Livro Segurança Veicullar - Bertocchi

Segurana Veicular

Acidentes de Trnsito,Colises Veiculares,Cintos de Segurana,Airbags, Histria da Segurana Veicular,Dados sobre Acidentes,Proteo aos Pedestrese muito mais

Marcelo Bertocchi

Dedico este trabalho a minha esposa Rosana,DPLQKDOKD0DULDQD

aos meus pais Rubens e Sonia eas minhas irms 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 autorizao prvia por escrito do autor, poder ser reproduzida ou transmitida, sejam quais forem os quaisquer outros.

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-

NDICE

Segurana Veicular

Prefcio .........................................................................................5

I. Introduo....................................................................................7

II. Segurana veicular ...................................................................11

III. Acidentes de trnsito ...............................................................25

IV. Dinmica das colises veiculares ..........................................37

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

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

VII. Reparabilidade veicular ..........................................................77

VIII. Cintos de segurana .................................................................85

IX. Impactos do ocupante contra o interior do veculo ..........131

X. Bancos e apoios de cabea .....................................................137

XI. Cadeirinhas para crianas .....................................................145

XII. Airbags .....................................................................................157

XIII. Biomecnica e traumas nas colises veiculares .................177

XIV. Avaliao da segurana de um veculo ..............................197

XV. Proteo aos pedestres ..........................................................209

.............................................................................217

219%LEOLRJUDD

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. 3 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

TOCCALINO, Eugenio Passenger vehicle safety ratings (Euro& USNCAP, IIHS): performance overview and energy management so-lutions) 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.

PREFCIO

Ainda no ltimo ano do curso de Engenharia Mecnica com nfase na rea automobilstica, comecei a perceber o interesse dos colegas de classe nos temas tradicionais relativos ao veculo, tais como motores, suspenso, freios, etc. Nessa poca eu iniciava o contato com os assun-tos inerentes Segurana Veicular pois era estagirio nesse ramo na Volkswagen do Brasil.

Comecei ento a abordar tpicos relativos a esta disciplina com os colegas e mestres na faculdade e percebi que a maioria desconhecia a abrangncia da mesma, no que diz respeito ao desenvolvimento de veculos. Um outro ponto que observei na poca foi a escassez de lite-ratura tcnica na lngua portuguesa sobre o tema, o que me fez acre-ditar que a produo acadmica nesse ramo no Brasil praticamente inexistia.

Mais tarde atuando como engenheiro tanto na Volkswagen do Bra-sil como na General Motors do Brasil produzi alguns trabalhos tcni-cos referentes a segurana no trnsito e a proteo aos ocupantes em acidentes, porm sempre com a idia de um dia poder elaborar um material que mostrasse o quo grande a importncia desse ramo da engenharia automotiva e que tambm pudesse motivar outros jovens engenheiros a trabalhar nessa rea. Espero alcanar esse objetivo atra-vs da publicao desse trabalho.

Obviamente, alm do prprio tema que me despertou interesse Aproveito para citar e agradecer a Dcio Luiz Assaf, Ricardo Lopes de Carvalho, Adriano Morozini, Jos Celso Mazarin, Valdir Simonelli, ao -lhei nos ltimos anos e que, de alguma forma, contriburam na elabo-rao deste trabalho.

Acredito que este um bom material de referncia para as mais -gurana no Trnsito, Medicina de Trfego, Engenharia de Trfego, Biomecnica do Impacto (e muitas outras) e que possa agregar valor tambm no meio acadmico.

O autor

218 %LEOLRJUDD

Evaluation

IIHS (Insurance Institute for Highway Safety) Status Report

BEAN David The use of Madymo to elucidate injury mechanisms in a complex, multi impact collision. (University of Virginia e INOVA Fairfax CIREN)

-

Manual de Segurana de Trnsito (Acidentologia) Departamento Na-cional de Trnsito

(NCSA National Center for Statistics and Analysis - EUA), 2004.

NAHUM, Alan M. ; MELVIN, John W. Accidental Injury. Ed. Sprin-ger Verlag, 1993

NEWLAND, Craig; SCHEFFEL, Gnther; ARMSTRONG, Mark A

OPBROEK, Ed, Program Director, IISI, USA - Comparison of Steel and Aluminum Hood with same Design in View of Pedestrian Head Im-pact

I. King, Hikmat F. Mahmood, Harold J. Mertz, Jac Wismans

PIRITO, Dr. Marcos A. Medicina de Trfego: consideraes sobre o motorista idoso

SAE PT 45 Biomechanics of Impact Injury and Injury Tolerances of the Thorax Schoulder Complex. Ed. SAE, 1994

-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

217%LEOLRJUDD

%LEOLRJUDD

Great Designs in Steel Livonia, Michigan, February 18, 2004.

