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1 (11) Número de Publicação: PT (51) Classificação Internacional: A42B 3/00 (2006) (12) FASCÍCULO DE PATENTE DE INVENÇÃO (22) Data de pedido: (30) Prioridade(s): (43) Data de publicação do pedido: (73) Titular(es): NEXXPRO-FÁBRICA DE CAPACETES, LDA. ZONA INDUSTRIAL DA AMOREIRA DA GÂNDARA, LOTE Nº AMOREIRA DA GÂNDARA - ANADIA null-null null (72) Inventor(es): HÉLDER MIGUEL DE ALMEIDA LOUREIRO (74) Mandatário: PT PT ELSA MARIA MARTINS BARREIROS AMARAL CANHÃO RUA DO PATROCÍNIO LISBOA PT (54) Epígrafe: CAPACETE DE MOTOCICLISTA (57) Resumo: DIVULGA-SE UM CAPACETE DE PROTECÇÃO PARA MOTOCICLISMO QUE APRESENTA UM AUMENTO DE ISOLAMENTO ACÚSTICO QUE PERMITE REDUZIR O NÍVEL DE PRESSÃO SONORA SOBRE OS OUVIDOS DO UTILIZADOR QUE É SENSIVELMENTE METADE DO APRESENTADO PELO MELHOR CAPACETE DE TÉCNICA ANTERIOR. O CAPACETE DA INVENÇÃO COMPREENDE UMA CAMADA INTERIOR DE CONFORTO PARA CONTACTO DIRECTO COM O UTILIZADOR, UMA CAMADA INTERMÉDIA DE MATERIAL DE ABSORÇÃO DE ENERGIA DE IMPACTOS E UM CASCO EXTERIOR PARA DISPERSÃO DE ENERGIA DE IMPACTO. ALÉM DISSO, O CAPACETE DA INVENÇÃO COMPREENDE AINDA, PELO MENOS, UMA CAMADA DE ESPUMA COM UMA ESPESSURA COMPREENDIDA NO INTERVALO DE 1 MM A 5 MM, DISPOSTA DE MODO A REVESTIR O REFERIDO CASCO EXTERIOR E UMA CAMADA DE TECIDO COM UMA ESPESSURA DE 0,5 MM A 3 MM, DISPOSTA SOBRE A REFERIDA CAMADA DE ESPUMA.

2 RESUMO CAPACETE DE MOTOCICLISTA Divulga-se um capacete de protecção para motociclismo que apresenta um aumento de isolamento acústico que permite reduzir o nível de pressão sonora sobre os ouvidos do utilizador que é sensivelmente metade do apresentado pelo melhor capacete de técnica anterior. O capacete da invenção compreende uma camada interior de conforto para contacto directo com o utilizador, uma camada intermédia de material de absorção de energia de impactos e um casco exterior para dispersão de energia de impacto. Além disso, o capacete da invenção compreende ainda, pelo menos, uma camada de espuma com uma espessura compreendida no intervalo de 1 mm a 5 mm, disposta de modo a revestir o referido casco exterior e uma camada de tecido com uma espessura de 0,5 mm a 3 mm, disposta sobre a referida camada de espuma.

3 DESCRIÇÃO CAPACETE DE MOTOCICLISTA CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a capacetes de protecção com aplicação na indústria dos capacetes para utilizadores de veículos a motor e bicicletas, em particular, para utilizadores de motociclos. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Os capacetes de protecção para utilização em motociclos são concebidos para protegerem o utilizador de lesões em caso de acidente, nomeadamente de traumatismo craniano, que constitui uma das lesões mais graves a que o motociclista está sujeito. Para além do desenvolvimento de capacetes que limitem o efeito de um impacto sobre a cabeça do utilizador, a indústria procura, em simultâneo, dotar tais capacetes com outras características que visam melhorias estéticas e de conforto, ergonomia e isolamento acústico, sendo esta última particularmente importante para o motociclista. De um modo geral, os capacetes de moto compreendem quatro elementos principais: 1

