Pesquisador: como os cavaleiros caem devem influenciar o design do capacete

A maioria dos capacetes de equitação pode não ser projetada de forma ideal para os tipos de quedas que os cavaleiros experimentam, mostrou um estudo.

Testes de capacete padronizados medem a reação do equipamento ao bater em uma bigorna de aço, mas os cavaleiros geralmente caem em superfícies mais macias e menos rígidas. Eles também tendem a girar seus corpos e cabeças quando caem se o cavalo estiver em movimento, o que pode resultar em tipos de forças muito diferentes em comparação com uma queda direta em uma bigorna, disse Michael Gilchrist, PhD, Professor de Engenharia Mecânica na University College Dublin, Irlanda.

“Isso não quer dizer que os capacetes atuais não sejam seguros, mas a ideia é entender se eles são adequadamente seguros ou se há espaço para torná-los ainda mais seguros”, disse Gilchrist.

Gilchrist e seus colegas pesquisadores equiparam uma forma padrão de cabeça humana adulta com acelerômetros e capacetes jóquei disponíveis no mercado. Eles criaram três tipos de superfícies de patamar: a bigorna de teste de aço padrão, uma superfície de gramado feita com terra de um centro equestre e uma superfície de areia feita de areia de arena.

Os cientistas colocaram essas superfícies sob um sistema automático de queda com um monotrilho que liberou a forma da cabeça protegida por capacete de um gancho na altura da cabeça de um piloto enquanto estava montado. Eles calcularam as forças e a direção do impacto, bem como os efeitos estimados no cérebro usando um modelo de trauma cerebral previamente validado.

Eles descobriram que os impactos na bigorna de aço resultaram em durações de impacto muito mais curtas em comparação com a grama ou areia, com acelerações lineares e rotacionais significativamente maiores. Essa energia foi transferida para a cabeça, causando acelerações de alta magnitude de curto prazo, disse ele.

Impactos de queda direta nas superfícies mais macias – areia e grama – causaram menos aceleração linear e rotacional, mas esses impactos duraram mais , disse ele. Isso significa que a cabeça e o capacete foram empurrados contra a superfície por um período maior do que a bigorna de aço. Tempos de impacto mais longos podem contribuir para concussões, apesar dos níveis mais baixos de aceleração e força de pico.

Em uma queda real, a cabeça geralmente gira

O estudo de Gilchrist analisou apenas quedas retas nas três superfícies, mas em condições do mundo real, as cabeças dos cavaleiros provavelmente obteriam muito mais movimento rotacional durante a queda se o cavalo estiver em movimento, disse ele.

“Uma das deficiências nos designs atuais da (maioria) dos capacetes é que eles não levam em consideração a aceleração rotacional de maneira adequada”, disse Gilchrist.

“Você pode imaginar que, se um jóquei cair de um cavalo, a cabeça ficará sujeita ao movimento para frente e ao movimento vertical”, explicou ele. “Portanto, haverá uma combinação de desaceleração linear e desaceleração rotacional no momento do impacto contra o solo. O movimento rotacional irá efetivamente causar um tipo diferente de deformação no tecido cerebral e no forro de absorção de energia do capacete, ou seja, cisalhamento, que é diferente da compressão.

“Portanto, novos padrões de teste e, conseqüentemente, novos capacetes devem realmente ser projetados para levar em conta esses dois tipos de forças”, disse ele.

Os padrões de teste atuais foram projetados para serem fáceis de repetir em condições idênticas em todo o mundo – daí a ideia de um “padrão”, disse Gilchrist. Isso é mais complicado ao tentar adicionar superfícies diferentes e especialmente mais suaves que podem variar em consistência, tornando-se um desafio de padronização.

“Os testes são projetados como a melhor tentativa de replicar as condições do mundo real”, disse Gilchrist. “Mas nosso argumento seria que há espaço para torná-los ainda mais representativos das verdadeiras condições cinemáticas em caso de queda. E é isso que nosso trabalho está tentando fazer ”.

O estudo não analisou capacetes equestres com o sistema Mips mais recente e patenteado, projetado para movimentos multidirecionais e usado em esportes de neve e moto. “Isso é algo que planejamos investigar nos próximos meses”, disse Gilchrist. “No entanto, a tecnologia Mips é projetada especificamente para atenuar a aceleração rotacional e, em princípio, isso deve ser mais eficaz do que capacetes convencionais.”

Clark JM, Connor TA, Post A, Hoshizaki TB, Gilchrist MD. O estudo “A influência da superfície de impacto na cinemática da cabeça e na resposta do tecido cerebral durante impactos com capacetes equestres”, foi publicado pela revista Sports Biomechanics .