—ŽŽ›œ (SAE) cria o ˜Â?Â˜Â›Čą ÂŽÂ‘Â’ÂŒÂ•ÂŽČą ŽŠÂ?Čą Ž•Â?Čą ˜––’ĴŽŽ

1956

Volvo coloca no mercado o cinto diagonal de 2 pontos (cruzando o tórax) como acessório. Ford e Chrysler oferecem cintos sub-abdominais para os ocupantes da frente como opcional em alguns modelos. Ford inicia uma campanha de 2 anos baseada em segurança, concentrando-se na importância dos cintos de segurança.

1957 1958

Volvo cria pontos de ancoragem de fåbrica para os cintos diagonais de 2 pontos na região dianteira. Nils Bohlin, um projetista da Volvo na SuÊcia, cria a patente do cinto de segurança 3 pontos, constituído de alças diagonais e sub-abdominais. Volvo cria pontos de ancoragem de fåbrica para os cintos diagonais de 2 pontos na região traseira.

1959

Volvo introduz cintos de segurança 3 pontos para os ocupantes dianteiros como item de sÊrie na SuÊcia.

)LJ H FULWpULR SDUD DYDOLDomR GR QtYHO GH GHIRUPDomR GD HVWUXWXUD GR YHtFXOR HP ORFDLV GH DFRUGR FRP SURFHGLPHQWR XWLOL]DGR SHOR ,,+6

205

204

Segurança Veicular

$YDOLDomR H &ODVVL¿FDomR GD 6HJXUDQoD GH XP 9HtFXOR

1961

SAE publica uma norma com requisitos para a construção de cintos de segurança nos EUA. O estado de Nova Yorque (EUA) exige ancoragens de cintos de segurança para os ocupantes dos assentos dianteiros a partir de 1º de janeiro de 1962. O estado de Wisconsin (EUA) obriga o uso do cinto de segurança para os ocupantes dos assentos dianteiros. Austrália publica norma com requisitos para a construção de cintos de segurança.

)LJ F FODVVL¿FDomR GH HVWUHODV GR 861&$3 EDVHDGR QR +,& H QD DFHOHUDomR GR WyUD[

HEAD & NECK +,&15 Nij Neck Axial Tension [kN] Neck Comp. [kN] CHEST Thoracic Spine Acc3ms [g] 6WHUQXP 'HÀ [mm] 6WHUQXP 'HÀ Rate [m/s] Viscous Criteria [m/s] LEG & FOOT (left-right) Femur Axial Force* [kN] Tibia-femur Displ* [mm] Tibia Index (upper, lower)** Tibia Axial Force* [kN] Foot Acc [g]

1962

Fabricantes de automóveis nos EUA oferecem cintos de segurança dianteiros como item de série.

1963

Volvo introduz o cinto de 3 pontos dianteiro como item de série nos EUA.

1964

Metade dos estados dos EUA já obrigam a presença dos cintos de segurança nos automóveis.

Good

Acceptable

Marginal

Poor

<560 <0.8 <2.6

560-700 0.8-1.0 2.6-3.3

700-840 1.0-1.2 3.3-4.0

>840 >1.2 >4.0

1965

Alguns fabricantes dos EUA utilizam retratores automáticos nos cintos de segurança dianteiros.

<3.2

3.2-4.0

4.0-4.8

>4.8

1966

Leis suecas proibem o uso do cinto diagonal 2 pontos em posições próximas às portas.

<60

60-75

75-90

>90

<50

50-60

60-75

>75

<6.6

6.6-8.2

8.2-9.8

>9.8

<0.8

0.8-1.0

1.0-1.2

>1.2

<7.3

7.3-9.1

9.1-10.9

>10.9

<12

12-15

15-18

>18

<0.8

0.8-1.0

1.0-1.2

>1.2

<4.0

4.0-6.0

6.0-8.0

>8.0

<150

150-200

200-260

>260

O congresso americano cria a ȱ ¢ȱ ¢ȱ (atualmente NHTSA7) 1967

Fabricantes americanos fornecem cintos sub-abdominais para os ocupantes dos assentos traseiros. Volvo introduz o cinto de 3 pontos traseiro como série em alguns mercados. Grã-Bretanha obriga o uso de cintos 3 pontos para os ocupantes dos assentos dianteiros.

1968

Volvo introduz retratores com travamento ( ¢ȱ ȱ ȱ- ELRs) como equipamento de série para os cintos dianteiros na Suécia.

1969

Suécia obriga a presença de cintos 3 pontos dianteiros. Volvo e Mercedez fornecem cintos de segurança traseiros 3 pontos como série para todos os mercados.

)LJ G FULWpULR GH FODVVL¿FDomR XWLOL]DGR SHOR ,,+6 EDVHDGR QRV OLPLWHV ELRPHFkQLFRV

7

NHTSA – ȱ ¢ȱ Ĝ ȱ ¢ȱ

21

22

Segurança Veicular

$YDOLDomR H &ODVVLÂżFDomR GD 6HJXUDQoD GH XP 9HtFXOR

Japão obriga cintos de segurança dianteiros e traseiros. 1971

Volvo implementa ELRs como item de sĂŠrie para os cintos traseiros em todos os mercados.

Čą

ČąÄ™Â—ÂŠÂ•Â’ÂŁÂŠČąÂŠČąÂ—Â˜Â›Â–ÂŠČą 8 208 com requisitos de proteção aos ocupantes e de sistemas de retenção passiva, que teria validade a partir de 1973.

1972

Volvo introduz o regulador de altura do cinto de segurança como item opcional. Alemanha Ocidental obriga o uso de cintos de 3 pontos dianteiros e traseiros. Volkswagen demonstra cinto de segurança 3 pontos com sistema prÊ-tensionador.

1980 1987

Mercedes-Benz apresenta veĂ­culo com Š’›‹ŠÂ? para motorista e prĂŠ-tensionador para todos os cintos 3 pontos. Nova Yorque se torna o primeiro estado da nação a obrigar a presença de cintos de segurança em Ă´nibus escolares.

Um outro nome importante na histĂłria dos cintos de segurança ĂŠ o de Nils L. Bohlin. Nascido na SuĂŠcia (1920-2002) ĂŠ considerado o inventor do cinto de segurança 3 pontos. Bohlin foi o primeiro engenheiro de segurança veicular da Volvo, onde ingressou em 1958 vindo da indĂşstria aeroespacial. Ele foi o responsĂĄvel por descobrir que atravĂŠs de um acinturamento na regiĂŁo do tĂłrax e outro na regiĂŁo sub-abdominal, os ocupantes poderiam ser retidos de forma ŽęŒ’Ž—Â?ÂŽČąÂŽÂ–ČąÂŒÂŠÂœÂ˜ÂœČąÂ?ÂŽČąÂŠÂŒÂ’Â?Ž—Â?ÂŽÂœÇŻČą ČąÂœÂžÂŠČąÂœÂ˜Â•Âž³¨Â˜ČąÂœÂ’Â–Â™Â•ÂŽÂœČąÂ™ÂŽÂ›Â–Â’Â?’žȹȹšžŽȹ ÂŠÂœČąÂ™ÂŽÂœÂœÂ˜ÂŠÂœČąÂ™ÂžÂ?ÂŽÂœÂœÂŽÂ–ČąÂŠÄ™Â&#x;ÂŽÂ•ÂŠÂ›ČąÂ˜ČąÂŒÂ’Â—Â?Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂœÂŽÂ?ÂžÂ›ÂŠÂ—ÂłÂŠČąÂŒÂ˜Â–ČąÂŠÂ™ÂŽÂ—ÂŠÂœČąÂžÂ–ÂŠČą mĂŁo. Fig. 6: Nils Bohlin, inventor do cinto de segurança de trĂŞs pontos.

8

FMVSS: ÂŽÂ?Ž›Š•ȹ ˜Â?Â˜Â›Čą ÂŽÂ‘Â’ÂŒÂ•ÂŽČą ŠÂ?ÂŽÂ?¢ȹ Â?Š—Â?Š›Â?Âœ

HEAD +,&36 Acc3ms [g] NECK Shear [KN] Tension [KN] Extension [Nm] CHEST Compression [mm] Viscous Criterion [m/s] KNEE, FEMUR and PELVIS Femur Compression [kN] Knee Slider Compressive Displ. [mm] Lower Leg Tibia Index Tibia Compression [kN] Foot/Ankle Brake Pedal Rearward Displ. [mm]

Lower Limit

Upper Limit

650 72

1000 88

1.9 (0ms); 1.2 (2535ms); 1.1 (45ms) 2.7 (0ms); 2.3 (35ms); 1.1 (60 ms) 42

3.1 (0ms); 1.5 (2535ms); 1.1 (45ms) 3.3 (0ms); 2.9 (35 ms); 1.1 (60 ms) 57

22

50

0.5

1.0

3.8 6

9.07 (0 ms); 7.56 (10 ms) 15

0.4 2

1.3 8

100

200

Fig. 125a: limites biomecânicos utilizados pelo EuroNCAP para avaliação nos impactos frontais.

ÂœČą ™›˜ŒŽÂ?’–Ž—Â?Â˜ÂœČą Â?ÂŽČą ÂŽÂ—ÂœÂŠÂ’Â˜ÂœČą ÂŽČą –¡Â?˜Â?Â˜ÂœČą Â?ÂŽČą Œ•Šœœ’ęŒŠ³¨Â˜Čą œ˜Â?›Ž–ȹ atualizaçþes constantes e por isso devem ser sempre consultados os protocolos de Ăşltimo nĂ­vel de publicação. Lower Limit

Upper Limit

HEAD +,&36 Acc3ms [g]

650 72

1000 88

CHEST Compression [mm] Viscous Criterion [m/s]

22 0.32

42 1.0

ABDOMEN Total Abdominal Force [kN]

1.0

2.5

PELVIS Pubic Symphysis Force [kN]

3.0

6.0

Fig. 125b: limites biomecânicos utilizados pelo EuroNCAP para avaliação nos impactos laterais.

203

202

Segurança Veicular

$YDOLDomR H &ODVVL¿FDomR GD 6HJXUDQoD GH XP 9HtFXOR

ȱ ȱ ¡ ȱ ȱ ³¨ ȱ ¥ȱ ³ ǰȱ ȱ ę ³¨ ȱ ȱ pontos nas regiões do corpo é feita levando-se em conta o HIC ( ȱ ¢ȱ ) e a aceleração resultante na cabeça. Para HIC menores que 650 quatro pontos são atribuídos a essa região do corpo. Para HIC maiores do que 1000 nenhum ponto é atribuído e para valores interme ¤ ȱ·ȱ £ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ ³¨ ȱ de pontos. (No caso da aceleração resultante o mesmo critério é aplicado utilizando-se os limites de 72 g e 88 g). Além dos critérios medidos diretamente, pode haver dedução de pontos devido a fenômenos indesejáveis, os ę . Essas penalidades podem ser atribuídas objetivamente (deslocamento excessivo da coluna de direção, por exemplo) ou subjetivamente (contato instável da cabeça com o , por exemplo). ȱ ę ³¨ ȱ ȱ ³¨ ȱ¥ ȱ ³ ȱ ȱ ȱ ȱ·ȱ £ ȱ tomando também como base uma escala de pontuação baseada nos dados obtidos nos ensaios. Esse tipo de avaliação permite a comparação entre modelos de veículos de forma objetiva em uma análise feita sempre nos mesmos padrões. Principalmente na Europa e nos EUA é uma referência para decisão no momento da compra. ȱę ȱŗŘŜǰȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ vembro de 2003 (www.euroncap.com). A divulgação na Internet conta ainda com detalhes e observações feitas pelos especialistas que avaliaram os modelos.

No Brasil, o CONTRAN (Conselho Nacional de Trânsito) regulou em 16 de maio de 1968, através da resolução Nº 391/68, a obrigatoriedade da instalação do cinto de segurança em veículos que circulavam pelo território nacional. Essa resolução, juntamente com as seguintes 430/70, 444/71 e 453/72 foi revogada e seguida pela resolução nº 456/72. Nessa resolução eram solicitados requisitos de performance para os cintos de segurança de acordo com as normas ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). A resolução 456/72 juntamente com as seguintes 615/83, 620/83, 622/83, 632/84 e 643/85 foi revogada e substituída pela resolução nº 658/85 que passou a estabelecer critérios para a instalação e uso dos cintos de segurança. Um ponto importante da resolução de 1985 foi a obrigatoriedade da instalação de cintos do tipo 3 pontos nos assentos dianteiros próximos às portas, conforme descrito no Art. 2º. Em 1998, através do Novo Código Nacional de Trânsito, a resolução 658/85 foi revogada, passando a vigorar a Resolução nº 48 de 21 de maio de 1998. Nesse momento foram estabelecidos, além dos requisitos de instalação e uso, procedimentos para ensaios de cintos de segurança. (Foi incluída, por exemplo, a obrigatoriedade ao atendimento da norma NBR 7738 para métodos de ensaio). Como vimos anteriormente, o uso do cinto somente foi regulamentado no Brasil em Novembro de 1994, na cidade de São Paulo. (Em 1984 houve uma tentativa de obrigatoriedade do uso do cinto de segurança porém não se efetivou na prática). Com o novo código de trânsito de 1998, a obrigatoriedade do uso do cinto de segurança para motorista e passageiro se estendeu para todo o território brasileiro. A não utilização do cinto de segurança implica em multa do tipo GRAVE (a escala obedece a ordem: Gravíssima, Grave, Média e Leve). Dispositivo de proteção

(¿FLrQFLD QD SUHYHQomR GH fatalidades

Cinto de segurança 3 pontos

42%

Cinto de segurança 3 pontos + airbag

47%

Somente airbag

13%

(Fonte: Kahane 1996, Evans 1991)

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Segurança Veicular

ÂŽÂœÂ–Â˜Čą œŽ—Â?Â˜Čą ÂŒÂ•ÂŠÂ›ÂŠČą ÂŽČą Œ˜–™›˜Â&#x;ŠÂ?Šȹ Šȹ ŽęŒ’šÂ—ÂŒÂ’ÂŠČą Â?Â˜ÂœČą Œ’—Â?Â˜ÂœČą Â?ÂŽČą œŽgurança (diminuição de 45% do risco de fatalidades de acordo com a NHTSA - EUA), muitas pessoas nĂŁo o utilizam. (Estima-se que entre os anos de 1975 e 2001, 147.000 vidas foram salvas devido ao uso do cinto de segurança). Nos EUA por exemplo estima-se (Glassbrenner, 2002) que 25% dos motoristas e passageiros dianteiros nĂŁo utilizam os cintos de segurança. Algumas pessoas, consideradas usuĂĄrios parciais do cinto de seguÂ›ÂŠÂ—ÂłÂŠÇ°ČąÂ“ÂžÂœÂ?Â’Ä™ÂŒÂŠÂ–ČąÂ˜ČąÂ—¨Â˜ČąÂžÂœÂ˜ČąÂ™Â˜Â›ČąÂŽÂœÂ?Š›Ž–ȹÂ?’›’Â?’—Â?Â˜ČąÂŽÂ–ČąÂ?Â’ÂœÂ?ÂŚÂ—ÂŒÂ’ÂŠÂœČąÂŒÂžÂ›Â?ÂŠÂœÇ°Čą esquecimento, estar com pressa ou desconforto. PorĂŠm existe uma parcela dos usuĂĄrios que sĂŁo convictos da nĂŁo žÂ?’•’£Š³¨Â˜ČąÂ?Â˜ČąÂŒÂ’Â—Â?Â˜ČąÂŽČąÂœÂŽČąÂ“ÂžÂœÂ?Â’Ä™ÂŒÂŠÂ–ČąÂ™Â›Â’Â—ÂŒÂ’Â™ÂŠÂ•Â–ÂŽÂ—Â?ŽȹŠ•ŽÂ?Š—Â?Â˜ČąÂžÂ–ČąÂŽÂ&#x;Ž—Â?žal risco que o cinto pode provocar em acidentes (pois poderia prender o ocupante no veĂ­culo e eventualmente prejudicar uma operação de resgate) e tambĂŠm abuso de poder das autoridades no sentido de privar o cidadĂŁo do direito de decidir se quer ou nĂŁo utilizĂĄ-lo. As duas “žœÂ?’ęŒŠÂ?Â’Â&#x;ÂŠÂœČąÂœ¨Â˜ČąÂŠÂ‹ÂœÂžÂ›Â?ÂŠÂœÇŻ

$YDOLDomR H &ODVVLÂżFDomR GD 6HJXUDQoD GH XP 9HtFXOR

›Š—Â?Žȹ™Š›Â?ÂŽČąÂ?ÂŠČąÂŒÂ•ÂŠÂœÂœÂ’Ä™ÂŒÂŠ³¨Â˜ČąÂ?Â•Â˜Â‹ÂŠÂ•ČąÂ?Â˜ČąÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ȹ¡ȹ‹ŠœŽŠÂ?ÂŠČąÂŽÂ–ČąÂŒÂ›Â’Â?¡rios biomecânicos e estruturais objetivos. Para efeito de cĂĄlculo, o corpo do ocupante ĂŠ dividido em quatro partes. (Para os impactos frontais cabeça e pescoço formam a primeira regiĂŁo seguidos do tĂłrax, regiĂŁo superior e regiĂŁo inferior das pernas. Para as colisĂľes laterais as quatro regiĂľes de anĂĄlise sĂŁo a cabeça, o tĂłrax, o abdĂ´men e a pĂŠlvis). Cada uma dessas partes pode obter uma pontuação mĂĄxima equivalente a quatro pontos, tornando possĂ­vel um total de 16 pontos. (O mesmo raciocĂ­nio ĂŠ aplicado tanto para as colisĂľes frontais quanto laterais possibilitando um total de 32 pontos na avaliação geral). Para a colisĂŁo frontal ĂŠ utilizada a menor pontuação encontrada dentre os pontos do motorista e do passageiro. O impacto contra poste pode conferir uma estrela sobre a cabeça do ocupante na avaliação de impacto lateral caso atenda aos requisitos estabelecidos no protocolo EuroNCAP (veja ilustração anterior). A determinação da quantidade de estrelas ĂŠ feita a partir da tabela seguinte, levando-se em conta a soma dos pontos do impacto frontal e lateral:

Infelizmente os nĂŁo usuĂĄrios do cinto de segurança tĂŞm as suas chances de sobrevivĂŞncia minimizadas durante os acidentes. Pior do que isso ĂŠ a evidĂŞncia (Reinfurt, 1996) de que as pessoas que nĂŁo utilizam o cinto de segurança apresentam maior quantidade de violaçþes no trânsito, maiores taxas de envolvimento em acidentes, maiores taxas de aprisionamento e consumo de ĂĄlcool, o que revela peculiaridaÂ?ÂŽÂœČąÂ—Â˜ČąÂ™ÂŽÂ›Ä™Â•ČąÂ™ÂœÂ’ÂŒÂ˜Â•Ă Â?Â’ÂŒÂ˜ČąÂ?ÂŽÂœÂœÂŠÂœČąÂ™ÂŽÂœÂœÂ˜ÂŠÂœÇŻ AlĂŠm dos pontos obtidos nos testes, pontos adicionais devido Ă presença de itens de segurança de sĂŠrie podem ser atribuĂ­dos. (O siste–ŠȹÂ?ŽȹŠÂ&#x;Â’ÂœÂ˜ČąÂ?ŽȹŠęÂ&#x;Ž•Š–Ž—Â?Â˜ČąÂ?Â˜ČąÂŒÂ’Â—Â?Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂœÂŽÂ?ž›Š—³ŠȹǝœŽŠÂ?ȹ‹Ž•Â?ȹ›Ž–’—Â?Ž›) confere um ponto adicional por exemplo). As cores nas diferentes regiĂľes do corpo sĂŁo provenientes da pontuação de acordo com a tabela a seguir:

201

200

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Acidentes de Trânsito

III - ACIDENTES DE TRÂNSITO

O principal objetivo da ciência do transporte sempre foi criar formas de transportar mais e mais rápido. Isso vale para cargas e para seres humanos. No que diz respeito ao transporte de pessoas em veí ȱ ¤ ǰȱ ȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ pararmos os veículos tracionados por animais com os potentes motores utilizados atualmente. Com o aumento da velocidade vieram também maiores riscos de lesões para os ocupantes. Quando analisamos todas as fatalidades relativas a meios de transporte a maior participação refere-se indubitavelmente aos veículos rodoviários. Todos esses ensaios permitem a obtenção de informações que pos ǰȱ ȱ ȱ ȱ ǰȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ¹ ȱ ę ³ä ȱ para o veículo: 1. avaliação global de proteção aos ocupantes adultos 2. avaliação de proteção às crianças 3. avaliação do nível de proteção aos pedestres ȱ ȱ ę ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ·ȱ ȱ trelas e as duas últimas de uma até quatro estrelas. Além disso é possível avaliar a proteção aos ocupantes em cada região do corpo.

Fig. 6a: fatalidades no transporte (1996) nos EUA – 94% em ruas e estradas. (Fonte: Depto. Transporte dos EUA – 1998)

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Acidentes de Trânsito

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No impacto lateral contra poste o veículo se desloca lateralmente ǻŘşȱ Ȧ Ǽȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱŗŖȱ ȱę¡ ȱ ȱ ȱ ȱ rígida.

Fig. 6b: distâncias viajadas em 1996 nos EUA – 99% em ruas e estradas. (Fonte: Depto. Transporte dos EUA – 1998)

Os acidentes em vias públicas surgiram antes mesmo da introdução dos automóveis como meio de transporte. Registros de acidentes envolvendo cavalos, carroças e pedestres em vias de circulação existem desde a segunda metade do século XIX. Com os primeiros automóveis chegando às ruas no início dos anos 1880 (ainda com sistemas de freios e direção rudimentares) os primeiros acidentes começaram a ocorrer. Um dos primeiros acidentes com vítima fatal (registrado em um jornal da época) ocorreu em Londres em 1889. Reporta o jornal que o veículo trafegava em alta velocidade (entre 20 e 25km/h) em uma rua de paralelepípedos e durante uma frenagem os aros de madeira da roda quebraram. O motorista e um ocupante traseiro morreram ao serem ejetados do veículo. Nessa época era comum encontrar uma pessoa que andava alguns metros à frente dos carros sinalizando a todos que a “carroça sem cavalos” estava se aproximando! ȱ ǰȱ ¤ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱę ȱ ȱ · ȱ XIX (há controvérsias entre os anos de 1897 ou 1901) na Estrada Velha

Para a avaliação da proteção aos pedestres são realizados impactos de dispositivos que representam regiões do corpo (cabeça, pernas e cintura) contra o pára-choque dianteiro, capô do motor e pára-brisas.

199

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Acidentes de Trânsito

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Â?Šȹ ħžŒŠȹǝ ǟǰȹŽ—Â?¨Â˜ȹȹŒŠ™’Â?Š•ȹÂ?ÂŽÂ?Ž›Š•ǯȹ ČąÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ČąÂ‘ÂŠÂ&#x;Â’ÂŠČąÂœÂ’Â?Â˜ČąÂ’Â–Â™Â˜Â›Â?ŠÂ?Â˜Čą da França pelo abolicionista JosĂŠ do PatrocĂ­nio (1853-1905) e estava sendo conduzido pelo poeta parnasiano Olavo Bilac (1865 – 1918). O acidente consistiu em uma colisĂŁo contra uma ĂĄrvore e nĂŁo deixou vĂ­timas graves. (HĂĄ indĂ­cios que o acidente poderia eventualmente ter ocorrido na Rua da Passagem, no bairro de Botafogo). Fig. 7: foto do acidente registrado pelo jornal londrino em 1889.

)LJ SURSDJDQGD IHLWD SHOD UHYLVWD 4XDWUR 5RGDV QD pSRFD GR ODQoDPHQWR GD HGLomR referente à avaliação de quatro modelos produzido no Brasil em provas de Crash test.

O impacto frontal Ê realizado atravÊs de uma colisão em 40% da frente do veículo (lado do motorista) contra uma barreira deformåvel de alumínio. São utilizados dois dummies Híbrido III 50% nos assentos dianteiros e duas cadeirinhas de criança com dummies representando crianças de 18 meses e 3 anos no banco traseiro.

No impacto lateral o veĂ­culo ĂŠ atingido por uma barreira mĂłvel (50 km/h) e no assento dianteiro do motorista ĂŠ utilizado um dummy EuroSID II.

Uma preocupação mais efetiva com os registros e causas dos acidentes surgiu com o grande aumento no nĂşmero de fatalidades oriunÂ?ÂŠÂœČąÂ?ÂŽÂœÂœÂŠÂœČąÂ˜ÂŒÂ˜Â›Â›šÂ—ÂŒÂ’ÂŠÂœÇ°ČąÂšÂžÂŽČąÂŒÂ›ÂŽÂœÂŒÂ’ÂŠÂ–ČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠÂ•ÂŽÂ•ÂŠÂ–ÂŽÂ—Â?ÂŽȹ¼ȹ–Šœœ’ęŒŠ³¨Â˜ČąÂ?Â˜Čą automĂłvel em todo o mundo. No ano 2000, o Brasil jĂĄ havia passado a cifra de 1.000.000 de pessoas mortas no trânsito. Dessa preocupação surgiram a Acidentologia e a Acidentometria. A acidentologia visa caracterizar o acidente no que diz respeito a sua natureza, forma de ocorrĂŞncia, sua repetição sistĂŞmica, como, onde e quando ocorrem. A acidentometria por sua vez ĂŠ responsĂĄvel por šžŠ—Â?Â’Ä™ÂŒÂŠÂ›ČąÂŽČąÂ?ÂŽÂ?Ž›–’—Š›ȹŠÂ?›ŠÂ&#x;¡ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ?Â’Â?Ž›Ž—Â?ÂŽÂœČąÂ–Â˜Â?ÂŽÂ•Â˜ÂœČąÂ–ÂŠÂ?Ž–¤Â?Â’ÂŒÂ˜ÂœÇ°Čą as diferentes variĂĄveis envolvidas em acidentes com o objetivo de criar meios de prevenção. Â™ÂŽÂœÂŠÂ›ČąÂ?ÂŽČąÂ—Â˜Â›Â–ÂŠÂ•Â–ÂŽÂ—Â?ÂŽČąÂ™Â›Â˜ÂŒÂžÂ›ÂŠÂ›Â–Â˜ÂœČąÂ’Â?Ž—Â?Â’Ä™ÂŒÂŠÂ›ČąÂŠČąÂŒÂŠÂžÂœÂŠČąÂ?Â˜ÂœČąÂŠÂŒÂ’dentes esse termo deve ser evitado pois remete a um motivo Ăşnico, enquanto na realidade devemos nos preocupar com os vĂĄrios fatores que podem gerĂĄ-los. Outra observação sobre nomenclatura refere-se ao fato de nos referirmos a estatĂ­sticas de trânsito onde o melhor termo seria dados sobre acidentes de trânsito, jĂĄ que a estatĂ­stica ĂŠ uma disciplina da MatemĂĄtica que lida com amostragem, dispersĂľes, etc... (NĂşmero de mortos por ano no trânsito normalmente sĂŁo dados de acidentes de trânsito enquanto a quantidade de pessoas que utilizam

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Acidentes de Trânsito

cintos de segurança por exemplo sĂŁo normalmente dados estatĂ­sticos. Este esclarecimento ĂŠ necessĂĄrio nesse momento pois a troca dos termos pode ser feita de forma inadvertida nos prĂłximos capĂ­tulos). Em todo o mundo foram criados com o passar do tempo ĂłrgĂŁos pĂşblicos que tinham como objetivo regular, estudar, educar a atuar em atividades relacionadas ao trânsito. No Brasil por exemplo temos o exemplo do CONTRAN (Conselho Nacional de Trânsito), DENATRAN (Departamento Nacional de Trânsito), os DETRANs (Departamentos Estaduais de Trânsito), DNER (Departamento Nacional de ÂœÂ?›ŠÂ?ÂŠÂœČąÂ?ÂŽČą ˜Â?ŠÂ?Ž–ǟǰȹ ČźÂœȹǝ Ž™Š›Â?Š–Ž—Â?Â˜ÂœČą ÂœÂ?ŠÂ?ÂžÂŠÂ’ÂœČąÂ?ÂŽČą ÂœÂ?›ŠÂ?ÂŠÂœČą de Rodagem) e outros ĂłrgĂŁos e entidades ligadas ao assunto. A preocupação com a regulamentação do uso do automĂłvel no Brasil remete ao inĂ­cio do sĂŠculo XX. O ato nÂş 146 de 26 de fevereiro de 1903 dizia em seu artigo 6Âş: Čƒ Čą —’—Â?ž¡Â–Čą ¡ȹ ™Ž›–’Â?Â’Â?Â˜Čą Œ˜—Â?ž£’›ȹ ŠžÂ?Â˜Â–Ă Â&#x;Ž•ȹ ÂœÂŽÂ–Čą šžŽȹ ÂœÂŽČą ÂŠÂŒÂ‘ÂŽČą –ž—’Â?Â˜Čą Â?ÂŽČąÂžÂ–ÂŠČąÂŒÂŠÂ›Â?Ž’›ŠȹÂ?Žȹ‘Š‹’•’Â?Š³¨Â˜Ç°ČąÂŒÂ˜Â—ŒŽÂ?Â’Â?Šȹ™Ž•Šȹ ›ŽÂ?ÂŽÂ’Â?ž›ŠǰȹÂ?ÂŽÂ™Â˜Â’ÂœČąÂ?Â˜ČąÂŽÂĄÂŠÂ–ÂŽČąÂ?Â˜Čą ÂšÂžÂŠÂ•ČąÂ˜ČąÂ™ÂŽÂ?’Œ’˜—¤Â›Â’Â˜ČąÂ–Â˜ÂœÂ?Â›ÂŽČąÂŒÂ˜Â—Â‘ÂŽÂŒÂŽÂ›ČąÂ?˜Â?Â˜ÂœČąÂ˜Âœȹà ›Â?¨Â˜ÂœČąÂ?Â˜ČąÂŠÂ™ÂŠÂ›ÂŽÂ•Â‘Â˜ČąÂŽČąÂŠČąÂ?Â˜Â›Â–ÂŠČąÂ?ÂŽČą Â–ÂŠÂ—Â˜Â‹Â›ÂŠÂ›Ç°ČąÂŠÂœÂœÂ’Â–ČąÂŒÂ˜Â–Â˜ČąÂ™Â˜ÂœÂœÂžÂŠČąÂ›ÂŽÂšÂžÂ’ÂœÂ’Â?Â˜ÂœČąÂ—ÂŽÂŒÂŽÂœÂœ¤Â›Â’Â˜ÂœČąÂ?Žȹ™›žÂ?šÂ—ÂŒÂ’ÂŠÇ°ČąÂœÂŠÂ—Â?žŽȹÂ?Â›Â’Â˜Čą ÂŽČąÂ&#x;’œžŠ•’Â?ŠÂ?ÂŽȹǯǯǯČ„ AlĂŠm dos ĂłrgĂŁos voltados diretamente ao trânsito, uma outra especialidade que tomou força a partir da percepção do volume de vĂ­timas decorrentes dos acidentes foi a Medicina de TrĂĄfego. O primeiro moÂ&#x;’–Ž—Â?Â˜ČąÂœÂ’Â?—’ęŒŠÂ?Â’Â&#x;Â˜ČąÂ?Â˜Â’ČąÂ˜ČąÂœÂžÂ›Â?’–Ž—Â?Â˜ČąÂ?Šȹ ȹǝ —Â?Ž›—ŠÂ?Â’Â˜Â—ÂŠÂ•Čą œœ˜Œ’ŠÂ?Â’Â˜Â—ČąÂ˜Â?Čą ŒŒ’Â?Ž—Â?ÂœČąÂŠÂ—Â?Čą Â›ÂŠÄœÂŒČą ÂŽÂ?’Œ’—Ž), fundada em dezembro de 1960 em San Remo (ItĂĄlia). No Brasil a fundação da ABRAMET (Associação Brasileira de Medicina de TrĂĄfego) em janeiro de 1974 decretou uma participação efetiva dessa especialidade em nosso paĂ­s. Â˜ČąÂšÂžÂŽČąÂ?Â’ÂŁČąÂ›ÂŽÂœÂ™ÂŽÂ’Â?˜ȹ¼ȹÂ’Â?Ž—Â?’ęŒŠ³¨Â˜ČąÂ?ÂŠÂœČąÂŒÂŠÂžÂœÂŠÂœȹǝÂ?ŠÂ?Â˜Â›ÂŽÂœČąÂŒÂŠÂžÂœÂŠÂ?˜›Žœǟȹ Â?Â˜ÂœČąÂŠÂŒÂ’Â?Ž—Â?ÂŽÂœÇ°ČąÂŠÂœČąÂ?›šÂœČąÂ&#x;Š›’¤Â&#x;ÂŽÂ’ÂœČąÂšÂžÂŽČąÂ™Â˜Â?Ž–ȹÂ?Žę—’›ȹŠȹÂ?ž—³¨Â˜ČąÂšÂžÂŽČąÂ?ÂŽÂ?Ž›mina ou nĂŁo a sua ocorrĂŞncia sĂŁo: a via, o condutor e o veĂ­culo. (Alguns autores preferem desmembrar a variĂĄvel via em uma quarta vari¤Â&#x;ÂŽÂ•ČąÂšÂžÂŽČąÂœÂŽÂ›Â’ÂŠÂ–ČąÂŠÂœČąÂŒÂ˜Â—Â?Â’³äÂŽÂœČąÂŒÂ•Â’Â–¤Â?’ŒŠœǟǯȹ ˜Â?ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂŠÄ™Â›Â–ÂŠÂ›ČąÂšÂžÂŽČąÂŠČąÂ&#x;’ŠȹŽȹ o veĂ­culo juntos correspondem a cerca de 10% dos fatores diretamente ŒŠžœŠÂ?Â˜Â›ÂŽÂœČąÂ?Â˜ÂœČąÂŠÂŒÂ’Â?Ž—Â?ÂŽÂœÇŻČą ȹ’—ĚžšÂ—ÂŒÂ’ÂŠČąÂ?Â˜ČąÂŒÂ˜Â—Â?žÂ?˜›ȹǝÂœÂŽÂ›ČąÂ‘ÂžÂ–ÂŠÂ—Â˜ǟȹ—Šȹ Â?ž—³¨Â˜ČąÂ?ÂŽÂ?Ž›–’—Š—Â?ÂŽČąÂ?ÂŽČąÂŠÂŒÂ’Â?Ž—Â?ÂŽÂœČąÂ?ÂŽÂ–ČąÂžÂ–ČąÂ™ÂŽÂœÂ˜ČąÂ›ÂŽÂŠÂ•Â–ÂŽÂ—Â?ÂŽČąÂœÂ’Â?—’ęŒŠÂ?Â’Â&#x;Â˜Čą (em torno de 90%). Quando falamos da variĂĄvel via, devemos levar em conta a via Â?Ž››ŽœÂ?›Žȹ Ä™ÂœÂ’ÂŒÂŠČą ǝšžŽȹ ¡ȹ ž–ȹ Â?Â˜ÂœČą Â?ŠÂ?Â˜Â›ÂŽÂœČą Â–ÂŠÂ’ÂœČą Œ˜—œÂ?Š—Â?ÂŽÂœČą Â?Â˜Čą œ’œÂ?Ž–Šǟǰȹ Šȹ

$YDOLDomR H &ODVVLÂżFDomR GD 6HJXUDQoD GH XP 9HtFXOR

XIV– AVALIAĂ‡ĂƒO E CLASSIFICAĂ‡ĂƒO DA SEGURANÇA DE UM VEĂ?CULO

•¡Â–ČąÂ?Â˜ÂœČąÂ™Â›Â˜ÂŒÂŽÂœÂœÂ˜ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ‘Â˜Â–Â˜Â•Â˜Â?Š³¨Â˜ČąÂŽČąÂŒÂŽÂ›Â?’ęŒŠ³¨Â˜ČąÂ?Â˜ÂœČąÂ?Â’Â?Ž›Ž—Â?ÂŽÂœČą modelos de veĂ­culos nos diferentes mercados em todo o mundo (que garantem o atendimento aos requisitos legais de segurança para cada mercado), muitos ĂłrgĂŁos de proteção aos consumidores e revistas especializadas realizam avaliaçþes no que diz respeito Ă segurança dos veĂ­culos. Apesar das diferenças existentes entre os mĂŠtodos de cĂĄlculo para as avaliaçþes, basicamente elas consistem no cĂ´mputo da performance biomecânica (ocupantes) e estrutural (veĂ­culo) em ensaios de impacto, os ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘ČąÂ?ÂŽÂœÂ?Âœ. Dentre os principais ĂłrgĂŁos mundiais que tem suas avaliaçþes reconhecidas pelos especialistas da ĂĄrea de segurança veicular, podemos citar o EuroNCAP ( ÂžÂ›Â˜Â™ÂŽÂŠÂ—Čą ÂŽ ȹ Š›ȹ œœŽœœ–Ž—Â?Čą ›˜Â?›Š–), a USNCAP (programa similar nos EUA), o IIHS ( Â—ÂœÂžÂ›ÂŠÂ—ÂŒÂŽČą —œÂ?Â’Â?žÂ?ÂŽČą Â?Â˜Â›Čą Â’Â?‘ ÂŠ¢ȹ ŠÂ?ÂŽÂ?¢, tambĂŠm nos EUA), OSA (programa de avaliação no JapĂŁo), ANCAP (programa de avaliação australiano) alĂŠm das inĂşmeras revistas como a žÂ?Â˜Čą ˜Â?Â˜Â›ČąÂžÂ—Â?Čą ™˜›Â? e a •Â?Â˜Čą ’•Â?, ambas na Alemanha. No Brasil, a revista Quatro Rodas realizou pela primeira vez no paĂ­s uma bateria de quatro ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘ČąÂ?ÂŽÂœÂ?Âœ em 2000, com o objetivo de avaliar a segurança dos quatro modelos populares mais vendidos no paĂ­s na ĂŠpoca ( VW Gol, Fiat Palio, GM Corsa e Ford Fiesta). Os ensaios foram realizados nas instalaçþes da Volkswagen do Brasil com supervisĂŁo e auditoria do Instituto espanhol IDIADA. Para servir de exemplo, utilizaremos o programa EuroNCAP para mostrar os principais conceitos que sĂŁo utilizados em uma avaliação. Neste programa sĂŁo realizados os seguintes ensaios de impacto: 1 ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘ČąÂ?ÂŽÂœÂ? frontal a 64 km/h (40% ˜ěœŽÂ?) 1 ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘ČąÂ?ÂŽÂœÂ? lateral a 50 km/h 1 ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘ČąÂ?ÂŽÂœÂ? lateral a 29 km/h contra poste 1 bateria de impactos para avaliar proteção aos pedestres

197

Acidentes de Trânsito

sinalização, a iluminação, semáforos, defesas, barreiras e todos os ou ȱ ȱ ȱ ȱ ǯȱ · ȱ ȱ ȱ ȱ Ě ¹ ȱ ȱĚ ¡ ȱ ȱ Ç ȱǻ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ¨ Ǽȱ ȱ ȱ ȱ atmosférico que pode vir a piorar as condições de tráfego através de neblina, chuvas, neve e outros. A variável veículo pode vir a ser um agente gerador de acidentes caso haja falhas em seu processo de fabricação ou nas condições inadequadas de uso e manutenção. A variável ser humano apresenta o maior número de fatores que poderão ser agentes causadores de acidentes. A idade do condutor, o ¡ ǰȱ ȱ ǰȱ ȱ ę ¨ ǰȱ ȱ ȱ ȱ £ ȱ ȱ ³¨ ȱ (cognitiva, associativa e autônoma) e o estado civil são determinantes nas tomadas de decisões dos condutores nos momentos que antecedem os acidentes. (Prejuízos cognitivos, diminuição da velocidade psicomotora, mudanças sensório-perceptivas e acuidade auditiva são fatores que se agravam com a idade por exemplo e que afetam a capacidade de dirigir). Fatores médicos como fadiga, apnéia do sono (sonolência diurna), doença de Alzheimer, epilepsia, obesidade, diabetes, menopausa, drogas e principalmente o alcoolismo também são fundamentais na determinação da ocorrência de acidentes. ȱ ȱ ę ȱ ȱ ¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ¤ ǰȱ ou seja, as fatalidades que independem da vontade humana. Atenção especial deve ser dada à concentração de álcool no sangue em conjunto com a condução de veículos. O álcool é responsável em média por 40% dos acidentes de trânsito com vítimas fatais. Estudos mostram ȱ ȱ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ ȱ concentrações de 0,50 g/l de álcool no sangue. (A legislação Sueca por exemplo permite concentração máxima de 0,2 g/l). O risco de acidentes não é linearmente proporcional ao consumo de álcool. Estudos (Salleras, 1982) concluíram que concentrações de 0,5 g/l aumentam em sete vezes a chance de ocorrer acidentes e concentrações de 1,5 g/l e 1,75 g/l aumentam respectivamente em trinta e setenta vezes o risco. Os principais efeitos no condutor são um processamento mais lento de ³ä ȱ ȱ û ȱ ȱ ȱ ȱ ä ǰȱ ę ȱ de executar tarefas simultâneas como virar o volante e frear ao mesmo tempo, além de propiciar euforia e gerar uma condução imprudente. Os dados de acidentes de trânsito são fundamentais para o enten ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ ȱ

29

Acidentes de Trânsito

de atuação no sentido de minimizar a sua ocorrência. Existem diferentes mÊtodos de coleta de dados e divulgação de dados. De qualquer forma sempre valem como uma boa referência desde que respeitem as premissas båsicas das ciências estatísticas.A seguir podemos observar alguns levantamentos estatísticos realizados no Brasil, nos EUA e na Alemanha que, alÊm do aspecto tÊcnico, revelam-se como ferramentas úteis no sentido de sensibilização dos motoristas.