4 um casco exterior, que pode ser constituído por material de fibras (estrutura compósita) ou em termoplástico (geralmente copolímero de acrilonitrilabutadieno-estireno denominado por ABS ou policarbonato designado por PC), que tem como objectivo dispersar a energia de impacto por uma área maior; uma camada intermédia de material para absorção de energia de impactos, geralmente constituída por espuma de poliestireno (EPS) e cuja principal função é absorver a energia de eventual impacto; uma camada interior de conforto do utilizador, construída em tecido e espuma, que fica em contacto directo com o utilizador; uma pré-cinta, responsável pelo aperto do capacete à cabeça, tendo como importante função fixar o capacete, impedindo-o de sair ou de se deslocar na cabeça do utilizador, sendo geralmente constituída por uma fita em poliéster e com um fecho (double D-ring ou micrométrico). Até à presente invenção, o isolamento acústico proporcionado ao capacete era conseguido, essencialmente, de três modos principais: através de alterações aerodinâmicas do casco exterior, o que implica análises e ensaios prévios complexos e dispendiosos, que provaram ser eficazes para regimes de escoamento sensivelmente laminar (para velocidades de circulação relativamente baixas com o condutor numa posição elevada em relação ao guiador, de modo a evitar a zona de variação geométrica do guiador), mas 2

5 com resultados pouco relevantes para escoamentos turbulentos; bloqueio da entrada de ar no capacete, que se situa, essencialmente, junto ao pescoço do utilizador. Esta solução torna-se incómoda para o utilizador uma vez que pode provocar uma redução do espaço útil para o pescoço do utilizador. aplicação de um material de isolamento acústico na zona próxima do ouvido do utilizador, para, em utilização, provocar um maior isolamento acústico através de um contacto directo com os ouvidos do utilizador, provocando algum desconforto em períodos pequenos de utilização e podendo tornar-se bastante incómodo para longos períodos de contacto. Outros modos de melhorar o isolamento acústico dos actuais capacetes de motociclismo têm-se revelado ineficazes ou excessivamente dispendiosos. Existe assim a necessidade de um capacete de protecção para motociclistas, que confira um isolamento acústico superior, particularmente para a condução a uma velocidade que proporcione ao condutor regimes de escoamento turbulento. SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um capacete de protecção para motociclismo, compreendendo uma camada interior de conforto 3

6 para contacto directo com o utilizador, uma camada intermédia de material de absorção de energia de impactos e um casco exterior para dispersão de energia de impacto, caracterizado por compreender ainda, pelo menos, uma camada de espuma disposta de modo a revestir o referido casco exterior e uma camada de tecido disposta sobre a referida camada de espuma. Num aspecto da invenção, a referida camada de espuma é seleccionada do grupo compreendendo poliuretano e poliuretano impregnado ou aglomerado com diversas espumas de melamina. Num outro aspecto, a camada de espuma possuir uma espessura compreendida no intervalo de 1 mm a 5 mm, de um modo preferido possui uma espessura de 2 mm. Ainda num outro aspecto da invenção, a referida camada de espuma é constituída por poliuretano flexível autocolante, com uma espessura de 2 mm. Noutro aspecto da presente invenção, a camada de tecido é seleccionada do grupo compreendendo napa, couro natural e couro sintético. Ainda noutro aspecto, uma camada de napa compreende uma camada superficial em poliuretano e uma base constituída por cerca de 35% de algodão e 65% de poliéster. 4

7 Num outro aspecto da invenção, a camada de tecido possui uma espessura de 0,5 mm a 3 mm, de um modo preferido de 1 mm. Numa forma de realização preferida do capacete da invenção, a referida camada de espuma é uma camada de poliuretano flexível autocolante com uma espessura de cerca de 2 mm e a referida camada de tecido é uma camada de napa que compreende uma camada superficial em poliuretano e uma base constituída por 35% de algodão e 65% de poliéster, em que a camada de tecido possui cerca de 1 mm de espessura. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A seguir procede-se à descrição detalhada da invenção em associação com os desenhos anexos, em que: A fig. 1 é um gráfico que ilustra a perda por inserção de cada um de três capacetes ensaiados, em espectro de 1/3 de oitava. A Fig. 2 é um gráfico que ilustra o nível sonoro obtido a partir de um ensaio realizado em túnel de vento simulando condições de escoamento laminar. A Fig. 3 é um gráfico que ilustra o nível sonoro obtido a partir de um ensaio realizado em túnel de vento simulando condições de escoamento turbulento. A Fig. 4 é um gráfico que ilustra o nível sonoro obtido a partir de um ensaio realizado em condições reais de utilização em estrada. 5

