PT1919316E - Célula de proteção craniana (cpc) - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO CÉLULA DE PROTEÇÃO CRANIANA (CPC)

Trata o presente relatório da descrição detalhada, acompanhada de desenhos elucidativos, de um novo conceito de protecção do crânio, chamado Célula de Protecção Craniana (CPC), a qual se trata de um equipamento de protecção individual, com a finalidade de proteger a cabeça do utilizador contra impactos e desacelerações, possuindo uma arquitectura inovadora e não apenas cosmética, que modifica os conceitos dos actuais "capacetes", que estão estabelecidos e imutáveis há pelo menos 30 anos. A presente invenção tem por finalidade substituir os actuais capacetes, onde o termo "capacete" é utilizado para identificar vários dispositivos de protecção individual para actividades das mais diversas (automobilístico, ciclístico, militar, construção civil, aeronáutico, etc.), todos seguindo o mesmo princípio, que é contestado e modificado através da Célula de Protecção Craniana, proposta nesta patente. O termo "capacete" é propositadamente evitado para deixar claro que a presente invenção, não se trata de um modelo de utilidade, mas sim de uma nova invenção que parte de um conceito inédito de funcionamento e configuração.

Observações pessoais feitas pelo autor/inventor durante a sua prática profissional, posteriormente fundamentadas por trabalhos científicos, demonstram que o crânio, do homem e de vários animais, tem características que o torna, em conjunto com outros detalhes anatómicos da cabeça, uma excepcional célula de protecção para o cérebro que, em essência, é a 1 estrutura que nos torna o que somos e que qualquer dispositivo de sequrança deve preservar.

Isto pode facilmente ser notado na natureza, quando se observam os cabritos monteses (Capra hircus) a disputarem os seus territórios com cabeçadas frontais a grande velocidade, sem danos significativos.

Os actuais capacetes automobilísticos, os quais a CPC pode substituir com vantagens, são grandes e pesados, factos que, infelizmente, desencorajam o seu uso. Esses capacetes, devido à sua configuração, expõem a junção crânio-cervical, limitam o campo visual, não conseguem evitar a rotação interna da cabeça no seu interior quando do impacto, provocando lesões na face e região occipital (lembramos o acidente de Rubens Barrichello naquele fatídico GP de imola de 1994 - as imagens mostram, por breves instantes, que mais da metade do rosto está exposto, o que acabou por resultar em lesões da face e fractura nasal). 0 modelo actual de construção de capacetes tem pelo menos 30 anos, e apesar de proporcionar boa protecção contra impacto, neste período não sofreu qualquer inovação significativa, tanto na sua arquitectura como no uso de materiais que são as inovações que pretendemos com a CPC.

Três são as possibilidades de lesão do Sistema Nervoso Central (SNC) quando da ocorrência de um acidente: l-o impacto directo, que é dependente da força aplicada sobre determinada área; 2 - a desaceleração, relacionada com a quantidade de movimento, ou seja, relativa à inércia; 2 3 - e o que ocorre com maior frequência, que é uma combinação entre o impacto e a desaceleração, sendo mais grave na medida em que o impacto se desvia do centro de gravidade da cabeça, provocando aceleração angular.

Desse modo, conforme o exposto e o que nos ensina a mecânica de Newton, a intensidade da lesão desenvolvida é dependente da velocidade, da aceleração, do tempo (relativo ao movimento inicial e final) e da massa do objecto.

Portanto, é fundamental, diminuir a massa do capacete, para poder diminuir a possibilidade de ocorrência de lesões, conforme exposto acima, além do facto de que, ao aumentar a massa total da cabeça, os capacetes acabam por favorecer lesões na coluna cervical, que é o eixo de retenção do movimento da mesma.

Os actuais capacetes nada mais são do que uma "concha" de camada única de aproximadamente 4,5 mm de espessura de material polimerizado, revestido internamente por uma camada absorvente de impacto de isopor, ou outro material, que chega a ter 40 mm ou mais de espessura em alguns pontos, e ainda apresentando um forro de tecido para tentar proporcionar conforto. Esta conformação, como já foi dito, tem pelo menos 30 anos, e não pode sofrer mudanças significativas sem comprometer o seu desempenho dentro das normas actuais.