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

30

)LJ R JUi¿FR DFLPD LOXVWUD DOJXQV Q~PHURV GHFRUUHQWHV GH DFLGHQWHV HQWUH RV DQRV GH H QD $OHPDQKD UHODWLYRV j GHQVLGDGH GH WUiIHJR TXH FUHVFHX VLJQL¿FDWLYDmente) representada em azul, a quantidade de acidentes (em verde), o número de feridos (em amarelo) e o número de fatalidades (em vermelho). Paralelamente são ilustradas as implementaçþes de dispositivos de segurança ativa e passiva como os cintos de segurança, o airbag, o ABS (Anti Blocking System), o airbag lateral e o ESP (Electronic Stability Program) TXH MXVWL¿FDP SDUFLDOPHQWH D TXHGD GH PRUWDOLGDGH REVHUYDGD

195

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

AIS

1998

O AIS foi criado pela AAAM ( œœ˜Œ’ŠÂ?Â’Â˜Â—ČąÂ?Â˜Â›ČąÂ?‘Žȹ Â?Â&#x;Š—ŒŽ–Ž—Â?ČąÂ˜Â?Čą žÂ?˜–˜Â?Â’Â&#x;ÂŽČą ÂŽÂ?’Œ’—Ž) e ĂŠ normalmente utilizado para descrever os pataÂ–ÂŠÂ›ÂŽÂœČą Â?ÂŠÂœČą •ŽœäÂŽÂœČą ™›˜Â&#x;Ž—’Ž—Â?ÂŽÂœČą Â?ÂŽČą ŠŒ’Â?Ž—Â?ÂŽÂœČą ŠžÂ?˜–˜Â?Â’Â&#x;Â˜ÂœÇŻČą 1Čą Â?Žę—’Â?Â˜Čą ŠÂ?›ŠÂ&#x;¡ÂœČąÂ?ÂŽČąÂžÂ–ÂŠČąÂŒÂ•ÂŠÂœÂœÂ’Ä™ÂŒÂŠ³¨Â˜ČąÂ?Ž—¡Â›Â’ÂŒÂŠČąÂšÂžÂŽČąÂ’Â—Â’ÂŒÂ’ÂŠČŹÂœÂŽČąÂŒÂ˜Â–Čą ȹŗȹǝ•ŽœäÂŽÂœČą menores) e vai atĂŠ AIS 6 (fatais) e uma descrição dos tipos de lesĂľes nos diferentes ĂłrgĂŁos.

1999

AIS – Abbreviated Injury Scale

LesĂŁo

1

0HQRU

2

0RGHUDGD

3

6pULD

4

Severa

5

CrĂ­tica

6

Fatal

)LJ FODVVLÂżFDomR JHUDO GD HVFDOD $,6

ČąÂ?›¤Ä™ÂŒÂ˜ČąÂŠČąÂœÂŽÂ?ÂžÂ’Â›ČąÂ–Â˜ÂœÂ?Â›ÂŠČąÂžÂ–ÂŠČąÂŒÂ˜Â›Â›ÂŽÂ•ÂŠ³¨Â˜ČąÂŽÂ—Â?›Žȹ ȹŽȹ Ç°ČąÂ›ÂŽÂ™Â˜Â›Â?Šda no trabalho tĂŠcnico ˜››Ž•ŠÂ?Â’Â˜Â—ČąÂ‹ÂŽÂ? ÂŽÂŽÂ—ȹ’—“ž›¢ȹÂ›Â’ÂœÂ”ČąÂŠÂ—Â?ČąÂ’Â–Â™ÂŠÂŒÂ?ČąÂœÂŽÂ&#x;Ž›’Â?¢ȹ ’—Â?ÂŽÂĄČą ȹǰȹ ›ǯȹ ÇŻČą ‘˜“ŠŠÂ?Â’Ç°Čą Ç°Čą Čą ÂžÂ›Â’ÂŒÂ‘ÇŻČąEssa curva foi obtida atravĂŠs da anĂĄlise de choques frontais da cabeça porĂŠm permite quebrar Â˜ČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠÂ?Â’Â?–ŠȹÂ?ŽȹšžŽȹÂ&#x;ÂŠÂ•Â˜Â›ÂŽÂœČąÂ?ÂŽČą ČąÂ–ÂŠÂ’Â˜Â›ÂŽÂœČąÂšÂžÂŽČąĹ—Ĺ–Ĺ–Ĺ–ČąÂœÂ’Â?Â—Â’Ä™ÂŒÂŠÂ–ČąÂ—ÂŽÂŒÂŽÂœÂœÂŠÂ›Â’ÂŠÂ–ÂŽÂ—Â?ÂŽČąÂ?ŠÂ?Š•’Â?ŠÂ?ÂŽČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠČąÂ˜ČąÂ˜ÂŒÂžÂ™ÂŠÂ—Â?ÂŽǯȹǝ ‹œŽ›Â&#x;ÂŠČŹÂœÂŽČąÂ—Â˜ČąÂ?›¤Ä™ÂŒÂ˜ČąÂšÂžÂŽČą ™Š›ŠȹÂ&#x;ÂŠÂ•Â˜Â›ÂŽÂœČąÂ?ÂŽČą ČąÂ?ŽȹŗŖŖŖȹÂ?ÂŽÂ–Â˜ÂœČą ȹŽ—Â?Â›ÂŽČąĹ™ČąÂŽČąĹšČąÂ˜ČąÂšÂžÂŽČąÂœÂ’Â?Â—Â’Ä™ÂŒÂŠÂ–Čą •ŽœäÂŽÂœČąÂŒÂ•ÂŠÂœÂœÂ’Ä™ÂŒÂŠÂ?ÂŠÂœČąÂŒÂ˜Â–Â˜ČąÂœ¡Â›Â’ÂŠÂœČąÂ˜ÂžČąÂœÂŽÂ&#x;Ž›Šœǟǯ

Vítimas não fatais 320.733 325.729* 358.762** 374.557** 318.3132 Acidentes com vítimas 262.374 376.589 286.994** 307.287 251.8761 Vítimas fatais/10.000 veículos 6,5 7,0* 6,8 6,3 6,22 Vítimas não fatais/10.000 veículos 103,7 111,8* 124,1** 119,8** 104,62 Vítimas de acidente/10.000 veículos 123,0 130,9 123,6 110,82 Acidentes com vítimas/10.000 veículos 84,8 116,5 99,3** 96,2 75,81 Vítimas fatais/100 acidentes com vítimas 7,3* 7,0** 6,4** 8,52 Vítimas não fatais/100 acidentes com vítimas 117,8* 125,0** 122,0** 143,22 Vítimas de acidentes/acidentes com vítimas 1,1 1,3** 1,3** 1,52 Veículos/100 habitantes 19,1 19,7 17,4 18,5 19,6 Vítimas fatais/100.000 habitantes 12,4 13,8* 11,8 11,6 12,32 Vítimas não fatais/100.000 habitantes 222,1* 214,1** 220,0** 207,32 Vítimas de acidentes/100.000 habitantes 242,5 225,8** 228,9 219,52 Frota de veículos 30.939.466 32.318.646 29.503.503*** 31.913.003 34.284.967 População 161.790.311 163.947.554 169.590.693 182.385.826 174.632.960 )RQWHV 0LQLVWpULR GDV &LGDGHV 'HSDUWDPHQWR 1DFLRQDO GH 7UkQVLWR '(1$75$1 6LVWHPD 1DFLRQDO GH (VWDWtVWLFD GH 7UkQsito e Departamentos Estaduais de Trânsito - DETRAN 1mR LQFOXL GDGRV GH 0LQDV JHUDLV (**) Não inclui dados do Distrito Federal (***) A redução da frota em 2000 (1 1mR LQFOXL GDGRV GR (VStULWR 6DQWR H 0DWR *URVVR (2 1mR LQFOXL GDGRV GR $PiSD (VSLULWR 6DQWR 0DWR *URVVR H 5LR GH -DQHLUR

Joelhos – intrusão nos joelhos deve ser menor que 15 mm (EU)

20.039

2002

O TI ĂŠ calculado nas partes superior e inferior da tĂ­bia.

2001

–˜–Ž—Â?Â˜ČąÂ?Žȹ̎¥¨Â˜ČąÂ—Â˜ČąÂŽÂ’ÂĄÂ˜Čą –˜–Ž—Â?Â˜ČąÂ?Žȹ̎¥¨Â˜ČąÂ—Â˜ČąÂŽÂ’ÂĄÂ˜Čą –˜–Ž—Â?Â˜ČąÂ?Žȹ̎¥¨Â˜ČąÂŒÂ›Ă‡Â?’Œ˜ȹǝĹ˜Ĺ˜Ĺ›Čą –ǟ força de compressĂŁo axial no eixo Z força de compressĂŁo crĂ­tica no eixo Z (35.9 kN)

20.049

ƽȹ ƽȹ ƽȹ = =

VĂ­timas fatais

ȹȹ ȹ ǝ ǟ ȹ FZ (FC)Z

Resumo 2000

onde,

20.178*

TI = _MR / (MC)r + _FZ / (FC)z

20.020

TI – Tibia index < 1,3 (EU)

18.8772

Acidentes de Trânsito

Itens

194

31

32

Acidentes de Trânsito

Biomecânica e Traumas nas Colisões Veiculares

Ano 2002

2003

% Variação

Pessoas mortas

42.815

43.220

+0,9%

Pessoas feridas

2.926.000

2.891.000

-1,2%

Acidentes fatais

38.309

38.764

+1,2%

6.277.000

6.267.000

-0,2%

/HV}HV

1.929.000

1.915.000

-0,7%

Apenas danos a propriedade

4.348.000

4.352.000

+0,1%

Acidentes não fatais

Fig. 9: quantidades de pessoas mortas e feridas e de colisões fatais e não fatais nos EUA em 2002 e 2003. )RQWH 1+76$

Pernas As conseqüências mais graves relativas às lesões nas pernas ocorrem devido a colisões frontais parciais ( ě ). Nesse tipo de colisão onde o veículo tem apenas parte de sua região frontal impactada (geralmente do lado do motorista), os níveis de intrusão da estrutura na ¨ ȱ ȱ · ȱ ȱ ȱ ȱ ¨ ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ gerar lesões sérias nas articulações além de fraturas ósseas. As regiões a serem analisadas são o fêmur, a tíbia e os pés e as articulações do joelho e do tornozelo.

Fêmur As lesões no fêmur são principalmente decorrentes de altos níveis de ȱ ȱĚ ¡¨ ȱ ȱ ¨ ȱ ȱ · ȱ ȱ ³ ȱ ȱ ¨ ȱ nientes dos impactos dos joelhos contra o painel de instrumentos.

FPC – Femur Performance Criteria < 10 kN (EUA) (refere-se à máxima força de compressão no fêmur) ȱ ³¨ ȱ · ȱ £ ȱ ȱ ¤ę ȱ ȱ ¹ ȱ ȱ performance. A curva de força axial no fêmur deve estar abaixo da referência demonstrada a seguir:

Tíbia

Fig. 10: fatalidades em acidentes de trânsito nos EUA entre os anos de 1988 e 2003. )RQWH 1+76$

As lesões nas tíbias ocorrem devido a um carregamento direto das estruturas localizadas na região inferior do painel de instrumentos. TCFC – Tibia Compressive Force Criterion < 8kN (EU) Valor referente à força de compressão no eixo axial da tíbia.

193

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

Acidentes de Trânsito

˜—Â?ÂŽČą ÇťÂ?ǟȹ¡ȹŠȹÂ?ŽĚŽ¥¨Â˜ČąÂ–ÂŽÂ?Â’Â?ÂŠČąÂ—Â˜ČąÂ?à ›Š¥ȹǝÂŒÂ•ÂŠÂœÂœÂŽČąÂ?Žȹę•Â?›ŠÂ?Ž–ȹ ȹŗŞŖǟȹÂŽ 7,000,000

6,000,000

onde ÄŻÂ?ȹ¡ȹÂ˜ČąÂ’Â—Â?Ž›Â&#x;ÂŠÂ•Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂ?ÂŽÂ–Â™Â˜ČąÂŽÂ—Â?Â›ÂŽČąÂŠÂœČąÂ–ÂŽÂ?Â’³äÂŽÂœČąÂ?ÂŽČąÂ?ŽĚŽ¥¨Â˜ÇŻ

5,000,000

4,000,000

3,000,000

2,000,000

1,000,000

Persons Injured

03

02 20

20

00

01 20

99 19

20

97

98 19

96 19

19

94

95 19

93

19

92

19

91 19

19

89

90 19

19

88

0

19

192

Non-Fatal Crashes

Fig. 11: colisĂľes nĂŁo fatais (chumbo) e ocupantes lesionados (cinza) entre os anos de 1988 e 2003 nos EUA. )RQWH 1+76$

Fig. 123: estĂĄgios da compressĂŁo torĂĄxica (0%, 20%, 40% e 60%), devido Ă aplicação de XPD IRUoD GH IRUPD VLPLODU D TXH p DSOLFDGD SHOR FLQWR GH VHJXUDQoD GXUDQWH XPD FROLVmR YHLFXODU 3DUD QmR SUHMXGLFDU D LQWHJULGDGH GD FDL[D WRUi[LFD H GRV yUJmRV TXH DOL HVWmR D XWLOL]DomR GH FRPSRQHQWHV GH SUp WHQVLRQDPHQWR H GH OLPLWDGRUHV GH FDUJD QR FLQWR GH segurança sĂŁo muito importantes para o gerenciamento das forças aplicadas contra os ocupantes. (Desde que o cadarço do cinto de segurança atenda Ă s prescriçþes normativas relativas Ă força limite de ruptura Ă tração, o rompimento do mesmo em uma colisĂŁo veicular QmR p QHFHVVDULDPHQWH XPD IDOKD (P FDVRV PXLWR UDURV RQGH FRQWDPRV FRP YHORFLGDGHV extremas de impacto e ocupantes com grande massa (o que resulta em uma grande quantidade de energia para o cinto de segurança absorver), a resistĂŞncia do cadarço do cinto muito acima dos valores mĂ­nimos estabelecidos nas regulamentaçþes internacionais pode VLJQLÂżFDU D RFRUUrQFLD GH OHV}HV VpULDV SRLV LUi JHUDU DOWRV QtYHLV GH IRUoD FRQWUD R RFXSDQWH 1HVVHV FDVRV DSyV R FLQWR GH VHJXUDQoD WHU DEVRUYLGR SDUWH VLJQLÂżFDWLYD GD HQHUJLD presente, o cadarço poderĂĄ se romper aliviando os nĂ­veis de força contra o ocupante e FRQVHT HQWHPHQWH DV OHV}HV $SyV D GLPLQXLomR GRV QtYHLV GH IRUoD SRU DOJXQV PLOLVHJXQGRV D HQHUJLD UHVLGXDO VHUi DEVRUYLGD DWUDYpV GR FKRTXH GR RFXSDQWH FRQWUD SDUWHV GR interior do veĂ­culo, como o painel de instrumentos e o sistema de direção. É importanWH UHVVDOWDU TXH HVVH IHQ{PHQR p UDUR H QmR UHĂ€HWH R FRPSRUWDPHQWR QRUPDO GR VLVWHPD GH UHWHQomR &DVR RFRUUD GHYH VHU LQYHVWLJDGR DWUDYpV GH SHUtFLD WpFQLFD HVSHFLDOL]DGD

Descrição Ocupantes

2002

2003

Variação

% Variação

33.988

34.185

+197

+0,6%

0RWRULVWDV

23.539

23.898

+359

+1,5%

Passageiros

10.339

10.175

-164

-1,6%

110

112

+2

+1,8%

Motociclistas

3.244

3.592

+348

+11%

NĂŁo ocupantes

5.583

5.443

-140

-2,5%

4.808

4.672

-136

-2,8%

Ciclistas

662

626

-36

-5,4%

Outros*

113

145

+32

+28%

42.815

43.220

+405

+0,9%

Desconhecidos

Pedestres

Total

Fig. 12: distribuição do tipo de ocupantes e não ocupantes na totalização de vítimas fatais nos anos de 2002 e 2003 nos EUA. )RQWH 1+76$

33

34

Acidentes de Trânsito

Biomecânica e Traumas nas Colisões Veiculares

Ano Uso do cinto de segurança 2002 Fatalidades

2003

32.598

100%

32.165

100%

Com uso do cinto

13.471

41%

13.638

42%

Sem uso do cinto

19.127

59%

18.528

58%

)LJ LGHQWL¿FDomR GR XVR GR FLQWR GH VHJXUDQoD HQWUH RV DFLGHQWHV IDWDLV QRV (8$ QRV anos de 2002 e 2003. )RQWH 1+76$

Uso do cinto de segurança Idade 16-20

Ano 2002

2003

5.625

100%

5.332

100%

Com uso do cinto

1.999

36%

1.907

36%

Sem uso do cinto

3.626

64%

3.424

64%

25.109

100%

24.987

100%

Com uso do cinto

10.617

42%

10.909

44%

Sem uso do cinto

14.492

58%

14.078

56%

Idade maior 21

)LJ LGHQWL¿FDomR GR XVR GR FLQWR GH VHJXUDQoD HQWUH RV DFLGHQWHV IDWDLV QRV (8$ QRV anos de 2002 e 2003 por faixa etária. )RQWH 1+76$

O esmagamento também é um fenômeno comum. Trata-se da compressão dos órgãos internos da caixa toráxica entre o osso esterno20 e a coluna. (Esse tipo de lesão é muito comum quando há uma enorme força proveniente dos ocupantes traseiros que não utilizam cintos de segurança, sobre os ocupantes dianteiros). Nesse tipo de carregamento normalmente o coração tende a se movimentar involuntariamente (geralmente para a esquerda) e sair do raio de atuação das forças. Esse tipo de fenômeno é a causa do estabelecimento de critérios biomecâni ȱǻ ȱ ȱ ȱ Ǽȱ ȱ ȱ ¨ ȱ ȱ à ¡ǯȱǻ ȱ ȼ ȱ

Ç ȱ ȱ ȱ ȱ ȱę ȱ ȱ ȱ £ȱ ȱ¥ȱ ȱ ȱ Ě ¡¨ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ³ ȱ ǰȱ · ȱ ¨ ȱ Ě ȱ ȱ fenômeno de fratura de costelas com cargas pontuais). No caso das colisões laterais a situação é mais preocupante, principalmente para as costelas. Neste tipo de impacto há pouco espaço para que a estrutura do veículo deforme e conseqüentemente há a intrusão da estrutura na célula de sobrevivência. Como o cinto de segurança não tem função relevante na proteção da região lateral do ocupante (nesse caso o cinto apresenta uma função de manter o ocupante posicionado ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ Ǽǰȱ ȱ ³¨ ȱę ȱ ȱ ȱ ȱ gerenciamento na distribuição e no controle da magnitude das forças durante a colisão da estrutura lateral do veículo com o ocupante. A seguir alguns dos critérios biomecânicos utilizados em ensaios de impacto em laboratório para se avaliar a proteção na região toráxica. ThPC – Thorax Performance Criteria < 50mm (EU) < 76mm (EUA) (valor referente à medição de intrusão máxima no tórax) < 60g (EUA) (valor referente à aceleração máxima no tórax por um período de 3 ms) VC – Viscous Criterion

< 1 m/s

ȱÇ ȱ·ȱ ȱ · ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ Ě ¡¨ ȱ ȱ ȱǻ Ǽȱ ȱ ȱ ȱ ȱ Ě ¡¨ ȱ ȱ ȱǻ Ǽǰȱ ȱDZ

Fig. 15: fatalidades devido ao consumo de álcool nos EUA entre os anos de 1988 e 2003. )RQWH 1+76$

D(t) C(t)=0.229 20

Esterno : osso ímpar, situado na parte anterior do tórax, e com o qual se articulam as clavículas e as cartilagens costais das sete primeiras costelas. (Fonte: Dicionário Aurélio)

191

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

Acidentes de Trânsito

TĂłrax

+,,

A regiĂŁo torĂĄxica apresenta uma estrutura singular devido a grande quantidade de diferentes tecidos, ĂłrgĂŁos e regiĂľes Ăłsseas. Dessa forma, os tipos de lesĂŁo encontrados nessa regiĂŁo sĂŁo de vĂĄrios tipos, dependendo da intensidade e da direção da colisĂŁo veicular. Â–ÂŠČąÂ˜ÂžÂ?Â›ÂŠČąÂ™ÂŽÂŒÂžÂ•Â’ÂŠÂ›Â’Â?ŠÂ?ÂŽȹ¡ȹÂ˜ČąÂ?ŠÂ?Â˜ČąÂ?Žȹ‘ŠÂ&#x;Ž›ȹÂ?Â’Â?ÂŽÂ›ÂŽÂ—ÂłÂŠČąÂœÂ’Â?—’ęŒŠÂ?Â’Â&#x;Šȹ no tipo de lesĂŁo para motoristas e para passageiros dianteiros. As lesĂľes sĂŠrias de maior incidĂŞncia sĂŁo devido ao contato com o sistema de direção do veĂ­culo para o caso dos motoristas e com o painel de instrumentos no caso dos passageiros (componentes que possuem diferenÂłÂŠÂœČąÂœÂ’Â?—’ęŒŠÂ?Â’Â&#x;ÂŠÂœČąÂŽÂ–ČąÂœÂŽÂžÂœČąÂŠÂœÂ™ÂŽÂŒÂ?Â˜ÂœČąÂŒÂ˜Â—ÂœÂ?›žÂ?Â’Â&#x;˜œǟǯȹ ŽȹšžŠ•šžŽ›ȹÂ?Â˜Â›Â–ÂŠÇ°Čą tanto para o motorista quanto para o passageiro, a maior incidĂŞncia de lesĂľes sĂŠrias ocorre na estrutura Ăłssea do tĂłrax. A tabela abaixo retrata a porcentagem de lesĂľes nas regiĂľes torĂĄxicas e abdominais, compilaÂ?ÂŠÂœČąÂ™Â˜Â›Čą Šě—Ž›ȹŽ–ȹŗĹ&#x;Ĺ&#x;Ĺ–Çą LesĂŁo Arterial Coração Juntas FĂ­gado PulmĂľes Baço Caixa torĂĄxica 9pUWHEUDV Outros Total

Motorista (AIS 3) 8 10 7 10 21 6 25 3 10 100%

Passageiro (AIS 3) 6 4 6 11 9 8 30 6 20 100%

ÂœČą •ŽœäÂŽÂœČą Â—ÂŠÂœČą Â&#x;¡Â›Â?ÂŽÂ‹Â›ÂŠÂœČą Â?Šȹ ÂŒÂ˜Â•ÂžÂ—ÂŠČą ÇťÂ™Â›Â˜Â&#x;Ž—’Ž—Â?ÂŽÂœČą Â?ÂŽČą ̎¥¨Â˜Ç°Čą Œ˜–pressĂŁo ou uma combinação das duas) sĂŁo mais raras porĂŠm mais sĂŠrias pois podem vir a gerar paraplegia, tetraplegia ou o Ăłbito. Indubitavelmente, a regiĂŁo mais vulnerĂĄvel sĂŁo as costelas. A quebra da integridade da caixa torĂĄxica durante uma colisĂŁo pode vir a afetar a respiração. Nas colisĂľes, as lesĂľes podem ser provenientes de forças concentraÂ?ÂŠÂœÇ°ČąÂžÂ—Â’Â?˜›–ŽœȹǝÂ?Â’ÂœÂ?›’‹žÇÂ?ŠœǟȹÂ˜ÂžČąÂŽÂœÂ–ÂŠÂ?Š–Ž—Â?Â˜ÂœÇŻČą ˜Â?ÂŽČąÂœÂŽČąÂŠÄ™Â›Â–ÂŠÂ›ČąÂšÂžÂŽČą o carregamento de um cinto de segurança de 3 pontos seja a princĂ­pio uma carga distribuĂ­da. Quando a comparamos com a distribuição de forças de um Š’›‹ŠÂ?, o cinto de segurança passa a ser considerado como gerador de uma carga concentrada.

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190

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)LJ D QR JUiÂżFR DFLPD TXH PRVWUD R Q~PHUR GH IDWDOLGDGHV QR WUkQVLWR HP DOJXQV paĂ­ses, percebemos o contraste entre alguns paĂ­ses africanos com poucos veĂ­culos por habitantes e muitos acidentes fatais, e maioria dos paĂ­ses desenvolvidos com frotas maiores e menos fatalidades. )RQWH 1+76$

35

36

Acidentes de Trânsito

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

Vehicles per 1000 People

Fatalities per 1000 Vehicles

Fatalities per million people

Fatalities per year

Data year

USA

790

0.19

153

41.821

2000

Australia

647

0.14

93

1.763

1999

Germany

617

0.15

95

7.772

1999

Japan

614

0.13

82

10.372

1999

Canada

567

0.17

97

2.972

1999

France

567

0.25

144

8.487

1999

Sweden

520

0.13

66

580

1999

Netherlands

485

0.14

69

1.090

1999

UK

473

0.13

60

3.564

1999

Ireland

429

0.26

110

413

1999

Korea

282

0.82

232

10.756

1999

+XQJDU\

265

0.49

129

1.306

1999

Israel

254

0.29

74

469

1999

Russia

215

0.95

204

29.600

2000

Turkey

136

0.68

92

5.975

1999

South Africa

121

1.60

193

9.068

1998

Brazil

119

1.50

179

30.000

1998

China

45

1.55

70

83.529

1999

Zimbabwe

31

3.39

106

1.205

1996

Nigeria

21

4.49

94

6.185

1995

Argentina

17

1.26

210

7.545

2000

Kenya

14

7.29

103

2.617

1995

Ghana

7.0

12.19

86

1.646

1998

0DODZL

4.8

24.49

119

1.382

1996

Tanzania

4.6

11.39

53

1.583

1998

Ethiopia

1.5

19.91

29

1.693

1998

0R]DPELTXH

0.7

65.18

43

805

1997

Country

Fig. 15b: tabela com os dados de fatalidades no trânsito mais recentes de 27 países. Observa-se a cifra de 30.000 fatalidades/ano no Brasil. )RQWH 1+76$

My: alĂŠm do critĂŠrio de forças mĂĄximas, a norma europĂŠia ainda prevĂŞ requisitos para o momento do pescoço (extensĂŁo), que deve ser menor que 57 N.m Para a regulamentação norte-americana sĂŁo utilizados os seguintes valores de referĂŞncia para as forças de tração e compressĂŁo no eixo axial do pescoço: Fz (compressĂŁo) < 4000 N Fz (tração) < 4170 N ħȹǹȹŠ•¡Â–ČąÂ?ÂŽÂœÂœÂŽÂœČąÂ›ÂŽÂšÂžÂ’ÂœÂ’Â?Â˜ÂœÇ°ČąÂ˜ČąĂ‡Â—Â?Â’ÂŒÂŽČą ħȹǝŒŠ•Œž•ŠÂ?Â˜ČąÂŠČąÂ™ÂŠÂ›Â?’›ȹÂ?ÂŠÂœČąÂ?˜›ças e momentos no pescoço obtidos durante o ensaio) nĂŁo deve ser superior a 1.0, em nenhuma das quatro condiçþes que ele deve ser calculado, a saber: ħȹƽȹǝ ÂŁČŚ ÂŁÂŒǟȹƸȹǝ ˜Œ¢Ȍ ¢ÂŒǟȹǰȹ Onde Fzc e Myc sĂŁo constantes que obedecem a tabela abaixo, (i) Fzc = 6806 N , para Fz tração (ii) Fzc = 6160 N , para Fz compressĂŁo ǝ’’’ǟȹȹ Čą ¢ÂŒȹƽȹřŗŖȹ –ȹǰȹȹÂ™ÂŠÂ›ÂŠČąÂ–Â˜Â–ÂŽÂ—Â?Â˜ČąÂ?Žȹ̎¥¨Â˜ (iv) Myc = 135 Nm, para momento de extensĂŁo e Fz e Mocy, força e momento respectivamente para cada uma das combinaçþes seguintes: Combinação de tração e extensĂŁo ˜–‹’—Š³¨Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂ?›Š³¨Â˜ČąÂŽČąÄšÂŽ¥¨Â˜ Combinação de compressĂŁo e extensĂŁo ˜–‹’—Š³¨Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂŒÂ˜Â–Â™Â›ÂŽÂœÂœ¨Â˜ČąÂŽČąÄšÂŽ¥¨Â˜

189

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Biomecânica e Traumas nas Colisões Veiculares

As conseqüências desse tipo de fenômeno podem ser provenientes de colisões em altas e baixas velocidades. Estudos de Ommaya e Hirsh (1971) mostraram que velocidades angulares de 1,800 rad/s2 (que podem ocorrer em impactos que produzam acelerações lineares em torno de 5g) podem causar lesões sérias.

Dinâmica de Colisões Veiculares

IV - DINÂMICA DE COLISÕES VEICULARES Durante uma colisão veicular, toda a energia cinética9 tem que ser dissipada de alguma forma até que os corpos (veículo e ocupantes) cheguem à condição de repouso. No caso do veículo, a energia será dissipada através da deformação de sua estrutura e de seu deslocamento. No caso dos ocupantes do veículo, a energia será dissipada através do seu amortecimento pelos componentes do interior do habitáculo. Atualmente vários são os componentes no interior do veículo que agem passivamente de modo a reter os ocupantes durante uma colisão veicular. Todos esses componentes formam o sistema de retenção de um veículo.

)LJ FRQFHLWR GH DSRLR GH FDEHoD 6$+5 Saab Active Head Restraint), que utiliza um princípio de alavanca para que, durante a força exercida pelo tronco contra o banco em colisões, o apoio de cabeça se aproxime da cabeça do ocupante.

NIC – Neck Injury Criterion (Critérios de Lesão no Pescoço) ȱ ³¨ ȱ · ȱ £ ȱ ¤ę ȱ ȱ ¹ ȱ ȱ performance. As curvas de força axial e de cizalhamento medidas no pescoço durante o ensaio devem estar abaixo das referências demonstradas a seguir:

Os componentes principais do sistema de retenção são os cintos de ³ ȱ ȱ ȱ ȱǻę¡ ³ä Ǽǰȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ǰȱ o painel de instrumentos, os apoios de cabeça, os volantes (sistema de direção) e os quando disponíveis. O risco para os ocupantes de um veículo em um acidente está diretamente associado com o como e o quão rápido eles perdem a sua velocidade presente no momento da colisão. O entendimento do funcionamento dos sistemas de retenção e dos fenômenos que ocorrem durante as colisões veiculares está diretamente ligado ao entendimento das leis de Newton, dos conceitos de trabalho, energia e conservação do movimento. A primeira lei de Newton estabelece que um corpo em repouso permanecerá em repouso e um corpo em movimento permanecerá em movimento, a não ser que sofram a ação de uma força externa, sejam elas forças que operam à distância (gravidade, magnetismo, ...) ou forças que atuam diretamente sobre a superfície do corpo. A segunda lei de Newton diz que se uma força (F) é aplicada por período de tempo (dt) a variação de velocidade (dv) será dada por: dv = (F . dt) / m , onde “m” é a massa do corpo em questão. (Forma mais familiar: F = m.a , onde “a” é a aceleração do corpo). A terceira lei de Newton (talvez a mais famosa) estabelece que para toda ação há uma reação. 9

Energia armazenada em um corpo com certa massa e que apresenta velocidade diferente de zero.

37

38

Dinâmica de Colisþes Veiculares

˜Â?ÂŽČŹÂœÂŽČąÂ?Žę—’›ȹ —Ž›Â?Â’ÂŠČąÂŒÂ˜Â–Â˜ČąÂŠČąÂŒÂŠÂ™ÂŠÂŒÂ’Â?ŠÂ?ÂŽČąÂ?Žȹ›ŽŠ•’£Š›ȹ Â›ÂŠÂ‹ÂŠÂ•Â‘Â˜ČąÂŽČą Â&#x;ÂŽÂ—ÂŒÂŽÂ›Čą ›Žœ’œÂ?šÂ—ÂŒÂ’ÂŠÂœÇŻČą Â›ÂŠÂ‹ÂŠÂ•Â‘Â˜Čą ™˜Â?ÂŽČą ÂœÂŽÂ›Čą Â?Žę—’Â?Â˜Čą ÂŒÂ˜Â–Â˜Čą Šȹ Â?›Š—œÂ?Ž›šÂ—ÂŒÂ’ÂŠČą de Energia de um corpo para o outro. A energia cinĂŠtica (associada ao movimento de um corpo) ĂŠ mais relevante no estudo das colisĂľes veiculares do que a energia potencial. Analisando-se somente a energia cinĂŠtica envolvida na colisĂŁo, temos da fĂ­sica clĂĄssica que: Ec = (m . V2) / 2, onde “Vâ€? ĂŠ a velocidade do corpo.