25 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.; BRKLE, 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 Sonolncia: viso neuro-lgica

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, Gnther Potentials of adaptive load limitation. Autoliv GmbH.

Editors: Priya Prasad, Jamel E. Belwafa

Nostrand Reinhold.

FENTON, J. Handbook of Vehicle Design Analysis (Ed. SAE, 1999)

Crashworthiness Evaluation Guidelines for Rating Restraints and -luation

Guidelines for Rating Structural Performance April 2002

Handbook of Transportation Science (Second Edition), R.W. Hall Edi-tor

HOFFMANN, Maria Helena Estudo psicolgico do condutor: o caso dos condutores acidentados e infratores. (1999)

7Introduo

I - INTRODUO

-zao quando concluem suas obras. Os pintores por exemplo quando terminam uma tela, os msicos quando compem uma cano ou um arquiteto quando v uma casa construda aps meses de planejamento e trabalho. Outras pessoas buscam alcanar marcas, como os espor-tistas, que por sua vez, tentam cada vez saltar mais alto ou cumprir preocupam com a formao e o bem estar do prximo. Entre eles os professores por exemplo, que formam o cidado e ensinam sobre as coisas da vida. Os mdicos, dentistas e enfermeiros, entre outros, so pessoas que dedicam suas vidas ao bem estar do prximo. Esse ramo, de auxlio ao prximo, provavelmente seja um dos mais nobres das atividades dos homens.

-rsticas e palavras como matemtica, mquinas, chatice, muito cer- sociedade como so os mdicos por exemplo?

Na verdade, de muitas formas. Os engenheiros civis por exemplo, possuem uma enorme responsabilidade perante a sociedade. Milhes de pessoas que vivem em prdios com dezenas de andares e atraves-engenheiros civis.

E os engenheiros automotivos, que tipo de bem estar e segurana proporcionam populao? A primeira idia de bem estar remete ao conforto dos veculos. Muitas pessoas utilizam o carro apenas para ir trabalhar e voltar para casa, porm outra grande parcela, literalmente trabalha dentro dos veculos. So motoristas de txi, entregadores e -sa forma, muito importante que os projetos sejam ergonomicamente adequados para que as pessoas que passam muito tempo sentadas em seus veculos no sofram leses srias com o passar do tempo.

Outro ramo da Engenharia Automotiva que merece destaque o da Segurana Ativa. A segurana ativa de um veculo composta pelo conjunto de sistemas, componentes e dispositivos que procuram,

216 Proteo aos Pedestres

Um mximo de 36 pontos podem ser obtidos sendo que 12 no impacto de cabea de criana e 12 no impacto de cabea de adulto (6 impactos valendo no mximo 2 pontos cada), 6 pontos para o quadril (3 impac-tos) e 6 pontos para a perna (3 impactos). A pontuao feita a par-tir da avaliao de ndices biomecnicos. Para a cabea 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 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 h uma -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.

Fig. 139b: incidncia das leses em cada parte do corpo nos casos de coliso entre pedestres e veculos.)RQWH ,5&2%, &RQIHUHQFH 6HYHULW\ DQG0HFKDQLVPV RI +HDG ,PSDFWV LQ FDU WRPedestrian Accidents - OTTE, D.)

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

8 Introduo

sempre em conjunto com a vontade do condutor, evitar acidentes. Um exemplo clssico de sistema de segurana ativa so os freios que, quando acionados pelo condutor, tem a funo de reduzir a velocida-de ou parar completamente o veculo. Os engenheiros que trabalham com sistemas de freios, suspenso, sistemas de direo, acessibilidade e visibilidade so muitas vezes os responsveis por evitar uma enorme quantidade de acidentes e, por conseqncia, muitas leses e mortes.

