Como os capacetes de equitação protegem sua cabeça

Stephanie Bonin, PhD, PE, engenheira forense que estuda biomecânica de lesões, trabalha para a firma MEA Forensic do sul da Califórnia. Ex-piloto de eventos e auto-descrita nerd que adora modelagem por computador, ela estuda lesões cerebrais e proteção de capacete. Sua apresentação na inauguração do Horse Industry Safety Summit, realizada em 23 de abril no Spindletop Hall da Universidade de Kentucky, em Lexington, analisou como os capacetes protegem a cabeça de um piloto.Em sua pesquisa com o MEA, Bonin examina como a cabeça humana responde à lesão e avalia o “esmagamento” observado em um capacete para ver o que a cabeça e o cérebro experimentaram no impacto. Sua pesquisa contribui para o banco de dados de concussão capturando a cinemática do impacto da cabeça (um ramo da mecânica clássica que descreve o movimento de pontos, objetos e grupos de objetos sem considerar as forças que causaram o movimento), correlacionando cinemática com diagnósticos clínicos e melhorando o capacete protecção.

“O que a cabeça está experimentando durante uma queda, e como nós sabemos para o que projetar um capacete?” Ela disse “Qual é o ponto de partida? Temos que entender o que acontece para fazer mudanças no design do capacete. ”

Bonin disse que as lesões cerebrais são tipicamente classificadas como focais (que incluem hematomas, hemorragias, contusões, fraturas cranianas e edema) ou difusas (o que inclui concussão e indica que a lesão ocorreu em todo o tecido cerebral). Essas lesões podem ser causadas por:

• Aceleração linear (que provavelmente causa problemas como fratura craniana, hematoma epidural ou contusões secundárias à fratura craniana); e / ou
• Aceleração rotacional (que provavelmente causará problemas incluindo concussão e lesão axonal difusa).

Ambos os tipos de aceleração causam tensão cerebral.

Ela disse que estudar aceleração linear ajuda cientistas e médicos a entender o trauma que uma pessoa deve experimentar para a lesão resultar em uma concussão. Ela descreveu como, na indústria automotiva, os pesquisadores usam bonecos de teste com acelerômetros para registrar a aceleração durante o impacto. Em seguida, eles usam os dados do acelerômetro para correlacionar a aceleração falsa à lesão.

“Estamos medindo 10 milissegundos de aceleração”, disse Bonnin. “Boca guardas são outra maneira de coletar dados; nossos dentes superiores estão acoplados aos nossos crânios, então você obtém a coleta de dados. ”

Bonin disse que os capacetes de equitação são projetados para reduzir as acelerações lineares de pico (“A casca dura evita que as coisas penetrem no crânio e a espuma absorve energia”, disse ela) e alguns fabricantes estão começando a produzir capacetes projetados para reduzir a aceleração rotacional. bem.

“Os padrões de capacetes para equitação não exigem redução de aceleração rotacional – ainda”, disse ela. “No entanto, a tecnologia do sistema multi-direcional de proteção contra impactos, ou MIPS, é usada no design de capacetes em outras aplicações, como capacetes para bicicletas e motocicletas. Com os capacetes MIPS, o revestimento se move em relação à superfície interna em relação à superfície externa. Sistemas MIPS foram mostrados para reduzir a energia rotacional e, portanto, eles adicionam proteção adicional contra lesões cerebrais. ”

Os próximos passos de Bonin na promoção da pesquisa de capacetes de equitação incluem testes de sistemas de gerenciamento de rotação, correlacionando testes a impactos reais e coletando dados sobre quedas de motociclistas. Ela também está interessada em criar “nuvens de pontos” (simplesmente, um conjunto de pontos de dados) de pistas usando câmeras virtuais 3D para que ela possa avaliar no ambiente virtual sobrepondo vídeo a modelos de piloto 3-D.

Karin Pekarchik, associada sênior de extensão para o ensino a distância no Departamento de Engenharia Agrícola e Biosistemas do Reino Unido, atuou no comitê de planejamento do Horse Industry Safety Summit.