8 DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Verificou-se surpreendentemente que revestindo um capacete de técnica anterior com, pelo menos, uma camada de espuma seguida de uma camada de tecido, este apresenta um melhoramento absolutamente inesperado em termos de isolamento acústico para regimes de escoamento turbulento. O regime de escoamento laminar, como aqui mencionado, refere-se a um fluxo de ar apresentando um número de Reynolds (Re) inferior a cerca de O regime de escoamento turbulento aqui mencionado refere-se a um fluxo de ar com número de Reynolds (Re) superior a cerca de Note-se que os regimes de escoamento turbulento são os predominantemente experimentados por um motociclista em movimento. Numa forma de realização da invenção, a referida camada de espuma é constituída por poliuretano flexível autocolante possuindo uma espessura de cerca de 2 mm. A espessura que assegura o efeito técnico mencionado situa-se num intervalo de variação de 1 mm a 5 mm, de um modo preferido de 1 a 3 mm, de um modo muito preferido de cerca de 2 mm. As espumas passíveis de serem utilizadas poderão ser, entre outras, espumas de poliuretano impregnado ou aglomerado, com diversas formas ou espumas de melamina. 6

9 Numa forma de realização preferida da presente invenção, a camada de tecido que cobre a referida camada de espuma, é uma camada de napa, de cerca de 1 mm de espessura, compreendendo uma camada superficial em poliuretano (PU) e uma base constituída por cerca de 35% de algodão e 65% de poliéster. Note-se que embora a camada de tecido anterior seja a preferida, outras poderão ser utilizadas, nomeadamente, couro natural, e couro sintético, por exemplo. A espessura da camada de tecido pode variar de 0,5 mm a 3 mm, de um modo preferido de 1 mm a 2 mm, de um modo muito preferido deve possuir cerca de 1 mm. Efectivamente, verifica-se que a adição das referidas camadas de espuma e tecido não acrescentam qualquer melhoria de isolamento acústico em condições estáticas (utilizador parado submetido a um intervalo de frequências na gama audível - ver a Fig. 1) ou em condições de escoamento laminar (descrito acima). Este facto não surpreende o especialista na técnica, uma vez que não é razoável esperar que a adição de finas camadas de espuma e tecido proporcione um incremento mensurável ou, pelo menos, passível de ser detectado pelo ouvido humano, face à considerável barreira acústica que o capacete não revestido representa em comparação com as camadas adicionais per si. Contudo, após realização de ensaios acústicos comparativos, incluindo o capacete da invenção e outros capacetes de técnica anterior, entre os quais um capacete que constituía o estado da técnica mais evoluído em termos de isolamento acústico, constatou-se que, em condições de escoamento turbulento que configura a situação real experimentada pelo motociclista, o capacete da presente invenção apresenta um ganho de aproximadamente 3 db face a estes seus concorrentes. 7

10 Tendo em conta que uma redução de 3 db no ruído significa uma redução para metade na potência da fonte que o gera (o nível de pressão sonora reduz-se para metade a cada 3 db), verifica-se que um motociclista que utilize o capacete da presente invenção experimenta um nível de pressão sonora que é sensivelmente metade do valor observado pelo utilizador que utiliza o capacete do estado da técnica que era reconhecido como o melhor em termos de isolamento acústico. A título de exemplo, a existência de duas fontes sonoras de 50 db cada resultam numa única fonte de 53 db. Deste modo, o ganho de isolamento acústico obtido pelo capacete da presente invenção traduz-se, em termos práticos, num ganho semelhante ao que seria alcançado por um motociclista que utilizasse o equivalente a dois capacetes de técnica anterior em simultâneo. Para além da evidente vantagem técnica apresentada pelo capacete da presente invenção, refira-se também que esta solução proporciona ainda um ganho adicional que se prende com a possibilidade de aproveitar capacetes com pequenos defeitos de pintura/envernizamento, que noutras circunstâncias não poderiam ser comercializados e que constituíam um factor importante de desperdício económico que pode ser resolvido deste modo. Este facto resulta de o capacete ficar totalmente coberto pelas camadas de absorção de ruído (espuma e tecido), que escondem eventuais defeitos provenientes da pintura/envernizamento. 8