Muitas vezes os acidentes de trnsito no podem ser evitados. Nes-ses casos, os veculos esto equipados com uma srie de dispositivos e sistemas que, mesmo sem a vontade dos usurios, trabalham de forma a amenizar as consequncias causadas pelas colises. Esses itens com-pem a Segurana Passiva de um veculo. O exemplo clssico o cinto de segurana que, mesmo sem a necessidade de nenhum acionamento por parte dos usurios, cumpriro a sua funo de reter os ocupantes durante uma desacelerao brusca ou coliso.

de segurana passiva, assim como a evoluo tecnolgica constante nessa rea, so imprescindveis para a sociedade mundial. O nmero de mortes devido a acidentes de trnsito em um sculo de existncia do automvel superou os 30 milhes, o que um valor comparvel a fatalidades em grandes guerras mundiais.

1, 4.680.000 veculos (automveis, motocicletas, nibus, etc...) para uma populao de 9.878.424 habitantes, ou seja, praticamente um veculo para cada dois habitantes. Nesse mesmo ano ocorreu um acidente re-gistrado a cada 2,6 minutos, sendo que, um ocupante de veculo morto a cada 9,4 horas e um ocupante de veculo 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 nmeros alarmantes (1997), as fatalidades e le- foi o ano anterior promulgao da lei municipal de 04 de novembro de 1994. Essa lei tornou obrigatrio o uso do cinto de segurana pelos ocupantes do banco dianteiro dos automveis particulares ou de alu-guel que circulassem pela cidade de So Paulo, assim como proibiu crianas menores de 10 anos de utilizar o banco dianteiro dos carros.

1 Fatos e Estatsticas de Acidentes de Trnsito em So Paulo 1997 (CET Companhia de Engenharia de Trfego)

215Proteo aos Pedestres

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

9Introduo

(Em 16 de janeiro de 1995 outra lei municipal estendeu a obrigatorie-dade do uso do cinto aos ocupantes do banco dianteiro dos utilitrios, caminhes e veculos da Unio, Estados e Municpios, bem como aos motoristas de nibus).

A utilizao do cinto de segurana na cidade de So 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 novem-bro do mesmo ano. (Obviamente grande parcela dessa conscientiza-o deveu-se ao valor da multa para a no utilizao, que era de 5 Unidades Fiscais do Municpio).

Os benefcios da utilizao do cinto de segurana foram pronta-mente notados. No ano seguinte promulgao da lei, estima-se que 80 pessoas deixaram de perder a vida em acidentes, 1500 pessoas dei-xaram de ser feridas gravemente e outras 4500 pessoas que sofreriam ferimentos leves saram ilesas dos acidentes. As leses na cabea di-minuram 35% e houve 32%2 de reduo nas perfuraes oculares nas vtimas de acidentes. Alm disso, US$35.000.000,00 foram economiza-dos pelo Estado com atendimentos hospitalares, perda de produo e custos assistenciais.

Esse foi um exemplo que mostrou, na prtica, a importncia do cinto de segurana na vida das pessoas e tambm que ele foi, depois do advento do veculo, a grande contribuio da Engenharia Automotiva para a humanidade.

O hiato existente na literatura tcnica brasileira em relao segu-rana veicular e a necessidade de esclarecimentos no que diz respeito aos acidentes de trnsito, suas consequncias e a importante atividade dos engenheiros de segurana veicular foram fatores motivantes para a elaborao desse trabalho.

O material encontrado nos prximos captulos no tem a pretenso de disseminar um profundo conhecimento tcnico que , via de regra, encontrado somente nas reas de atuao inerentes aos especialistas em trfego, mdicos do trfego e engenheiros de segurana veicular. A idia sempre foi apresentar informaes e conhecimentos bsicos das reas de interesse, de modo a atender, com uma linguagem aces-svel, um pblico amplo que necessita e quer entender melhor o que foi considerado um dos grandes males do sculo XX: os acidentes de trnsito.

2 Resultado obtido em trabalho do mdico Eduardo Soriano com as vtimas atendidas no Hospital So Paulo um ano antes e um ano aps a instituio da lei.


Com a impossibilidade de reproduzir em laboratrio fenmenos de atropelamento com bom nvel de repetibilidade (com os dummiesdisponveis para ), um acordo estabelecido entre a Comisso de proteo aos pedestres utilizando impactores padronizados.

A introduo da nova regulamentao na Europa foi dividida em duas fases, sendo a primeira com incio no ano de 2005 e a segunda planejada para 2010.

A primeira fase utilizar impactores de 3,5kg simulando impactos de cabea no cap e um impactor de perna contra o pra-choques. A segunda fase prev dois tipos de impactores de cabea (um de 2,5kg para crianas e um de 4,8kg para adultos) e um impactor da parte su-perior das pernas (quadril) para simular os impactos contra a regio dianteira do veculo (grade, faris e regio frontal do cap).