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

No caso das colisĂľes traseiras, as lesĂľes podem vir a ocorrer devido ao rĂĄpido movimento relativo entre a cabeça (que tenderĂĄ a se movimentar para trĂĄs) e o tronco que permanecerĂĄ apoiado no encosto dos bancos. Caso a cabeça nĂŁo esteja corretamente retida, ocorrerĂĄ uma mudança de forma brusca do pescoço. Esse fenĂ´meno ĂŠ conhecido como efeito chicote ( Â‘’™•Šœ‘). ŠȹęÂ?ÂžÂ›ÂŠČąÂŠČąÂœÂŽÂ?ÂžÂ’Â›ČąÂ™Â˜Â?ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂ˜Â‹ÂœÂŽÂ›Â&#x;ÂŠÂ›ČąÂŽÂœÂœÂŽČąÂ?Ž—âÂ–ÂŽÂ—Â˜Ç°ČąÂšÂžÂŽȹ¡ȹŒ˜—œ’derado um dos maiores responsĂĄveis por lesĂľes no pescoço em colisĂľes veiculares.

Para ilustrar a importância da velocidade em uma colisĂŁo veĂ­cular, um veĂ­culo a 60km/h apresenta cerca de 44% a mais de energia do que um veĂ­culo de mesma massa a 50 km/h. Outro conceito importante ĂŠ o da conservação de energia. Ele estabelece que a energia total de um sistema se mantĂŠm sempre constante a nĂŁo ser que haja transmissĂŁo de energia para fora do sistema. No caso de sistemas mecânicos a energia transmitida equivale ao trabalho realizado pelas forças na superfĂ­cie dos corpos que ĂŠ igual a força vezes a distância em que ela atua. Os conceitos descritos acima partem do princĂ­pio que os corpos sĂŁo indeformĂĄveis, o que nĂŁo ĂŠ verdade no nosso caso, pois tanto as estruturas dos veĂ­culos como os ocupantes sĂŁo corpos deformĂĄveis. (De qualquer forma isso nĂŁo invalida a base do raciocĂ­nio). žŠ—Â?Â˜ČąÂŠÂ—ÂŠÂ•Â’ÂœÂŠÂ–Â˜ÂœČąÂŠČąÂ?›Ž—ŠÂ?Ž–ȹÂ?Žȹž–ȹÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜Ç°ČąÂ&#x;ÂŽÂ›Â’Ä™ÂŒÂŠÂ–Â˜ÂœČąÂšÂžÂŽČąÂŽÂ•ÂŽČą dissipa sua energia cinĂŠtica, entre outros modos, atravĂŠs do desgaste das pastilhas de freio e do pneu e entĂŁo chega ao repouso. (O acionamento dos freios gera uma força que atuarĂĄ no veĂ­culo com o objetivo de parĂĄ-lo). No caso de uma colisĂŁo, a grande parte da energia serĂĄ dissipada atravĂŠs da deformação da estrutura do veĂ­culo.Considerando-se dois veĂ­culos idĂŞnticos e na mesma velocidade, em ambos os casos (frenagem e colisĂŁo), o produto entre a força para parar o veĂ­culo e o tempo necessĂĄrio para isso (F . dt) ĂŠ igual. A grande diferença ĂŠ o balanceamento dessas grandezas. Em uma frenagem temos um tempo maior de desaceleração e portanto ĂŠ necessĂĄria uma força menor para parar o veĂ­culo. No caso de uma colisĂŁo, o tempo para o veĂ­culo chegar ao repouso ĂŠ muito curto e para isso ĂŠ necessĂĄria uma força extremamente maior.

Fig. 121: caso a cabeça não esteja corretamente retida em colisþes traseiras (no caso da ¿JXUD R DSRLR GH FDEHoD QmR IRL FRORFDGR QD DOWXUD FRUUHWD D PHVPD WHQGHUi D VH GHVORFDU rapidamente para trås, causando uma mudança brusca na forma do pescoço e conseqßenWHPHQWH OHV}HV VpULDV

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Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

Dinâmica de Colisþes Veiculares

No caso das colisĂľes frontais onde o ocupante estĂĄ sem cinto de segurança, o tronco movimenta-se rapidamente para frente enquanto a cabeça tende a permanecer no repouso nos primeiros instantes. Na Ä™Â?ÂžÂ›ÂŠČąÂŠÂ‹ÂŠÂ’ÂĄÂ˜ČąÂ™Â˜Â?ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂ&#x;ÂŽÂ›ČąÂ˜ČąÂšÂžÂŽČąÂ˜ÂŒÂ˜Â›Â›ÂŽČąÂ—ÂŽÂœÂœÂŠÂœČąÂŒÂ˜Â—Â?Â’³äÂŽÂœÇą

Tanto em uma frenagem como em uma colisão, quando o veículo chega ao repouso, o corpo dos ocupantes continua em movimento e tambÊm deve chegar ao repouso. Em uma frenagem o corpo dos ocupantes serå submetido a uma sÊrie de forças de baixa intensidade e a sua desaceleração não apresentarå grandes diferenças em relação a do veículo pois o tempo Ê longo. Em uma colisão, o veículo chegarå ao repouso rapidamente. O ocupante continuarå na velocidade em que estava e encontrarå os componentes internos do veículo jå em repouso. Isso ocasionarå a atuação de uma grande força sobre os ocupantes que Ê a causadora das lesþes em casos de acidentes. Daí a necessidade dos sistemas de retenção. Eles devem atuar de forma a prolongar o tempo de desaceleração dos ocupantes de forma a gerenciar as forças que agem sobre seus corpos.

Fig. 119: representação do fenômeno de extensão e tração.

Observa-se que o fenĂ´meno de tração e extensĂŁo ocorre nos primeiros instantes da colisĂŁo. É possĂ­vel perceber nesse caso, a importância do apoio de cabeça dos bancos. Quanto mais prĂłximo o apoio estiver da cabeça, melhor serĂĄ a proteção. A altura do apoio de cabeça tambĂŠm ĂŠ fundamental e deve estar no mĂ­nimo na altura dos olhos dos ocupantes.

(

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)LJ *UiÂżFR 9 [ W TXH UHSUHVHQWD XP SURFHVVR GH IUHQDJHP

$$% & '#%

)LJ JUiÂżFR SDUD DYDOLDomR GD GLVWkQFLD GR DSRLR GH FDEHoD HP UHODomR j FDEHoD XWLOL]DGR SHOR ,,+6 Insurance Institut for Highway Safety), nos Estados Unidos.

39

40

Dinâmica de Colisþes Veiculares

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

• Ȋȹ • • Ȋȹ • •

CompressĂŁo ˜–™›Žœœ¨Â˜ČąÂŽČąÄšÂŽ¥¨Â˜ CompressĂŁo e extensĂŁo Tração ›Š³¨Â˜ČąÂŽČąÄšÂŽ¥¨Â˜ Tração e extensĂŁo TorsĂŁo O mecanismo de lesĂŁo considerado mais comum e ao qual daremos atenção especial sĂŁo os referentes Ă tração e extensĂŁo. Eles podem ocorrer em colisĂľes frontais (principalmente nos casos em que o ocupante nĂŁo estĂĄ utilizando o cinto de segurança) e em colisĂľes traseiras. )LJ *UiÂżFR 9 [ W TXH UHSUHVHQWD XP SURFHVVR GH IUHQDJHP

˜Â?ÂŽČŹÂœÂŽČą Šę›–Š›ȹ Â—ÂŽÂœÂœÂŽČą ÂŒÂŠÂœÂ˜Ç°Čą šžŽȹ Šȹ Â™Â›Â’Â—ÂŒÂ’Â™ÂŠÂ•Čą ÂŒÂŠÂžÂœÂŠČą Â?ÂŠÂœČą •ŽœäÂŽÂœČą ¡ȹ Šȹ excessiva movimentação relativa entre cabeça e pescoço (comum nas colisĂľes traseiras) ou entre tĂłrax e pescoço (comum nas colisĂľes frontais), ambas em um curto espaço de tempo.

)LJ *UiÂżFR 9 [ W TXH UHSUHVHQWD XP SURFHVVR GH IUHQDJHP

ÂŠÂœČąÂ?›šÂœČąÄ™Â?ÂžÂ›ÂŠÂœČąÂŠÂ—Â?ÂŽÂ›Â’Â˜Â›ÂŽÂœČąÂ&#x;ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂŠÂœČąÂŒÂŠÂ›ÂŠÂŒÂ?ÂŽÂ›Ă‡ÂœÂ?Â’ÂŒÂŠÂœČąÂ?Žȹž–ȹŽÂ&#x;Ž—Â?Â˜Čą Â?ÂŽČąÂ?›Ž—ŠÂ?Ž–ǯȹ ŠȹęÂ?ÂžÂ›ÂŠČąĹ—ĹœČąÂ?ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂžÂ–ČąÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ČąÂšÂžÂŽČąÂ?›ŠÂ?ÂŽÂ?ŠȹŠȹŚŞȹ”–Ȍ‘ȹŽȹ Œ‘ŽÂ?ÂŠČąÂŠÂ˜ČąÂ›ÂŽÂ™Â˜ÂžÂœÂ˜ČąÂŽÂ–ČąĹ˜Ç°Ĺ?ČąÂœÇŻČą ÂŠÂ›ÂŠČąÂ’ÂœÂœÂ˜ČąÂŽÂ•ÂŽČąÂžÂ?Â’Â•Â’ÂŁÂ˜ÂžȹǝÄ™Â?ž›ŠȹŗĹ?ǟȹÂžÂ–ČąÂŽÂœÂ™ÂŠÂłÂ˜Čą de 19,8 m com uma taxa de frenagem (desaceleração) de 0,5 g (1 g equivale a aproximadamente 10 m/s2ǟǯȹ ŠȹęÂ?ž›ŠȹŗŞȹÂ&#x;ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂšÂžÂŽČąÂ˜ČąÂ˜ÂŒÂžpante começou a decrescer sua velocidade 0,01s (10 ms) apĂłs o veĂ­culo e utilizou cerca de 14 cm (alĂŠm dos 19,8 m do veĂ­culo) para chegar ao repouso. ÂŽÂ›ÂŒÂŽÂ‹ÂŽČŹÂœÂŽČąÂšÂžÂŽČąÂ—Â˜ČąÂŒÂŠÂœÂ˜ČąÂ?ŠȹÂ?›Ž—ŠÂ?Ž–ȹ—¨Â˜ČąÂ‘¤ȹž–ŠȹÂ?Â’Â?ÂŽÂ›ÂŽÂ—ÂłÂŠČąÂœÂ’Â?—’ęcativa entre as desaceleraçþes sofridas pelo veĂ­culo e pelos ocupantes, nem do tempo para chegar ao repouso.

Fig. 118: principais fenĂ´menos de movimentação do pescoço durante as colisĂľes: posição QHXWUD Ă€H[mR H[WHQVmR Ă€H[mR ODWHUDO WRUVmR PRPHQWR FRPSUHVVmR H WUDomR

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Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

A utilização do HIC como referĂŞncia Ăşnica de proteção Ă cabeça tem sido muito criticada nas Ăşltimas dĂŠcadas. Os ensaios de tolerância ao impacto realizados na ĂŠpoca de sua formulação resultaram em uma curva caracterĂ­stica referente somente a fraturas lineares do crânio e Â™ÂŠÂ›ÂŠČąÂ’ÂœÂœÂ˜ČąÂ?Â˜Â›ÂŠÂ–ČąÂžÂ?’•’£ŠÂ?Â˜ÂœČąÂŒÂŠÂ?¤Â&#x;ÂŽÂ›ÂŽÂœČąÂŽÂ–Â‹ÂŠÂ•ÂœÂŠÂ–ÂŠÂ?˜œǯȹǝ ÂœÂœÂŠČąÂŒÂžÂ›Â&#x;ÂŠČąÄ™ÂŒÂ˜ÂžČą conhecida com WSTC – Š¢Â—ÂŽČą Â?ŠÂ?ÂŽČą Â˜Â•ÂŽÂ›ÂŠÂ—ÂŒÂŽČą ž›Â&#x;ÂŽ).

Dinâmica de Colisþes Veiculares

ŠȹęÂ?ÂžÂ›ÂŠČąÂŠÂ‹ÂŠÂ’ÂĄÂ˜ČąÂ™Â˜Â?ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂŒÂ˜Â–Â™ÂŠÂ›ÂŠÂ›ČąÂ˜ČąÂšÂžÂŽČąÂ˜ÂŒÂ˜Â›Â›ÂŽČąÂŽÂ–ČąÂžÂ–ÂŠČąÂŒÂ˜Â•Â’Âœ¨Â˜Čą contra uma barreira rĂ­gida, com o ocupante sem cinto de segurança:

!

Fig. 117a: comparação entre a primeira curva WSTC de 1960 e a curva atual que foi otimi]DGD HP H TXH VHUYH GH EDVH SDUD R FiOFXOR GR +,&

É importante ressaltar que os requisitos biomecânicos nĂŁo podem ser generalizados para todos os procedimentos de impactos veiculares. O valor de aceleração resultante de 80 g (requerido para ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘ČąÂ?ÂŽÂœÂ?ȹ¼ȹĹ›ĹœČąÂ”Â–ČŚÂ‘ČąĹšĹ–Ć–ČąÂ˜Ä›ÂœÂŽÂ?ǟȹÂ™Â˜Â›ČąÂŽÂĄÂŽÂ–Â™Â•Â˜Ç°ČąÂ—¨Â˜ȹ¡ȹœŽÂ?ÂžÂ›Â˜ČąÂŒÂŠÂœÂ˜ČąÂœÂŽÂ“ÂŠÂ–Čą evidenciados valores de aceleração dessa magnitude em ensaios a baixa velocidade. O mesmo raciocĂ­nio serve para a avaliação das outras regiĂľes do corpo. Abaixo pode-se observar os principais Ă­ndices utilizados e os principais limites biomecânicos de referĂŞncia, para ensaios de impacto frontal com velocidades entre 50 km/h (EUA) e 56 km/h (EU), que sĂŁo utilizadas internacionalmente.

Pescoço Essa Ê uma região do corpo humano onde as conseqßências das lesþes decorridas de um acidente podem perdurar por toda a vida. Ela apresenta uma estrutura extremamente complexa e Ê considerada de suma importância devido à presença de funçþes vitais (neurológicas, cardio-vasculares, etc...). De um modo geral, podemos dizer que as lesþes em uma colisão veicular são provenientes dos altos níveis de carregamento a que o pescoço Ê submetido, principalmente em condiçþes de:

)LJ *Ui¿FR 9 [ W TXH UHSUHVHQWD XP SURFHVVR GH FROLVmR FRP RV RFXSDQWHV VHP FLQWR de segurança.

Observa-se, diferentemente do processo de frenagem, que o tempo e o espaço para que o veĂ­culo chegue ao repouso sĂŁo bem menores. Para isso ĂŠ necessĂĄria uma força bem maior e que ocasionarĂĄ uma desaceleração tambĂŠm bem maior. JĂĄ o ocupante demora proporcionalmente mais para iniciar a redução de sua velocidade em relação ao veĂ­culo. Com a deformação da estrutura frontal do veĂ­culo (0,6 m), o habitĂĄculo percorrerĂĄ os mesmos 0,6 m. O ocupante por sua vez estĂĄ sem cinto de segurança e continuarĂĄ com a velocidade inicial de 48 km/h e somente chegarĂĄ ao repouso apĂłs chegar ao painel de instrumentos ou ao volante de direção. (Lembre-se que nesse exemplo o ocupante estĂĄ sem cinto de segurança). ÂœÂœÂŽČąÂ™Â›Â˜ÂŒÂŽÂœÂœÂ˜ȹ¡ȹÂŽÂĄÂ?›Ž–Š–Ž—Â?Žȹ›¤Â™Â’Â?Â˜Ç°ČąÂŒÂ˜Â–Â˜ČąÂ&#x;ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂ—ÂŠČąÄ™Â?ž›ŠȹŗĹ&#x;ÇŻČą Čą grande mudança de velocidade do ocupante (de 48 km/h para 0 km/h) em um curto espaço de tempo propicia uma desaceleração alta (120 g nesse caso) e portanto uma força enorme contra o mesmo. No caso da utilização de um cinto de segurança, a situação se torna melhor, como Â&#x;ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂ—ÂŠČąÄ™Â?ÂžÂ›ÂŠČąĹ˜Ĺ–ÇŻ

41

42

Dinâmica de Colisões Veiculares

Biomecânica e Traumas nas Colisões Veiculares

O primeiro refere-se a uma aceleração resultante máxima de 80 g por um período contínuo de 3 ms. O segundo requisito ( ȱ ȱ ) é um valor adimensional proveniente de uma fórmula empírica, que leva em conta as acelerações às quais a cabeça foi submetida.

)LJ *Ui¿FR 9 [ W TXH UHSUHVHQWD XP SURFHVVR GH FROLVmR FRP RV RFXSDQWHV FRP FLQWR de segurança.

Após a colisão (0 ms) o ocupante percorre menos tempo com velocidade em que estava (48 km/h) pois logo encontra um obstáculo: o cinto de segurança. A partir desse momento o ocupante passa a ser desacelerado. O tempo para o corpo do ocupante chegar ao repouso passa a ser maior e portanto as forças que hajem sobre o seu corpo são menores.

A análise da aceleração pura procura resguardar um bom padrão de segurança para os casos em que não há necessariamente o choque da cabeça contra alguma parte do veículo. Nesses casos, lesões sérias provenientes das colisões do cérebro com o crânio (conhecidas como golpe e contra-golpe) assim como as lesões axionais difusas (agravadas com altas acelerações angulares da cabeça) podem vir a ocorrer.

ǻ ȱ ȱ £ ȱ ȱ ¤ę ȱ ȱ ¨ ȱ ȱ ¹ cias, pois dependem de uma série de fatores envolvidos na colisão). A parcela de contribuição do veículo e a do sistema de retenção para absorção de toda a energia varia de veículo para veículo. Abordando sempre as colisões frontais, um veículo com estrutura dianteira mais rígida propicia maiores patamares de aceleração para o interior do habitáculo pois deforma relativamente menos. Porém, é capaz de suportar uma severidade maior de impacto (maiores velocidades contra obstáculos mais rígidos) sem que haja danos à célula de sobrevivência dos ocupantes, o habitáculo. O raciocínio inverso também é válido. Veículos com estruturas menos rígidas mostram, até uma faixa de severidade, o benefício de absorver mais energia e propiciar patamares menores de aceleração para os ocupantes.

Fig. 117: ilustração dos fenômenos de golpe e contra-golpe, provenientes do movimento brusco da cabeça, durante colisões veiculares.

Já o valor de HPC procura avaliar as lesões provenientes de choques severos e que podem vir a ocasionar fraturas no crânio. (Um HPC (36) ou HIC (36) referem-se aos valores máximos de HPC ou HIC para um período de 36 ms) equivalente a 1000, corresponde a uma aceleração média de aproximadamente 60 g). Esse tipo de choque pode vir a gerar lesões locais (concussões), lesões distantes (contusões) assim como hemorragias e hematomas provenientes da ação das ondas de choque. (O HPC foi introduzido como índice de referência biomecânico em 1972 e foi criado a partir de estudos de tolerância ao impacto da cabeça. Nas normas americanas é denominado HIC – ȱ ¢ȱ ).

183

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

Dinâmica de Colisþes Veiculares

e

HPC < 1000

!

Vejamos entĂŁo os meios para se avaliar a proteção Ă cabeça durante um impacto. A norma europĂŠia ECE R94 para ensaios de impacto Â?›˜—Â?Š’œȹǝĹ›ĹœČąÂ”Â–ČŚÂ‘ČąĹšĹ–Ć–ČąÂ˜Ä›ÂœÂŽÂ?ČąÂŒÂ˜Â—Â?›Šȹ‹Š››Ž’›ŠȹÂ?ÂŽÂ?˜›–¤Â&#x;Ž•ǟȹŠ™›ŽœŽ—Â?ÂŠČąÂ˜ÂœČą seguintes requisitos:

Os principais mecanismos de lesĂŁo na cabeça em colisĂľes veiculares frontais sĂŁo devidos Ă aplicação de altos nĂ­veis de pressĂľes positivas e negativas decorrentes do movimento relativo entre crânio e cĂŠrebro. No caso de impactos frontais por exemplo, na medida em que ocorre a desaceleração do veĂ­culo, a cabeça acelera para frente em re•Š³¨Â˜ČąÂŠÂ˜ČąÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ČąÂŽČąÂ˜ČąÂŒ¡Â›ÂŽÂ‹Â›Â˜ČąÂ?Ž—Â?ÂŽČąÂŠČąÄ™ÂŒÂŠÂ›ČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠÂ?Â˜ČąÂ™Â›Â˜Â&#x;˜ŒŠ—Â?Â˜ČąÂ™Â›ÂŽÂœÂœ¨Â˜Čą positiva na regiĂŁo posterior da cabeça (fenĂ´meno do golpe) e negativa na regiĂŁo anterior. Devido Ă ação do sistema de retenção, a cabeça passa a ser entĂŁo desacelerada e o cĂŠrebro a ser deslocado para frente. Dessa forma ĂŠ provocada pressĂŁo negativa na regiĂŁo posterior da cabeça e pressĂŁo positiva na regiĂŁo anterior, quando ocorre o fenĂ´meno do contra golpe. Durante o fenĂ´meno do contra golpe pode ocorrer o rompimento das ligaçþes nervosas com a coluna cervical. É importante lembrar que os nĂ­veis de pressĂŁo irĂŁo aumentar na medida em que houver maior deformação do crânio nos casos de impacto da cabeça contra o interior do veĂ­culo.

Cabeça

Ar mĂĄx (3ms) < 80g

!

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)LJ JUi¿FR GH XP crash test que mostra os patamares de aceleração atingidos durante D FROLVmR YHUPHOKR DVVLP FRPR R GHFUpVFLPR GH YHORFLGDGH YHUGH H R GHVORFDPHQWR GD estrutura (azul).

43

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Dinâmica de Colisþes Veiculares

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

Tomando como base esse raciocĂ­nio, podemos utilizar o mĂŠtodo de ÂŽ Â•ÂŠÂ—Â?Ç°Čą ÂŒÂ‘ÂŽÄ›ÂŽÂ•Ç°Čą ›–œÂ?›˜—Â?ȹŽȹ ÂŽ¢ÂŽÂ›10 para obter uma resposta rĂĄpida ÂœÂ˜Â‹Â›ÂŽČąÂŠČąÂŽÄ™ÂŒ¤ÂŒÂ’ŠȹÂ?ÂŠČąÂŽÂœÂ?›žÂ?ž›ŠȹÂ?Â˜ČąÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ČąÂŽČąÂ?Â˜ČąÂœÂ’ÂœÂ?Ž–ŠȹÂ?Žȹ›ŽÂ?Ž—³¨Â˜ČąÂŽÂ–Čą uma colisĂŁo. Do ponto de vista do ocupante, um veĂ­culo ideal se deformaria progressivamente, com uma força constante necessĂĄria para deformar a estrutura e com o maior deslocamento possĂ­vel, sem atingir o habitĂĄculo do veĂ­culo. Se essa desaceleração fosse medida, ela seria constante e duraria o maior intervalo de tempo possĂ­vel. Tomando os princĂ­pios bĂĄsicos da fĂ­sica, podemos calcular as condiçþes ideais da colisĂŁo: V imp: velocidade de impacto

Fig. 117b: dummies DGXOWRV GD IDPtOLD +,,,

S ideal: curso ideal de deformação do veículo A ideal: aceleração ideal do veículo t max: tempo ideal para deformação do veículo ȹ

̇ ȹƽȹĹ–ȹȎȹ ȹ’–™ A ideal = ( V imp2) / (2 x S ideal) Tmax = V imp / A ideal

A Velocidade instantânea ideal (Vi) pode ser dada como: Vi = V imp + A ideal x t Portanto a energia ideal instantânea (Ei), independente da massa, Ê dada por:

Ei (t) = Vi (t)2 / 2 Assim podemos comparar a energia ideal de uma colisĂŁo com a energia real, no que diz respeito Ă estrutura do veĂ­culo. Fig. 117c: dummies para impactos laterais (da esquerda para a direita: SID, EuroSID I e Bio SID).

10 Čƒ ČąÂœÂŒÂ’ÂŽÂ—Â?Â’Ä™ÂŒČąÂ–ÂŽÂ?‘˜Â?ČąÂ?Â˜Â›ČąÂŠÂ—ÂŠÂ•¢ÂœÂ’—Â?ČąÂ&#x;ÂŽÂ‘Â’ÂŒÂ•ÂŽČąÂœÂŠÂ?ÂŽÂ?¢Č„Dzȹ ›Š’Â?Čą ÂŽ Â•ÂŠÂ—Â?Ç°Čą ʗÂ?‘Ž›ȹ ÂŒÂ‘ÂŽÄ›ÂŽÂ•Ç°Čą Š›”ȹ ›–œÂ?›˜—Â?ČąÂ?Šȹ žÂ?˜•’Â&#x;Čą žœÂ?›Š•’ŠȹŽȹ ÂŽÂ’Â?‘ȹ ÂŽ¢ÂŽÂ›ČąÂ?Â˜Čą ÂŽÂ?Ž›Š•ȹ ÄœÂŒÂŽČąÂ˜Â?Čą ˜ŠÂ?Čą ŠÂ?ÂŽÂ?¢ȹÂ?Šȹ žœÂ?›¤Â•Â’Šǯ

181

180

Biomecânica e Traumas nas Colisões Veiculares

Infant 6 Mo

12 Mo

Dinâmica de Colisões Veiculares

Child 18 Mo

3 Yr

6 Yr

Adult 5th Female

50th Male

95th Male

Dimensions (mm) Erect Sitting +W

439

480

505

546

635

812

907

970

Buttocks to Knee

170

196

221

284

381

521

589

638

Knee to Floor

125

155

173

221

358

464

544

594

Shoulder to Elbow

130

150

160

193

234

305

366

381

Elbow to Fingertip

175

198

213

254

310

399

465

503

Standing +HLJKW

671

)LJ *Ui¿FR FRPSDUDWLYR ( [ W HQWUH D HQHUJLD LGHDO H D UHDO DEVRUYLGD SHOD HVWUXWXUD do veículo.

747

813

953

1168

1510

1751

1873

Weights (kg)

ȱ ¤ę ȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ energia decresce mais lentamente do que o ideal. Em uma segunda etapa observa-se o oposto. Avaliando-se o instante em que cada par-

+HDG

2.11

2.49

2.72

3.05

3.48

3.68

4.54

4.96

te da estrutura se deforma, é possível desenvolver a estrutura priori-

Neck

0.29

0.34

0.35

0.43

0.41

0.81

1.54

2.04

zando as regiões mais afetadas. (Obviamente, esta é uma ferramenta

Torso

3.04

4.38

5.22

6.61

10.76

24.14

40.23

53.00

Upper Ext.

0.85

1.18

1.31

1.79

1.96

4.76

8.53

10.94

/RZHU ([W

1.53

1.31

1.60

2.63

4.26

13.52

23.36

31.79

para se obter um direcional para a continuidade do projeto e não uma ȱ ȱ ȱ ¨ ȱ £ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ produto). O raciocínio pode ser utilizado também para se avaliar o comportamento real de um sistema de retenção em relação ao ideal. Nesse

Total Weight

7.82

9.70

1120

14.51

20.91

46.82

Fig. 116a: dimensões dos principais dummies utilizados em crash tests.

78.20

102.73

caso utiliza-se para análise o deslocamento da cabeça. Um sistema de retenção ideal traria a menor desaceleração possível durante o maior período de tempo e evitaria o contato da cabeça com partes do interior do veículo. (É importante lembrar que o deslocamento ideal da cabeça equivale à soma da deformação da estrutura do veículo com o percurso da mesma dentro do habitáculo).

45

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Dinâmica de Colisþes Veiculares

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

ž––¢ǟȹ žÂ?’•’£ŠÂ?Â˜Čą Žœ™ŽŒ’ęŒŠ–Ž—Â?ÂŽČą ™Š›Šȹ ÂŽÂ—ÂœÂŠÂ’Â˜ÂœČą Â?ÂŽČą ’–™ŠŒÂ?Â˜Čą •ŠÂ?Ž›Š•ǯȹȹ Logo depois vieram o US – SID II, os Euro SID I e II, o Bio SID, o RID (Â›ÂŽÂŠÂ›ČąÂ’Â–Â™ÂŠÂŒÂ?ČąÂ?ž––¢ǟȹŽȹꗊ•–Ž—Â?ÂŽČąÂ—Â˜ČąÄ™Â—ÂŠÂ•ČąÂ?ŠȹÂ?¡ÂŒÂŠÂ?ŠȹÂ?ŽȹŗĹ&#x;Ĺ&#x;Ĺ–ČąÂ˜Čą Ç°Čą Â?’œ™˜œ’Â?Â’Â&#x;Â˜ČąÂŒÂ˜Â–ČąÂŠČąÂ–ÂŠÂ’Â˜Â›ČąÂ‹Â’Â˜Ä™Â?Ž•’Â?ŠÂ?ÂŽČąÂ?ŽœŽ—Â&#x;˜•Â&#x;Â’Â?Â˜ČąÂŠÂ?¡ȹŽ—Â?¨Â˜ČąÂŽČąÂžÂ?’•’£ŠÂ?Â˜ČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠČąÄ™Â—ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ™ÂŽÂœÂšÂžÂ’ÂœÂŠÇŻ Nos dummies foram instaladas cĂŠlulas de carga, transdutores de aceleração e deslocamento que permitiram avaliar os nĂ­veis de carga Ă s quais os ocupantes eram submetidos durante as colisĂľes.

)LJ *Ui¿FR FRPSDUDWLYR ( [ W HQWUH D HQHUJLD DEVRUYLGD SHOR VLVWHPD GH UHWHQomR LGHDO e a real, baseado no deslocamento da cabeça.

Em um primeiro estĂĄgio, a cabeça continua seu deslocamento livremente pois nĂŁo hĂĄ contato direto do cinto de segurança (a retenção inicial ocorre na regiĂŁo pĂŠlvica e torĂĄxica). Por isso explica-se uma diÂ?ÂŽÂ›ÂŽÂ—ÂłÂŠČąÂœÂ’Â?—’ęŒŠÂ?Â’Â&#x;ŠȹŽ—Â?›Žȹ›ŽŠ•ȹŽȹ’Â?ŽŠ•ǯȹǝ ÂœÂœÂ˜ČąÂ™Â˜Â?ÂŽČąÂœÂŽÂ›ČąÂŠÂ–ÂŽÂ—Â’ÂŁÂŠÂ?Â˜ČąÂ™Â˜Â›Čą exemplo com os dispositivos que conectam os capacetes dos pilotos de fĂłrmula1 diretamente Ă estrutura do veĂ­culo, promovendo a retenção da cabeça desde os primeiros instantes da colisĂŁo). AlĂŠm de serem analisados separadamente, os dois estudos podem ÂœÂŽÂ›ČąÂŒÂ˜Â–Â™ÂŠÂ›ÂŠÂ?Â˜ÂœČąÂŽÂ—Â?Â›ÂŽČąÂœÂ’ÇŻČą1ȹ’—Â?Ž›ŽœœŠ—Â?ÂŽČąÂ&#x;ÂŽÂ›Â’Ä™ÂŒÂŠÂ›ČąÂšÂžÂŠÂ•ČąÂ?Â˜ÂœČąÂ?Â˜Â’ÂœČąÂœÂ’ÂœÂ?ÂŽÂ–ÂŠÂœČą de absorção de energia (sistema de retenção dos ocupantes ou estrutura do veĂ­culo) estĂĄ mais prĂłximo do ideal. Essa anĂĄlise pode servir como um direcional para escolher onde se tem mais potencial de atuação para melhorar o padrĂŁo de proteção aos ocupantes. Os Ă­tens abaixo referem-se a algumas mĂĄximas sobre projetos de sistemas de retenção:

AtravĂŠs dos estudos de tolerância ao impacto de tecidos, ossos e ĂłrgĂŁos e com a possibilidade de realizar algumas mediçþes nos dummies, foram criados Ă­ndices biomecânicos que serviram e servem de referĂŞncia para avaliar a proteção aos ocupantes em ensaios de laboratĂłrio. A partir dos valores medidos nos dummies durante os ensaios de impacto, pode-se avaliar (algumas vezes diretamente e outras atravĂŠs de cĂĄlculos) o nĂ­vel de proteção aos ocupantes nas diferentes partes do corpo. A regiĂŁo do corpo humano em que os pesquisadores se concentraram inicialmente foi a cabeça. As estatĂ­sticas a seguir explicam o motivo. ( Â˜ÂžÂ›Â—ÂŠÂ•ČąÂ˜Â?Čą ›Šž–Šȹ Â˜Â•ÂžÂ–ÂŽČąĹ˜Ĺ˜Ç°ČąĹ—Ĺ&#x;ĹžĹ˜)

! ! " !

3. Antecipar o måximo possível a atuação das forças de retenção sobre o ocupante;

1. Maximizar o tempo em que as forças atuam sobre os ocupantes para minimizar a magnitude das mesmas; 2. Maximizar a distância percorrida pelo corpo dos ocupantes durante a colisão;

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179

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

Dinâmica de Colisþes Veiculares

propagação de 1580 m/s enquanto que ossos tem densidade de 2 g/cm3 e velocidade de propagação de 3500 m/s).

4. Minimizar o trabalho das articulaçþes e evitar cargas localizadas sobre o corpo dos ocupantes;

O desenvolvimento da então entitulada biomecânica do impacto aconteceu durante o sÊculo XX em duas vertentes principais: atravÊs da investigação de acidentes reais e de experimentos em laboratório.

5. Aplicar as forças de retenção nas regiþes ósseas do corpo humano (fêmur, pÊlvis, etc...);

Em 1971 foi criado o primeiro Â?ž––¢ padronizado: o HĂ­brido I ( ¢Â‹Â›Â’Â?Čą ǟǯȹ ¤ȹŽ–ȹŗĹ&#x;Ĺ?Ĺ˜ČąÂœÂžÂ›Â?ÂŽČąÂ˜Čą Nj›’Â?Â˜Čą ČąÂŒÂ˜Â–ČąÂ–ÂŽÂ•Â‘Â˜Â›ČąÂ‹Â’Â˜Ä™Â?Ž•’Â?ŠÂ?Žȹ—Šȹ regiĂŁo dos ombros, coluna e joelhos. Ele ĂŠ intoduzido como padrĂŁo em 1973. Nesse momento, a NHTSA ( ŠÂ?Â’Â˜Â—ÂŠÂ•Čą Â’Â?‘ ÂŠ¢ȹ Â›ÂŠÄœÂŒČą ŠÂ?ÂŽÂ?¢ȹ Â?–’—’œÂ?›ŠÂ?’˜—) solicita Ă General Motors que trabalhasse no desenvolvimento Â?ÂŽČąÂ–ÂŽÂ•Â‘Â˜Â›Â’ÂŠÂœČąÂ—ÂŠČąÂ‹Â’Â˜Ä™Â?Ž•’Â?ŠÂ?ÂŽČąÂ?ÂŠČąÂŒÂŠÂ‹ÂŽÂłÂŠÇ°ČąÂ™ÂŽÂœÂŒÂ˜ÂłÂ˜Ç°ČąÂŒÂ˜ÂœÂ?ÂŽÂ•ÂŠÂœČąÂŽČąÂ™Â˜ÂœÂ?ž›Šǯȹ Em 1976 ĂŠ introduzido como padrĂŁo o HĂ­brido III, com mediçþes inclusive na regiĂŁo torĂĄxica. A partir desse momento houve uma aceleração no desenvolvimento dos Â›ÂŠÂœÂ‘Čą ÂŽÂœÂ?Čą ž––’Žœ. Em 1987 surgiria o US –SID I ( Â’Â?ÂŽČą –™ŠŒÂ?Čą

* *

* *

*

Surgiram entĂŁo os Â›ÂŠÂœÂ‘Čą ÂŽÂœÂ?Čą ž––’Žœ ou simplesmente, dummies. Em 1949 a •Â?ÂŽÂ›ÂœÂ˜Â—Čą ÂŽÂœÂŽÂŠÂ›ÂŒÂ‘Čą Š‹œȹǝ ǟȹ ’Ž››Šȹ —Â?’—ŽŽ›’—Â? cria o Sierra Sam, o primeiro Â?ž––¢ de engenharia. Em 1950 um outro Â?ž––¢ para pesquisa, o Š›Â?Čą ž––¢, foi criado pelo Â˜Â›Â—ÂŽÂ•Â•Čą Ž›˜—ŠžÂ?’ŒŠ• Š‹˜›ŠÂ?˜›’Žœ. AtĂŠ entĂŁo os dummiesČąÂŽÂœÂ?ŠÂ&#x;ÂŠÂ–ČąÂœÂŽÂ—Â?Â˜ČąÂžÂ?’•’£ŠÂ?Â˜ÂœČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠČąÄ™Â—ÂœČąÂ?Šȹ indĂşstria aeronĂĄutica. Entre as dĂŠcadas de 1950 atĂŠ 1970 foram criados os primeiros dummies com padrĂľes ergonĂ´micos 5%, 50% e 95% para aplicação na inÂ?øÂœÂ?›’ŠȹŠžÂ?˜–˜Â?Â’Â&#x;Šǯȹ ˜›¡Â–ȹŠ’—Â?Šȹ—¨Â˜ČąÂ‘ŠÂ&#x;Â’ÂŠÂ–ČąÂœÂ’Â?Â˜ČąÂ?Žę—’Â?Â˜ÂœČąÂ™ÂŠÂ?›äÂŽÂœČą construtivos e a comparação de resultados entre laboratĂłrios que utilizavam dummies diferentes era discutida.