Estudos com tomografias computadorizadas de capacetes automotivos acidentados (Cooter, 1990), mostram a ocorrência de inúmeras fracturas, esmagamentos e descolamentos da estrutura dos mesmos, algumas imperceptíveis externamente. 3 A conclusão inevitável, do exposto acima, é de que este equipamento (o actual capacete) deve sofrer uma evolução conceptual que transformará a protecção à cabeça e ao cérebro em algo mais efectivo e eficiente. De tal forma que, para um dado impulso, o equipamento de protecção craniana deve diminuir a força média (ampliando o tempo durante o qual a força de impacto é aplicada) e consequentemente a aceleração, reduzindo as hipóteses de danos ao cérebro. É isto que propomos com a Célula de Protecção Craniana, CPC, objecto da presente patente. A seguir faz-se referência às Figuras que acompanham este relatório descritivo, para melhor entendimento e ilustração do mesmo, onde se vê: A Figura 1 mostra a Célula de Protecção Craniana (CPC), objecto da presente patente, em corte transversal destacando todos os seus detalhes de configuração e composição da estrutura da mesma. A Figura 2 mostra a Célula de Protecção Craniana (CPC) , objecto da presente patente, destacando a forma e colocação da camada interna de contacto, a qual apresenta um formato seguindo a estrutura óssea do crânio de acordo com as suturas do mesmo. A Figura 3 mostra um esquema da Célula de Protecção Craniana (CPC), objecto da presente patente, numa possível forma de realização, destacando os seus detalhes de funcionamento de abertura e fecho na sua utilização pelo utilizador. A Célula de Protecção Craniana (CPC), objecto da presente patente, é um equipamento de segurança para a cabeça, que tem como inovação a inspiração da sua construção com base no 4 crânio humano, em especial na sua camada óssea dupla externa, e noutros detalhes anatómicos de preservação do cérebro. A Célula de Protecção Craniana (CPC) (1) é descrita como: 1 - Uma estrutura rígida (2) que envolve o crânio (3) e a face (4) em toda sua extensão, da região sub-mentoniana até a parte inferior da protuberância occipital, estendendo-se à junção crânio-cervical, com abertura para os olhos (5), preservando e ampliando o campo visual do utilizador em função de sua menor espessura. 2 - A "chin bar", ou barra de protecção do queixo (6), que se prolonga até a cobertura da região nasal (6a) e se movimenta em báscula (7), na direcção da viseira, permitindo a sua fácil colocação e principalmente a sua fácil retirada em caso de acidente, sem risco de agravamento de danos na coluna cervical. Da região sub-mentoniana a "chin bar" prolonga-se para baixo do queixo (6b) limitando a rotação da cabeça e exposição da face em caso de impacto (quarta inovação) . Toda esta arquitectura só é possível porque a Célula de Protecção Craniana (CPC) é consideravelmente menor e mais leve do que as suas equivalentes actuais. 3-0 casco externo apresenta uma dupla camada (8) simulando os ossos chatos do crânio e é uma inovação em relação ao que existe hoje. A lâmina externa (8a) e interna (8b) desta camada é de material polimerizado e tenacificado com auxilio de modificadores de impactos à base de elastómero, em principio em resina poliéster, ou material equivalente, classificado como termo fixo ou termo rigido, o qual pode ser aditivado com cargas minerais micronizadas, retardantes de chamas ou não, dependendo da finalidade do seu uso, que, juntamente com uma manta ou tecido, preferencialmente, em aramida ou material equivalente, forma um compósito com 5 espessura de aproximadamente 2 mm por camada. No seu interior (9), entre as lâminas externa e interna, um material absorvente e dissipador de impacto, que é uma esponja de material trabeculado devidamente tratado com promotores de aderência e tenacifiçado com um gel de hilano. Esta estrutura trabeculada, que também é uma inovação, faz com que haja dissipação de energia de impacto através da estrutura anisotrópica, quando uma resultante de força incidir sobre a face externa da Célula de Protecção Craniana (CPC), de modo a ampliar a área de aplicação de força e a duração do tempo de impacto, por decomposição da força em pequenos vectores para direcções que não produzam desaceleração ou impacto danoso no cérebro. Com esta configuração, todo o casco externo da Célula de Protecção Craniana (CPC), deverá ter aproximadamente 1 cm de espessura total. 4 - Imediatamente abaixo do casco externo e aderido a este, também com a finalidade de proteger contra impactos directos, e também para oferecer maior conforto ao utilizador, coloca-se uma camada (10), de aproximadamente 10 mm de espessura, em espuma flexível de poliuretano (PU), obtida da reacção de isocianato com um poliol elastomérico, recheada de plásticos bolha, ou material equivalente, que permitirão uma deformação não permanente, mas de absorção de impacto mecânico e pneumático. Para melhor distribuição de carga que possa eventualmente, passar pela estrutura anisotrópica do material esponjoso para a camada inferior de material polimerizado, há nesta uma ramificação de polietileno reticulado, com densidade de aproximadamente 250 kg/m3, que passa através da espuma flexível de PU, acima citada, com a mesma espessura de aproximadamente 10 mm, cuja finalidade é distribuir e redireccionar a força aplicada para as áreas de maior resistência do crânio. Esta camada, portanto, é também uma inovação. 6 5-0 apoio da estrutura descrita com o crânio faz-se através de células fechadas e preenchidas (11), com polímero visco-elástico em forma de gel, ou preenchidas por ar ou gás, podendo ser pressurizado ou não, ou ainda preenchidas com material equivalente, com as mesmas propriedades, apoiadas nas regiões das suturas cranianas, com prolongamentos para as superfícies ósseas (12). Tais prolongamentos têm espaço livre para expansão. Além destes pontos (suturas) o apoio faz-se também na face, nas regiões frontais (13), maxilas (14), mento (15), arco da mandíbula (16) e mastóides (17) . Esta configuração tem a finalidade de dissipar e absorver eventuais vectores de força que passarem pelas camadas anteriores e é também uma inovação.