Da mesma forma que para os , foram atribudos requisi-tos de performance baseados na tolerncia do corpo humano ao im-pacto. Durante a primeira fase por exemplo, a legislao europia uti-lizar como limites mximos para atendimento ao impacto de cabea valores de HIC

10 Introduo

Acredito que este trabalho possa ser utilizado como uma boa re-atividades relacionadas com a educao no trnsito, preveno de aci-dentes e a proteo dos ocupantes nos veculos.


Na tabela anterior vemos que em 13 dos 18 casos a amostra de ao mostrou resultados melhores do que a de alumnio. Nota-se que a posio do ponto importante para a performance da amostra no que diz respeito ao material. Tomando como base os pontos Ch-M-2 e -lerao resulta em um HIC melhor do que no caso da amostra de ao. O ponto Ah-L-1 mais prximo ao pra-brisas, est localizado em uma regio de maior rigidez e o impacto com a amostra de alumnio gerou dois impactos consecutivos (o primeiro contra a superfcie do cap e o segundo contra algum componente do motor) o que propiciou maio-res valores de HIC para a amostra de alumnio. Isso demonstra que o gerenciamento de reforos, espessuras e material deve ser analisada separadamente em cada regio que ser impactada.

Outra regio crtica para os impactos de cabea a regio superior conferem alta rigidez e geram altos valores de HIC. Componentes que sendo utilizados para melhorar a performance no que diz respeito a proteo de pedestres.

)LJUHVXOWDGRVGRVSRQWRV&K0H$K/

11Segurana Veicular

II SEGURANA VEICULAR

A segurana dos automveis tem atualmente sua importncia re-conhecida pelos consumidores em todo o mundo. J h algumas d-cadas, esta caracterstica dos veculos divide, juntamente com o design,o consumo, o , o conforto e a potncia dos motores, as pginas das mais renomadas publicaes automotivas.

A preocupao com a proteo dos ocupantes em colises veicu-lares era inicialmente observada somente nos centros de desenvolvi-mento de veculos. Os consumidores no tinham noo da gravidade do problema.

Os primeiros passos (at 1935) foram dados no sentido de entender a dinmica das colises veiculares. O entendimento das foras e das deformaes s quais o veculo era submetido e os conceitos de absor-o de energia aplicados ao veculo comearam a ganhar corpo. Nesse perodo dados de acidentes mostravam que a taxa de fatalidade era de aproximadamente 17 mortes para cada 100 milhes de milhas viajadas, nos EUA. Em 1996 esta taxa j era de 1,6 mortes para cada 100 milhes 20.000 viagens entre Nova Yorque e So Francisco. Obviamente essa melhora se deve no s a um trabalho contnuo de melhoria tecnol-gica no que diz respeito segurana ativa e passiva dos veculos, mas tambm modernizao da infra-estrutura rodoviria e evoluo da educao dos motoristas no trnsito.

O surgimento da Engenharia de Segurana Veicular tem seu incio efetivo no ps guerra no sculo XX. Inicialmente, os esforos foram concentrados na indstria aeronutica 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 Segurana Veicular, o de-senvolvimento de cintos de segurana mereceu maior empenho nos primeiros anos de pesquisa. Paralelamente, atividades que diziam res-peito a desenvolvimento de bancos, painis de instrumentos, ,volantes e avanos na rea experimental (atravs da execuo de tests34 e instrumentao dos veculos de teste cada vez mais completas) foram conduzidas e hoje

3 Ensaios em laboratrio que reproduzem acidentes (colises) reais.4 ATD : , tambm conhecidos como dummies, so os bonecos utilizados em ensaios de impacto para que a proteo dos ocupantes possa ser avaliada objetivamente.


Testing point HIC Aluminum HIC Steel

Ah-R-1 10667 8392

Ah-R-2 8639 6441

Ah-R-3 1374 1413

$K0 828 703

$K0 749 558

$K0 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

&K0 2187 2451

&K0 785 1278

&K0 2231 1824

&K/ 1169 1197

&K/ 991 1274

&K/ 1517 1285

Com essas peas foram realizados impactos a 40 km/h com impac-tores de 4,8 kg e 2,5 kg em diferentes pontos do cap.

Fig 135: pontos de impacto e resultados nas amostras de ao e de alumnio.