# $

No inĂ­cio, muitos destes experimentos ocorreram utilizando cadĂĄÂ&#x;ÂŽÂ›ÂŽÂœÇŻČą Â˜Â–ČąÂ˜ČąÂ?ÂŽÂ–Â™Â˜ČąÂ&#x;ÂŽÂ›Â’Ä™ÂŒÂ˜ÂžČŹÂœÂŽČąÂŠČąÂ—ÂŽÂŒÂŽÂœÂœÂ’Â?ŠÂ?ÂŽČąÂ?ÂŽČąÂœÂŽČąÂŒÂ›Â’ÂŠÂ›ČąÂ?’œ™˜œ’Â?Â’Â&#x;Â˜ÂœČą que reproduzissem o movimento humano em colisĂľes e onde fosse possĂ­vel tambĂŠm fazer uma sĂŠrie de mediçþes necessĂĄrias.

*

* *

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Os experimentos em laboratório tinham como objetivo principal entender a tolerância do corpo humano ao impacto atravÊs do cålculo das deformaçþes e tensþes nos diferentes tipos de órgãos.

* ! " # $

Fig. 24: curvas de aceleração e velocidade da estrutura do veículo em um crash test a 50 km/h.

#

178

$

#

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Fig. 25: curvas de aceleração e velocidade da cabeça do motorista em um crash test a 50 km/h.

47

Dinâmica de Colisþes Veiculares

Biomecânica e Traumas nas Colisþes Veiculares

#

XIII – BIOMECĂ‚NICA E TRAUMAS NAS COLISĂ•ES VEICULARES Paralelamente ao desenvolvimento de novas tecnologias para otimizar os sistemas de retenção de ocupantes em veĂ­culos, evoluĂ­ram tambĂŠm os estudos referentes Ă biomecânica do impacto.

$

#

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)LJ FXUYDV GH DFHOHUDomR H YHORFLGDGH GR WyUD[ GR PRWRULVWD HP XP crash test a 50 km/h.

O entendimento do movimento dos ocupantes e das lesĂľes mais comuns decorrentes dos impactos propiciaram a construção de dis™˜œ’Â?Â’Â&#x;Â˜ÂœČą Â?ÂŽČą ›ŽÂ?Ž—³¨Â˜Čą ŒŠÂ?Šȹ Â&#x;ÂŽÂŁČą Â–ÂŠÂ’ÂœČą ÂŽÄ™ÂŒÂŠÂŁÂŽÂœÇŻČą žŠÂ?Â›Â˜Čą Ž—Â?Ž—Â?’–Ž—Â?Â˜ÂœČą sĂŁo fundamentais no estudo da biomecânica voltado para a Segurança Veicular: a tolerância ao impacto, os mecanismos das lesĂľes, a resposÂ?ÂŠČąÂ–ÂŽÂŒÂŚÂ—Â’ÂŒÂŠČąÂŠÂ˜ČąÂ’Â–Â™ÂŠÂŒÂ?Â˜ČąÂŽČąÂŒÂ˜Â—ÂœÂŽÂšĂťÂŽÂ—Â?Ž–Ž—Â?ÂŽČąÂŠČąÂ‹Â’Â˜Ä™Â?Ž•’Â?ŠÂ?ÂŽČąÂ?Â˜ÂœČą Č‚ÂœČą ou dummies. Â˜Â–Â˜ČąÂŽÂœÂœÂŽȹ¡ȹž–ȹ•’Â&#x;Â›Â˜ČąÂ&#x;˜•Â?ŠÂ?Â˜ČąÂŠČąÂ?Â’Â?Ž›Ž—Â?ÂŽÂœČąÂŒÂ•ÂŠÂœÂœÂŽÂœČąÂ?ÂŽČąÂ™Â›Â˜Ä™ÂœÂœÂ’Â˜Â—ÂŠÂ’ÂœÇ°Čą ™˜›¡Â–Čą ™›’—Œ’™Š•–Ž—Â?ÂŽČą ™Š›Šȹ Ž—Â?ÂŽÂ—Â‘ÂŽÂ’Â›Â˜ÂœČą ÂŽČą Â™Â›Â˜Ä™ÂœÂœÂ’Â˜Â—ÂŠÂ’ÂœČą ›Ž•ŠŒ’˜—ŠÂ?Â˜ÂœČą com os acidentes de trânsito, cabem aqui alguns esclarecimentos no que diz respeito a conceitos da ĂĄrea de biomecânica.

48

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O trauma para um ser humano ĂŠ equivalente a uma falha de uma mĂĄquina ou uma estrutura. Todo material possui valores crĂ­ticos de tensĂŁo abaixo dos quais pode se considerar em situação segura e acima da qual pode vir a falhar. Forças externas aplicadas a um corpo, como ocorre em uma colisĂŁo veicular, causarĂŁo tensĂľes. “Os engenheiros podem projetar estruturas Ă prova de falhas porĂŠm as pessoas tem que sobreviver com a estrutura que lhes foi dada.â€? ( ŒŒ’Â?Ž—Â?Š•ȹ —“ž›¢ȹȎȹ Â’Â˜Â–ÂŽÂŒÂ‘ÂŠÂ—Â’ÂŒÂœČąÂŠÂ—Â?Čą ›ŽÂ&#x;Ž—Â?’˜—Dzȹ Š‘ž–ǰȹ Dzȹ Ž•Â&#x;’—ǰȹ .).

Fig. 27: curva de força no ramo diagonal do cinto de segurança em um crash test a 50 km/h.

Čą ÂœČąÂ?›¤Ä™ÂŒÂ˜ÂœČąÂŠÂ—Â?ÂŽÂ›Â’Â˜Â›ÂŽÂœČąÂ?Â˜Â›ÂŠÂ–ČąÂ˜Â‹Â?Â’Â?Â˜ÂœČąÂŠÂ?›ŠÂ&#x;¡ÂœČąÂ?Žȹ–ŽÂ?Â’³äÂŽÂœČąÂ›ÂŽÂŠÂ•Â’ÂŁÂŠdas em um impacto frontal em laboratĂłrio (ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘ČąÂ?ÂŽÂœÂ?). Os dados estĂŁo compreendidos em um espaço de tempo de 1/5 s (200 ms).O primeiro Â?›¤Ä™ÂŒÂ˜ȹǝĹ˜Ĺšǟȹ–˜œÂ?Â›ÂŠČąÂŠČąÂŒÂžÂ›Â&#x;ŠȹÂ?ÂŽČąÂ?ŽœŠŒŽ•Ž›Š³¨Â˜ČąÂ?Â˜ČąÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ČąÂ˜Â‹Â?Â’Â?ŠȹŠÂ?›ŠÂ&#x;¡ÂœČą de um acelerĂ´metro localizado no tĂşnel (regiĂŁo do assoalho entre os assentos dianteiros) e a curva de velocidade obtida atravĂŠs do processo de integração da curva de aceleração. Nesse caso observamos que o automĂłvel estava a uma velocidade de aproximadamente 14 m/s (50 km/h) no instante do impacto e chegou a velocidade 0m/s em aproximadamente 80ms. A velocidade residual observada (no caso de barreiras indeformĂĄveis, geralmente

Quando uma região do corpo humano Ê perfurada por uma bala de revólver por exemplo, Ê originada uma onda de choque. Essa onda de choque se movimentarå pelo corpo com velocidades superiores à velocidade do som. Em velocidades supersônicas, essa onda de choque carregarå energia concentrada que ao entrar em contato com tecidos e órgãos terå grande poder de gerar lesþes. Essa anålise se torna muito complexa no corpo humano devido aos diferentes tecidos e órgãos com diferentes densidades e que permitem diferentes velocidades de propagação dessas ondas de choque. (Por exemplo: músculos apresentam densidade de 1 g/cm3 e velocidade de

177

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Dinâmica de Colisþes Veiculares

Airbags

pode vir a apresentar esse tipo de efeitos colaterais, dependendo da dinâmica do ocupante). Peles experimentais estĂŁo sendo desenvolvidas Â™ÂŠÂ›ÂŠČąÂ˜ÂœČą ČźÂœȹǝdummies) para que esse tipo de avaliação possa ser feita em laboratĂłrio e paralelamente novos tecidos estĂŁo sendo pesquisados de modo a amenizar conseqßências indesejĂĄveis que, contudo, nĂŁo invalidam a função principal dos Š’›‹ŠÂ?Âœ: salvar vidas.

!

se aproxima de 10% do valor da velocidade inicial) ĂŠ decorrente do impulso que o veĂ­culo sofre no sentido contrĂĄrio ao impacto, apĂłs atingir a sua deformação elĂĄstica mĂĄxima. (Esse fenĂ´meno ĂŠ conhecido como ›Ž‹˜ž—Â?). Os ocupantes tambĂŠm sĂŁo afetados durante esse perĂ­odo pois durante oČąÂ›ÂŽÂ‹Â˜ÂžÂ—Â? sĂŁo impulsionados para frente. Dessa forma o diferencial de velocidade que deve ser considerado (ao qual os ocupantes foram submetidos) nesse caso ĂŠ de 55 km/h e nĂŁo 50 km/h. (Obviamente o acelerĂ´metro tambĂŠm interpreta essa fase como uma desaceleração. Isso ĂŠ perceptĂ­vel na curva, observando-se que no momento em que a desaceleração chega a 0 g (105 ms) o veĂ­culo se desloca para trĂĄs com uma velocidade praticamente constante por mais alguns milisegundos atĂŠ chegar ao repouso, apĂłs 200 ms). Â˜Čą Â?›¤Ä™ÂŒÂ˜Čą Ĺ˜Ĺ›Čą ™˜Â?ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂ˜Â‹ÂœÂŽÂ›Â&#x;Š›ȹ Â˜Čą Œ˜–™˜›Â?Š–Ž—Â?Â˜Čą Â?Šȹ ÂŒÂŠÂ‹ÂŽÂłÂŠČą Â?Â˜Čą motorista na mesma escala de tempo. Observa-se que com aproximadamente 30 ms, a cabeça começa a ser desacelerada e atinge o pico de desaceleração com aproximadamente 70 ms. No caso das curvas Â?ŠȹęÂ?ÂžÂ›ÂŠČąĹ˜ĹœÇ°ČąÂ&#x;ÂŽÂ›Â’Ä™ÂŒÂŠÂ–Â˜ÂœČąÂšÂžÂŽČąÂ˜ČąÂŠÂžÂ–ÂŽÂ—Â?Â˜ČąÂ—Â˜ÂœČąÂ—Ă‡Â&#x;ÂŽÂ’ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ?ŽœŠŒŽ•Ž›Š³¨Â˜Čą no tĂłrax começam alguns milisegundos mais cedo, devido ao contato com o cinto de segurança. O pico de desaceleração do tĂłrax tambĂŠm ocorre em torno de 70 ms, e coincide com a força mĂĄxima observada no ramo diagonal do cinto de segurança que nesse caso estĂĄ em torno de 8 kN (Fig. 27). (No capĂ­tulo XIII serĂŁo abordadas as formas de se analisar os resultados obtidos em ensaios de impacto para poder-se avaliar a proteção aos ocupantes nas diferentes partes do corpo). Como veremos adiante, dispositivos como prĂŠ-tensionadores e limitadores de carga nos cintos de segurança, Š’›‹ŠÂ?Âœ e outros serĂŁo fundamentais na caracterização das curvas observadas em ensaios de impacto. No caso das colisĂľes laterais a dinâmica do impacto pode ser exem™•’ęŒŠÂ?ŠȹŠÂ?›ŠÂ&#x;¡ÂœČąÂ?Â˜ČąÂ™ÂŽÂ›Ä™Â•ČąÂ?ÂŽČąÂ&#x;Ž•˜Œ’Â?ŠÂ?ÂŽÂœČąÂ–Â˜ÂœÂ?›ŠÂ?Â˜ČąÂŠČąÂœÂŽÂ?ž’›ȹǝ Â’Â?ČąĹ˜Ĺ?‹ǟǯ

)LJ PyGXORV GH airbag para motorista e acompanhante.

Percebemos que no instante do choque (0 ms) a barreira (MDB) começa a decrescer sua velocidade enquanto o veĂ­culo ( Š›Â?ÂŽÂ?Čą Ž‘’Œ•Ž) começa a aumentar sua velocidade. Por volta de 75 ms ambos jĂĄ estĂŁo com velocidades iguais. A porta do veĂ­culo por sua vez aumenta de velocidade de forma muito mais rĂĄpida do que a estrutura do veĂ­culo pois possui menor resistĂŞncia e antes dos 10 ms jĂĄ apresenta seu pico de velocidade. O boneco (SID) por sua vez aumenta de velocidade rapidamente no instante em que a porta (com altos nĂ­veis de intrusĂŁo ÂŽČąÂ&#x;Ž•˜Œ’Â?ŠÂ?ÂŽǟȹÂ˜ČąÂŠÂ?’—Â?ÂŽȹǝ Ž“Šȹ—ŠȹęÂ?ÂžÂ›ÂŠČąĹ˜Ĺ?ÂŒČąÂ˜ČąÂ™Â›Â˜ÂŒÂŽÂ?’–Ž—Â?Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂŒÂ˜Â•Â’Âœ¨Â˜Čą lateral utilizado no EUA).

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Dinâmica de Colisþes Veiculares

Airbags

Material da bolsa Apesar do grande uso do ˜•¢ÂŽÂœÂ?Ž›, atualmente o ¢Â•Â˜Â— ĂŠ o material mais utilizado para a confecção de bolsas de Š’›‹ŠÂ?. Durante a escolha do material desse componente os seguintes fatores devem ser levados em conta:

!

'

• Resistência ao cizalhamento e pontual • Flamabilidade • Resistência ao calor • Capacidade de dobramento • Permeabilidade

#$% &

50

"

Devido a eventuais desprendimentos de partĂ­culas decorrentes do disparo do Š’›‹ŠÂ?ČąÂŽČąÂšÂžÂŽČąÂ™Â˜Â?Ž›’Š–ȹÂ?ÂŠÂ—Â’Ä™ÂŒÂŠÂ›ČąÂŠČąÂ‹Â˜Â•ÂœÂŠÇ°ČąÂ™Â›Â˜Â?ÂŽ³äÂŽÂœČąÂœÂ’Â•Â’conadas para as bolsas sĂŁo utilizadas em alguns projetos.

)LJ D R JUiÂżFR DQWHULRU PRVWUD XPD FXUYD FDUDFWHUtVWLFD GH GHVDFHOHUDomR GR WyUD[ HP função do tempo em relação a uma curva real. (Fonte: Vehicle Crashworthiness and Occupant Protection – American Iron Steel Institute)

Fig. 115b: Anatomia da pele humana. (Três camadas primårias: Epiderme, derme e subcutânea). Regiþes que eventualmente podem vir a ser afetadas pelo airbag.

Devido Ă necessidade de grande resistĂŞncia da bolsa do Š’›‹ŠÂ?, os tecidos apresentam uma superfĂ­cie abrasiva e nĂŁo macias como um “travesseiroâ€?, como pode parecer a muitos. Isso, aliado Ă velocidade de disparo e Ă temperatura do sistema, faz com que regiĂľes do corpo Â?Â˜ČąÂ˜ÂŒÂžÂ™ÂŠÂ—Â?ÂŽÇ°ČąÂŒÂ˜Â–Â˜ČąÂ˜ÂœČąÂ‹Â›ÂŠÂłÂ˜ÂœČąÂ™Â˜Â›ČąÂŽÂĄÂŽÂ–Â™Â•Â˜Ç°ČąÄ™ÂšÂžÂŽÂ–ČąÂ&#x;ž•—Ž›¤Â&#x;ÂŽÂ’ÂœČąÂŠČąÂšÂžÂŽÂ’maduras. (Infelizmente essa ĂŠ uma caracterĂ­stica desse componente que tem, como objetivo principal, salvar a vida dos ocupantes e que

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Dinâmica de Colisþes Veiculares

Airbags

Fig. 115: airbag lateral (superior central e direita), airbags de cabeça para impactos laterais (inf. dir. e central), airbags frontais (sup. esq.) e airbag lateral integrado para proteção à região toråxica e cabeça (inf. esq.).

As regiĂľes onde os mĂłdulos de Š’›‹ŠÂ? estĂŁo localizados podem ou nĂŁo ser visĂ­veis ao consumidor. Em alguns modelos as tampas tanto no volante como no painel de instrumentos e bancos sĂŁo perceptĂ­veis. Atualmente, os painĂŠis de instrumentos podem utilizar, alĂŠm das Â?ÂŠÂ–Â™ÂŠÂœÇ°ČąÂœÂžÂ™ÂŽÂ›Ä™ÂŒÂ’ÂŽÂœČąÂ?›ŠÂ?’•’£ŠÂ?ÂŠÂœČąÂŠÂ?›ŠÂ&#x;¡ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ™Â›Â˜ÂŒÂŽÂœÂœÂ˜ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ–Â’ÂŒÂ›Â˜ČŹÂ™ÂŽÂ›Â?žração ou corte na superfĂ­cie interna onde a espessura residual ĂŠ rompida pela força da bolsa do Š’›‹ŠÂ?. Nas capas dos volantes, podem ser utilizadas linhas de fragilização construĂ­das na prĂłpria ferramenta de injeção da peça plĂĄstica que tambĂŠm serĂŁo rompidas atravĂŠs da força da bolsa.

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)LJ E 2 JUi¿FR PRVWUD DV FXUYDV FDUDFWHUtVWLFDV GH YHORFLGDGHV REWLGDV DWUDYpV GH XP HQVDLR GH LPSDFWR ODWHUDO GH DFRUGR FRP D QRUPD DPHULFDQD )0966 RQGH XPD EDUUHLUD PyYHO SDGURQL]DGD FRP XP HOHPHQWR GHIRUPiYHO 0'% DWLQJH R YHtFXOR HP UHSRXVR D VHU DYDOLDGR 2V YDORUHV GH YHORFLGDGH VmR UHVXOWDGR GD LQWHJUDomR QXPpULFD GH PHGLo}HV GH DFHOHU{PHWURV ORFDOL]DGRV QR &* GD EDUUHLUD PyYHO GHQWUR GD SRUWD LPSDFWDGD GR YHtFXOR QD HVWUXWXUD GR YHtFXOR H QR 6LGH LPSDFW GXPP\ ¹6,' UHJLmR SpOYLFD (Fonte: Vehicle Crashworthiness and Occupant Protection – American Iron Steel Institute)

)LJ D GRLV H[HPSORV GH IUDJLOL]DomR SRU PLFUR SHUIXUDomR HP SDLQpLV GH LQVWUXPHQWRV que determinam a årea de abertura da tampa do airbag do acompanhante. Dependendo do PDWHULDO GD IRUPD GD HVSHVVXUD GR SDLQHO H GD IRUoD GR JHUDGRU GH JiV p TXH VmR GHWHUPLnadas a profundidade, o diâmetro e a distância entre os furos, para que haja uma abertura correta durante o enchimento da bolsa.

As trĂŞs formas bĂĄsicas de se melhorar a proteção aos ocupantes em colisĂľes laterais sĂŁo: otimização estrutural do veĂ­culo, implementação de materiais absorvedores de energia dentro das portas (™ŠÂ?Â?’—Â?Âœ de espuma por exemplo) e a utilização de Š’›‹ŠÂ?Âœ laterais. A seguir (Fig. 27c) uma comparação onde houve otimização estrutural no veĂ­culo.

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Dinâmica de Colisões Veiculares

Airbags

Tipos de airbag Logo após a disseminação dos frontais, começaram a surgir em outras regiões do veículo de forma a proteger outras regiões do corpo, principalmente as atingidas em colisões laterais. Os laterais, que passaram a ser utilizados em grande escala no início da década de 1990, foram desenvolvidos com o objetivo de proteger a região lateral do tronco (principalmente as costelas) em colisões laterais. ȱ ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ laterais é a necessidade de um rápido diagnóstico para o disparo e da alta velocidade de enchimento da bolsa já que, diferentemente das colisões frontais, o ocupante está muito próximo da região de impacto. Os módulos de laterais e suas bolsas podem estar localizados nos bancos ou na estrutura do veículo (nesse caso geralmente nas portas). Outro desenvolvimento recente (meados da década de 1990) são os utilizados para proteger a cabeça em colisões laterais. Geralmente localizados na região do teto podem ser extendidos até o banco traseiro para proteger também os ocupantes dessa região do veículo. Fig. 27c.

Fig. 27d.

Fig. 114: ocupantes dianteiros e traseiros protegidos por um airbag que protege a cabeça em colisões laterais. )RQWH ,,+6 6WDWXV 5HSRUW 9RO ±

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Dinâmica de Colisões Veiculares

Airbags

Utilizando-se a área disponível na bolsa (A), obtém-se a pressão (absoluta) através de: P = F / A. Uma vez determinada a pressão, encontra-se o volume necessá ȱ ȱ ¹ ȱ ȱ Ě ȱ ȱ ȱ ȱ û ȱ ȱ ȱ ȱ NaN3 para o gerador.

)LJ UXSWXUD GD FDSD PV DSyV R GLVSDUR HVT H SURFHVVR GH LQÀDPHQWR GD EROVD QR instante de 6 ms.

A concentração de gases é outro ponto importante no projeto de ǯȱ ȱ ȱ ¡ ȱ Ě ȱ ȱ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ lizados como meta por algumas montadoras na Europa no desenvolvimento dos geradores de gás. Cl2

5 ppm

OO

500 ppm

CO2 COCl2

20.000 ppm 1 ppm

NO

50 ppm

NO2

10 ppm

1+3

150 ppm

+&O

25 ppm

SO2

50 ppm

+2S

50 ppm

+&1

25 ppm

+&+2

10 ppm

)LJ D RV YDORUHV DFLPD VmR PDLV VHYHURV GR TXH RV UHFRPHQGDGRV SHORV tQGLFHV ,'/+ (immediate danger for life and health).

Fig. 27e: exemplo de aplicação de paddings absorvedores de energia (espumas ou termoplásticos) nos revestimentos de porta.

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Airbags

)LJ H[HPSOR GH PyGXOR GR DLUEDJ ORFDOL]DGR QR SDLQHO GH LQVWUXPHQWRV SDUD SURWHomR do acompanhante dianteiro.

Para o nitrogĂŞnio (um gĂĄs inerte cujas propriedades se aproximam as de um gĂĄs ideal), podemos utilizar a lei de um gĂĄs ideal (P.V = n.R.T) para obter a relação entre a pressĂŁo e o volume de um Š’›‹ŠÂ? assim como a quantidade de N2 que ele contĂŠm. P.V = n.R.T , onde P = pressĂŁo em atmosferas V = volume em litros n = nĂşmero de mols R = constante do gĂĄs ( L. atm / mol.K) T = temperatura em Kelvin ČąÂ™Â›ÂŽÂœÂœ¨Â˜ČąÂ—ŽŒŽœœ¤Â›Â’ÂŠČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠČąÂ’Â—ÄšÂŠÂ›ČąÂŠČąÂ‹Â˜Â•ÂœÂŠČąÂ™Â˜Â?ÂŽČąÂœÂŽÂ›ČąÂ˜Â‹Â?Â’Â?ŠȹŠȹ™Š›Â?’›ȹÂ?Šȹ seguinte anĂĄlise, utilizando-se alguns valores como referĂŞncia : Vi: velocidade inicial da bolsa = 0m/s Čą

Â?ǹȹÂ&#x;Ž•˜Œ’Â?ŠÂ?Žȹꗊ•ȹÂ?ÂŠČąÂ‹Â˜Â•ÂœÂŠȹƽȹĹžĹ&#x;Ç°ĹšČąÂ–ČŚÂœ

Čą

ǹȹȹÂ?Â’ÂœÂ?ÂŚÂ—ÂŒÂ’ÂŠČąÂ?Žȹ’—ĚŠ–Ž—Â?˜ȹƽȹŖǰřȹ– Vf2 – Vi2 = 2.a.S, onde a ĂŠ a aceleração em m/s2 (nesse caso a = 1,33 x 104 m/ s2).

Assumindo uma bolsa de massa 2,5 kg e que sua região traseira esteja rigidamente engastada, temos que a força necessåria para que as molÊculas de gås a empurrem, pode ser determinada por F = m.a. (nesse caso F = 3.33 x 104 N)

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Ensaios de Impacto

Airbags

V – ENSAIOS DE IMPACTO

Fig. 110: esquema bĂĄsico do funcionamento de um sistema de airbag com SPS (Single Point Sensor).

A ĂĄrea experimental dentro da Engenharia de Segurança Veicular sempre foi e continuarĂĄ sendo uma atividade de grande importância para o desenvolvimento de novas tecnologias automotivas. Mesmo com a indiscutĂ­vel importância das simulaçþes virtuais (hoje jĂĄ utilizaÂ?ÂŠÂœČąÂ?ÂŽČąÂ?Â˜Â›Â–ÂŠČąÂ–ÂŠÂœÂœÂ’Ä™ÂŒÂŠÂ?ÂŠČąÂ—Â˜ÂœČąÂ?Ž™Š›Â?Š–Ž—Â?Â˜ÂœČąÂ?ŽȹŽ—Â?Ž—‘Š›’ŠȹÂ?ÂŠÂœČąÂŽÂ–Â™Â›ÂŽÂœÂŠÂœČąÂŠÂžÂ?˜–˜Â?Â’Â&#x;ŠœǟȹÂ˜ÂœČąÂ?ÂŽÂœÂ?ÂŽÂœČąÂŽČąÂŽÂ—ÂœÂŠÂ’Â˜ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ•ÂŠÂ‹Â˜Â›ÂŠÂ?Ă Â›Â’Â˜ČąÂ›ÂŽÂŠÄ™Â›Â–ÂŠÂ–ČąÂŠČąÂ?Ž˜ria e fornecem subsĂ­dios para o desenvolvimento de novos produtos. A abrangĂŞncia dentro de uma ĂĄrea de testes relacionados a segurança veicular engloba componentes de praticamente todo o veĂ­culo. Nos mais diferentes procedimentos de ensaios sĂŁo avaliados cintos de segurança, Š’›‹ŠÂ?Âœ, painĂŠis de instrumentos, pĂĄra-choques, tanques de combustĂ­vel, bancos, carroceria do veĂ­culo, sistema de direção e muitos outros componentes. Esses componentes sĂŁo submetidos a diversos carregamentos estĂĄticos e dinâmicos, condicionados em diversas temperaturas e avaliados em diversas formas de impacto que reproduzem os acidentes reais que ocorrem nas ruas. Quando se fala em Segurança Veicular, os testes de impacto (ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘Čą tests) sĂŁo os mais lembrados. Com certeza ĂŠ o procedimento de ensaio nessa ĂĄrea que desperta mais curiosidade nas pessoas pois elas tĂŞm a possibilidade de acompanhar a colisĂŁo de um veĂ­culo de forma segura, em um ambiente controlado e onde ela possa focar toda a sua atenção no “desastre“ que estĂĄ prestes a ocorrer. (Geralmente as pessoas que tem a possibilidade de acompanhar um ensaio desse tipo Â’Â—ČąÂ•Â˜ÂŒÂ˜, revĂŞem os seus conceitos sobre o seu comportamento no trânsito).

Fig. 111: no caso acima hå a presença de dois sensores localizados na região dianteira do YHtFXOR H D FHQWUDO SULQFLSDO TXH GH¿QLUi RX QmR R GLVSDUR H TXH DFLRQDUi RV Pydulos de airbag (4 e 5).

Uma vez tomada a decisĂŁo da necessidade do disparo dos Š’›‹ŠÂ?Âœ, a central eletrĂ´nica envia um sinal elĂŠtrico aos mĂłdulos, onde uma reação quĂ­mica ĂŠ iniciada atravĂŠs da ignição de uma mistura de NaN3, KNO3 e SiO2. (A função do KNO3 e do SiO2 ĂŠ remover o sĂłdio produzido pelo NaN3 quando atinge-se uma temperatura de 300° C). A reação irĂĄ gerar N2 ǝ—’Â?›˜Â?šÂ—’˜ǟǯȹ ÂœÂœÂŽČąÂ?¤ÂœČąÂ’›¤ȹÂ’Â—ÄšÂŠÂ›ČąÂžÂ–ÂŠČąÂ‹Â˜Â•ÂœÂŠČąÂ?Žȹ—¢Â•Â˜Â— ou poliamida em um perĂ­odo de aproximadamente 30 ms. (Diversos gases jĂĄ foram utilizados em sistemas de Š’›‹ŠÂ?, porĂŠm o descrito acima ĂŠ o de uso mais comum).

Os critÊrios para se determinar quais as velocidades que serão empregadas, as direçþes de impacto e as barreiras contra as quais os veículos serão chocados dependem do objetivo do ensaio. Para ensaios de homologação de um produto são utilizadas as regulamentaçþes vigentes no mercado em que o modelo serå vendido. (Na Europa por exemplo, Ê exigido o atendimento a um impacto frontal a 56 km/h contra uma barreira deformåvel de alumínio que atinge 40% da frente do veículo, do lado do motorista. Uma colisão de uma barreira móvel padronizada contra a lateral do veículo a 50 km/h tambÊm Ê uma exigência legal na Europa).

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Ensaios de Impacto

Airbags

(São também chamados de módulos os conjuntos gerador de gás e bolsa). Os primeiros sistemas de eram baseados em sistemas inerciais (massa-mola) que eram calibrados para disparar a partir de certos níveis de aceleração, dependendo de cada modelo de veículo. (Esses sistemas podiam conter apenas um sensor principal ou vários que de ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ³¨ ȱ ȱ ro). Com o acionamento mecânico, um sinal elétrico era enviado aos geradores de gás dos onde se iniciaria uma reação química res ¤ ȱ ȱ ȱ ȱ ¤ ȱ ȱ Ě ȱ ȱ ǯ

Fig. 28: crash test FRQWUD XPD EDUUHLUD UtJLGD UHDOL]DGR SHOD *HQHUDO 0RWRUV QR &DPSR GH 3URYDV GH 0LOIRUG HP 0LFKLJDQ FRP XP &KHYUROHW FRP ERQHFRV VHP FLQWRV GH VHJXUDQça. (O primeiro crash test no mundo teria sido realizado pela Dodge em 1915).

)LJ H[HPSOR GH PyGXOR GR DLUEDJ ORFDOL]DGR QR YRODQWH

A etapa a partir do envio do sinal elétrico aos módulos não apresentou muitas evoluções. Porém a interpretação sobre a necessidade ou não de um disparo evoluiu muito e se tornou mais acurada. Para essa difícil e rápida decisão, começaram a ser empregados algorítimos ȱ ȱ â ȱǻę¡ ȱ¥ȱ ȱ ȱ Ç Ǽǰȱ ȱ ¨ ȱ tecidas com informações de inúmeros ensaios realizados previamente em laboratórios, os ȱ ǯȱ ȱ ǰȱ ȱ · ȱ ȱ ę ȱ ȱ os níveis de desaceleração recebidos através de ondas de choque eram ȱ ¨ ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ mais complexos e precisos.

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Airbags

Em 14 de abril de 1912, o maior transatlântico da época afundou 2h e 20 min após colidir em ângulo (na tentativa de desviar) contra um iceberg, quando navegava em sua velocidade máxima (42km/h), apesar dos 9 avisos de perigo que já havia recebido. De acordo com Wood ( ȱ ǯȱ ǯȱǻŗşşŝǼȱ ¢ȱ ȱ ȱ ȱ £ ȱ ě DZȱ ȱ ȱ ¡ ǯȱ ȱ ¢ ȱ ȱ ǰȱŘşǰȱŗřşȬŗśŗ), um veículo que se choca frontalmente contra uma barreira indeformável a 42 km/h apresenta uma deformação aproximada equivalente a 8% de seu comprimento. O que teria ocorrido SE o Titanic tivesse colidido frontalmente? Provavelmente alguns pequenos danos na região do impacto, um número muito menor de vítimas e uma viagem de volta para o seu fabricante em Belfast para reparos. Teria sido imprudência do capitão Edward Smith de 62 anos (idade recomendada em alguns países para parar de dirigir) que fazia sua viagem de despedida e que acreditou que poderia desviar do iceberg sem reduzir a velocidade? Quantos dos mais de 1500 mortos poderiam ter sido salvos se a colisão tivesse sido frontal, se tivessem mais botes salva-vidas, se, se... A verdade é que o Titanic possuia a melhor tecnologia da época no que diz respeito à segurança. Caso fosse um outro navio estima-se que ele teria afundado em menos de uma hora e o número de vítimas teria sido maior. Por que são mais lembradas as fatalidades desse acidente do que as mais de 700 pessoas que sobreviveram? Este é um interessante exemplo de análise entre capacidade de proteção ( , que via de regra está nas mãos de sistemas passivos de segurança) e a capacidade de se evitar os acidentes que, via de regra, está na mão dos seres humanos. Este exemplo se encaixa perfeitamente quando analisamos o efeito dos nas fatalidades em acidentes de trânsito. Será que se fosse um outro navio, mais de 700 pessoas teriam sido salvas? Será que sem os nós teríamos mais ou menos fatalidades nos acidentes de trânsito?

Ensaios de Impacto

ȱę ȱ ǰȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ de impacto lateral utilizadas na Europa e nos EUA. ¡ ȱ · ȱ · ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ res e revistas especializadas. O instituto europeu EuroNCAP ( ȱ ȱ ȱ ȱ ) por exemplo, utiliza o mesmo tipo de impacto frontal citado anteriormente porém com velocidade de 64 km/h, enquanto que a revista alemã Autobild realiza impactos frontais entre dois veículos, ambos a 50 km/h. São realizados também ensaios seguindo critérios internos de cada fabricante de veículo que procuram assegurar a boa performance do produto em diversas situações de impacto.

Funcionamento Normalmente um sistema de é composto pelos seguintes sub-sistemas: 1. Central de recebimento de sinais de desaceleração 2. Ğ de diagnóstico de disparo (algorítimo) 3. Conjunto de chicotes (cabos) elétricos 4. Gerador de gás 5. Bolsa ( )

ȱę ȱ ȱ ȱ ȱ Ç ȱ ȱ ǰȱ cidade e aceleração encontradas nos ensaios de impacto. Vale ressaltar ȱ ȱNJ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱdo veículo.

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Ensaios de Impacto

Airbags

Part 571 Federal Motor Vehicle Safety Standards

Proteção em colisões veiculares 201

Proteção aos ocupantes em impacto no interior do veículo

202

Apoios de cabeça

203

Proteção do motorista devido ao contato contra o sistema de direção

204

Deslocamento do sistema de direção em direção ao ocupante

205

*OD]LQJ 0DWHULDOV

206

Travas das portas e sistemas de retenção de portas

207

Sistemas de bancos

208

Proteção aos ocupantes em impactos frontais

209

Sistemas de cintos de segurança

210

Ancoragem dos cintos de segurança

211

(Reservado)

212

Pára-brisas

213

Sistemas de assentos para crianças

214

Proteção aos ocupantes em impactos laterais

216

Resistência do teto

217

Saídas de emergência de ônibus e retenção de janelas

218

Capacetes (motocicletas)

219

Zona de intrusão de pára-brisas

220

Ônibus escolar: proteção contra capotamento

221

Ônibus escolar: Body Joint Stength

222

Ônibus escolar: assentos e proteção em crash

A tabela anterior retrata o número de fatalidades devido aos entre os anos de 1990 e 2003 nos EUA. A segunda coluna refere-se à presença de crianças nos bancos dianteiros utilizando cadeirinhas de criança voltadas para trás (contra a marcha do veículo; RFCSS – ȱ ȱ ȱ ȱ ¢ ), que é uma posição inadequada para veículos com . Nessa situação foram reportadas 23 fatalidades. A terceira coluna retrata a quantidade de fatalidades (123) com crianças nos bancos dianteiros que não estavam com as cadeirinhas contra a marcha do veículo. (Como dito anteriormente, crianças e não devem jamais interagir).

Fig. 108: cadeirinhas de criança voltadas para trás, podem causar fatalidades em crianças caso haja o disparo do airbag.

223

Real impact Guards

224

Proteção em impactos laterais Part 571 Federal Motor Vehicle Safety Standards

Requisitos pós colisão 301

Integridade do sistema de combustível

302

Flamabilidade de materiais

303

Integridade do sistema de combustível em veículos com gás natural

304

Integridade do tanque de gás natural

500

Veículos de baixa velocidade

Fig. 28a: tabela referente aos requisitos de segurança (crash e pós crash )0966 (Federal Motor Vehicle Safety Standards) – EUA.

A quarta coluna refere-se à quantidade de motoristas mortos devido aos (81), sendo que destes 51 estavam sem cintos de segurança, 4 com o cinto colocado indevidamente, 3 não se pôde avaliar a presença do cinto e 23 com cinto de segurança. (Do total de motoristas, 30 eram mulheres com menos de 1,52 m que estavam muito próximas ao volante). A quinta coluna mostra o número de passageiros (11) registrados como vítimas dos . Dos 11 passageiros, 6 estavam sem cintos de segurança, 1 com o cinto colocado incorretamente e 4 com cinto de segurança utilizado corretamente. (Do total de passageiros, 5 eram mulheres com menos de 1,52 m). Todos os números presentes na tabela entre colchetes são dados ¨ ȱ ę ǯ Nesse mesmo período foi constatado que 13.967 vidas foram salvas devido à presença dos , sendo 11.347 motoristas ( 3177 com cinto de segurança e 8170 sem cinto) e 2620 passageiros nos bancos dianteiros (734 com cinto de segurança e 1886 sem cinto). Uma interessante analogia foi feita por Leonard Evans ( Ĝ ȱ ¢ Ȯȱ ȱŘŖŖŚ), tomando como exemplo o famoso caso do navio Titanic.