Com a referida arquitectura o equipamento de protecção, ou Célula de Protecção Craniana (CPC), deverá ser consideravelmente menor e mais leve, comparando-se aos seus equivalentes de mercado, os chamados capacetes. 0 seu peso final, conforme descrito, é estimado em valores entre 0,8 e 1 kg, o que significa uma redução muito significativa em relação aos capacetes actuais cujo peso ronda os 1,4 kg.

Assim, como já exaustivamente relatado acima, a Célula de Protecção Craniana (CPC) deve ser utilizada pelo utilizador no sentido de evitar lesões directas ocorridas por impacto, e indirectas ocorridas por desaceleração, resistindo e ao mesmo tempo ampliando o tempo durante o qual uma força de contacto é aplicada na cabeça, prevenindo, desse modo lesões localizadas (por impacto) ou difusas (por desaceleração) no cérebro e demais estruturas internas do crânio, sem se esquecer da sua capacidade de preservar a coluna cervical em função de sua menor massa. 7

Como já foi dito e demonstrado, a inovação trazida pela "CÉLULA DE PROTEÇÃO CRANIANA (CPC)", quando comparada com os actuais capacetes, torna a protecção do crânio consideravelmente mais efectiva, ampliando a protecção contra lesões por impacto, desaceleração e da coluna cervical e, sendo menor e mais leve, estimula o uso numa situação de crescente utilização de motocicletas, colaborando para diminuir o enorme custo social e financeiro provocado por acidentes motociclísticos, além de ampliar a protecção para vários outros tipos de actividades que colocam em risco a integridade do crânio e, por consequência, do Sistema Nervoso Central.

De acordo com as características de funcionamento e configuração, acima descritas, pode-se notar claramente que a "CÉLULA DE PROTEÇÃO CRANIANA (CPC)", se trata de um objecto totalmente novo para o Estado da Técnica, a qual se reveste de condições que a fazem merecer o Privilégio de Patente de Invenção. 06-05-2010 8

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÃO 1 - CÉLULA DE PROTEÇÃO CRANIANA (CPC), equipamento de protecção individual, com a finalidade de proteger a cabeça do utilizador contra impactos e desacelerações, caracterizada por se tratar de uma estrutura rígida (2) que envolve o crânio (3) e a face (4) em toda sua extensão, da região sub- mentoniana até a parte inferior da protuberância occipital, estendendo-se à junção crânio-cervical, com abertura para os olhos (5), com a barra de protecção do queixo (6), prolongando-se até a cobertura da região nasal (6a) e movimentando-se em báscula (7), na direcção da viseira, e com a mesma prolongando-se da região sub-mentoniana para baixo do queixo (6b) limitando a rotação da cabeça e exposição da face em caso de impacto; onde o casco externo apresenta dupla camada (8) simulando os ossos chatos do crânio com a lâmina externa (8a) e interna (8b) desta camada em material polimerizado e tenacificado em resina poliéster com auxílio de modificadores de impactos a base de elastómero, ou material equivalente, o qual pode ser ou não aditivado com materiais retardantes de chamas, juntamente com uma manta ou tecido, preferencialmente, em aramida ou material equivalente, forma um compósito com espessura de aproximadamente 2 mm por camada; onde no seu interior (9), entre as lâminas externa e interna, coloca-se um material absorvedor e dissipador de impacto, podendo ser uma esponja de material trabeculado e tenacificado com um gel de hilano, ou semelhante, permitindo a dissipação de energia de impacto através da estrutura anisotrópica, tendo aproximadamente 1 cm de espessura total; onde imediatamente abaixo do casco externo e aderido a este se coloca uma camada (10), de aproximadamente 10 mm de espessura, preferencialmente em espuma flexível de poliuretano (PU), recheada de plásticos 1 bolhas, ou material equivalente, que permite uma deformação não permanente; onde na passagem da estrutura anisotrópica para a camada inferior de material polimerizado, há uma ramificação de polietileno reticulado, com densidade de aproximadamente 250 kg/m3, que passa através da espuma flexível de PU, com espessura de aproximadamente 10 mm, que distribui e redirecciona a força aplicada para as áreas de maior resistência do crânio; onde o apoio da estrutura com o crânio se faz através de células fechadas e preenchidas (11), com polímero visco-elástico em forma de gel, ou ar ou gás, podendo ser pressurizado ou não, ou ainda preenchidas com material equivalente, sendo apoiadas nas regiões das suturas cranianas, com prolongamentos para as superfícies ósseas (12), apresentando espaços livres de expansão; onde este apoio também se faz na face, nas regiões frontais (13), maxilas (14), mento (15), arco da mandíbula (16) e mastóides (17) . 2