12 Segurana Veicular

a Segurana Veicular tem uma maior abrangncia e atua praticamen-te em todo o veculo, como poderemos ver em outros captulos deste livro.

Dentre as principais empresas pioneiras nas atividades de Seguran-a Veicular podemos citar a Mercedes-Benz, a Volvo e a General Mo-tors. Em 1 de agosto de 1939 foi formado o departamento de Segurana 1997). No primeiro ano de atividades (contando com quatro funcion-rios que trabalhavam em um galpo de madeira de 100m2 na planta da -sentava inovaes relativas clula de sobrevivncia e proteo contra impactos laterais. Bla Barnyi desenvolveu o princpio da zona de de-formao durante a dcada de 1940 (criou a patente em agosto de 1952), que foi primeiramente utilizada em veculos de srie no Mercedes-Benz 220 em 1959.

A General Motors tambm iniciou suas atividades relativas Segu-rana Veicular no incio do sculo XX. Implementou os veculos com carroarias fechadas em 1910 e sensibilizada com problemas relativos a capotamentos adota o primeiro veculo com carroaria fechada toda em ao () em 1912. Em 1934 conduz os primeiros testes de ca-potamentos e impactos contra barreiras e em 1955 inaugura o primeiro laboratrio de Segurana Veicular no mundo, localizado em seu Cam-po de Provas. A GM teve papel fundamental no desenvolvimento dos

)LJ%pOD%DUpQ\LDRODGRGHXPYHtFXORGHWHVWH$SURSXOVmRGRVYHtFXORVSDUDRVWHVWHVGHLPSDFWRHUDIHLWDDWUDYpVGRDFRSODPHQWRGHIRJXHWHVQDUHJLmRWUDVHLUD(Fonte: www.mercedes-benz.de)


Um estudo conduzido pelo Dr. Dominik Schwarz, por Harald Ba-chem, e Ed Opbroek ( ) avaliou a utilizao do alu-mnio ao invs do ao em um cap, no que diz respeito proteo de cabea em impactos de veculos contra pedestres. As caractersticas dos dois componentes est descrita na tabela abaixo:

Propriedades Ao Alumnio

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. 133: exemplo de airbag para pedestres proposto pela empresa Autoliv. (Fonte: www.autoliv.com)

Fig. 134: caractersticas das amostras utilizadas no estudo.

13Segurana Veicular

dummies (bonecos utilizados nos ) e conseqentemente na evoluo da biomecnica do impacto.

Mil novecentos e trinta e seis tornou-se um marco para a Volvo. Nes-se ano, Assar Gabrielsson editou um manual de vendas que utilizado at os dias de hoje. No captulo que tratava de assuntos tcnicos, Gus-taf Larson formulou pela primeira vez a importncia da segurana nos veculos: -

A seguir um exemplo do marketing agressivo da Volvo vinculando sua marca segurana: esquerda a capa de seu livro de 1974 onde mostra o seu plano para proteger as famlias que compram Volvo e di-reita uma de suas publicaes que contavam casos de acidentes severos onde os clientes se salvaram. (Fonte: www.volvoclub.org.uk)

Fig. 1a: airbags H[SHULPHQWDLVGHVHQYROYLGRVSHODHTXLSHGD*0QRLQtFLRGDGpFDGDGHe propaganda destacando os cintos de segurana de 3 pontos no Buick 1968.(Fonte: www.gm.com)


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 veculo so determinantes na velocidade de impacto contra o pedestre.

H muitos anos vem sendo discutido o que a indstria automoti-va pode oferecer em seus produtos no que diz respeito a minimizar as conseqncias de acidentes envolvendo pedestres. Muitos concei-tos foram mudados com o passar dos anos e otimizaram a interao entre veculo e pedestre. Como principais exemplos podemos citar os pra-choques plsticos (que substituram os metlicos), formas menos contundentes na regio dianteira, faris integrados, sistemas de freios ABS e muitos outros. De qualquer forma os resultados so limitados j que o segundo impacto, decorrente do choque entre o pedestre e o fatalidades.

Um dos principais pontos investigados pelas montadoras em rela-o a proteo aos pedestres diz respeito ao impacto da cabea contra a regio do cap. Com as linhas de design cada vez mais arrojadas e com os requisitos de aerodinmica, a distncia entre o cap e o bloco do motor est cada vez menor, o que faz com que praticamente no haja espao para deformao durante um impacto de uma cabeca por exem-as principais medidas e inovaes que surgiram nos ltimos anos para resolver esse problema, podemos citar as dobradias de cap ativas, os s externos e as novas tendncias de projeto de cap.