167

Ensaios de Impacto

5 (0) 30 (3) (32) 11 (2) 23 (1) 727$/

123 (20)

81 (9)

238

0 (0) 1 (2) (9) 0 (2) 0 (0) 2003

1 (3)

2 (4)

3

1 (0) 1 (1) (7) 1 (0) 1 (0) 2002

4 (4)

1 (2)

7

0 (0) 0 (0) (13) 0 (0) 1 (0) 2001

7 (12)

2 (1)

10

0 (0) 3 (0) (2) 2 (0) 0 (0) 2000

9 (0)

8 (2)

19

0 (0)

1 (0) 6 (0)

2 (0) (1)

(0)

0 (0)

24

2 (0)

3 (0) 3 (0) 1999

18 (0)

5 (0) 1998

27 (0)

14 (0)

48

3 (0) 4 (0) (0) 4 (0) 4 (0) 1997

27 (0)

18 (0)

53

0 (0) 2 (0) (0) 2 (0) 6 (0) 1996

19 (0)

7 (0)

34

0 (0) 4 (0) (0) 0 (0) 3 (0) 1995

5 (0)

6 (0)

14

0 (0) 1 (0) (0) 0 (0) 0 (0) 1994

5 (0)

8 (0)

13

0 (0)

0 (0) 2 (0)

2 (0) (0)

(0)

0 (0)

5

0 (0)

4 (0) 0 (0) 1993

1 (0)

0 (0) 1992

0 (0)

3 (0)

3

0 (0) 1 (0) (0) 0 (0) 0 (0) 1991

0 (0)

4 (0)

4

0 (0) 1 (0) (0) 0 (0) 0 (0) 1990

0 (0)

1 (0)

1

MOTORISTA NĂƒO CONFIRMADO CONFIRMADO

PASSAGEIRO ADULTO CRIANÇAS EM RFCSS

CRIANÇAS QUE NĂƒO ESTAVAM EM RFCSS

MOTORISTA ADULTO

TOTAL POR ANO

MULHERES 62� OU MENOR

PASSAGEIRO

Airbags

FATALIDADES POR ANO

166

Fig. 107: fatalidades devido aos airbags, registradas nos EUA entre 1990 e 2003. RFCSS: Rear facing child seat system Âą FDGHLUDV GH FULDQoD YROWDGDV SDUD WUiV UHFRPHQGDGDV DWp D idade de 1 ano) e nesse caso colocadas no banco dianteiro (uso incorreto). )RQWH 1+76$

)LJ E R JUiÂżFR DFLPD PRVWUD FRQWUD TXDLV REVWiFXORV RFRUUHUDP RV DFLGHQWHV FRP FDUURV GH SDVVHLR H SLFN XSÂśV /7 HP QRV (8$ (Fonte: FARS 1996)

Basicamente sĂŁo realizados em laboratĂłrios ensaios frontais, traseiros, laterais e capotamentos. Nos ensaios de colisĂľes frontais, os veĂ­culos sĂŁo tracionados por um cabo de aço em uma pista e podem se chocar contra uma barreira indeformĂĄvel de concreto, contra uma barreira deformĂĄvel de alumĂ­nio (conhecida como ‘˜—Ž¢ÂŒÂ˜Â–‹), contra um outro veĂ­culo ou contra ’—øÂ–ÂŽÂ›ÂŠÂœČąÂ‹ÂŠÂ›Â›ÂŽÂ’Â›ÂŠÂœČąÂšÂžÂŽČąÂ™Â›Â˜ÂŒÂžÂ›ÂŠÂ–ČąÂ›ÂŽÄšÂŽÂ?Â’Â›ČąÂŠÂœČąÂŒÂ˜Â—Â?Â’³äÂŽÂœČąÂŽÂ—ÂŒÂ˜Â—Â?›ŠÂ?ÂŠÂœČąÂ—ÂŠÂœČą ruas tais como postes, traseiras de caminhĂľes, etc... Nos ensaios de colisĂľes traseiras e laterais, geralmente os veĂ­cuÂ•Â˜ÂœČąÄ™ÂŒÂŠÂ–ČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠÂ?Â˜ÂœČąÂŽČąÂœ¨Â˜ČąÂŠÂ?’—Â?Â’Â?Â˜ÂœČąÂ™Â˜Â›ČąÂ‹ÂŠÂ›Â›ÂŽÂ’Â›ÂŠÂœČąÂ–Ă Â&#x;ÂŽÂ’ÂœČąÂ™ÂŠÂ?Â›Â˜Â—Â’ÂŁÂŠÂ?ÂŠÂœÇŻČą (Alguns institutos como o IIHS – Â—ÂœÂžÂ›ÂŠÂ—ÂŒÂŽČą —œÂ?Â’Â?žÂ?ÂŽČąÂ?Â˜Â›Čą Â’Â?‘ ÂŠ¢ȹ ŠÂ?ÂŽÂ?¢ – realizam colisĂľes laterais (90Âş) entre dois veĂ­culos em movimento).

59

60

Ensaios de Impacto

Airbags

Independentemente da grande variedade de velocidades e formas em que as colisões são simuladas em laboratório, os veículos sempre são preparados e instrumentados de modo a fornecer a maior quantidade possível de informações para serem analisadas após o ensaio. São instalados acelerômetros na estrutura, células de carga nos cintos de segurança, sensores de deslocamento, líquidos com corantes para ȱ ȱĚ ȱ ȱ Ç ȱǻ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ vazamentos durante as colisões e posteriormente atuar no problema), miras adesivas (símbolos que parecem alvos) para calcular trajetórias ȱ ȱ · ȱ ȱę ȱ ȱ ȱ ȱdummiesȱǻ ȼ Ǽȱ que fornecerão as informações relativas à proteção dos ocupantes. · ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ Ç ǰȱ ȱę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ·ȱ ǯȱ ¨ ȱ £ ȱ ¦ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱę magem (geralmente entre 1000 e 4500 quadros por segundo) para que se possa observar com detalhes todos os fenômenos decorrentes da colisão. A infra-estrutura necessária para executar ensaios desse tipo não é simples e nem barata. Devido ao tipo de retorno que esse tipo de avaliação propicia (que não é fácil de mensurar pois está associado também com a imagem da empresa), os fabricantes investem anualmente grandes fortunas com a execução de testes e com a manutenção de equipamentos. Grandes montadoras executam normalmente até dois

Fig. 29: quatro crash tests frontais (30 mph) realizados pela revista Quatro Rodas no ano de 2000 com os modelos Corsa, Gol, Fiesta e Palio. (Fonte: Revista Quatro Rodas – disponível em 05/2004 – http://quatrorodas.abril.com.br/ carros/testes/1100crash.shtml).

Fig. 106a: condições OOP para airbags IURQWDLV $ ¿JXUD DFLma ilustra um ocupante adulto sem cinto de segurança que atinge o volante DQWHV GR WpUPLQR GR enchimento da bolsa H D ¿JXUD DR ODGR XPD criança (ATD de 6 anos) no banco dianWHLUR SUy[LPD DR SDLnel de instrumentos no instante do disparo do airbag.

165

164

Airbags

evolução tecnológica dos sistemas de irá, cada vez mais, minimizar as conseqüências indesejáveis provenientes de usos equivocados. (Podemos aqui fazer uma analogia com a área médica. Para simples dores de cabeça tomamos analgésicos, que raramente provocam efeitos colaterais. No caso de um câncer por exemplo, é necessário realizar sessões de quimioterapia que geralmente provocam efeitos colaterais indesejáveis. Será que devido aos efeitos colaterais seria melhor não realizar a quimioterapia? Será que devido a eventuais efeitos colaterais seria melhor não utilizar os ?).

Ensaios de Impacto

ȱ por dia e esse número pode ser maior em alguns casos onde as montadoras possuem mais do que uma pista de teste. Os ensaios de impacto, por serem considerados uma ferramenta poderosa de engenharia, se constituem na melhor forma de se avaliar e propor soluções para avançar no processo de evolução técnica, no que diz respeito à proteção dos ocupantes em colisões veiculares. Além dos ȱ , ensaios dinâmicos em carrocerias ( ȱ ) são muito comuns no desenvolvimento de sistemas de retenção. As carrocerias são fixadas sobre um trenó de impacto que através de um sistema de desaceleração controlado (hidráulico, pneumático ou através da deformação de estruturas metálicas) propicia aos componentes do habitáculo patamares de desaceleração similares aos encontrados nas colisões reais.

Fig. 106: sistema de sensoreamento nos assentos para reconhecimento da posição e das características dos ocupantes. (Fonte: Siemens – www.siemens.com - capturado em 06/2004)

Fig. 29a: alguns dos ensaios de impacto de veículos mais comuns que são realizados em ODERUDWyULR VHJXLQGR GLYHUVRV SURFHGLPHQWRV LQWHUQDFLRQDLV

61

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Ensaios de Impacto

Airbags

Principais etapas da execução de um Ensaio de Impacto 9HUL¿FDomR GR YHículo após seu recebimento

1HVWH PRPHQWR p YHUL¿FDGR VH D FRQ¿JXUDomR GR YHtFXOR TXH VHUi VXEPHtido ao teste estå correta no que diz respeito aos opcionais disponíveis (ar condicionado, direção hidraúlica, rodas, etc...), a massa e condição geral do veículo. )LJ G 223 FULDQoD GHEUXoDGD VREUH R EDQFR SUy[LPD DR airbag lateral.

Medição pacto

prĂŠ-im-

Pintura

'UHQDJHP GH Ă€Xtdos e colocação de Ă€XtGRV GH WHVWH

0HGLo}HV UHDOL]DGDV QD HVWUXWXUD H HP alguns componentes do veĂ­culo atrĂĄves de dispositivos de medição tridimensioQDO RQGH VmR GHÂżQLGDV UHIHUrQFLDV SDUD DV PHGLo}HV SyV WHVWHV DVVLP FRPR D demarcação de pontos necessĂĄrios para a continuidade da preparação (Ex.: deWHUPLQDomR GR SRQWR + TXH VHUYH GH referĂŞncia para o posicionamento dos dummies 1HVVH SURFHVVR WDPEpP sĂŁo posicionados bancos, colunas de direção e outros dispositivos que possuam ajustes, conforme o procedimento que estĂĄ sendo utilizado. Geralmente os veĂ­culos sĂŁo pintados externamente para obter uma melhor TXDOLGDGH GH LPDJHP QD ÂżOPDJHP TXH serĂĄ utilizada para anĂĄlises. CompoQHQWHV GR LQWHULRU GR YHtFXOR WDPEpP podem ser pintados para facilitar a viVXDOL]DomR HP IRWRJUDÂżDV H ÂżOPHV Normalmente sĂŁo utilizadas tintas fosFDV SDUD HYLWDU R EULOKR QDV IRWRV H ÂżOmes. $ GUHQDJHP GH Ă€XtGRV SULQFLSDOPHQWH RV LQĂ€DPiYHLV p UHDOL]DGD QR VHQWLGR de previnir eventuais acidentes durante R HQVDLR H WDPEpP SDUD SRGHU DYDOLDU a procedĂŞncia de um eventual vazaPHQWR DSyV R WHVWH 3DUD TXH LVVR VHMD possĂ­vel sĂŁo colocados lĂ­quidos coloridos (ĂĄgua com corante) nos diferentes compartimentos.

)LJ H 223 FULDQoD GHLWDGD VREUH R EDQFR FRP D FDEHoD SUy[LPD DR airbag lateral.

Em resumo, o uso inadequado (inadvertidamente ou nĂŁo) de qualquer produto e que gere conseqßências indesejĂĄveis ao consumidor nĂŁo deve afetar negativamente a imagem desse mesmo produto. (Aqui notamos a importância da leitura do Š—žŠ•ȹÂ?Â˜Čą ›˜™›’ŽÂ?¤Â›Â’˜ fornecido com o veĂ­culo, assim como do processo de educação da sociedade). Para diminuir as possibilidades de uso inadequado e otimizar a performance do sistema de Š’›‹ŠÂ?Âœ frontais para os diferentes paÂ?›äÂŽÂœČąÂŽÂ›Â?˜—âÂ–Â’ÂŒÂ˜ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ˜ÂŒÂžÂ™ÂŠÂ—Â?ÂŽÂœÇ°ČąÂœÂžÂ›Â?’›Š–ȹŠ’—Â?ÂŠČąÂ—Â˜ČąÄ™Â—ÂŠÂ•ČąÂ?ŠȹÂ?¡ÂŒÂŠÂ?Šȹ de 1990 os chamados Â?Â&#x;Š—ŒŽÂ? ’›‹ŠÂ?Âœ ou –Š›Â?Čą ŠÂ?Âœ. Em uma primeira etapa surgiram os mĂłdulos com mais de um gerador de gĂĄs. Em colisĂľes mais leves apenas um gerador ĂŠ acionado e em colisĂľes mais severas dois geradores sĂŁo acionados aumentando a velocidade de enchimento da bolsa. Outra geração de Š’›‹ŠÂ?Âœ (mais recente) apresenta formas de sensoreamento dos ocupantes que permitem Â’Â?Ž—Â?Â’Ä™ÂŒÂŠÂ›ČąÂŠČąÂ–ÂŠÂœÂœÂŠČąÂŽČąÂŠČąÂ™Â˜ÂœÂ’³¨Â˜ČąÂ?Â˜ÂœČąÂ–ÂŽÂœÂ–Â˜ÂœÇ°ČąÂŠČąÂ™Â˜ÂœÂ’³¨Â˜ČąÂ?Â˜ČąÂ‹ÂŠÂ—ÂŒÂ˜Ç°ČąÂœÂŽČą existem ou nĂŁo crianças sentadas nos bancos dianteiros, se os cintos Â?ÂŽČąÂœÂŽÂ?ÂžÂ›ÂŠÂ—ÂłÂŠČąÂŽÂœÂ?¨Â˜ČąÂŠÄ™Â&#x;Ž•ŠÂ?Â˜ÂœČąÂŽČąÂ–ÂžÂ’Â?ÂŠÂœČąÂ˜ÂžÂ?Â›ÂŠÂœČąÂ?ž—³äÂŽÂœČąÂšÂžÂŽČąÂ?Â˜Â›Â—ÂŽÂŒÂŽÂ–Čą informaçþes a uma central eletrĂ´nica que determinarĂĄ o melhor insÂ?Š—Â?ÂŽČąÂŽČąÂŠČąÂ–ÂŽÂ•Â‘Â˜Â›ČąÂ?Â˜Â›Â–ÂŠČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠČąÂ’Â—ÄšÂŠÂ›ČąÂŠÂœČąÂ‹Â˜Â•ÂœÂŠÂœČąÂ?Â˜ČąÂŠÂ’Â›Â‹ÂŠÂ?. Com certeza, a

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Ensaios de Impacto

Airbags

)LJ E LOXVWUDomR YHLFXODGD QRV (8$ SHOD 1+76$ 1DWLRQDO +LJKZD\ 7UDI¿F 6DIHW\ $GPLnistration) alertando sobre a necessidade de utilizar o cinto de segurança, de se posicionar FRUUHWDPHQWH H GH DMXVWDU D SRVLomR GRV EDQFRV H GR YRODQWH 1HVVH FDVR p UHFRPHQGDGD uma distância mínima de 254 mm em relação ao volante.

Quando ĂŠ caracterizada a posição inadequada dos ocupantes (adultos ou crianças) perante o sistema de retenção, dizemos que os mesmos estĂŁo OOP (˜žÂ?Čą ˜Â?Čą ™˜œ’Â?’˜—). Exemplos clĂĄssicos de OOP sĂŁo adultos muito prĂłximos a volantes e painel de instrumentos em veĂ­culos equipados com Š’›‹ŠÂ?Âœ e crianças prĂłximas a Š’›‹ŠÂ?Âœ frontais ou laterais. As fatalidades decorrentes de ocupantes OOP vem diminuindo principalmente devido Ă concientização da população atravĂŠs de programas educativos de utilização do cinto de segurança, transporte de crianças nos bancos traseiros e das penalidades previstas nas legislaçþes de trânsito. Para o caso de ocupantes OOP interagindo com Š’›‹ŠÂ?Âœ laterais (principalmente crianças e adultos baixos) foi criado pelo Â’Â?ÂŽČą ’›‹ŠÂ?Čą Čą —“ž›¢ȹ ÂŽÂŒÂ‘Â—Â’ÂŒÂŠÂ•Čą ˜›”’—Â?Čą ›˜ž™ȹǝĹ—Ĺ&#x;Ĺ&#x;Ĺ&#x;Çź um procedimento de referĂŞncia para que as montadoras pudessem otimizar nesse sentido, a performance de seus Š’›‹ŠÂ?Âœ laterais. (É importante lembrar que os ocupantes podem vir ÂŠČąÄ™ÂŒÂŠÂ›Čą ČąÂ—Â˜ÂœČąÂ’Â—ÂœÂ?Š—Â?ÂŽÂœČąÂ™Â›¡Â&#x;Â’Â˜ÂœČąÂŠÂ˜ČąÂ’Â–Â™ÂŠÂŒÂ?Â˜ČąÂ?ÂŽÂ&#x;Â’Â?Â˜ČąÂŠČąÂ–ÂŠÂ—Â˜Â‹Â›ÂŠÂœČąÂ‹Â›ÂžÂœcas ou frenagens). Abaixo algumas condiçþes de OOP cujas avaliaçþes sĂŁo previstas no ŽŒ˜––Ž—Â?ÂŽÂ?Čą ›˜ŒŽÂ?ÂžÂ›ÂŽÂœČąÂ?Â˜Â›Čą Â&#x;Š•žŠÂ?’—Â?Čą ŒŒž™Š—Â?Čą —“ž›¢ȹ Â’ÂœÂ”ČąÂ?Â›Â˜Â–Čą Ž™•˜¢Â’—Â?Čą Â’Â?ÂŽČą ’›‹ŠÂ?Âœȹǝ ’›œÂ?Čą ÂŽÂ&#x;’œ’˜—ȹȎȹ ž•¢ȹĹ˜Ĺ–Ĺ–Ĺ™ǟǯ

)LJ F 223 FULDQoD DSRLDGD GLUHWDPHQWH QD SRUWD SUy[LPD DR airbag lateral.

Determinação da massa de teste e pesagem do veículo

A massa de teste deve ser calculada de acordo com o procedimento que serå XWLOL]DGR 4XDQGR GH¿QLGD R YHtFXOR deverå ser lastreado com os dummies (conforme procedimento utilizado), com os equipamentos de instrumentação (geralmente uma massa måxima de .J p SHUPLWLGD H R UHVWDQWH FRP lastros posicionados de forma a respeitar a distribuição de carga por eixo.

Instrumentação

O processo de instrumentação do veículo consiste na instalação de acelerôPHWURV QD HVWUXWXUD GR PHVPR GH Fplulas de carga e sensores de medição de deslocamento nos cintos de segurança, eventuais câmeras on board, instalação de dispositivos que registram instantes GH FRQWDWR HQWUH GXDV VXSHU¿FLHV FRnexão de todos os cabos dos sensores na unidade central de armazenamento de informaçþes e muitos outros dispositivos que dependem da natureza do ensaio.

Posicionamento dos ATD’ s (dummies)

Os bonecos utilizados nos crash tests devem obedecer a um procedimento de posicionamento. Essa tarefa pode demorar algumas KRUDV SDUD VHU ÂżQDOL]DGD

Posicionamento do veículo para execução do teste

$SyV HVWDU LQVWUXPHQWDGR FRP D PDVVD correta e com os dummies posicionados R YHtFXOR p FRORFDGR QR ÂżP GD SLVWD GH ensaio para ser tracionado para uma colisĂŁo frontal ou no local determinado para ser atingido por barreiras ou outros veĂ­culos para colisĂľes traseiras ou laterais. Independentemente do ensaio o veĂ­culo deve ser condicionado dentro de uma faixa de temperatura estabelecida no procedimento em uso (geralmente entre 19 e 22 graus C).

Preparação da årea de ensaio

Paralelamente à preparação do veículo, são preparadas a barreira de impacto RX DV EDUUHLUDV PyYHLV DVVLP FRPR R sistema de tração, posicionamento das FkPHUDV GH ¿OPDJHP VLVWHPD GH LOXPLnação, medidor de velocidade e outros aparatos necessårios para a condução do ensaio.

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Ensaios de Impacto

Airbags

Execução do ensaio

Com a ĂĄrea de ensaio e o veĂ­culo preparados (normalmente esse procedimento OHYD DOJXQV GLDV R WHVWH p H[HFXWDGR conforme o procedimento que estĂĄ sendo utilizado.

Registros pĂłs-ensaio

$SyV R HQVDLR VmR UHDOL]DGRV RV UHJLVtros de velocidade de impacto assim FRPR RV UHJLVWURV IRWRJUi¿FRV GH DFRUdo com a orientação do engenheiro responsåvel pelo ensaio.

Aquisição de dados

Os dados obtidos durante a colisĂŁo atraYpV GR VLVWHPD GH DTXLVLomR GH GDGRV no veĂ­culo sĂŁo disponibilizados em um VLVWHPD GH SyV SURFHVVDPHQWR RQGH VHUmR JHUDGRV UHODWyULRV FRP FXUYDV H valores para anĂĄlise do engenheiro responsĂĄvel.

Medição pacto

$SyV VHUHP ¿QDOL]DGDV DV SULPHLUDV anålises visuais e os primeiros registros IRWRJUi¿FRV R YHtFXOR p HQFDPLQKDGR para realizar a medição da estrutura DSyV R WHVWH (VVH UHODWyULR GH GHIRUmaçþes serå outro subsídio de anålise para o engenheiro.

pĂłs-im-

Desmontagem

RelatĂłrio

O processo de desmontagem do veículo depende do que serå avaliado. Pode consistir na desmontagem do motor, GRV EDQFRV H DWp PHVPR GR FRUWH GH algumas partes da carroceria para que se avalie o comportamento estrutural. Nesse momento são realizados mais alJXQV UHJLVWURV IRWRJUi¿FRV &RP D GLVSRQLELOL]DomR GH IRWRJUD¿DV ¿OPHV UHODWyULRV GLPHQVLRQDLV H UHODWyrios das mediçþes provenientes da instrumentação do veículo, o engenheiro HPLWH R UHODWyULR FRP VXDV DQiOLVHV H conclusþes.

Fig. 104c: exemplo de prolongadores de pedais para motoristas com baixa estatura.

)LJ R SURFHVVR GH GLDJQyVWLFR SDUD R GLVSDUR JHUDomR GR JiV H HQFKLPHQWR WRWDO GD bolsa dura geralmente menos do que 50 ms. Em condiçþes normais de uso, o ocupante permanece afastado das bolsas, durante esse processo.

Fig. 105a: exemplo de etiqueta que alerta sobre os perigos de se transportar crianças nos assentos dianteiros em veículos equipados com airbags.

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Ensaios de Impacto

Airbags

Fig. 104b: linha do tempo (referĂŞncia) dos eventos que ocorrem durante uma colisĂŁo frontal quando hĂĄ o disparo dos airbags. (Fonte: Volkswagen)

)LJ D PDWpULD GR MRUQDO :DVKLQJWRQ 3RVW GH GH PDUoR GH TXH UHJLVWUD XP GRV primeiros acidentes nos EUA em que nos dois veĂ­culos envolvidos houve disparo dos airbags. $ PDWpULD GHVWDFD D VXUSUHVD GR SROLFLDO DR YHU RV RFXSDQWHV YLYRV H DQDOLVDQGR RV GDQRV QRV veĂ­culos jĂĄ que o acidente aparentava nĂŁo dar chances de vida a quem estivesse nos veĂ­culos.

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Fig. 29b: acima as medidas de referĂŞncia para posicionamento dos dummies e o local para Âż[DomR GDV PDUFDV GH UHIHUrQFLDV QD HVWUXWXUD GH DFRUGR FRP R SURWRFROR GH WHVWHV GR ,,+6 ,QVXUDQFH ,QVWLWXWH IRU +LJKZD\ 6DIHW\ (Fonte: www.iihs.org)

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Ensaios de Impacto

Airbags

Existem tambĂŠm questionamentos relativos Ă agressividade dos Š’›‹ŠÂ?Âœ durante o disparo. Devido ao curto espaço de tempo em que ocorre o processo de retenção dos ocupantes em um acidente (menos de 200 ms), o disparo dos Š’›‹ŠÂ?œǰ assim como o enchimento das bolsas, devem ser extremamente rĂĄpidos. Em mĂŠdia, a velocidade do tecido da bolsa durante um disparo pode ser superior a 300 km/h. Isso faz com que, caso haja o contato dos ocupantes com a bolsa, antes do tĂŠrmino do processo de enchimento, poderĂĄ haver conseqßências indesejĂĄveis. Nesse instante ĂŠ necessĂĄrio falar sobre uso inadequado desse sistema.

Fig. 30: crash test frontal (40% offset) a 64 km/h, que juntamente com o ensaio lateral, FRQIHULX DR 0HUFHGH] %HQ] &ODVVH & & D JUDGXDomR Pi[LPD HVWUHODV HP HQVDLR GR instituto EuroNCAP (2001-2002). (Fonte: www.euroncap.com)

Em veĂ­culos equipados com Š’›‹ŠÂ?Âœ, a posição de dirigir do motorista assim como a postura dos passageiros dianteiros ĂŠ de fundamental importância. Nesses casos, os ocupantes nĂŁo podem estar demasiadamente prĂłximos do volante ou do painel de instrumentos, nem estar com os pĂŠs sobre o mesmo, por exemplo. Para que o Š’›‹ŠÂ? tenha a sua performance Ăłtima ĂŠ necessĂĄrio que o deslocamento dos ocupantes em direção aos Š’›‹ŠÂ?Âœ durante a colisĂŁo, seja adequado e isso dependerĂĄ de seu posicionamento no instante do impacto. NĂŁo existem regras exatas para o posicionamento dos ocupantes pois, obviamente, cada veĂ­culo possui suas prĂłprias dimensĂľes e diferentes volumes de bolsas nos Š’›‹ŠÂ?Âœ, mas em mĂŠdia, uma distância entre o tĂłrax e o volante superior a 300 mm ĂŠ considerada adequada. Para o caso de ocupantes com estaturas muito baixas e que se aproximam do volante para que possam alcançar os pedais, aconselha-se utilizar prolongadores de pedais ou em Ăşltimo caso desativar o sistema de Š’›‹ŠÂ?ÇŻ (Independentemente ou nĂŁo do veĂ­culo apresentar um interruptor para desativação do sistema Š’›‹ŠÂ?, a mesma pode ser feita em concessionĂĄrios autorizados). Muitas ocorrĂŞncias envolvendo crianças e Š’›‹ŠÂ?Âœ motivaram protestos e geraram polĂŞmicas sobre a sua verdadeira importância. O sistema de Š’›‹ŠÂ?Âœ foi desenvolvido exclusivamente para adultos. Crianças nĂŁo devem utilizar os bancos dianteiros, principalmente quando os veĂ­culos sĂŁo equipados com Š’›‹ŠÂ?Âœ. (Essa indicação sempre estĂĄ preœŽ—Â?ÂŽČą Â—Â˜ÂœČą Â&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ÂœČą ŠÂ?›ŠÂ&#x;¡ÂœČą Â?ÂŽČą ÂŽÂ?’šžŽÂ?ÂŠÂœČą ÂŽČŚÂ˜ÂžČą œŽ›’Â?›ŠęŠȹ Ž–ȹ Â?Â’Â?Ž›Ž—Â?ÂŽÂœČą partes do veĂ­culo).

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Airbags

ÂœÂœÂŠÂœČąÂŒÂ˜Â—Â?Â’³äÂŽÂœČąÂ˜ÂžČąÂ•Â’Â–Â’Â?ÂŽÂœČąÂœ¨Â˜ČąÂ?Žę—’Â?Â˜ÂœČąÂ™ÂŽÂ•Â˜ÂœČąÂ?Š‹›’ŒŠ—Â?ÂŽÂœČąÂŽÂ–ČąÂ•ÂŠÂ‹Â˜Â›ÂŠÂ?Ă Â›Â’Â˜ČąÂŽÇ°ČąÂ&#x;’ŠȹÂ?Žȹ›ŽÂ?Â›ÂŠÇ°ČąÂ™Â˜Â?ÂŽČąÂœÂŽČąÂŠÄ™Â›Â–ÂŠÂ›ČąÂšÂžÂŽČąÂŠÂœČąÂŒÂ˜Â—Â?Â’³äÂŽÂœČąÂ?Žȹ—¨Â˜ČąÂ?Â’ÂœÂ™ÂŠÂ›Â˜Čą em colisĂľes sĂŁo aquelas nas quais os Ă­ndices biomecânicos observados nos dummies durante os ensaios sĂŁo considerados satisfatĂłrios mesmo sem a presença dos Š’›‹ŠÂ?Âœǯȹǝ ŠÂ?ž›Š•–Ž—Â?ÂŽČąÂŽÂœÂœÂŠČąÂŠÄ™Â›Â–ÂŠ³¨Â˜ČąÂ’Â–Â™Â•Â’ÂŒÂŠČąÂšÂžÂŽČą em muitos acidentes os Š’›‹ŠÂ?Âœ nĂŁo serĂŁo acionados, pois a ação dos cintos de segurança e de outros componentes do sistema de retenção œŽ›¨Â˜ČąÂœÂžÄ™ÂŒÂ’Ž—Â?ÂŽÂœǟǯȹ ȹšžŽȹ›ŽŠ•–Ž—Â?Žȹ’—Â?Ž›ŽœœŠȹ¡ȹšžŽȹ—¨Â˜ČąÂŽÂĄÂ’ÂœÂ?Ž–ȹ™Š›Œ–ŽÂ?Â›Â˜ÂœČąÄ™ÂĄÂ˜ÂœČąÂ˜ÂžČą tabelas que possam generalizar quando um Š’›‹ŠÂ? deve ou nĂŁo disparar, pois isso dependerĂĄ, fundamentalmente, do projeto de cada veĂ­culo.

Projeto de Estrutura Veicular

VI – PROJETO DE ESTRUTURA VEICULAR Â˜Â–Â˜ČąÂ&#x;Â’ÂœÂ?Â˜ČąÂŠÂ—Â?Ž›’˜›–Ž—Â?ÂŽÇ°ČąÂ™Â˜Â?ÂŽČŹÂœÂŽČąÂŠÄ™Â›Â–ÂŠÂ›ČąÂšÂžÂŽČąÂŠČąÂ‹Â˜ÂŠČąÂ™Â›Â˜Â?ÂŽ³¨Â˜ČąÂ?Â˜ÂœČą ocupantes durante o impacto depende principalmente de trĂŞs fatores: ž–Šȹ Œ˜—Â&#x;Ž›œ¨Â˜Čą ŽęŒ’Ž—Â?ÂŽČą Â?Šȹ Ž—Ž›Â?’Šȹ Œ’—¡Â?Â’ÂŒÂŠČą Ž–ȹ Â?Â›ÂŠÂ‹ÂŠÂ•Â‘Â˜Čą Â?ÂŽČą Â?ÂŽÂ?˜›mação; da manutenção da integridade do habitĂĄculo dos ocupantes (cĂŠlula de sobrevivĂŞncia) e de baixos nĂ­veis de desaceleração para o ocupante. A participação da estrutura do veĂ­culo no processo de absorção da energia envolvida nas colisĂľes ĂŠ fundamental. O compromisso que deve ser encontrado no que diz respeito Ă rigidez da estrutura ĂŠ de extrema importância. Tomando como exemplo as colisĂľes frontais, poÂ?ÂŽÂ–Â˜ÂœČąÂ?Â’ÂŁÂŽÂ›Ç°ČąÂœÂ’Â–Â™Â•Â’Ä™ÂŒÂŠÂ?Š–Ž—Â?ŽǰȹšžŽȹÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ÂœČąÂŒÂ˜Â–ČąÂ‹ÂŠÂ’ÂĄÂ˜ÂœČąÂ—Ă‡Â&#x;ÂŽÂ’ÂœČąÂ?Žȹ›’gidez em sua regiĂŁo frontal (Â?›˜—Â?ȏŽ—Â?) deformarĂŁo mais rapidamente, diminuindo portanto o tempo global que os ocupantes possuem para chegar ao repouso. Por outro lado, caso o veĂ­culo apresente um projeto de Â?›˜—Â?ȏŽ—Â? muito rĂ­gido, os patamares de desaceleração observados serĂŁo bem maiores. No Ăşltimo caso, hĂĄ a necessidade de uma compensação no sistema de retenção dos ocupantes, atravĂŠs da utilização de recursos como Š’›‹ŠÂ?ÂœÇ°ČąÂ™Â›¡ȏÂ?Ž—œ’˜—ŠÂ?Â˜Â›ÂŽÂœÇ°ČąÂŽÂ?ÂŒÇŻÇŻÇŻČą ŠÇȹŠȹÂ?’ęŒž•Â?ŠÂ?ÂŽČąÂ?ÂŽČąÂ?ŽœŽ—Â&#x;˜•Â&#x;Ž›ȹÂ&#x;ŽÇculos com estruturas muito rĂ­gidas e que proporcionem excelentes padrĂľes de segurança sem a utilização de um Š’›‹ŠÂ? por exemplo. Tudo ĂŠ uma questĂŁo de gerenciamento da energia envolvida na colisĂŁo. Nas Ăşltimas dĂŠcadas muitas ferramentas foram criadas no sentido de projetar adequadamente estruturas veiculares no que diz respeito ao seu comportamento em colisĂľes. Devemos destacar os primeiros modelos massa-mola (LMS – ž–™ŽÂ?Čą ÂŠÂœÂœČŹ ™›’—Â?) desenvolvidos no inĂ­cio da dĂŠcada de 1970 e os atualmente utilizados modelos de ele–Ž—Â?Â˜ÂœČąÄ™Â—Â’Â?˜œȹǝ ǟȹ—¨Â˜ČąÂ•Â’Â—ÂŽÂŠÂ›ÂŽÂœČąÂšÂžÂŽČąÂ?Â˜Â›ÂŠÂ–ČąÂ’Â—Â?›˜Â?ž£’Â?Â˜ÂœČąÂ—ÂŠČąÂ–ÂŽÂ?ŠÂ?ÂŽČąÂ?Šȹ dĂŠcada de 1980.

)LJ LPDJHP UHWLUDGD GH XP ¿OPH GH DOWD YHORFLGDGH TXH UHWUDWD LQVWDQWHV TXH DQWHFHdem o contato da cebeça com a bolsa do airbag.

O processo de desenvolvimento da estrutura veicular nĂŁo pode estar desvinculado do processo de desenvolvimento do interior do habitĂĄculo e conseqĂźentemente do sistema de retenção dos ocupantes. O resultado do desenvolvimento de Œ›Šœ‘ Â˜Â›Â?‘’—Žœœ de um veĂ­culo pelo mĂŠtodo de FE deve ser a comparação entre a resposta obtida por um modelo FE de ATD (ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘ČąÂ?ž––’Žœ) e os requisitos biomecânicos prĂŠestabelecidos para esta condição. O carregamento a que o modelo ATD ĂŠ submetido ĂŠ proveniente de uma curva de desaceleração em função

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Projeto de Estrutura Veicular

Airbags

XII - AIRBAGS Desde as primeiras experiĂŞncias a que foi submetido ainda na dĂŠcada de 1960, passando pelos primeiros modelos de veĂ­culos em que foram implementados, no inĂ­cio da dĂŠcada de 1970, atĂŠ chegar ao uso ÂŽÂ–ČąÂ–ÂŠÂœÂœÂŠČąÂ—Â˜ČąÄ™Â–ČąÂ?Â˜ČąÂœ¡ÂŒÂžÂ•Â˜Čą Ç°ČąÂ˜ÂœČąÂŠÂ’Â›Â‹ÂŠÂ?Âœ frontais sĂŁo os mais polĂŞmicos componentes de um veĂ­culo, no que diz respeito Ă sua utilização. Apesar de este ser um livro de cunho tĂŠcnico, nĂŁo poderia perder essa oportunidade para colocar a minha opiniĂŁo sobre o assunto. NĂŁo hĂĄ dĂşvida que quando utilizado em condiçþes corretas (veremos adiante quais sĂŁo elas), a performance dos ’›‹ŠÂ?Âœ ĂŠ extremamente favorĂĄvel no que diz respeito Ă proteção dos ocupantes. Fig. 30a: ilustração que destaca os reforços estruturais do modelo Volkswagen Polo.

do tempo (ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘ČąÂ™ÂžÂ•ÂœÂŽ) que estĂĄ ligada Ă performance estrutural do veĂ­culo para uma certa velocidade de impacto. Apesar da grande precisĂŁo dos FEM, esta ferramenta ĂŠ utilizada em uma fase do projeto onde o design jĂĄ estĂĄ aprovado e mudanças conceituais nem sempre sĂŁo mais possĂ­veis. (Para construção dos –˜Â?ÂŽÂ•Â˜ÂœČąÂ“¤ȹÂ™Â›ÂŽÂŒÂ’ÂœÂŠÂ–ČąÂŽÂœÂ?Š›ȹÂ?Žę—’Â?ÂŠÂœČąÂŠÂœČąÂ?Â˜Â›Â–ÂŠÂœČąÂ?Â˜ÂœČąÂŒÂ˜Â–Â™Â˜Â—ÂŽÂ—Â?ÂŽÂœČąÂšÂžÂŽČą Œ˜–™äÂŽÂ–ČąÂŠČąÂŽÂœÂ?›žÂ?ÂžÂ›ÂŠČąÂŠÂœÂœÂ’Â–ČąÂŒÂ˜Â–Â˜ČąÂŠČąÂŽÂœÂ™ÂŽÂŒÂ’Ä™ÂŒÂŠ³¨Â˜ČąÂ?Â˜ÂœČąÂ–ÂŠÂ?ÂŽÂ›Â’ÂŠÂ’ÂœÇ°ČąÂŽÂœÂ™ÂŽÂœsuras de chapas, etc...). Embora nĂŁo muito utilizados atualmente, os –˜Â?ÂŽÂ•Â˜ÂœČą ČąÂžÂœÂŠÂ–ČąÂŽÂ•ÂŽÂ–ÂŽÂ—Â?Â˜ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ?ÂŽÂ?˜›–Š³¨Â˜ČąÂœÂ’–™•’ęŒŠÂ?Â˜ÂœČąÂŽČąÂ–ÂŠÂœÂœÂŠÂœČą equivalentes e atravĂŠs de atividades experimentais podem auxiliar na determinação da rigidez de uma estrutura veicular. (Para ambos os processos a experiĂŞncia do engenheiro ĂŠ fundamental para a obtenção Â?ÂŽČąÂžÂ–ČąÂ›ÂŽÂœÂžÂ•Â?ŠÂ?Â˜ČąÂŒÂ˜Â—Ä™¤Â&#x;Ž•ǟǯ A seguir elencaremos algumas mĂĄximas relativas ao projeto veicular que auxiliam no desempenho do sistema de proteção aos ocupantes em colisĂľes frontais: • Front-end com estrutura homogĂŞnea; • Grande capacidade de deformação inicial (procurando manter o nĂ­vel de desaceleração o mais baixo possĂ­vel) aliada a um crescimento contĂ­nuo da resistĂŞncia. (Longarinas que utilizam a tecnologia de Â?Š’•˜›ŽÂ?ČąÂ‹Â•ÂŠÂ—Â”Âœ11 por exemplo); • Prolongar o comprimento das logarinas atravĂŠs do assoalho atĂŠ 11 Tailored Blanks: estruturas com espessuras variadas que tem como objetivo gerenciar e otimizar o processo de absorção de energia, atravĂŠs de deformação controlada.