11 ENSAIOS As características de isolamento acústico do capacete foram testadas em laboratório especializado na realização de testes acústicos, com recurso a túnel de vento. Após realização dos testes em túnel de vento, foram realizados ensaios em condições reais de utilização, em estrada, de modo a obter os resultados reais da utilização desta nova solução, comparando-os com os resultados obtidos em laboratório. As Figuras 1 a 4 anexas mostram os resultados obtidos em ensaios acústicos realizados a três capacetes, dos quais dois correspondem a capacetes do estado da técnica e um terceiro corresponde ao capacete da presente invenção. Os referidos ensaios foram realizados em túnel de vento para simular (em condições de laboratório) uma utilização dos capacetes em escoamento laminar (Fig. 2) e em escoamento turbulento (Fig. 3). Foi também realizado um ensaio em condições reais de utilização, em estrada (Fig. 4), onde o escoamento predominante é o escoamento turbulento. Assim, os capacetes utilizados nos ensaios foram identificados como Cap 1, Cap 2, Cap 3, em que o Cap 1 é o capacete aceite pelos especialistas como o mais silencioso do estado da técnica, Cap 2 é um outro capacete do estado da técnica e Cap 3 é o capacete da presente invenção. 9

12 Ensaio acústico para escoamento nulo Foi ainda efectuado um ensaio em condições estáticas de escoamento nulo, ou seja, com o capacete imobilizado e não submetido a qualquer escoamento. Este ensaio consistiu na realização de uma medição da perda por inserção com vista a determinar o efeito de isolamento de cada capacete ao ruído exterior numa gama de frequências audíveis. A Fig. 1 mostra os resultados das medições de perda por inserção. Estas medições foram efectuadas em condições de escoamento nulo e traduzem o efeito de isolamento de cada capacete ao ruído exterior. Para este efeito, foi gerada uma gama audível de ruído inicial e foi medido esse ruído num manequim sem qualquer capacete colocado. Em seguida, cada capacete em teste foi colocado no manequim, tendo-se depois gerado exactamente a mesma gama de ruído e medido esse ruído pelo manequim (com o capacete colocado). O gráfico da Fig. 1 representa a diferença entre as duas medições (manequim sem capacete e manequim com capacete). Os valores negativos que surgem no gráfico da Fig. 1, significam que o capacete conseguiu atenuar o respectivo valor de ruído. Quando se verificam valores positivos, significa que, de algum modo, o capacete gerou mais ruído do que o que foi criado (devido a ressonância ou a qualquer outro factor). Os resultados obtidos revelaram a inexistência de uma variação significativa no que respeita ao isolamento ao ruído 10

13 exterior para os capacetes ensaiados em condições estáticas. Os resultados podem ser consultados no gráfico da Fig. 1. Ensaio acústico para escoamento laminar (túnel de vento) Os capacetes foram colocados a cerca de 0,5 m da saída do túnel de vento que foi preparado para produzir um escoamento laminar. Na Fig. 2 pode observar-se os resultados obtidos pelos capacetes em análise, tendo-se verificado, sem surpresa, que o Cap 1 apresentava o isolamento mais eficaz de todos os capacetes em teste. Este resultado era inteiramente esperado, uma vez que o Cap 1 era o capacete de referência em termos de isolamento acústico do estado da técnica. Ensaio acústico para escoamento turbulento (túnel de vento) Este ensaio seguiu a mesma metodologia que o anterior, sendo que o túnel de vento foi regulado para produzir um escoamento turbulento. A Fig. 3 apresenta os resultados deste ensaio, verificandose, surpreendentemente, que o melhor isolamento acústico nestas condições foi proporcionado pelo Cap 3 da presente invenção. 11

14 Note-se ainda que o Cap 1, do qual se esperavam os melhores resultados do ensaio, acabou por revelar um desempenho acústico inferior ao Cap 2 e ao Cap 3 nestas condições experimentais. Ensaio acústico para escoamento turbulento (estrada) Este ensaio foi realizado em condições reais de utilização dos capacetes, em que o mesmo piloto de testes utilizou os três capacetes em análise. A Fig. 4 apresenta os resultados do ensaio e revela inequivocamente que o Cap 3 da presente invenção proporciona um nível de isolamento acústico superior ao do Cap 1 em cerca de 3 db (mínimo), sendo esta diferença ainda significativamente superior, cerca de 5 db, para uma velocidade de cerca de 100 km/h. Estes resultados são inequívocos e evidenciam uma evolução técnica significativa em termos de isolamento acústico, que se traduz numa melhoria de conforto assinalável em utilização. Deve ser entendido que a presente descrição foi apresentada a título meramente exemplificativo com referência aos desenhos anexos, pelo que pode ser objecto de modificações e variações por parte de um especialista na técnica sem, contudo, sair do âmbito das reivindicações anexas. Lisboa, 7 de Novembro de