Fig. 132: condio de impacto da cabea onde no h muita possibilidade de absoro de energia (esq.) e condio que utiliza dobradias ativas que so acionadas previamente ao impacto da cabea do pedestre propiciando melhor capacidade de deformao e absoro de energia (dir.). (Fonte: www.autoliv.com.)


Fig. 1b: propaganda da Volvo destacando os aspectos de segurana de seu novo modelo DPDLVGHDEVRUomRGHHQHUJLDQDUHJLmRIURQWDOEDUUDVGHLPSDFWRODWHUDOFpOXODGHsobrevivncia, coluna de direo colapsvel, etc...) atestados por Sven, o boneco utilizado nos crash tests.(Fonte: www.volvoclub.org.uk)

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5

6


taxas de atropelamento. (Pessoas acima de 65 anos apresentam taxas de fatalidade at duas vezes maiores que em outras faixas etrias). Ou-tro ponto importante que mais de 30% das fatalidades de pedestres nos EUA (em idades superiores a 16 anos) esto relacionadas com altas concentraes de lcool no sangue.

A Comunidade Europia tem o ttulo de melhor nvel de proteo ao pedestre em todo o mundo. (Entre os anos de 1980 e 2000 houve reduo de 65% na taxa de fatalidades por milho de habitantes. Isso se deve a um acordo estabelecido na dcada de 1970 entre autoridades europias, institutos de pesquisa e a indstria automotiva no sentido de reduzir a quantidade de acidentes envolvendo pedestres atravs de melhorias na infra-estrutura das vias, educao, infra-estrutura mdi-ca assim como implementao de mudanas nos veculos.

)LJRJUiFRDFLPDLOXVWUDRGHFUpVFLPRGDVWD[DVGHIDWDOLGDGHGHSHGHVWUHVQD(XURSDentre 1980 e 2000 (colunas cinza) e o comportamento das taxas de fatalidade dos ocupantes dos veculos, no mesmo perodo (colunas chumbo).

15Segurana Veicular

Fig. 1c: absorve-dores de ener-gia utilizados em p r a - c h o q u e s dianteiros e tra-seiros pela Volvo QRQDOGDGpFDGDde 1960.

(Fonte: www.volvoclub.org.uk)

Fig. 1d: ensaio de capotamen-to realizado pela Volkswagen na $OHPDQKD QD Gp-cada de 1970 (acima), quando o veculo era lana-do do alto de uma montanha e pos-teriormente com o auxlio de um dis-positivo (abaixo).

(Fonte: Volkswagen AG Vorbildliche Sicherheit)


Nos EUA por exemplo, vemos na tabela a seguir que em 1997 fo-ram registradas 5307 fatalidades de pedestres em uma populao de mais de 267 milhes de habitantes o que gerou uma taxa de 2 mortes para cada 100.000 habitantes. Considerando a populao da cidade de So 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)

Idade(anos)

Populao(x1000)

Pedestresmortos

Taxa de mor-talidade por

100.000pessoas

Pedestres feridos

Taxa de feridos por milho de pessoas

0-45-9

10-1516-2021-2425-3435-4445-5455-6465-6970-7980+

Total

19.15019.73822.91018.93613.77439.61043.99833.63321.8139.76215.7998.514

267.636

165240239300253757922701488242505409

5.307

0,91,21,01,61,81,92,12,12,22,53,24,8

2,0

4.00011.00011.0007.0005.0009.000

12.0008.0004.0002.0004.0001.000

77.000

265442322231

3

Source: Fatality Analysis Reporting System, NASS General Estimates Syste-ms, U.S. Dept. of Transportation

Fig. 130: taxas de fatalidade e ferimentos com pedestres no ano de 1997 nos EUA. )RQWH,,+66WDWXV5HSRUW

)LJLQXrQFLDGRKRUiULRHGRGLDGDVHPDQDQDLQFLGrQFLDGHDWURSHODPHQWRVQDFLGDGHde So Paulo. (Fonte: CET)


Fig. 1e: atualmente os pro-VVLRQDLVGHVHJXUDQoDYHL-cular devem interagir com outras reas de interesse para que possam visualizar de uma forma global, todo o sistema responsvel pela enorme quantidade de fata-lidades que ocorrem diaria-mente no trnsito, em todo o mundo.