Fig. 103a: retenção do ocupante durante um impacto em veículo com airbag (esq.) e sem airbag (dir). )RQWH ,,+6

PorĂŠm existem diferentes tipos de questionamentos sobre os Š’›‹ŠÂ?Âœ. Os que ocorrem em maior nĂşmero sĂŁo relativos Ă s condiçþes em que o Š’›‹ŠÂ? deve ou nĂŁo ser acionado. Quando houver alguma desaceleração e nĂŁo houver colisĂŁo (passagem em valetas, lombadas, frenagens, ÂŽÂ?ÂŒǯǯǯǟǰȹÂžÂ–ÂŠČąÂŒÂ˜Â’ÂœÂŠČąÂ™Â˜Â?ÂŽČąÂœÂŽÂ›ČąÂŠÄ™Â›Â–ÂŠÂ?ŠǹȹÂŽÂ•ÂŽÂœČąÂ—¨Â˜ČąÂ?ÂŽÂ&#x;Ž–ȹÂ?Â’ÂœÂ™ÂŠÂ›ÂŠÂ›ÇŻČą As condiçþes de disparo dependem de vĂĄrios fatores, porĂŠm principalmente da magnitude e do gradiente da desaceleração nos primeiros milisegundos do impacto. Essa por sua vez dependerĂĄ de uma combinação entre a velocidade de impacto, tipo de obstĂĄculo e regiĂŁo impactada do veĂ­culo (ou ângulo de impacto).

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Projeto de Estrutura Veicular

Cadeirinhas para Crianças

10- Nunca transportar crianças no colo.

atingir a direção da coluna B; • Distribuir as forças de impacto que são inicialmente recebidas pelas longarinas, através das soleiras, coluna A e túnel; Ȋȱ £ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ³¨ ȱ ǻ ȱ ȱ ¹ ȱ ¥ȱ Ě ¡¨ Ǽȱ entre as longarinas de modo a dissipar as forças de impacto para os lados opostos à colisão (em caso de impactos parciais também conhecidos como ěȬ ); • Dimensionar as secções de colunas e travessas de modo a que suportem as cargas envolvidas em colisões;

)RQWH GDV IRWRV 1+76$ 1DWLRQDO +LJKZD\ 7UDI¿F 6DIHW\ $GPLQLVWUDWLRQ)

)LJ E 0RGHOR /06 GH .DPDO (Fonte: Vehicle Crashworthiness and Occupant Protection – American Iron Steel Institute)

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Projeto de Estrutura Veicular

Cadeirinhas para Crianças

5-

NĂŁo deixar o cinto da cadeirinha torcido.

6-

Nunca utilizar o cinto de segurança por trås das costas.

Fig. 31 e 32: exemplos de modos de dissipação da energia de impacto frontal na estrutura do veículo. )RQWH 8/6$% $9& $GYDQFHG 9HKLFOH &RQFHSWV ¹ GLVSRQtYHO HP ZZZ ZRUOGDXtosteel.org)

7-

Não utilizar dispositivos para adequar o cinto do veículo à criança.

9-

Nunca transportar crianças sem utilizar um sistema de retenção adequado.

8-

Não utilizar a parte diagonal do cinto por debaixo do braço.

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Projeto de Estrutura Veicular

Cadeirinhas para Crianças

A seguir alguns exemplos do que não deve ser feito durante o transporte de crianças: 1-

Não utilizar cadeirinhas grandes para crianças pequenas.

Fig. 33: algumas formas (crush initiators) utilizadas para facilitar o início da deformação em estruturas frontais (longarinas). (Fonte: The passenger car body. Dieter, Anselm)

2-

Não utilizar o cinto da cadeirinha com folgas.

4-

Para crianças maiores de um ano, posicionar o cinto da cadeirinha na altura ou acima dos ombros.

3-

Não utilizar cobertores ou toalhas entre a criança e os cintos da cadeirinha.

)LJ ORQJDULQDV GLDQWHLUDV DQWHV H DSyV D GHIRUPDomR $WUDYpV GH XP PRGR GH GHIRUPDção correto, otimiza-se a absorção de energia em um impacto. (Fonte: divulgação Volkswagen)

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Projeto de Estrutura Veicular

Cadeirinhas para Crianças

Para as colisþes laterais, onde a tarefa de proteção Ê bem mais difícil devido ao pequeno espaço existente entre a estrutura do veículo e os ocupantes, as medidas estruturais devem ser mais representativas em termos de rigidez. A seguir algumas premissas båsicas:

• Crianças com massa aproximada entre 10 kg e 40 kg devem ser transportadas em cadeirinhas voltadas para o sentido da marcha do veĂ­culo;

ČŠČą ›Š—Â?ÂŽÂœČąÂœÂŽÂŒ³äÂŽÂœČąÂ?ÂŽČąÂœÂ˜Â•ÂŽÂ’Â›ÂŠÂœČąÂŽČąÂŒÂ˜Â–ČąÂŠÂ•Â?ÂŠČąÂ›ÂŽÂœÂ’ÂœÂ?šÂ—Œ’Šȹ¼ȹ̎¥¨Â˜Dz • Travessas com grande resistĂŞncia Ă compressĂŁo entre as colunas A e abaixo do painel de instrumentos; ČŠČą Â˜Â•ÂžÂ—ÂŠÂœČą ČąÂŽÂœÂ?›žÂ?ž›ŠÂ?ÂŠÂœČąÂŒÂ˜Â–ČąÂŽÂ•ÂŽÂ–ÂŽÂ—Â?Â˜ÂœČąÂ?ŽȹŠ•Â?ÂŠČąÂ›ÂŽÂœÂ’ÂœÂ?šÂ—Œ’Šȹ¼ȹ̎¥¨Â˜Dz • Alargamento da base das colunas B; • Travessas no teto, principalmente alinhadas com a coluna B; • Travessas resistentes sob os bancos e conectadas Ă s soleiras; • Estruturas que conectem os lados direito e esquerdo dos assoalhos dianteiros e que minimizem a deformação do tĂşnel.

• Nesse caso o cinto da cadeirinha deve estar posicionado acima ou na altura dos ombros;

• Todas as crianças menores de 1,55m e que nĂŁo conseguem mais utilizar cadeirinhas devem utilizar um ‹˜˜œÂ?Ž› que irĂĄ elevar a sua altura para que o cinto de segurança do veĂ­culo possa ser utilizado;

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Fig. 35: padrĂŁo de avaliação da intrusĂŁo da coluna B no habitĂĄculo conforme impacto lateral UHDOL]DGR SHOR ,,+6 Insurance Institute for Highway Safety) – EUA. (Fonte: www.iihs.org)

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Projeto de Estrutura Veicular

Cadeirinhas para Crianças

• Sempre leia o manual de instruçþes das cadeirinhas e do veĂ­culo; • Crianças desde o nascimento atĂŠ a idade de um ano devem ser transportadas em cadeirinhas voltadas contra a marcha do veĂ­culo, nos assentos traseiros;

A intrusĂŁo excessiva da coluna B para dentro da cĂŠlula de sobrevivĂŞncia ĂŠ indesejĂĄvel porĂŠm difĂ­cil de se evitar. Na ilustração anterior notamos uma performance melhor do veĂ­culo cuja intrusĂŁo estĂĄ repreœŽ—Â?ŠÂ?Šȹ —Šȹ Ä™Â?ž›Šȹ Â?Šȹ ŽœšžŽ›Â?Šǯȹ Çť ‹œŽ›Â&#x;Š›ȹ Šȹ ™˜œ’³¨Â˜Čą Â?Šȹ ÂŒÂ˜Â•ÂžÂ—ÂŠČą Čą Ž–ȹ ›Ž•Š³¨Â˜ČąÂŠÂ˜ČąÂ&#x;˜•Š—Â?ÂŽǟǯȹ ŽȹšžŠ•šžŽ›ȹÂ?Â˜Â›Â–ÂŠÇ°ČąÂŠČąÂŒÂ˜Â—Â?Â’³¨Â˜ČąÄ™Â—Š•ȹǝÂ?ÂŽÂ?˜›–Š³¨Â˜Čą ™•¤ÂœÂ?Â’ÂŒÂŠČąÂ?ÂŠČąÂŽÂœÂ?›žÂ?ž›Šǟȹ—¨Â˜ȹ¡ȹÂ?ŠÂ?˜›ȹøÂ—Â’ÂŒÂ˜ČąÂ—ÂŠČąÂšÂžÂŠÂ—Â?’ęŒŠ³¨Â˜ČąÂ?ÂŠČąÂœÂŽÂ&#x;Ž›’Â?ŠÂ?ÂŽČą dos nĂ­veis de lesĂŁo. A velocidade de intrusĂŁo dessa estrutura tambĂŠm ĂŠ fundamental para essa determinação. (Esse compromisso ĂŠ avaliado por exemplo, atravĂŠs de um Ă­ndice biomecânico denominado VC ( Â’ÂœÂŒÂ˜ÂžÂœČą ›’Â?Ž›’Š) que serĂĄ abordado em capĂ­tulo posterior).

• Nesse caso, os cintos da cadeirinha devem ser posicionados na altura do ombro ou abaixo, sem folgas e sem estarem torcidos; • O clip de junção dos dois ramos do cadarço devem ser posicionados na altura do tĂłrax da criança;

)LJ H[HPSOR GH HVWUXWXUD SURMHWDGD FRP FRPSRQHQWHV HVSHFt¿FRV SDUD VXSRUWDU LPpactos laterais. )RQWH 8/6$% $9& ZZZ ZRUOGDXWRVWHHO RUJ Advanced Vehicle Concept) – disponível em 05/2004

Os materiais empregados na armação de carroçarias tem apresentado grande evolução nas últimas dÊcadas. Atualmente são empregados aços de alta resistência em regiþes estratÊgicas da carroçaria, de modo a otimizar a absorção de energia. Nos últimos anos, alÊm dos aços de alta resistência, tem sido tambÊm utilizados os de altíssima resistência pois estes podem possibilitar a redução de massa nos componentes (exemplo: Projeto ULSAB12). (Aços com limites de ruptura de 400 Mpa 12 ULSAB: Ultra Light Steel Auto Body. Programa executado atravÊs de um consórcio de fabricantes de aço, que tem como objetivo mostrar os benefícios da utilização de aços de alta e altíssima resistência na construção de carroçarias automotivas.

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Projeto de Estrutura Veicular

reduzem a massa entre 15 a 25% enquanto aços com limites de ruptura de 1100 Mpa podem chegar a reduzir 50% da massa do componente).

Cadeirinhas para Crianças

Nos casos em que o veículo não seja equipado com apoios de cabe³ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ³ ȱ ȱ ³ ȱę ȱ ȱ ȱ da altura do encosto do banco, um encosto complementar deve ser instalado junto ao . (Ilustração abaixo).

A seguir algumas regras básicas do transporte correto de crianças (Fonte: NHTSA – ȱ ¢ȱ Ĝ ȱ ¢ȱ ): • Crianças com menos de 10 anos devem ser transportadas com sistema de retenção adequado instalado no assento traseiro; • NUNCA transporte crianças nos assentos dianteiros em cadeirinhas voltadas contra a marcha do veículo quando houver um ;

Fig 37: formabilidade de aços laminados a quente da Arcelor Auto.

Podemos citar também como exemplo, aços de dupla fase e multifases que são utilizados atualmente no ramo automotivo. (Um artifício também utilizado é o processo de laminação a quente que aumenta a resistência e permite a redução da espessura, proporcionando vantagens de peso para o componente). Apesar de serem aços considerados de altíssima resistência, muitos apresentam boas características no que diz respeito à conformação e soldabilidade.

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Projeto de Estrutura Veicular

Cadeirinhas para Crianças

Classes

Rex 03D

Rm 03D

A% A% /0 = 80mm /0 5,65V Sg • n e < 3mm 3mm

%+ 03D

Dual Phase 450 260-340 450-530

•

-

0,16

30

Dual Phase 500 300-380 500-580

•

-

0,15

30

Dual Phase 590 320-400 600-700

•

-

0,15

30

Dual Phase 780 450-550 780-900

•

-

0,10

30

Dual Phase 980 550-700 980-1100

•

-

-

30

Dual Phase 600 300-470 580-670

•

24

-

30

Dual Phase 800 560-700 750-900

•

14

-

30

/DPLQDGR D IULR /DPLQDGR D TXHQWH

Classes

Re 03D

Ra 03D

A /0 = 80mm e < 3mm

Multiphase 800

620-750

> 750

•

Multiphase 900

720-850

> 850

•

Multiphase 1000

800-950

> 950

•

Multiphase 1200

> 800

> 1150

•

Multiphase 1400

> 1050

> 1350

•

/DPLQDGR D TXHQWH Fig. 38: exemplo de aços dupla fase (tabela superior) e multifases (tabela inferior) e suas características. (Fonte: Arcelor Auto) )LJ SDUD D XWLOL]DomR GH ¿[Do}HV DOWHUQDWLYDV TXH QmR VHMDP RV FLQWRV GH VHJXUDQoD R YHtFXOR QHFHVVLWD DSUHVHQWDU RV JDQFKRV GH HQJDWH ¿[DGRV D VXD HVWUXWXUD

Existe um certo padrĂŁo ergonĂ´mico de crianças, onde as mesmas sĂŁo grandes demais para utilizar as cadeirinhas disponĂ­veis no mercado e ainda pequenas para utilizar os cintos de segurança do veĂ­culo. Nesses casos ĂŠ necessĂĄria a elevação da criança atravĂŠs de um dispositivo denominado ‹˜˜œÂ?Ž›. (A utilização de almofadas nĂŁo ĂŠ recomendada nesse casos).

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Projeto de Estrutura Veicular

Cadeirinhas para Crianças

A hidroconformação também é um processo que está em expansão nas aplicações automotivas referentes à construção de carroçarias de alta resistência ao impacto. Nesse processo é fabricado um corpo oco, através da deformação de um tubo, sob a ação conjunta de uma pressão interna e de forças de compressão nas extremidades do tubo.

)LJ DQFRUDJHQV VXSHULRUHV H LQIHULRUHV ÀH[tYHLV Top Tethers e Lower Tethers). GeralPHQWH VmR ¿[Do}HV EDVHDGDV HP JDQFKRV GH HQJDWH 2 YHtFXOR SUHFLVD HVWDU HTXLSDGR SDUD UHFHEHU HVVH WLSR GH ¿[DomR

Fig. 39: ilustração do processo de hidroconformação. (Fonte: Arcelor Auto)

Fig. 102: exemplo de ancoragem do tipo ISOFIX com dispositivo de engate rápido na base da cadeirinha.

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Reparabilidade Veicular

Cadeirinhas para Crianças

VII - REPARABILIDADE VEICULAR

Durante o desenvolvimento de um veĂ­culo, a performance do mesmo em colisĂľes em baixas velocidades tambĂŠm ĂŠ avaliada no que diz respeito ao custo de reparo que irĂĄ onerar o cliente. O objetivo ĂŠ que, apĂłs esse tipo de acidente, o menor nĂşmero possĂ­vel de peças sejam Â?Š—’ęŒŠÂ?ÂŠÂœÇŻČą ÂœÂœÂŠČąÂŠÂ&#x;Š•’Š³¨Â˜ČąÂ?ÂŽÂ?Ž›–’—ŠǰȹŽ–ȹŠ•Â?ÂžÂ—ÂœČąÂ–ÂŽÂ›ÂŒÂŠÂ?Â˜ÂœÇ°ČąÂ˜ÂœČąÂ&#x;ÂŠÂ•Â˜Â›ÂŽÂœČą do seguro que serĂŁo aplicados aos diferentes modelos de veĂ­culos. Os principais focos do desenvolvimento recaem sobre os sistemas de pĂĄra-choques (dianteiros e traseiros) e das longarinas (dianteiras ÂŽČą Â?›ŠœŽ’›Šœǟǯȹ Čą Â™Â›Â’Â—ÂŒÂ’Â™ÂŠÂ•Čą Â?’ęŒž•Â?ŠÂ?ÂŽČą ›Žœ’Â?ÂŽČą Â—Â˜Čą ÂŒÂ˜Â–Â™Â›Â˜Â–Â’ÂœÂœÂ˜Čą Â?ÂŽČą ˜‹Â?Ž›ȹ uma estrutura que atenda aos requisitos de baixo custo de reparo, mas que ao mesmo tempo atenda tambĂŠm aos requisitos de proteção aos pedestres, limites para disparo de Š’›‹ŠÂ?Âœ e boa performance em colisĂľes em altas velocidades.

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Fig. 100b: durante o ensaio dinâmico previsto pela ECE R44, a cabeça do dummy não deve ultrapassar os limites determinados pelos planos AB e AD (medidas em milímetros) para cadeirinhas voltadas para frente do veículo e os limites determinados pelos planos AB, DCr e AD para cadeirinhas voltadas para trås do veículo.

ÂŠÂ›ÂŠČąÂŒÂ•ÂŠÂœÂœÂ’Ä™ÂŒÂŠÂ›ČąÂžÂ–ČąÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ČąÂŽÂ–ČąÂ›ÂŽÂ•ÂŠ³¨Â˜ČąÂŠÂ˜ČąÂ—ÇÂ&#x;Ž•ȹÂ?ÂŽČąÂœÂŽÂžÂœČąÂŒÂžÂœÂ?Â˜ÂœČąÂ?ÂŽČą Â›ÂŽÂ™ÂŠÂ›Â˜Ç°ČąÂ?ÂŽÂ&#x;ÂŽČŹÂœÂŽČąÂŠÂ&#x;ÂŠÂ•Â’ÂŠÂ›ČąÂŠČąÂŒÂŠÂ™ÂŠÂŒÂ’Â?ŠÂ?ÂŽČąÂšÂžÂŽČąÂ˜ČąÂ–ÂŽÂœÂ–Â˜ČąÂ?Ž–ȹÂ?ÂŽČąÂœÂŽÂ›ČąÂ?Š—’ęcado (Â?Š–ŠÂ?ŽŠ‹’•’Â?¢) e com qual facilidade o mesmo pode ser reparado (›Ž™Š’›Š‹’•’Â?¢ - tempo e custo). Para avaliar a capacidade de absorção de energia do sistema de pĂĄra-choques, sĂŁo utilizados ensaios de impactos pendulares normalizados (onde normalmente nenhum dano ou falha funcional sĂŁo permitidos) e ensaios de impacto voltados aos consumidores (onde sĂŁo ŠÂ&#x;Š•’ŠÂ?ÂŠÂœČąÂšÂžÂŠÂ’ÂœČąÂ™ÂŽÂłÂŠÂœČąÂ?Â˜ČąÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ČąÂ?Â˜Â›ÂŠÂ–ČąÂ?Š—’ęŒŠÂ?Šœǟǯ Os impactos pendulares sĂŁo realizados nos EUA atravĂŠs do requisito FMVSS 581, na Europa atravĂŠs da ECE R-42 e no CanadĂĄ atravĂŠs da CMVSS 215. A norma americana prevĂŞ impactos pendulares contra os pĂĄra-choques em alturas entre 16â€? e 20â€? e com velocidades que variam de 1,5 mph a 2,5 mph dependendo da posição do impacto (atĂŠ 5mph para o estado da CalifĂłrnia e para o CanadĂĄ). A norma europĂŠia tambĂŠm prevĂŞ impactos a 1,5 mph e 2,5 mph em alturas de 445 mm. ÂœČąÂ?ÂŠÂ‹ÂŽÂ•ÂŠÂœČąÂŠČąÂœÂŽÂ?ÂžÂ’Â›ČąÂ–Â˜ÂœÂ?Â›ÂŠÂ–ČąÂŠÂœČąÂ™Â›Â’Â—ÂŒÂ’Â™ÂŠÂ’ÂœČąÂŒÂ˜Â—Ä™Â?ž›Š³äÂŽÂœČąÂ?ÂŽČąÂŽÂ—ÂœÂŠÂ’Â˜ÂœČąÂ?ÂŽČą pĂŞndulo de pĂĄra-choques, utilizadas mundialmente.

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Reparabilidade Veicular

Cadeirinhas para Crianças

Ifd

NÂş

Breve descrição dos ensaios Velocidade de impacto

Alinhamento e tipo Ponto de impacto Altura de do ensaio no para-choque impacto(“)

(mph)

(Km/h)

1

Impacto pendular dianteiro

no meio

16 - 20

2,5

+0,15

4,0

+0,25

2

Impacto pendular dianteiro

Alinhado com a parte externa

16 - 20

2,5

+0,15

4,0

+0,25

3

Impacto pendular dianteiro

no canto

16 - 20

1,5

+0,1

2,41

+0,16

4

Impacto pendular dianteiro

no canto

20

1,5

+0,1

2,41

+0,16

6

Impacto pendular traseiro

no meio

16 - 20

2,5

+0,15

4,0

+0,25

6

Impacto pendular traseiro

Alinhado com a parte externa

16 - 20

2,5

+0,15

4,0

+0,25

7

Impacto pendular traseiro

no canto

16 - 20

1,5

+0,1

2,41

+0,16

8

Impacto pendular traseiro

no canto

20

2,41

+0,16

1,5 +0,1

)LJ D GHVFULomR GRV HQVDLRV FRQIRUPH )0966 H[FHWR LWHQV H

Ifd

Breve descrição dos ensaios

NÂş

Tipo de ensaio

Ponto de impacto no pĂĄra-choque

1

Impacto pendular dianteiro

0HLR

2

Impacto pendular dianteiro

Alinhado com a parte externa

3

Impacto pendular dianteiro

4

Altura de impacto (mm) 445

Velocidade de impacto (Km/h) 4,0

+0,25

445

4,0

+0,25

Canto

445

2,5

+0,1

Impacto frontal contra parede

0HLR

445

4,0

+0,25

5

Impacto pendular traseiro

Alinhado com a parte externa

445

4,0

+0,25

6

Impacto pendular traseiro

Canto

445

2,5

+0,1

Fig. 39b: descrição dos ensaios conforme ECE.

Fig. 100b: criança colocada em cadeirinha instalada contra a marcha do veículo.

•¡Â–ČąÂ?Â˜ÂœČąÂ?Â›ÂžÂ™Â˜ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ–ÂŠÂœÂœÂŠÇ°ČąÂŽÂ•ÂŠÂœČąÂ™Â˜Â?ÂŽÂ–ČąÂœÂŽÂ›ČąÂŒÂ•ÂŠÂœÂœÂ’Ä™ÂŒÂŠÂ?ÂŠÂœČąÂŽÂ–ČąÂ›ÂŽÂ•ÂŠção Ă possibilidade de instalação nos veĂ­culos. As principais categorias Âœ¨Â˜ǹȹÂŒÂ˜Â–Â˜Čą —’Â&#x;ÂŽÂ›ÂœÂŠÂ’ÂœÇ°Čą ÂœÂ˜Čą ÂŽÂœÂ?›’Â?Â˜Ç°Čą Ž–’ȏ —’Â&#x;ÂŽÂ›ÂœÂŠÂ’ÂœÇ°Čą ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜Čą ÂœÂ™ÂŽÂŒĂ‡Ä™co ou construĂ­das no prĂłprio veĂ­culo. Pesquisas mostram que a incidĂŞncia de problemas devido Ă instalação incorreta de cadeirinhas ĂŠ alarmante. Por depender do usuĂĄrio para instalação, muitos erros diminuem ou anulam a performance da cadeira em um acidente. Duas tecnologias que procuram minimizar os eventuais erros de ’—œÂ?Š•Š³¨Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂŒÂŠÂ?ÂŽÂ’Â›Â’Â—Â‘ÂŠÂœČąÂœ¨Â˜ČąÂ˜Čą ȹǝę¥Š³¨Â˜ČąÂ›Ă‡Â?Â’Â?Šȹ’—Â?Ž›’˜›ǟȹÂŽČąÂ˜Čą Čą ȹŽȹ Čą ȹǝę¥Š³äÂŽÂœČąÄšÂŽÂĄĂ‡Â&#x;ÂŽÂ’Âœǟǯ

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Cadeirinhas para Crianças

Reparabilidade Veicular

Da mesma forma que para os adultos, a premissa de distribuir as forças provenientes de um impacto pela maior área possível também é válida e ainda mais importante. Para diferentes tamanhos de crianças são necessárias cadeiras adequadas para otimizar sua retenção. Tomando como exemplo a norma ECE R44, temos os seguintes grupos de utilização: Grupo 0: crianças com massa inferior a 10 kg; Grupo 0 +: crianças com massa inferior a 13 kg; Grupo 1: crianças com massa entre 9 kg e 18 kg Grupo 2: crianças com massa entre 15 kg e 25 kg; Grupo 3: crianças com massa entre 22 kg e 36 kg;

Fig. 39c: dimensões do pêndulo utilizado para impactos na altura de 20”.

Fig. 39d: dimensões do pêndulo utilizado para impactos entre 16”e 20”. )LJ D D LOXVWUDomR DFLPD GHPRQVWUD TXH XPD FULDQoD QmR p XP DGXOWR HP PLQLDWXUD Devido às diferenças nas proporções das partes do corpo em relação aos adultos, as crianças GHYHP VHU SURWHJLGDV SRU GLVSRVLWLYRV GH UHWHQomR SURMHWDGRV HVSHFL¿FDPHQWH SDUD HODV

No caso do grupo 0 (crianças com massa inferior a 10 Kg), as cadeirinhas devem ser instaladas em uma posição contra o sentido da marcha do veículo. Nas colisões frontais a criança terá todo o seu corpo apoiado na concha da cadeira durante a desaceleração e não ocorrerá concentração de esforços em apenas uma região. (Isso é importante pois nessa faixa de idade as crianças ainda não tem uma formação muscular na região do pescoço que suporte grandes desacelerações). )LJ H FRQ¿JXUDomR GH HQVDLR GH DFRUGR FRP D QRUPD HXURSpLD

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Reparabilidade Veicular

Cadeirinhas para Crianças

Em relação aos ensaios realizados por ĂłrgĂŁos de proteção aos consumidores, podemos destacar os procedimentos utilizados pela RCAR ( ÂŽÂœÂŽÂŠÂ›ÂŒÂ‘Čą Â˜ÂžÂ—ÂŒÂ’Â•ČąÂ?Â˜Â›Čą žÂ?Â˜Â–Â˜Â‹Â’Â•Čą Ž™Š’›) e pelo IIHS ( Â—ÂœÂžÂ›ÂŠÂ—ÂŒÂŽČą —œÂ?Â’Â?žÂ?ÂŽČą Â?Â˜Â›Čą Â’Â?‘ ÂŠ¢ȹ ŠÂ?ÂŽÂ?¢). A avaliação do nĂ­vel de reparabilidade executada de acordo com o procedimento proposto pela RCAR ĂŠ proveniente Â?ŠȹŠ—¤Â•Â’ÂœÂŽČąÂ?Â˜ÂœČąÂ?ÂŽÂ–Â™Â˜ÂœČąÂ?ÂŽČąÂ›ÂŽÂ™ÂŠÂ›Â˜ČąÂŽČąÂ?ÂŠÂœČąÂ™ÂŽÂłÂŠÂœČąÂ?Š—’ęŒŠÂ?ÂŠÂœČąÂŽÂ–ČąÂŒÂ˜Â•Â’ÂœäÂŽÂœČą frontais e traseiras a 15 +1 km/h com barreiras normalizadas conforme ilustraçþes a seguir. (A partir de 2006 os impactos serĂŁo realizados com um ângulo de 10° e a barreira traseira apresentarĂĄ massa de 1400 kg e nĂŁo mais 1000 kg).

! "

XI – CADEIRINHAS PARA CRIANÇAS Em 1998 ocorreram no Brasil 3.465.852 nascimentos, 71.400 Ăłbitos de menores de 1 ano, 12.295 Ăłbitos de crianças entre 1 e 4 anos e 5.555 Ăłbitos de crianças entre 5 e 9 anos. Isso equivale a dizer que todos os anos temos mais de 3.000.000 de novas crianças que devem ser transportadas nos mais de 30 milhĂľes de veĂ­culos da frota nacional. Uma pesquisa do IIHS ( Â—ÂœÂžÂ›ÂŠÂ—ÂŒÂŽČą —œÂ?Â’Â?žÂ?ÂŽČą Â?Â˜Â›Čą Â’Â?‘ ÂŠ¢ȹ ŠÂ?ÂŽÂ?¢ – EUA) mostrou que nos EUA, 50% dos pais tem informaçþes sobre envenenamento, 42% sobre queimaduras, 41% sobre o perigo de quedas e apenas 38% sobre as condiçþes corretas do transporte de crianças em veĂ­culos. (No Brasil a desinformação sobre o transporte de crianças ĂŠ certamente maior). Os dados de mortalidade infantil nos EUA em 1997 comprovaram a pesquisa realizada pelo IIHS: foram 81 mortes por envenenamento, 112 por queda, 684 mortes por queimaduras e 1392 mortes em acidentes de trânsito. O que poucas pessoas sabem ĂŠ que os cintos de segurança instalados nos veĂ­culos nĂŁo sĂŁo projetados para reter crianças adequadamente. (Apesar da informação constar nos manuais de proprietĂĄrios dos veĂ­culos). Os padrĂľes ergonĂ´micos utilizados no desenvolvimento desse componente nĂŁo levam em conta os padrĂľes infantis. Dessa forma, recomenda-se que apenas a partir de 1,50 m de altura, uma criança deva utilizar os cintos de segurança do veĂ­culo. O transporte de crianças ĂŠ regulamentado internacionalmente e no Brasil. O Conselho Nacional de Trânsito estabelece que no Brasil crianças com idade inferior a 10 anos devem utilizar os assentos traseiros e os dispositivos de retenção adequados, as cadeirinhas de criança. (Como referĂŞncia para projeto e utilização de cadeiras para crianças no Brasil, pode ser consultada a norma NBR 14 400). As duas principais regulamentaçþes internacionais sĂŁo a norteamericana FMVSS 213 e a europĂŠia ECE R44, que ĂŠ a mais prĂłxima da norma utilizada no Brasil. Essas regulamentaçþes, alĂŠm de todas as prescriçþes de ensaio Ă s quais as cadeiras devem atender, estabelecem categorias para utilização e componentes obrigatĂłrios que as mesmas devem possuir.

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Reparabilidade Veicular

Os ensaios previstos pelo IIHS estĂŁo descritos na tabela abaixo : Ifd NÂş

Breve descrição dos ensaios Alinhamento e tipo do ensaio

Ponto de impac- Altura de to no pĂĄra-cho- impacto que (“)

Impacto frontal con1 tra parede 0Âş

-

-

2

Impacto frontal contra parede 30Âş

-

3

Impacto traseiro contra parede 0Âş

4

Ensaio de impacto contra poste, traseira

Velocidade de impacto (mph)

(Kmh)

5

Âą0,08

8

Âą0,18

-

5

Âą0,08

8

Âą0,18

-

-

5

Âą0,08

8

Âą0,18

0HLR

-

5

Âą0,08

8

Âą0,18

Atualmente sĂŁo utilizados diversos elementos de absorção de energia nos pĂĄra-choques. Os mais comuns sĂŁo os ÂŒÂ›ÂŠÂœÂ‘ČŹÂ‹Â˜ÂĄ, as espumas e os absorvedores telescĂłpicos (hidrĂĄulicos). AlĂŠm disso, conceitos de ę¥Š³¨Â˜ČąÂ?Â˜ČąÂ™¤Â›ÂŠČŹÂŒÂ‘Â˜ÂšÂžÂŽČąÂŠÂ˜ČąÂ&#x;ÂŽĂ‡ÂŒÂžÂ•Â˜ČąÂšÂžÂŽČąÂœÂŽÂ“ÂŠÂ–ČąÂ?ÂŽÂœÂ•Â’ÂŁÂŠÂ—Â?ÂŽÂœČąÂ˜ÂžČąÂ?ŽœŠŒ˜™•¤Â&#x;ÂŽÂ’ÂœČąÂœ¨Â˜ČąÂŽÄ™ÂŒÂ’Ž—Â?ÂŽÂœČąÂ—Â˜ČąÂœÂŽÂ—Â?Â’Â?Â˜ČąÂ?Žȹ—¨Â˜ČąÂ?ÂŽÂ?Â˜Â›Â–ÂŠÂ›ČąÂ™ÂŠÂ›Â?ÂŽÂœČąÂ?ÂŠČąÂŒÂŠÂ›Â›Â˜ÂłÂŠÂ›Â’ÂŠČąÂ?žrante a movimentação do pĂĄra-choques. Coberturas de pĂĄra-choque feitas com materiais termoplĂĄsticos sĂŁo reparĂĄveis e pesquisas indicam que mesmo apĂłs o reparo elas mantem cerca de 90% de sua capacidade de absorção de energia.

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Reparabilidade Veicular

Bancos e Apoios de Cabeça

)LJ I LOXVWUDo}HV GH XP FUDVK ER[ HVT H XP DEVRUYHGRU WHOHVFySLFR GLU

Outro componente importante no que diz respeito aos nĂ­veis de custos de reparabilidade sĂŁo os ganchos utilizados para rebocar os veĂ­culos, que geralmente sĂŁo soldados diretamente Ă estrutura e causam grandes prejuĂ­zos em colisĂľes a baixas velocidades. Uma solução uti•’£ŠÂ?ŠȹŠÂ?žŠ•–Ž—Â?Žȹ™›ŽÂ&#x;šȹÂšÂžÂŽČąÂ˜ČąÂ?ÂŠÂ—ÂŒÂ‘Â˜ČąÂ™Â›Â˜Â™Â›Â’ÂŠÂ–ÂŽÂ—Â?ÂŽČąÂ?Â’Â?Â˜ČąÄ™ÂšÂžÂŽČąÂŽÂ–ČąÂžÂ–Čą kit de ferramentas no veĂ­culo e somente quando for necessĂĄrio seja aparafusado em um suporte soldado na longarina, para que entĂŁo seja efetuado o reboque. A partir de dados de acidentes de trânsito, a maioria dos procedimentos internacionais de testes a baixas velocidades foi Â?Žę—’Â?ŠȹÂ?ÂŽČąÂ?Š•ȹÂ?Â˜Â›Â–ÂŠČąÂšÂžÂŽČąÂ˜ČąÂŽÂ—ÂœÂŠÂ’Â˜ČąÂ?›˜—Â?ÂŠÂ•ČąÂ˜ÂŒÂ˜Â›Â›ÂŽÂ›¤ȹÂ?Â˜ČąÂ•ÂŠÂ?Â˜ČąÂ?Â˜ČąÂ–Â˜Â?˜›’œta e o ensaio traseiro no lado oposto ao motorista. Dessa forma sugere-se que os ganchos de reboque dianteiros sejam colocados sempre do lado oposto ao motorista e os ganchos traseiros do mesmo lado do motorista. (Essa recomendação baseia-se em fatos estatĂ­sticos). Para os ganchos que sĂŁo unidos diretamente Ă estrutura, uma forma interessante de minimizar os danos durante uma colisĂŁo (principalmente nas longarinas) ĂŠ projetar o gancho reboque de forma que o mesmo se deforme para baixo durante a incidĂŞncia de uma força de impacto.