15 REIVINDICAÇÕES 1. Capacete de protecção para motociclismo, compreendendo uma camada interior de conforto, para contacto directo com o utilizador, uma camada intermédia de material de absorção de energia de impactos e um casco exterior, para dispersão de energia de impacto, caracterizado por compreender ainda, pelo menos, uma camada de espuma disposta de modo a revestir o referido casco exterior e uma camada de tecido disposta sobre a referida camada de espuma. 2. Capacete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida camada de espuma ser seleccionada do grupo compreendendo poliuretano e poliuretano impregnado ou aglomerado com diversas espumas de melamina. 3. Capacete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a camada de espuma possuir uma espessura compreendida no intervalo de 1 mm a 5 mm. 4. Capacete de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a referida camada de espuma possuir uma espessura de 2 mm. 5. Capacete de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a referida camada de espuma ser constituída por poliuretano flexível autocolante com uma espessura de 2 mm. 1

16 6. Capacete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a camada de tecido ser seleccionada do grupo compreendendo napa, couro natural e couro sintético. 7. Capacete de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por a camada de tecido ser napa que compreende uma camada superficial em poliuretano e uma base constituída por cerca de 35% de algodão e 65% de poliéster. 8. Capacete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a camada de tecido possuir uma espessura de 0,5 mm a 3 mm. 9. Capacete de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por a camada de tecido possuir uma espessura de 1 mm. 10. Capacete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida camada de espuma ser uma camada de poliuretano flexível autocolante com uma espessura de cerca de 2 mm e a referida camada de tecido ser uma camada de napa que compreende uma camada superficial em poliuretano e uma base constituída por 35% de algodão e 65% de poliéster, em que a camada de tecido possui cerca de 1 mm de espessura. Lisboa, 7 de Novembro de

17 1/4 FIG. 1

18 2/4 FIG. 2

19 3/4 FIG. 3

20 4/4 FIG. 4

21 Relatório de Pesquisa de Portugal Ref. do pedido: CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA A42B 3/00 De acordo com a Classificação Internacional de Patentes DOCUMENTAÇÃO E BASES DE DADOS ELECTRÓNICAS PESQUISADAS EPODOC, WPI, NPL DOMÍNIOS TÉCNICOS PESQUISADOS Capacetes de proteção De acordo com a Classificação Internacional de Patentes DOCUMENTOS CONSIDERADOS RELEVANTES Categoria* Citação do documento, com indicação, sempre que apropriado, das passagens relevantes Relevante para a reivindicação A A WO A1 (NEW TRANSDUCERS, LTD.; ELLIS, CHRISTIEN; AZIMA, HENRY) , todo o documento DE U U1 (CZECH, HEINZ GERD) , resumo * Categorias dos documentos citados: A Estado da técnica; X Documento de particular relevância quando considerado isoladamente; Y Documento de particular relevância quando combinado com um ou mais deste tipo de documentos; E Pedido de patente anterior publicado na mesma data ou em data posterior à do pedido; L Documento citado por qualquer outra razão; Data do termo da pesquisa T & P D O Princípio ou teoria subjacente à invenção; Documento membro da mesma família de documentos de patente; Documento publicado antes da data de pedido mas depois da data de prioridade; Documento citado no pedido; Documento que se refere a uma divulgação oral, uso, exibição ou qualquer outro meio. Técnico examinador: João Marcelino Filipe Dias Assinatura Data de elaboração do Relatório de Pesquisa Telefone: INPI, Campo das Cebolas, LISBOA Fax: M /2

22 Anexo ao Relatório de Pesquisa de Portugal Informação sobre os membros da família de documentos de patente Ref. do pedido: Documento de patente citado no relatório WO A1 Data de publicação Membro(s) da família AU (A) WO (A1) Data de publicação DE U U DE (U1) M /2