)LJ DFLPD XP JUi¿FR FRP FXUYDV FDUDFWHUtVWLFDV GR FRPSRUWDPHQWR GD YHORFLGDGH GRV ocupantes em colisþes frontais e traseiras e em condiçþes de retenção adequadas e inaGHTXDGDV 1R FDVR GD FROLVmR WUDVHLUD YHtFXOR LPSDFWDGR D ULJLGH] GR HQFRVWR GR EDQFR p fundamental no processo de retenção do ocupante, que não deve ser acelerado bruscamente SDUD WUiV ,VVR SRGH VHU DYDOLDGR DWUDYpV GD YDULDomR GD YHORFLGDGH GR RFXSDQWH QR WHPSR

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Reparabilidade Veicular

Bancos e Apoios de Cabeça

)LJ FRQ¿JXUDomR GH HQVDLR SDUD DYDOLDomR GD UHVLVWrQFLD GR HQFRVWR GRV EDQFRV WUDVHLros, quando submetidos a forças provenientes do deslocamento de bagagens no compartimento do porta-malas.

Fig. 99: a curva de desaceleração utilizada no ensaio deve respeitar a årea sombreada mosWUDGD QR JUi¿FR D [ W DFLPD DFHOHUDo}HV Pi[LPDV HQWUH H J

Fig. 99a: exemplo de dispositivo utilizado para executar o teste de impacto de bagagem FRQWUD R HQFRVWR GRV EDQFRV WUDVHLURV 2 HQVDLR SRGH WDPEpP VHU UHDOL]DGR XWLOL]DQGR XPD carroçaria).

O projeto dos farĂłis tambĂŠm deve ser pensado de modo a minimizar os custos de reparo. As principais açþes que podem ser tomadas sĂŁo ŠȹžÂ?’•’£Š³¨Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂ™Â˜Â—Â?Â˜ÂœČąÂ?Žȹę¥Š³¨Â˜ČąÂ?ÂŽÂœÂ•Â’ÂŁÂŠÂ—Â?ÂŽÂœČąÂ˜ÂžČąÂ?ŽœŠŒ˜™•¤Â&#x;ÂŽÂ’ÂœÇ°ČąÂ•ÂŽÂ—Â?ÂŽÂœČą que possam ser trocadas separadamente e a criação de kits de reparo Â™ÂŠÂ›ÂŠČąÂ˜ÂœČąÂ™Â˜Â—Â?Â˜ÂœČąÂ?Žȹę¥Š³¨Â˜ČąÂšÂžÂŽČąÂŽÂ&#x;Â’Â?Ž–ȹŠȹÂ?Â›Â˜ÂŒÂŠČąÂ?ÂŽČąÂ?˜Â?Â˜ČąÂ˜ČąÂŒÂ˜Â–Â™Â˜Â—ÂŽÂ—Â?ÂŽÇŻ

Durante o projeto de um modelo de veĂ­culo, todas as soluçþes de engenharia que venham a minimizar os custos de reparo para o cliente Â?Ž›Š–ȹž–ȹ‹Ž—ŽÂ?Ă‡ÂŒÂ’Â˜ČąÄ™Â—ÂŠÂ—ÂŒÂŽÂ’Â›Â˜ČąÂ™ÂŠÂ›ÂŠČąÂ˜ČąÂ–ÂŽÂœÂ–Â˜ČąÂŽČąÂŠÂ˜ČąÂ–ÂŽÂœÂ–Â˜ČąÂ?ÂŽÂ–Â™Â˜ČąÂœ¨Â˜Čą um forte argumento de venda do fabricante, pois ele consegue obter ŠÂ?›ŠÂ&#x;¡ÂœČą Â?ÂŽČą Œ•Šœœ’ęŒŠ³äÂŽÂœČą ˜‹“ŽÂ?Â’Â&#x;ÂŠÂœČą Â?ÂŽČą ›Ž™Š›Š‹’•’Â?ŠÂ?ÂŽÇ°Čą Â&#x;ÂŠÂ•Â˜Â›ÂŽÂœČą Â?ÂŽČą ™›šmios de seguro melhores do que os dos modelos da concorrĂŞncia na mesma categoria.

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Bancos e Apoios de Cabeça

Como exemplo de ensaio de bancada, podemos citar a avaliação de absorção de energia do apoio de cabeça. Nesse ensaio, o impacto de uma semi-esfera (simulando a cabeça) com 165 mm de diâmetro (6,8 kg) à 24,1 km/h não deve propiciar acelerações superiores a 80 g por um período de 3 ms e nem gerar superfícies contundentes. ȱ ȱ ȱ ¨ ȱ ȱ ȱ ¦ ȱ ȱ ęcar a integridade dos bancos em situações de acidentes. O ensaio de proteção contra deslocamento de cargas, aplicado ao banco traseiro e previsto na regulamentação ECE R17, revela um tipo interessante de requisito. Nesse ensaio, duas caixas de madeira de 18 kg (300 x 300 x 300 mm) cada são colocadas no compartimento porta-malas. Em um impacto frontal as caixas se chocam contra o encosto do banco traseiro que não deve apresentar deslocamento superior a 150 mm à frente do ponto R para a superfície do encosto e de 100 mm para a superfície do apoio de cabeça.

Fig. 97: ensaio de absorção de energia no apoio de cabeça (impacto a 24,1 km/h).

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Cintos de Segurança

Bancos e Apoios de Cabeça

A forma dos apoios de cabeça também tem sido otimizadas no sentido de evitar um contato muito tardio da cabeça, principalmente em colisões traseiras.

VIII – CINTOS DE SEGURANÇA Principais componentes do sistema cinto de segurança

Fig. 96: à esquerda esquema básico de um encosto de banco com apoio de cabeça regulável (composto por duas buchas, duas hastes, estrutura principal e revestimento com material DEVRUYHGRU GH HQHUJLD H j GLUHLWD HVWUXWXUD GR DVVHQWR GR EDQFR ¿[DGD D XP WULOKR regulável.

Do ponto de vista da segurança veicular, os principais pontos que devem ser avaliados são: • • • • • •

Ancoragem do banco ao veículo Resistência estrutural do encosto Resistência estrutural do apoio de cabeça Capacidade de absorção de energia do apoio de cabeça Performance em impactos frontais e traseiros Resistência do encosto traseiro quando submetido a deslocamento de cargas do porta-malas. • Resistência dos sistemas reclinadores dos encostos

As principais legislações internacionais que regem os ensaios de bancos são a ECE R-17 (EU) e FMVSS 207 (EUA) e para os ensaios de apoio de cabeça a ECE R-25 (EU) e a FMVSS 202 (EUA). No Brasil os ensaios de bancos devem atender aos requisitos da regulamentação CONTRAN 463/73 – 3 e a resolução 044/98 para os apoios de cabeça. As estruturas do banco são avaliadas através de ensaios -estáticos ou dinâmicos. Para isso, são utilizados dispositivos de tração e compressão e trenós de impacto.

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Cintos de Segurança

Bancos e Apoios de Cabeça

1. Regulador de altura do cinto: dispositivo que tem a função de adequar ergonomicamente o cinto ao padrão de altura do usuário. 2. Desviador do cinto: componente que tem a função de manter a trajetória correta do cadarço tanto na condição normal de uso como quando o cinto é solicitado em uma colisão. 3. Cadarço do cinto: parte do sistema que exercerá a função de reter o ¤ ȱ ȱ ȱ ¨ ȱ ȱ ȱ ǯȱ ȱĚ ¡Ç ǰȱ ȱ geral feita de material tecido.

Fig. 94: à esquerda um modelo antigo de banco, com apoio de cabeça com altura desfavorável (muito baixa) e à direita um conceito de apoio de cabeça ativo que se aproxima da cabeça do ocupante à medida que o mesmo se desloca para trás.

A regulamentação européia por exemplo, determina que para apoios de cabeça sem regulagem de altura, a distância máxima entre o ponto R 19 e o topo do apoio de cabeça (veja próxima ilustração) não deve ser menor do que 800 mm para bancos dianteiros e 750 mm para os outros bancos. Quando há a regulagem de altura, os mesmos valores devem ser respeitados, levando-se em conta qualquer ponto entre as posições máxima e mínima de uso. (De qualquer forma não deve haver nenhuma posição de uso que resulte em uma altura inferior a 750 mm). Fig. 40: Retratores Autoliv (esq.) e Delphi (dir). (Fonte: divulgação Autoliv (www.autoliv.com) e Delphi (www.delphi.com), capturados em 06/2004).

4. Retrator: mecanismo responsável por alojar o cadarço total ou parcialmente (através do recolhimento automático) e exercer as funções de bloqueamento do cadarço quando necessário. 5. Terminal de ancoragem inferiorDZȱ ȱ ȱ ȱ ȱę¡ ³¨ ȱ ȱ tema cinto de segurança à estrutura do veículo. 6. Parte diagonal do cadarço: responsável pela retenção da região toráxica do usuário. 7. Botão posicionador da lingueta: responsável por limitar o deslocamento da lingueta no cadarço. 8. Lingueta: componente que permite o travamento do cinto junto a estrutura do veículo (através do fecho), após o acinturamento do usuário.

Fig. 95: distâncias entre o ponto R e o topo do apoio de cabeça devem ser respeitadas de acordo com a legislação vigente. 19

Ponto R: ponto teórico de referência do banco que representa o eixo de rotação entre a perna e o torso de um corpo humano.

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Cintos de Segurança

Bancos e Apoios de Cabeça

9. Fecho: componente que recebe a lingueta para travamento do cinto junto à estrutura do veículo. 10. Haste do fecho: ligação entre fecho e carroceria 11. Alterador de direção: componente que permite a rotação do ponto superior de ancoragem do cinto à estrutura, de modo a propiciar um assentamento e uma direção de deslizamento adequada do cadarço em uso normal ou em caso de colisões. ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱŝřřŝǰȱ ȱ ę ³¨ ȱ ȱ ȱ de segurança é: ȃ ȱ ȱ Ç ȱ ȱ ȱ ³ ǰȱ ǰȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ³¨ ǰȱ ȱ ȱ £ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ¤ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ³ä ȱ ȱ ȱ Ç ǰȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ¤ ǰȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ Ç ȱ ȱ ȱ £ ȱ Ȅ. ȱ ę ³¨ ȱ ȱ ¤ ȱ Ȧ · 13 é mais simples porém in ȱ ǯȱ ȱ ę ȱ ȱ ȱ ³ ȱ DZȱȃ ¡ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ä ǰȱ à ǰȱ ǯǰȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ³ Ȅ.

Principais tipos de cintos de segurança quanto aos pontos ȱę¡ ³¨ Obs.: quando o sistema cinto de segurança possui um de seus pontos de ancoragem ligado aos assentos (bancos), ele é chamado para efeito normativo de “sistema de retenção”.

Cinto de Segurança sub-abdominal

Os apoios de cabeça foram introduzidos a partir do momento em ȱ ę Ȭ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ³ ȱ ȱ ȱ coço tanto em colisões frontais como traseiras. Em um primeiro estágio os encostos dos bancos foram prolongados e posteriormente foram ȱ ȱ Çę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ de ângulo.

Denominado também de cinto de segurança 2 pontos, possui um ȱ ȱę¡ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ǰȱ ȱ ȱ gião pélvica e retém apenas a região abdominal. Utilizado geralmente nos assentos traseiros na posição central. Normalmente os pontos são ę¡ ȱ ȱ ȱ ³ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ quanto para os traseiros. (Cintos de segurança sub-abdominais dianteiros não são mais permitidos pela legislação brasileira).

13

Dicionário Aurélio Básico da Língua Portuguesa, Ed. Nova Fronteira 1995

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Cintos de Segurança

Bancos e Apoios de Cabeça

X - BANCOS E APOIOS DE CABEÇA Os bancos e os apoios de cabeça sĂŁo componentes fundamentais do sistema de retenção dos ocupantes de veĂ­culos. Inicialmente, os assentos eram projetados visando principalmente o conforto dos ocupantes ™˜›¡Â–ČąÂ™ÂŽÂ›ÂŒÂŽÂ‹ÂŽÂžČŹÂœÂŽČąÂ•Â˜Â?Â˜ČąÂŠČąÂ—ÂŽÂŒÂŽÂœÂœÂ’Â?ŠÂ?ÂŽČąÂ?ÂŽČąÂžÂ–ČąÂŒÂ˜Â–Â™Â˜Â›Â?Š–Ž—Â?Â˜ČąÂŽÄ™ÂŒÂ’ÂŽÂ—te dos bancos em colisĂľes veiculares. Fig. 41: cinto de segurança do tipo subabdominal (esse tipo de cinto geralmente nĂŁo posVXL UHWUDWRUHV DXWRPiWLFRV VHQGR QHFHVViULR R DMXVWH GR FRPSULPHQWR GR FDGDUoR DSyV R DÂżYHODPHQWR (Fonte: divulgação Volkswagen)

A seguir, dois esquemas bĂĄsicos de cintos abdominais: sem retrator (estĂĄticos) e com retrator (automĂĄticos).

Šœȹø•Â?Â’Â–ÂŠÂœČąÂ?¡ÂŒÂŠÂ?ÂŠÂœČąÂ?Â˜Â›Â—Â˜ÂžČŹÂœÂŽČąÂŒÂ˜Â–ÂžÂ–ČąÄ™ÂĄÂŠÂ›ČąÂžÂ–ČąÂ˜ÂžČąÂ–ÂŠÂ’Âœȹȹ™˜—Â?Â˜ÂœČą de ancoragem do sistema de cinto de segurança aos trilhos de regulagem dos assentos. (Isso ocorreu para que o ocupante tivesse uma melhor interação com o cinto em diversas posiçþes de regulagem do banco). Essa nova caracterĂ­stica gerou a necessidade de se obter uma alta performance dos bancos no que diz respeito Ă integridade de sua estrutura em colisĂľes veĂ­culares.

Fig. 93: assento e encosto que sĂŁo basicamente compostos de uma estrutura metĂĄlica, do HOHPHQWR GH FRQIRUWR HVSXPDV RX ÂżEUDV QDWXUDLV H GR UHYHVWLPHQWR QRUPDOPHQWH HP tecido ou couro).

As estruturas metĂĄlicas, os sistemas de travamento e ajustes dos bancos devem ser projetados para suportar os carregamentos encontrados em colisĂľes veiculares. (Uma sĂŠrie de carregamentos sĂŁo exigidos nas mais diferentes regulamentaçþes mundiais). Uma atenção esÂ™ÂŽÂŒÂ’ÂŠÂ•ČąÂ?ÂŽÂ&#x;ÂŽČąÂœÂŽÂ›ČąÂ?˜–ŠÂ?ÂŠČąÂŒÂ˜Â–ČąÂŠČąÂ?Žę—’³¨Â˜ČąÂ?˜ȹŒÂ—Â?ÂžÂ•Â˜ČąÂ?Â˜ČąÂŠÂœÂœÂŽÂ—Â?˜ȹǝ›Š–™Šǟȹ e com sua concavidade para que seja evitado o efeito de “mergulhoâ€? do ocupante por debaixo do cinto de segurança (œž‹–Š›’—’—Â?), durante ÂžÂ–ÂŠČąÂŒÂ˜Â•Â’Âœ¨Â˜ČąÂ?›˜—Â?Š•ǯȹǝ Š›’Š³äÂŽÂœČąÂ?Â˜ČąÂŒÂ˜ÂŽÄ™ÂŒÂ’ÂŽÂ—Â?ÂŽČąÂ?ŽȹŠÂ?›’Â?Â˜ČąÂ?Â˜ČąÂ›ÂŽÂ&#x;ÂŽÂœÂ?’–Ž—Â?Â˜Čą tambĂŠm interferem no deslocamento e na velocidade do ocupante).

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Impactos dos Ocupantes Contra o Interior do VeĂ­culo

Cintos de Segurança

Cintos de Segurança 3 pontos Â˜ÂœÂœÂžÂ’ČąÂŠÂ•¡Â–ČąÂ?Â˜ÂœČąÂ?Â˜Â’ÂœČąÂ™Â˜Â—Â?Â˜ÂœČąÂ’Â—Â?ÂŽÂ›Â’Â˜Â›ÂŽÂœČąÂ?Žȹę¥Š³¨Â˜ȹǝ™Š›ŠȹŠȹ›ŽÂ?Ž—³¨Â˜Čą da regiĂŁo sub-abdominal) um terceiro ponto, geralmente localizado na coluna B do veĂ­culo (eventualmente no prĂłprio assento), para propiciar a retenção da regiĂŁo torĂĄxica dos ocupantes. Utilizado para os ocupantes dos assentos dianteiros e traseiros. Normalmente, para os ŠœœŽ—Â?Â˜ÂœČąÂ?’Š—Â?Ž’›˜œǰȹȹŠ™›ŽœŽ—Â?ŠȹÂ?Â˜Â’ÂœČąÂ™Â˜Â—Â?Â˜ÂœČąÄ™ÂĄÂŠÂ?Â˜ÂœČąÂ—ÂŠČąÂŒÂŠÂ›Â›Â˜ÂŒÂŽÂ›Â’ÂŠČąÂŽČąÂžÂ–Čą na estrutura do assento (onde estĂĄ localizado o fecho). Para os assentos traseiros geralmente possui os trĂŞs pontos de ancoragem na carroceria mas tambĂŠm pode ser ancorado no banco.

Exemplo de cinto de segurança 3 pontos eståtico.

Exemplo de cinto de segurança 3 pontos com retrator.

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Fig. 42: cinto de segurança 3 pontos em relação às regiþes do corpo em que ele exerce a retenção. (Fonte: divulgação Volkswagen)

Painel de instrumentos revestido com material para absorver energia.

As normas de proteção aos ocupantes contra impactos no interior do veĂ­culo tambĂŠm apresentam requisitos relativos aos nĂ­veis de absorção de energia de outros componentes, tais como: pĂĄra-sol, teto solar, espelho retrovisor, revestimentos, etc... Nos EUA a norma FMVSS 201-U (2002) apresenta requisitos de HIC ( ŽŠÂ?Čą —“ž›¢ȹ ›’Â?Ž›Ž˜—) para impactos de uma cabeça de Â?ž––¢ H III contra regiĂľes do interior do veĂ­culo, localizadas acima do nĂ­vel do painel de instrumentos. SĂŁo impactos a 24 km/h que devem atender a um valor de HIC (d) menor do que 1000. A cabeça ĂŠ arremessada em vĂ´o livre atĂŠ o local de impacto, impulsionada por um propulsor. Fig. 43: nas ilustraçþes acima sĂŁo apresentados quatro erros comuns na utilização dos cintos GH VHJXUDQoD 1D ÂżJXUD p HYLGHQFLDGD IROJD HQWUH R FRUSR GR RFXSDQWH H R FDGDUoR R TXH p SUHMXGLFLDO j UHWHQomR GXUDQWH D FROLVmR 1D ÂżJXUD R FDGDUoR FRORFDGR SRU EDL[R GR EUDoR GLPLQXL D SHUIRUPDQFH GH UHWHQomR DOpP GH VREUHFDUUHJDU D UHJLmR GDV FRVWHODV GXUDQWH RV LPSDFWRV 1D ÂżJXUD R FLQWR GH VHJXUDQoD p DÂżYHODGR QR IHFKR GHVWLQDGR DR SDVVDJHLUR H QD ÂżJXUD R FDGDUoR HVWi WRUFLGR R TXH GLPLQXL D iUHD GH FRQWDWR FRP R RFXSDQWH SUHMXGLFDQGR a capacidade de retenção do cinto de segurança. (Fonte: gm.com)

O impacto de cabeça contra partes do interior do veículo previsto na norma FMVSS 201-U procura principalmente avaliar a capacidade de absorção de energia de revestimentos plåsticos, pontos de ancoragens superiores dos cintos de segurança e todos os componentes que estejam ao alcance da cabeça dos ocupantes durante uma colisão.

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Outro ponto importante relativo aos painéis de instrumentos (assim como outros componentes localizados na região de impacto da cabeça) são as limitações normativas referentes aos raios mínimos dos componentes localizados na região de impacto de cabeça. Este requisito procura resguardar o ocupante de ter contato com superfícies muito agressivas durante a colisão.

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Cinto de Segurança diagonal Cinto cujo cadarço passava pela frente do corpo do usuário diagonalmente ao tórax, de um lado do pélvis ao ombro oposto. (Não possuia a faixa subabdominal).

Fig. 44: ilustração de cinto de segurança diagonal 2 pontos.

Esse tipo de cinto de segurança já não é utilizado há alguns anos ǻ ȱ ŗşŞŚȱ ȱ Ǽȱ ȱ Ȭ ȱ ę ¹ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ região subabdominal e sobrecarga na região toráxica, onde estão localizados vários órgão vitais.

Fig. 45: ilustração da região afetada pelo uso de cintos exclusivamente diagonais.

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Cintos de segurança tipo suspensório com quatro pontos ou mais ȱę¡ ³¨ ȱ ȱ ȱ ³¨ ȱ ¤¡ ȱ ȱ·ȱ ȱ £ ȱ em automóveis de competição.

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As normas ќћѡџюћ 463/73, FMVSS204 e ECE R-12 apresentam ainda um requisito para um deslocamento máximo do sistema de direção durante uma colisão frontal do veículo a 48,3 km/h. (Essa medição ·ȱ £ ȱ · ȱ ȱę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ Ȭ ȱ ȱ ¤¡ mo deslocamento dinâmico durante a colisão e não apenas ao valor residual observado após o ensaio). O objetivo é não ter um contato prematuro do ocupante (em um instante em que ele ainda apresenta altos níveis de velocidade) contra o sistema de direção. Os critérios utilizados são: 127 mm no eixo X18 para o ќћѡџюћ, 127 mm no eixo X e 127 mm no eixo Z para a ECE e 127 mm no eixo X para a FMVSS. A norma ECE R94 ainda prevê um deslocamento residual máximo (medido estaticamente após o ensaio) de 100 mm no eixo X e 80 mm no ¡ ȱ ǰȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ Ç ȱ ȱśŜȱ Ȧ ȱǻŚŖƖȱ ě Ǽȱ ȱ uma barreira de alumínio deformável ( ¢ ).

Os painéis de instrumentos devem obedecer a requisitos de absorção de energia referentes a impactos pendulares de uma semi-esfera contra vários pontos de sua superfície. As normas ECE R21 e FMVSS 201 requerem impactos a 24,1 km/h (a FMVSS permite velocidades de 19 km/h para as regiões cobertas pelo ) e as acelerações medidas na semi-esfera não devem ultrapassar um valor de 80 g por um período de 3 ms. (A seguir uma ilustração que representa um impacto contra a superfície de um painel de instrumentos de acordo com as normas européias e norte-americanas. Fonte: Volkswagen). )LJ H[HPSOR GH FLQWR GH VHJXUDQoD VXVSHQVyULR SDUD YHtFXORV GH FRPSHWLomR

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O eixo X do veículo refere-se ao eixo longitudinal, o eixo Y ao transversal e o eixo Z ao vertical.

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RETRATORES

Os retratores são dispositivos pertencentes ao sistema cinto de segurança que tem como função recolher e alojar o cadarço do cinto, seja de forma parcial ou total. Os principais objetivos dos retratores são evitar a folga entre o cadarço do cinto e o usuário durante o uso (mantendo sempre uma condição otimizada durante a retenção), não deixar o cadarço exposto (em contato com poeira e outras substâncias) quando o cinto não está em uso e não deixar o cadarço do cinto solto dentro do veículo, o que poderia ocasionar lesões aos usuários durante o acesso de entrada ou saída no habitáculo e danos ao cadarço do cinto durante basculamento e travamento de assentos.

ȱ ȱ Çę ȱ ȱ ȱ Ȭ ŗŘǰȱ ȱ ·ȱ ȱ ȱ atendimento a um impacto linear de uma semi-esfera (com 165mm de diâmetro e massa de 6,8 kg, que representa a cabeça) contra o volante a uma velocidade de 24,1 km/h. Nesse caso a desaceleração medida na semi-esfera não deve ultrapassar 80 g por um período de 3 ms e o ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱŗŘŖȱ ȱ ȱ ȱ ȱę ȱ 600 Hz.

Os retratores podem ser ę ȱ ȱȱśȱ DZȱ ȱŗǰȱ tipo 2, tipo 3, tipo 4 e tipo 4N. O tipo 1 é o retrator sem travamento, ou seja, o mecanismo de retração está constantemente desbloqueado. (Este tipo praticamente não é mais utilizado). O tipo 2 possui travamento manual. Nesse tipo de cinto o usuário regula o comprimento de cadarço desejado para o uso e executa o travamento ȱ ³¨ ǯȱ ȱ ȱę ȱ permanentemente travado e permite ao usuário utilizar o cinto com folga, o que não é a condição ideal de uso. O retrator do tipo 3 apresenta travamento automático e o cinto se ajusta automaticamente ao usuário após o engate do fecho. Só pode haver desenrolamento adicional do cadarço se houver ação intencional do usuário. Esta versão limita a movimentação natural do ocupante durante a condução do veículo.

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Fig. 46a: mola espiral responsável por girar o carretel e manter o cadarço do cinto de segurança esticado.

IX - IMPACTOS DOS OCUPANTES CONTRA O INTERIOR DO VEÍCULO Esse capítulo trata do que denominamos “ ȱ Ȅ durante uma colisão, que é o choque entre os ocupantes e partes do interior do veículo. (O primeiro é o impacto do veículo contra um obstáculo e o terceiro o choque dos órgãos internos do ocupante).

O tipo 4 é denominado retrator com travamento de emergência. É o tipo de retrator (na versão sem pré-tensionador) mais utilizado atualmente. Esse dispositivo não restringe a movimentação do usuário durante a condução do veículo e em caso de acidente ou frenagem brusca o travamento do retrator é feito automaticamente.

Nos impactos frontais, o segundo impacto ocorre principalmente entre a cabeça do motorista e o sistema de direção e a cabeça do passageiro contra o painel de instrumentos. Nesses casos (principalmente em veículos sem ), esses componentes devem apresentar caracteríticas de absorção de energia (alta capacidade de deformação sem originar quebras), pois fazem parte do sistema de retenção dos ocupantes.

O tipo 4N é um retrator com conceito similar ao tipo 4 porém com uma sensibilidade ao travamento menor, ou seja, apresenta um patamar de desaceleração necessário para o bloqueamento maior do que o tipo 4. (No caso da norma brasileira NBR 7337, a sensibilidade ao travamento para um retrator tipo 4 é de 4,5 m/s2 enquanto que para um retrator do tipo 4 N é de 8,5 m/s2). O retrator 4N é utilizado geralmente para caminhões, ônibus e veículos da categoria M1 (automóveis) com massa superior a 2000 kg onde os níveis de trepidação são maiores. Por questões de conforto, aumenta-se a sensibilidade ao travamento do cinto nesses veículos para evitar bloqueamentos constantes durante a condução do veículo. Isso não altera a performance do cinto em casos de colisões. Fig. 47: esquema tradicional de um retrator do tipo 4 com sistema inercial de esfera para sensibilidade ao veículo.

Para o sistema de direção, são utilizados mundialmente dois critérios para se avaliar a capacidade de absorção de energia, tanto do volante quanto da coluna de direção. As normas ќћѡџюћ 463/73, ECE R12 e FMVSS 203 prevêem um impacto de um “torso” contra o sistema de direção a 24,1 km/h. O impactor utilizado representa o torso de um padrão ergonômico 50% (aproximadamente 35 kg) que, de acordo com os requisitos, deve receber durante o impacto uma força de reação máxima proveniente do sistema de direção de 11,1 KN. (Veja a seguir as dimensões do torso padronizado e uma ilustração que representa um

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A localização dos pontos de ancoragem também é determinada de acordo com as diferentes normas internacionais. Abaixo um exemplo da área permitida para ancoragens superiores (área sombreada) de acordo com a norma européia ECE R14.

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Funcionamento de retratores automáticos com travamento de emergência O funcionamento dos retratores automáticos com travamento de emergência é baseado na atuação de dispositivos de inércia que reagem a determinados patamares de aceleração. Geralmente os retratores possuem dois mecanismos de travamento: um dispositivo sensível a acelerações do veículo e outro sensível à aceleração de extração de cadarço (normalmente devido à movimentação do usuário). No caso de bloqueamento do cinto por “sensibilidade ao veículo”, o carretel pode ser travado devido à acelerações longitudinais ou laterais. No caso de uma colisão frontal por exemplo, a esfera 1 (vide Figura 47) irá se deslocar para a frente (para a direita na ilustração em corte), acionando a alavanca 2, que movimentará o balancim 3, que bloqueará o carretel 4 (somente a partir do momento em que houver movimentação do ocupante, uma pequena extração do cadarço e conseqüente giro do carretel), evitando a extração descontrolada de cadarço durante a retenção dos ocupantes. (Durante a movimentação dos ocupantes em uma colisão frontal, não deve ocorrer a extração de cadarço devido ao giro do carretel porém uma certa extração ocorre devido à acomodação do cadarço no carretel e ao próprio alongamento Fig. 47a: ilustração que representa o sistema de bloqueio devido a desacelerações do veículo (sensibilidade ao veículo).

)LJ D iUHD KDFKXUDGD UHSUHVHQWD D UHJLmR HP TXH D DQFRUDJHP VXSHULRU GR FLQWR p SHUmitida de acordo com a norma ECE R14.

Fig. 48: detalhe do sistema responsável pela sensibilidade do retrator à aceleração do veículo.

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do cadarço do cinto de segurança. Esse fenĂ´meno, conhecido por ÂœÂ™Â˜Â˜Â•Čą out, serĂĄ abordado posteriormente). No caso da “sensibilidade ao cadarçoâ€?, o carretel ĂŠ travado no momento em que hĂĄ extração brusca do cadarço. Isso pode ser observado mesmo com o veĂ­culo parado. Durante a colocação do cinto de segurança pode haver bloqueamento do retrator caso haja uma ação muito brusca do usuĂĄrio no momento em que começa a retirar o cadarço do retrator. Em uma colisĂŁo ou frenagem brusca, o bloqueamento ocorrerĂĄ com a movimentação do ocupante e conseqĂźente tendĂŞncia de extração do cadarço. O funcionamento do dispositivo de “bloqueamento ao cadarçoâ€? Â?Š–‹¡Â–Čą ™˜Â?ÂŽČą ÂœÂŽÂ›Čą Â&#x;Â’ÂœÂ?Â˜Čą —Šȹ Ä™Â?ž›Šȹ ĹšĹ?Čą ÂŽČą Â—Â˜Čą Â?’ŠÂ?›Š–Šȹ Šȹ œŽÂ?ž’›ǯȹ Â˜Â–Čą Šȹ extração brusca do cadarço uma massa de desbalanceamento (5) permite o deslocamento do disco interno (6) na direção do entalhe interno (7), onde serĂĄ travado. Outro conceito muito utilizado realiza, a partir do desbalanceamento do eixo, a mo vimentação de uma alavanca que en caixa em um entalhe interno gerando

o travamento do sistema. 1ČąÂ?Â’Â?Ă‡ÂŒÂ’Â•ČąÂŠÄ™Â›Â–ÂŠÂ›ČąÂ?ÂŽČąÂ?Â˜Â›Â–ÂŠČąÂŒÂŠÂ?ÂŽÂ?Ă rica qual bloqueamento ocorre primeiro em uma colisĂŁo; se ĂŠ devido Ă desaceleração do veĂ­culo ou Ă extração do cadarço. De qualquer modo a utilização dos dois sistemas serve de garantia ao usuĂĄrio que possui um mecanismo substituto em caso de falha de um dos dois sistemas.

tipo de cinto de segurança e dos bancos) por um certo tempo. (Durante o ensaio, o ponto efetivo de ancoragem real nĂŁo deve sair da ĂĄrea teĂłrica determinada por norma que delimita a regiĂŁo permitida para o ™˜—Â?Â˜ČąÂŽÂ?ÂŽÂ?Â’Â&#x;Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂŠÂ—ÂŒÂ˜Â›ÂŠÂ?Ž–ǯȹ Â’Â?ŽȹęÂ?ÇŻČąĹ&#x;Ĺ˜ǟǯ No caso de um cinto de segurança de 3 pontos com retrator e alterador de direção no ponto de ancoragem superior aplicado a um veĂ­culo da categoria M1 por exemplo, a força de ensaio (F) ĂŠ de 13.500 N +/- 200 ǯȹǝ Â’Â?ŽȹęÂ?ž›ŠȹŠ—Â?Ž›’˜›ǟǯȹ ÂŽČąÂŠÂŒÂ˜Â›Â?Â˜ČąÂŒÂ˜Â–ČąÂŠČąÂ—Â˜Â›Â–ÂŠČą ČąÂŽÂœÂœÂŽČąÂ™ÂŠÂ?Š–Š›ȹ de força deve ser suportado por um perĂ­odo (B) de 0,2 segundos. (Via de regra, as montadoras trabalham com um segundo patamar de força (G) para garantir eventuais dispersĂľes de produção). Fig. 90: dispositivos para testes de ancoragem de cintos de segurança dianteiros.

Atualmente ĂŠ utilizada uma grande quantidade de materiais plĂĄsticos nos mecanismos que compoem os retratores. Os discos dentados de travamento sĂŁo um bom exemplo. Na ilustração ao lado observamos um componente do mecanismo de travamento (Delrin 500ÂŽ - DU PONT) que apresenta propriedades mecânicas adequadas para a função, alĂŠm de benefĂ­cios de massa e custo. Çť ÂŽÂœÂœÂŽČąÂŒÂŠÂœÂ˜ČąÂŽÂœÂ™ÂŽÂŒÂ’Ä™ÂŒÂŠÂ–ÂŽÂ—Â?ÂŽČąÂœÂŽČąÂ?›ŠÂ?ŠȹÂ?ÂŽČą

Fig. 91: dispositivos para teste de ancoragem de cintos de segurança traseiros.

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ANCORAGENS DOS CINTOS DE SEGURANÇA, RESISTÊNCIA E LOCALIZAÇÃO

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Fig. 49: exemplo roda dentada feita com polímeros de engenharia.

ȱę¡ ³ä ȱ ȱ ȱ ȱ ³ ȱ ȱ Ç ȱ ¨ ȱ ȱ ancoragens. Como visto anteriormente, a quantidade de pontos de ancoragem depende do tipo de cinto de segurança empregado ao veículo. Atualmente, observa-se (para os assentos dianteiros) que pelo menos um dos pontos de ancoragem é localizado nas estruturas dos bancos. Isso faz com que a ancoragem dos bancos ao veículo seja de suma importância. De acordo com a norma brasileira NBR 7337, quando o cinto de segurança tem um de seus pontos de ancoragem no banco, o mesmo passa a ser considerado um sistema de retenção (NBR 7337 – item 3.13). ȱ ę ³¨ ȱ·ȱ ȱ ȱ ȱ ę ³¨ ȱ ȱ ¡ ¹ ȱ¥ ȱ ȱ o sistema deve atender. (Para o ensaio dinâmico previsto na NBR por exemplo, temos o item 5.3.1 para ensaio dinâmico do cinto e item 5.3.2 para ensaio dinâmico do sistema de retenção). A norma brasileira que rege os procedimentos e requisitos dos ensaios de ancoragem, assim como suas localizações, é a NBR 6091. (Para os EUA a norma americana FMVSS 210 e na Europa a ECE R14). Os pontos de ancoragem geralmente apresentam furos com roscas de 7/16” 20 UNF ou M12 x 1,25 6H.

uma resina de acetal polioximetileno (POM). Esse tipo de polímero de engenharia preenche um espaço entre as peças metálicas e os plásticos convencionais). Como requisitos técnicos de projeto, uma série de ensaios são pre ȱ ȱ ę ³¨ ȱ ȱ ȱ ǯȱ ȱ ȱ ȱ ȱ mentações de referência são a NBR 7337 e NBR 7338 no Brasil, a ECE14 R16 e ECE R14 (Europa) e a FMVSS15 209 (EUA). Estas normas prevêem ensaios dos componentes isolados e ensaios do sistema cinto de segurança aplicado ao veículo. Além das exigências legais, geralmente os fabricantes de veículos possuem seus requisitos internos, via de regra mais severos que as normas internacionais. No caso do retrator os principais ensaios requeridos nas referências supracitadas são: • Ensaio de resistência à tração • Determinação das forças de enrolamento/desenrolamento • Sensibilidade ao veículo • Sensibilidade ao cadarço • Resistência à fadiga • Resistência à alta temperatura • Resistência à baixa temperatura • Resistência à poeira

Fig. 89: descrição das etapas de carregamento durante um ensaio de ancoragem de cintos de segurança.

As ancoragens devem atender a um ensaio de tração (onde todas as ancoragens de um mesmo grupo de bancos devem ser ensaiadas simultaneamente) onde é aplicada uma certa carga (que depende do

• Ensaio de ancoragem • Corrosão • Ensaios dinâmicos 14

Economic Commission for Europe Federal Motor Vehicle Safety Standards and Regulations (USA)

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Muitos desses ensaios devem ser executados na condição de entrega do componente (peça nova) e também após ensaios de durabilidade e condicionamento em diferentes temperaturas. PRÉ – TENSIONADORES E LIMITADORES DE CARGA Como vimos anteriormente, a evolução dos cintos de segurança passou por várias etapas. Essa evolução veio sempre acompanhada de tentativas e realizações de melhorias no que diz respeito à retenção dos ocupantes. Assim foi com a passagem do cinto de 2 pontos para o cinto de 3 pontos, dos retratores manuais para os automáticos e muitos outros exemplos. Os dispositivos de pré-tensionamento e os limitadores de carga podem ser considerados como periféricos ou sistemas auxiliares que fazem parte da evolução dos retratores do cinto de segurança. Esses sistemas tem como objetivo melhorar a função de retenção em relação a um cinto de segurança convencional.

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Em relação à geometria da lingueta, não há um padrão a ser utilizado. As aberturas para o travamento na alma da lingueta variam no tamanho e na forma dependendo do projeto do conjunto fecho. O material utilizado deve ser de alta resistência e o componente deve ȱ ȱ ȱ ȱ ¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ȱ que atenda aos requisitos normativos de qualidade. Nas ilustrações abaixo pode se observar o esquema básico de um fecho e o seu funcionamento em operações de engate e desengate da lingueta através de acionamento lateral.

Fig. 87: operação de engate da lingueta no fecho.

O pré-tensionador tem a função de manter o cadarço do cinto o mais próximo possível do corpo do ocupante durante um processo de desaceleração brusca e, para isso, ele trabalha eliminando as folgas existentes no sistema, seja através do rebobinamento do cadarço para dentro do retrator ou através do deslocamento do fecho. Isso faz com que durante uma colisão o cinto de segurança inicie a retenção dos ocupantes mais cedo e assim, com mais tempo, otimize a desaceleração do corpo dos mesmos.

Fig. 88: operação de desengate da lingueta do fecho.

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O limitador de carga tem a função de reduzir a força aplicada pelo cinto de segurança ao corpo do ocupante (principalmente na região toråxica), durante um processo de desaceleração brusca.

)LJ IHFKR FRP KDVWH ÀH[tYHO

Linguetas As linguetas devem ser posicionadas em um local ergonomicamente correto, para que possam ser acessadas facilmente. Elas são posicionadas atravÊs de um botão plåstico colocado no cadarço do cinto que serve de posicionador.

Normalmente o prĂŠ-tensionador e o limitador de carga trabalham em conjunto, isto ĂŠ, integrados no retrator do cinto, sendo que o Ăşltimo ĂŠ de aplicação mais recente, principalmente devido ao maior uso dos Š’›‹ŠÂ?Âœ. Com o advento dos Š’›‹ŠÂ?Âœ, observou-se a possibilidade de nĂŁo ser necessĂĄrio restringir de forma demasiada o deslocamento dos ocupantes durante colisĂľes, pois nĂŁo haveriam choques intensos com partes do interior do veĂ­culo. Dessa forma o limitador de carga passou a atuar como um componente que aliviaria as forças que os cintos aplicavam aos ocupantes, sem prejudicar a retenção de forma global, pois os Š’›‹ŠÂ?Âœ absorveriam a energia restante. Ou seja, a utilização conjunta de Š’›‹ŠÂ?Âœ, prĂŠ-tensionadores e limitadores de carga fez com que houvesse uma redistribuição da absorção de energia total em vĂĄrios componentes do sistema de retenção. O cinto de segurança com retratores convencionais, que inicialmente arcava com todo o trabalho de absorção de energia mas que, por outro lado, sobrecarregava regiĂľes do corpo como o tĂłrax e a pĂŠlvis, recebeu ajuda de outros mecanismos e a retenção dos ocupantes passou a ser mais equilibrada. O prĂŠ-tensionador atua em um estĂĄgio inicial da colisĂŁo. Normalmente ele ĂŠ acionado em instantes que variam de 12 a 20 ms16 apĂłs o instante de impacto (geralmente chamado de T-zero –T0) para colisĂľes frontais e um pouco mais tarde para colisĂľes frontais parciais (˜ěœŽÂ?). Esse tempo de acionamento depende do tipo de estrutura do veĂ­culo, da velocidade de impacto e do tipo de prĂŠ-tensionador. Portanto nĂŁo se pode generalizar. Fig. 50: esquema da DWXDomR GR SUp WHQVLRnador (esq.), que atua antes do inĂ­cio da movimentação do ocupante enquanto o limitador de carga (dir.) atua soPHQWH DSyV

Fig. 86: lingueta e o botĂŁo utilizado como posicionador.

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Economic Commission for Europe

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Muitas confusões são feitas em relação aos tipos de acionamento dos pré-tensionadores (mecânico ou eletrônico) e ao tipo de mecanismo de funcionamento que, via de regra, é pirotécnico devido à necessidade de alta velocidade em sua atuação.

Fig. 83: haste do fecho utilizando cabos de aço.

)LJ UHWUDWRU FRP SUp WHQVLRQDGRU FRP FRQFHLWR GH HVIHUDV ¬ HVTXHUGD HP FRQGLomR QRUPDO H j GLUHLWD DSyV DFLRQDPHQWR (Fonte: divulgação Autoliv)

O acionamento pode ser através de um sistema inercial (mecânico) que é calibrado para atuar a partir de uma certa desaceleração ou através de um sistema eletrônico (geralmente em conjunto com o sistema de disparo do ). O sistema eletrônico atua ou não, dependendo da interpretação da central de comando. Esta compara as informações de aceleração do impacto (recebidas através de ondas de choque que percorrem a estrutura do veículo) com um algorítimo ( Ğ ) que foi desenvolvido a partir de informações obtidas através de colisões em laboratório ( ȱ tests). Após essa “análise”, é enviado um sinal elétrico para o dispositivo de pré-tensionamento.

Fig. 84: fecho com haste rígida.

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No caso de colisĂľes ou desaceleraçþes bruscas, o fecho nĂŁo pode ser acionado inadvertidamente. (A legislação europĂŠia por exemplo especifĂ­ca que o acionamento nĂŁo deve ser possĂ­vel com força inferior a 1 daN). Por outro lado ele nĂŁo pode apresentar uma força excessiva de acionamento devido ao processo de destravamento, tanto apĂłs acidentes como no uso cotidiano. No caso da norma europĂŠia, a força exigida para abrir o fecho apĂłs a solicitação em um ensaio dinâmico ĂŠ de 6 daN. Čą Â?Ž—œ¨Â˜Čą ™›ŽœŽ—Â?ÂŽČą Â—Â˜Čą ŒŠÂ?ÂŠÂ›ÂłÂ˜Čą ¡ȹ ž–ȹ Čą Â?ŠÂ?Â˜Â›Čą šžŽȹ Â’Â—ÄšÂžÂŽÂ—ÂŒÂ’ÂŠČą Šȹ Â?Â˜Â›ÂłÂŠČą de acionamento do botĂŁo de destravamento do fecho. Em um estudo realizado pela Â˜Â•Â•Â’ÂœÂ’Â˜Â—Čą ŠÂ?ÂŽÂ?¢ȹ —Â?’—ŽŽ›’—Â?ȹǝ Â’ÂŒÂ‘ÂŠÂŽÂ•Čą ÂŠÂ–ÂŽÂœÇ°Čą ˜žÂ?Â•ÂŠÂœČą Â•Â•ÂœÂ˜Â™Ç°Čą Â‘Â˜Â–ÂŠÂœČą Ž›•ǰȹ ˜—Š•Â?Čą Â?›ž‹•Žǰȹ ČąĹ&#x;Ĺ™Ĺ–ĹœĹšĹ—Çź foi evidenciado que para alguns tipos de fecho, uma força de tensĂŁo de 200 N pode aumentar a força de acionamento em atĂŠ 3 vezes em relação a um fecho nĂŁo tensionado. Fisicamente, o destravamento de um fecho pode vir a ocorrer por aplicação de nĂ­veis exagerados de força no cinto de segurança sem que haja o acionamento voluntĂĄrio. Essa possibilidade nĂŁo chega a ser necessariamente um problema, pois as condiçþes de contorno do projeto devem levar em conta as magnitudes, as direçþes e a duração das aceleraçþes a que o sistema fecho- lingueta estarĂĄ submetido. Para que um fecho seja destravado inercialmente, o botĂŁo de acionamento tem que se deslocar uma certa distância e vencer a força crescente da mola de travamento. O produto desse deslocamento por essa força determina o trabalho necessĂĄrio para abrir o fecho. Os fechos podem ser ancorados ao veĂ­culo atravĂŠs de hastes rĂ­giÂ?ÂŠÂœČąÂ˜ÂžČąÄšÂŽÂĄĂ‡Â&#x;ÂŽÂ’ÂœÇŻČą ÂŽÂœÂ–Â˜ČąÂŠÂœČąÂ‘ÂŠÂœÂ?ÂŽÂœČąÂ›Ă‡Â?Â’Â?ŠœȹǝÂ?Ž›Š•–Ž—Â?ÂŽČąÂ?ÂŽÂ’Â?ÂŠÂœČąÂŽÂ–ČąÂŠÂłÂ˜ǟȹ podem ser projetadas de modo a se deformar durante as colisĂľes, serÂ&#x;’—Â?Â˜Čą ™›˜™˜œ’Â?Š•–Ž—Â?ÂŽČą ™Š›Šȹ Š‹œ˜›Â&#x;Ž›ȹ Ž—Ž›Â?’Šǯȹ Ž—Â?›Žȹ ÂŠÂœČą ČƒÂ‘ÂŠÂœÂ?ÂŽÂœČą ̎xĂ­veisâ€?, os tipos mais comuns sĂŁo os cabos de aço e pequenas tiras de cadarço de cinto de segurança.

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Fig. 52: A central de comando (1) recebe ondas de choque provenientes do impacto na parte dianteira GR YHtFXOR H FDVR YHULÂżTXH a necessidade de disparo GRV SUp WHQVLRQDGRUHV HQYLD XP VLQDO HOpWULFR DRV dispositivos de disparo. (Fonte: www.autoliv.com)

1 Os dispositivos de prÊ-tensionamento normalmente estão localizados ou no fecho do cinto de segurança ou incorporado ao retrator (mais utilizado atualmente). Os modelos que atuam nos fechos geralmente utilizam mecanismos baseados em tração de cabos de aço enquanto que nos retratores são mais utilizados os mecanismos rotativos com esferas. )LJ H[HPSOR WtSLFR GH SUp WHQVLRQDPHQWR DWUDYpV GR IHFKR GR cinto. Com o disparo de uma carga SLURWpFQLFD R FDER GH DoR p WUDFLRnado trazendo com ele o fecho que se desloca da posição de uso normal para a posição tensionada. Esse GHVORFDPHQWR p UHVSRQViYHO SHOD eliminação das folgas do cinto de segurança no retrator e nos ramos diagonal e sub-abdominal. (Fonte: www.autoliv.com)

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FECHOS, LINGUETAS E HASTES DO FECHO

O conjunto fecho e lingueta ĂŠ responsĂĄvel por garantir o travamento do sistema cinto de segurança. O sistema de travamento deve suportar altos nĂ­veis de força de tração durante colisĂľes veĂ­culares. (Essas forças podem chegar atĂŠ 15 kN, dependendo do modelo do veĂ­culo). Dessa forma o projeto deve ser feito de modo a impedir qualquer tipo de uso incorreto. Por uso incorreto entenda-se principalmente a possibilidade do usuĂĄrio conectar a lingueta ao fecho de modo que o Œ˜—“ž—Â?Â˜ČąÄ™ÂšÂžÂŽČąÂ™ÂŠÂ›ÂŒÂ’ÂŠÂ•Â–ÂŽÂ—Â?ÂŽČąÂ?›ŠÂ&#x;ŠÂ?Â˜ÇŻČą ÂœÂœÂŠČąÂŒÂŠÂ›ÂŠÂŒÂ?ÂŽÂ›Ă‡ÂœÂ?’ŒŠȹ¡ȹÂ?Ž—˜–’—ŠÂ?Šȹ falso engate.

)LJ FRQFHLWRV GH GLVSRVLWLYR GH SUp WHQVLRQDPHQWR LQFRUSRUDGRV DR UHWUDWRU VmR RV PDLV utilizados atualmente.

Funcionamento bĂĄsico : Â˜ČąÂŒÂŠÂœÂ˜ČąÂ?Â˜ČąÂžÂœÂ˜ČąÂ?ÂŽČąÂŽÂœÂ?Ž›ŠœȹǝÄ™Â?ž›ŠȹśŚǟǰȹ o objetivo ĂŠ o de girar a roda dentada que estĂĄ solidĂĄria ao carretel do retrator para que haja o rebobinamento do cadarço. AtravĂŠs do disparo da carga impulsora, as esferas se deslocam pelo interior do tubo guia, giram a roda dentada (engrenagem) e a seguir sĂŁo depositadas no recipiente captador de esferas.

Fig. 81: esquema bĂĄsico de um conjunto fecho e lingueta.

Na ilustração acima Ê apresentado um conceito onde o engate do conjunto Ê realizado atravÊs da introdução de uma trava em uma abertura na lingueta. A seguir vemos o exemplo de uma peça com o mesmo conceito.

No conceito de utilização de Motor Wankel (Fig. 56) o objetivo Ê girar o êmbolo rotativo atravÊs de disparos seqßenciais das cargas impulsoras em diferentes câmaras.

Em ambos os conceitos, assim como no dispositivo prĂŠ-tensor no fecho, o sistema de prĂŠ-tensionador somente serĂĄ utilizado uma vez, devendo ser substituĂ­do apĂłs o seu acionamento.

)LJ WHQVLRQDPHQWR DWUDYpV GH um sistema do tipo Wankel.

Fig. 82: conjunto fecho e lingueta.

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Quando o pré-tensionador trabalha com um conceito de rebobinamento do cadarço, seja através do deslocamento de esferas no interior do retrator ou não, ocorre o fenômeno que nós chamamos de ȱ , ou seja, enrolamento de cadarço para dentro do retrator. Fig. 57: Carretel cortado de um UHWUDWRU FRP SUp WHQVLRQDGRU FRP UHERELQDPHQWR DWUDYpV GR deslocamento de esferas.

Fig. 79: ilustração do comportamento do cadarço em relação ao alterador de direção durante uma colisão, com o “acúmulo” do cadarço em uma das extremidades de passagem.

Além disso, a superfície de passagem do cadarço deverá suportar, sem romper, uma alta força gerada pelo atrito do cadarço durante colisões. Com o bloqueamento do retrator e a movimentação do ocupante, o cadarço poderá se concentrar em uma das extremidades do alterador e deslizará com grande atrito sobre a superfície do alterador. Isso poderá gerar, inclusive, desgaste do material do alterador, caso seja de plástico por exemplo. No caso de quebra do plástico de revestimento do alterador, poderá haver a ruptura do cadarço se o mesmo entrar em contato com uma superfície contundente ou cortante. A alteração de direção do cadarço durante a dinâmica dos ocupantes em uma colisão é de suma importância.

Fig. 80: durante uma colisão, as forças devem mudar de direção durante o contato com o corpo.

No conceito de pré-tensionamento no fecho (visto anteriormente), ocorre o ȱ . Esse ȱ decorre da eliminação de folga entre as diferentes camadas de cadarço dentro do retrator. Em um cinto normal onde não há um sistema pré-tensionador, não ocorre o ȱ . Porém durante à movimentação do ocupante ocorre inicialmente o ȱ devido a acomodação das camadas de cadarço no retrator e posteriormente o ȱ devido ao alongamento do cadarço do cinto.

Fig. 58: bobina de cadarço em condição de uso no retrator, sem aplicação de tração (com folgas).

Fig. 59: bobina de cadarço com aplicação de força de tração (sem folgas).

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Os valores de ȱ e ȱ são medidos em laboratório, através de transdutores de deslocamento, durante a realização de ȱ tests. Durante o desenvolvimento de cintos de segurança, o conhecimento dos valores de são muito importantes para a determinação de um bom desempenho do sistema de retenção. Principalmente o valor de ȱ que está diretamente ligado ao deslocamento e a trajetória do ocupante durante a colisão.

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Os alteradores de direção alteram a direção do cadarço para se adequar aos diferentes padrões ergonômicos dos ocupantes em cada tipo de veículo. São utilizados em cintos de segurança com retratores e permitem o deslizamento do cadarço durante o processo de enrolamento ou desenrolamento do mesmo.

ȱ ¤ę ȱ ȱ ȱ·ȱ Ç ȱ ȱ ȱ de um cinto convencional sem pré-tensionador e de um cinto pré-tensionado. ȱ ȱ ¤ę ȱ ǻŜŖǼȱ ·ȱ Ç ȱ ȱ ȱ ȱ ¤ȱ camento positivo do cadarço do cinto de segurança (curva chumbo). Trata-se de um cinto de segurança sem pré-tensionador onde somente houve ȱ (em torno de 90 mm nesse caso). Primeiramente o ȱ out ocorreu devido à acomodação do cadarço enrolado no carretel e posteriormente devido ao alongamento desse mesmo cadarço. ȱ ȱ ¤ę ȱǻŜŗǼȱ Ȭ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ( ȱ de aproximadamente 70 mm com início em 15 ms) referente à ação do pré-tensionador e posteriormente um spool out de aproxima ȱŘśŖȱ ȱǻDžŝȱ ȱƸȱDžŗŞŖȱ Ǽǯȱ ȱ ȱ ę ȱ maior de ȱ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ¤ę ȱ ȱ Ȭ ȱ · ȱ ¥ȱ presença do limitador de carga que oferece, à medida que se atinge um certo patamar de carga no tórax, um deslocamento maior do usuário, como veremos a seguir. Durante o fenômeno do ȱ , o ramo subabdominal do cinto de segurança também apresenta suas folgas minimizadas em relação à região pélvica do ocupante. Isso faz com que seja evitada a tendência de ocorrer o “ ”, que é o indesejado escorregamento do ocupante sob o cinto e que pode vir a ocorrer com os cintos convencionais dependendo do posicionamento do usuário no veículo. (É importante salientar que a inclinação do assento dos bancos assim como a profundidade da concha da estrutura do assento também tem papel importante na ocorrência do ).

Fig. 77 / 78: alterador de direção convencional e alteradores de direção em veículo conversível.

O alterador possui uma alma metálica e via de regra é revestido de um material plástico que combina com o acabamento interno do veículo. O projeto da superfície do alterador de direção pela qual o cadarço desliza é fundamental para o bom desempenho do cinto de segurança durante colisões.

Fig. 78a: exemplos de alteradores de direção e seus revestimentos.

Durante o uso diário do cinto de segurança, o alterador não deve propiciar desgaste ao cadarço, o que poderia gerar problemas futuros. O deslizamento durante o manuseio do cinto deve ocorrer de forma suave. Um atrito excessivo pode vir a prejudicar o atendimento aos requisitos de força máxima de extração do cadarço.

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Fig. 75 / 76: exemplos de reguladores de altura e alteradores de direção aparentes (acima) e embutidos (abaixo).

Independentemente do conceito de funcionamento e aparência, os reguladores de altura não devem sair de uma determinada posição pré-ajustada, durante um acidente. Caso isso acontecesse, geraria um deslocamento adicional do ocupante podendo prejudicar a retenção do mesmo. (No caso de capotamentos o regulador de altura poderá se deslocar para cima, pois nesse sentido ele normalmente não possui travamento).

Fig. 60: curva de spool out OLQKD WUDFHMDGD GH XP FLQWR VHP SUp WHQVLRQDGRU

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ALTERADORES DE DIREĂ‡ĂƒO E REGULADORES DE ALTURA Os alteradores de direção (chamados tambĂŠm de ȏ›’—Â?ČąÂ˜ÂžČą ’••Š›ȹ •˜˜™) e os reguladores de altura sĂŁo componentes que estĂŁo localizados na regiĂŁo de ancoragem superior dos cintos de segurança. Os reguladores de altura possuem a função principal de adequar o ramo diagonal do cinto de segurança Ă altura do ocupante. Ele procura evitar o contato do cadarço com o pescoço (visando conforto durante a condução normal e como fator de segurança durante uma colisĂŁo) e tambĂŠm propiciar, (quando colocado adequadamente), aumento da ĂĄrea de contato entre cadarço e o tĂłrax dos ocupantes, otimizando a retenção durante uma colisĂŁo.

Fig. 74: o ajuste correto do regulador de altura propicia maior ĂĄrea de contato entre o cadaroR GR FLQWR H R WyUD[ GR RFXSDQWH RWLPL]DQGR D UHWHQomR GXUDQWH FROLV}HV

Podem ser aparentes (nesse caso não devendo apresentar formas contundentes) ou embutidos dentro dos revestimentos das colunas, podem ser movimentados apenas acionando o componente na vertical (eixo Z do veículo) e outras vezes necessita de um acionamento para liberação (destravamento) no sentido tranversal do veículo (eixo Y). Fig. 61: curva de spool in e spool out OLQKD WUDFHMDGD GH XP FLQWR FRP SUp WHQVLRQDGRU

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A seguir um exemplo de seqßência de montagem do cadarço no carretel do retrator do cinto de segurança.

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Limitadores de Carga

Fig. 73: exemplo de seqßência de montagem do cadarço no carretel do retrator.

Fig. 62: conceito bĂĄsico de funcionamento do limitador de carga: ao atingir um certo pataPDU GH IRUoD DSOLFDGR DR WyUD[ SHOR FLQWR GH VHJXUDQoD R HL[R WRUVLRQDO LQLFLD VXD WRUomR SURSLFLDQGR PHQRUHV SDWDPDUHV GH FDUJD VREUH R WyUD[ HP UHODomR D XP FLQWR GH VHJXUDQoD convencional.

Os limitadores de carga (ou limitadores de força) foram criados para aliviar a carga do cinto de segurança sobre os ocupantes. Isso se tornou possĂ­vel principalmente devido Ă presença dos Š’›‹ŠÂ?Âœ . Forças no tĂłrax, que inicialmente chegavam a picos de 12 ou 13 kN, passaram a ser limitadas a valores inferiores a 6,5 kN. O conceito tradicional de limitador de carga ĂŠ baseado na torção de um eixo metĂĄlico solidĂĄrio ao carretel do retrator. Quando o cadarço oferece uma força de resistĂŞncia Ă movimentação do tĂłrax que atinge o patamar de força estabelecido para o limitador de carga, a torção do eixo metĂĄlico permite o giro do carretel e conseqĂźentemente libera a extração de cadarço (ÂœÂ™Â˜Â˜Â•Čą out), mantendo a força dentro do nĂ­vel desejado. Fig. 63: vista explodida do eixo de torção (limitador de carga), carretel de enrolamento do cadarço e da roda de esferas.

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Â˜ČąÂ?›¤Ä™ÂŒÂ˜ČąÂŠČąÂœÂŽÂ?ž’›ȹǝĹœĹšǟȹÂœ¨Â˜ČąÂ–˜œÂ?›ŠÂ?ÂŠÂœČąÂŠÂœČąÂŒÂžÂ›Â&#x;ÂŠÂœČąÂŒÂŠÂ›ÂŠÂŒÂ?ÂŽÂ›Ă‡ÂœÂ?Â’ÂŒÂŠÂœČąÂ?ÂŽČą força no ramo diagonal do cinto de segurança para cintos convencionais e para cintos com prĂŠ-tensionador e limitador de carga. Para o cinto convencional nota-se uma curva onde a força contra o tĂłrax começa a aumentar em um instante posterior em relação ao cinto prĂŠ-tensionado (PT – efeito do prĂŠ-tensionador). Isso ĂŠ decorrĂŞncia do ÂœÂ™Â˜Â˜Â•ČąÂ’Â— do prĂŠ-tensionador que faz com que a resistĂŞncia oferecida pelo cadarço ao ocupante ocorra antes e, portanto, melhore a retenção. Outro aspecto do cinto tradicional ĂŠ a elevação da força (F2) proporcionalmente Ă carga aplicada sem que haja um alĂ­vio da mesma.

As extremidades do cadarço sĂŁo ligadas respectivamente a um terminal metĂĄlico de ancoragem atravĂŠs de costura (que deve atender a cargas prescritas de tração – geralmente em torno de 15 kN) e ao retrator atravĂŠs de encaixe no carretel onde uma alça costurada ĂŠ travada atravĂŠs de um pino de segurança.

)LJ WHUPLQDO GH Âż[DomR GR FDGDUoR j HVWUXWXUD GR YHtFXOR

)LJ JUiÂżFR FRPSDUDWLYR GH IRUoD DSOLFDGD DR WyUD[ GH XP FLQWR VHP SUp WHQVLRQDGRU WUDFHMDGR HP UHODomR D XP FLQWR FRP SUp WHQVLRQDGRU

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No caso particular das listras, elas são tambÊm utilizadas algumas vezes para diferenciar cadarços com diferentes alongamentos. Quando o veículo por exemplo possui alongamentos diferentes nos cintos de segurança dianteiros e traseiros, costuma-se diferenciå-los na aparência, variando a quantidade de listras por exemplo. (TambÊm Ê um artifício de controle para os fabricantes de cadarço).

O cadarço do cinto Ê um componente que deve ter as suas propriedades mantidas mesmo após longo tempo de uso. Não podem ocorrer desgastes naturais e nem devido ao mau uso. Abaixo vemos algumas fotos de danos que podem causar o rompimento do cadarço no caso de um acidente.

Fig. 65: níveis de força nos ramos subabdominais (verde e azul claro) e diagonais (vermelho e azul escuro) em cinto de segurança sem limitadores de carga nos retratores.

Fig 70: cadarço com 5 listras (esq.) e com 8 listras (dir.).

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)LJ IXURV GHVÂżDPHQWRV H LQtFLR GH UXSWXUD FRPSURPHWHP D SHUIRUPDQFH GR FDGDUoR durante um acidente.

Fig. 66: patamares de força nos ramos subabdominais (verde e azul claro) e diagonais (vermelho e azul escuro) em cinto de segurança com limitadores de carga nos retratores, nesse caso, limitando a carga entre 4 e 5 kN.

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No caso do cinto com limitação de carga a força cresce até o momento em que a barra de torção começa a agir. A partir daí a força (F1) Ȯȱ ȱę ǯȱŜŚȱȬȱȱ ȱ ȱ ȱ Ç ȱ ȱǻ ȱ ȱ ¡ ȱ pequenas oscilações) fazendo com que o cadarço não exerça grande pressão sobre o ocupante, principalmente na região toráxica. Se avaliarmos a energia cinética a ser absorvida pelo sistema de retenção ȱ ȱ ¨ ǰȱ ȱ ȱ ¤ę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ·Ȭ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ę £ȱ ȱ início do processo (área PT). Apesar do limitador de carga “diminuir” o poder de retenção do sistema cinto de segurança no que diz respeito a oferecer uma alta resistência ao deslocamento, ele prolonga o tempo de retenção do ocupante, o que também é desejável. Isso é visto primeiramente na diferença entre F1 e F2 (LC). Observa-se que o cinto convencional “trabalhou” mais enquanto sistema de retenção (durante o período de limitação da carga), apesar de ter prejudicado a carga no tórax.

O comprimento do cadarço dependerá do projeto ( ) do veículo. Ele está diretamente ligado à localização dos pontos de ancoragem. Muitas montadoras de veículos possuem critérios internos em relação a comprimento de cadarço para atendimento a padrões ergo â ȱ Çę ǯȱ Ȭ ȱ ę ȱ ǰȱ ȱ · ǰȱȱ ȱ Ç ȱ ȱ passeio com “convencional”, o comprimento total do cadarço está em torno de 3000 mm. ȱ ȱ Çę ȱ ȱ ³¨ ȱ · ȱ ǻ Ȭ ŗŜȱ Ȯȱ ¡ ȱ ŗŝǼȱ há um requisito mínimo de comprimento de cadarço caso o fabricante queira que seu veículo seja homologado na comunidade européia para utilizar cadeirinhas de criança do tipo universal. Se o comprimento do ³ ȱ ¨ ȱ ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ ǰȱ ȱę ȱ ¡ ǰȱ ȱ ȱę ¤ȱ ȱ ȱ ȱ alguns tipos de cadeirinhas para criança.

)LJ GLVSRVLWLYR SDUD YHUL¿FDomR GR FRPSULPHQWR GR FDGDUoR SDUD XVR GH FDGHLULQKDV GH criança do tipo universal (ECE-R16 Anexo 17).

)LJ D HVTXHPD GH IXQFLRQDPHQWR GH XP VLVWHPD GH UHGXomR GH FDUJD DWUDYpV GD GHIRUmação da carcaça do retrator.

Mesmo em veículos sem o sistema de pré–tensionamento ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ·ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ convencionais. (Deve-se lembrar que o dimensionamento do volante (no caso do motorista) é de fundamental importância pois o mesmo é parte essencial do sistema de retenção).

A largura do cadarço também pode variar de acordo com o projeto do veículo, porém via de regra não deve ser menor que 46 mm. (De acordo com a NBR 7337 essa largura deve ser medida sob carga de 9,8 kN). A aparência do cadarço também possui suas particularidades. Normalmente são seguidos os requisitos de cores, listras, etc., determinados pelos departamentos de design das empresas.

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Com o surgimento e a aplicação de sensores de aproximação nos veículos, a performance dos prÊ-tensionadores pôde ser ainda mais otimizada. Esses sensores são responsåveis por informar à uma central eletrônica no veículo que o mesmo irå se chocar contra um obståculo, um pedestre ou outro veículo. Nesse instante, essa central dispara uma sÊrie de informaçþes para os sistemas de segurança passiva, entre eles o sistema de prÊ-tensionamento do cinto que pode ser ativado antes mesmo da colisão, otimizando assim a proteção dos ocupantes.

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)LJ D FXUYD GH DORQJDPHQWR GH XP FDGDUoR 2 DORQJDPHQWR QRPLQDO p GHÂżQLGR para uma carga de 11,1 kN. Nota-se que para cargas de 20 kN atinge-se cerca de 13% de alongamento nesse caso.

No caso dos cadarços de cintos de segurança, os alongamentos sĂŁo Â&#x;Ž›’ęŒŠÂ?Â˜ÂœČąÂŒÂ˜Â–ČąÂŠÂ™Â•Â’ÂŒÂŠ³¨Â˜ČąÂ?ÂŽČąÂŒÂŠÂ›Â?ŠȹÂ?ÂŽČąÂ?›Š³¨Â˜ČąÂ?Žȹŗŗǰŗȹ” ÇŻČą Ž›Š•–Ž—Â?ÂŽČą variam de 6 a 13% mas existem veĂ­culos equipados com alongamento de 17% por exemplo. (A norma brasileira NBR 7337 limita o alonga–Ž—Â?Â˜ČąÂŽÂ–ČąĹ˜ĹœĆ–ǟǯȹ ČąÂ?Žę—’³¨Â˜ČąÂ?Â˜ČąÂŠÂ•Â˜Â—Â?Š–Ž—Â?˜ȹ¡ȹ’–™˜›Â?Š—Â?Žȹ™Š›ŠȹŠȹ›Žtenção ideal do ocupante. Dessa forma, o alongamento ĂŠ uma variĂĄvel que deve ser muito bem analisada durante o projeto do sistema de retenção, principalmente em veĂ­culos sem Š’›‹ŠÂ?Âœ. Os cadarços devem atender uma sĂŠrie de requisitos normalizados. Podemos citar como os mais importantes: • Força mĂĄxima de tração • ResistĂŞncia Ă abrasĂŁo • Exposição Ă luz ( luz de carvĂŁo e luz quente) • Comportamento apĂłs armazenamento no calor • Comportamento apĂłs armazenamento no frio • Comportamento apĂłs ação da ĂĄgua • Firmeza da cor • Flamabilidade • Rigidez longitudinal e transversal • ResistĂŞncia a microorganismos

)LJ JUiÂżFR FRPSDUDWLYR HQWUH D SHUIRUPDQFH GH FLQWRV GH VHJXUDQoD FRQYHQFLRQDLV OLQKD FRQWtQXD FRP SUp WHQVLRQDGRU DFLRQDGR DSyV R LPSDFWR OLQKD WUDFHMDGD H FRP SUp tensionador acionado antes do impacto (linha pontilhada).

Â˜ČąÂ?›¤Ä™ÂŒÂ˜ČąÂŠÂŒÂ’–Šȹ¡ȹÂ™Â˜ÂœÂœĂ‡Â&#x;ÂŽÂ•ČąÂ˜Â‹ÂœÂŽÂ›Â&#x;Š›ȹŽ–ȹÂ&#x;ÂŽÂ›Â–ÂŽÂ•Â‘Â˜ČąÂ˜ČąÂŒÂ˜Â–Â™Â˜Â›Â?Š–Ž—to de um prĂŠ-tensionador acionado antes do instante do choque (0 ms); em azul escuro um prĂŠ-tensionador acionado logo apĂłs o choque e em azul claro um cinto de segurança convencional que inicia o processo de retenção dos ocupantes muito apĂłs o instante do choque. CADARÇO DOS CINTOS DE SEGURANÇA O cadarço do sistema cinto de segurança ĂŠ o componente atravĂŠs Â?Â˜ČąÂšÂžÂŠÂ•ȹ¡ȹÂ?ÂŽÂ’Â?Â˜ČąÂ˜ČąÂŠÂŒÂ’Â—Â?ž›Š–Ž—Â?Â˜ČąÂ?Â˜ÂœČąÂ˜ÂŒÂžÂ™ÂŠÂ—Â?ÂŽÂœÇŻČą1ȹž–ŠȹÂ?’›Šȹ̎¥ÇÂ&#x;Ž•ǰȹŽ–ȹ geral feita de material tecido. Deve apresentar a caracterĂ­stica de amortecer o ocupante de ma-

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neira uniforme sem torcer quando tensionado. Utilizando os conceitos clássicos da Física (Energia = Força x Deslocamento), um bom cinto de segurança deve ter a habilidade de absorver a energia do ocupante em uma distância adequada e reduzir os níveis de força aplicados aos mesmos. Para absorver energia, o cadarço é dotado de um alongamento. ȱ·ȱ ȱ ȱ ȱę ȱ ȱ · ȱȱ ȱ zadas. (As solicitações a que os cadarços são submetidos em acidentes reais, via de regra não superam os requisitos de fabricação estabelecidos pelas montadoras). ȱę ȱ ȱ · ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ de otimizar a absorção de energia e minimizar as forças exercidas so ȱ ȱ ǯȱ ȱ ¡ ȱ·ȱ ȱę ȱ TM. A padronagem, (estudo da formação de tecidos), estabelece normas e nomenclatura para os diferentes tipos de cadarços. No que diz respeito às características de manufatura do cadarço, a ³¨ ȱ ȱ·ȱ ȱ ȱǻ ȱ ȱę ȱ ȱ fundo e de ourela) enquanto que a porção transversal é denomina ȱ ǯȱǻ ȱę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ¨ ȱ ȱę ȱ ȱ constituem com a trama o tecido propriamente dito enquanto que os ę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱę ȱ reforçar as laterais do tecido). ȱ ȱ ȱę ȱ ȱ ä ȱ ȱ ȱ·ȱ ȱ cional à resistência do cadarço. Já o número de tramas por centímetro ǻ Ȧ Ǽȱ ę ȱ ȱ £ȱ ȱ ȱ ³ ǯ ȱ ę ȱ £ ȱ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ³ ȱ ȱ exemplo é o de densidade linear (título) 1670 dtex (unidade têxtil17). ȱ ȱŗŜŝŖȱ·ȱ ȱ ȱ ȱ ȱę ȱ £ ȱ ȱ ȱ ȱ ę ǯȱ ȱ ȱ ę ȱ ¨ ȱ ę ȱ ȱ ŗŜŝŖȦŗŖśȱ ȱ ŗŖśȱ·ȱ ȱ ȱ ȱę ȱ ȱ ä ȱ ȱę ǯȱǻ ȱ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ¨ ȱ ȱ ¡ȱǻŗȱ ȱ ȱŗŖŖŖȱ ȱ ȱę Ǽǰȱ ȱ ¡ȱǻŗȱ ȱ ȱ ŗȱ ȱ ȱę Ǽȱ ȱ ȱ ȱǻŗȱ ȱ ȱşŖŖŖȱ ȱ ȱę Ǽǯ ȱ ȱ ³¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ¨ ȱ £ ȱę ȱ ǰȱ ȱ ȱśśŖȱ ¡ȱ ȱ ¡ ǯȱǻ ȱ £ ³¨ ȱ ȱ ȱę ȱ ȱ ȱ aumentaria a espessura do cadarço o que pode ocasionar problemas 17 ¡ȱ ǻŖǰŗȱ ¡Ǽȱ ·ȱ ȱ ȱ ȱ ¤ ȱ ¡ ȱ ǻ ȱ ȱ ³¨ Ǽǰȱ ȱ ę ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱŗŖǯŖŖŖȱ ȱ ȱ ȱę ȱ ȱ ¨ ǯ

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de enrolamento do mesmo no carretel). Via de regra, tanto para o ur ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ¨ ȱ £ ȱę ȱ ȱ · ǯ Após a tecelagem, o cadarço passa pelo processo de tingimento. (No caso do cadarço tinto em massa, o tingimento é feito no próprio ę ȱ ȱ ȱę ³¨ Ǽǯ Durante o tingimento, o cadarço tende a encolher. Para evitar esse fenômeno, esse processo é feito em conjunto com o estiramento, que mantém o cadarço tracionado. As variações no processo de estiramen ȱ ·ȱ ȱ ę ¨ ȱ ȱ ȱ ȱ ³ ȱ ȱ ǯȱ ȱ ȱ ȱ ȱ ȱ·ȱ £ ȱ · ȱ ȱ ȱ ȱ ęxação (em torno de 210° C). Finalmente o cadarço passa pela calandra para que haja a padronização da espessura do cadarço e não haja problema de enrolamento no carretel. Uma outra característica importante durante a tecelagem é o arredondamento das bordas do cadarço. Isso é necessário para evitar lesões no ocupante, principalmente na região do pescoço. Inicialmente esse processo era realizado através de uma tecnologia denominada Ě ¡®ȱǰȱ ȱ ȱ ȱ Çę ȱ ȱ ȱ ȱ ǯȱ ȱ teares modernos já apresentam a função de arredondamento de bordas incorporada. (O arredondamento das bordas é realizado através ȱ ³¨ ȱ ȱ ę ȱ ȱ Ǽǯ Fig. 68: cadarço com bordas protegidas (arredondadas).

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