(Fonte: Divulgao Volkswagen do Brasil)

Fig. 3: primeiro ATD (dummyXWLOL]DGRQD$Pp-ULFD/DWLQDLPSRUWDGRSHODVolkswagen do Brasil em 1971).

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

(Fonte: Divulgao Volkswagen do Brasil)


XV - PROTEO AOS PEDESTRES

A preocupao com a proteo aos pedestres no trnsito j ocorre h algumas dcadas. Com a realizao dos registros de acidentes de trnsito (principalmente na Europa e nos Estados Unidos) foi possvel pedestres.

Atravs de processos de melhoria de infra-estrutura viria e cons-cientizao da populao, o nmero de acidentes e taxas de fatalidade envolvendo pedestres diminuiu nas duas ltimas dcadas tanto na Eu-ropa e EUA como tambm no Brasil.

Um levantamento realizado em 1997 e relatado pela CET (Com-panhia de Engenharia de Trfego) - , mostrou que houve na cidade de So Pau-lo uma queda de fatalidades (relativas aos pedestres atropelados) de 1494 casos em 1993 para 1109 casos em 1997. No mesmo perodo foi registrada uma queda no nmero de pedestres feridos de 17061 para 11388. Um fato interessante que no ano de 1997 os atropelamentos responderam por 5,9% de todos os acidentes registrados (com ou sem vtimas fatais) porm equivalem a 56% do total de vtimas fatais.

Esse percentual alto e caracterstico de pases subdesenvolvidos. (A Russia apresenta 40% de suas fatalidades relativas aos pedestres, a Polnia 38%, a Etipia 43%).

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

17Segurana Veicular

Em 29 de agosto de 1958, a Volvo patenteou (patente 227 568) uma das maiores criaes da histria da Segurana Veicular: o cinto de se-gurana 3 pontos. O inventor, Nils Bohlin, foi o primeiro engenheiro de Segurana Veicular da Volvo. (Uma curiosidade que o inventor do cinto de segurana 3 pontos trabalhava anteriormente na indstria aero-nutica sueca projetando assentos ejetveis para pilotos de avio!).

de 1960 e, efetivamente, tomaram fora com a criao do primeiro centro de impactos veiculares da Amrica Latina, nas instalaes da Volkswa-gen do Brasil em 1971 e tambm com a execuo dos primeiros ensaios realizados pela General Motors do Brasil alguns anos depois. Nesse mesmo perodo iniciaram-se tambm os primeiros movimentos no sen-tido de criar legislaes brasileiras referentes Segurana Veicular.

Cintos de Segurana

A histria do cinto de segurana se confunde com a histria do sur-gimento da Engenharia de Segurana Veicular no ps-guerra. Quando se analisa o surgimento dos primeiros cintos de segurana, no pos-svel separar a indstria automotiva da aeronutica. (Deve-se lembrar que anteriormente aos estudos formais sobre cintos de segurana, h registro da presena de um cinto de segurana no carro do piloto Thomas Flyer em 1907, durante a corrida de volta ao mundo, que ia de Nova York Paris. Porm no era ele quem usava. O cinto tinha a funo de evitar que o mecnico, que ia ao lado, casse para fora do carro durante as curvas!).

Fig. 4: crash test re-alizado pela General 0RWRUV GR %UDVLO FRPum veculo modelo Caravan, na primeira instalao desse tipo da empresa no Brasil (Campo de Provas da Cruz Alta Indaiatuba 63DLQGDQDGpFDGDde 1970.

)RQWH'LYXOJDomR*0%UDVLO


A primeira funo desejada para os cintos de segurana (tanto para carros como para avies) era a de evitar a ejeo dos ocupantes e pilo-tos em casos de acidentes. Para essas primeiras tentativas foram utili-zados dispositivos para reter apenas a regio plvica ().

Aps atingir o primeiro objetivo, os tcnicos da poca iniciaram o trabalho (que se estende at hoje) de otimizar a reteno dos ocupan-com partes do interior do habitculo. Nesse momento comearam a surgir os primeiros cintos de segurana com reteno na regio do t-rax ( ). Durante esse estgio notou-se a importncia da localizao dos pontos de ancoragem do cinto de segurana na funo de reteno dos ocupantes, lembra Bertil Aldman5.

A terceira fase do desenvolvimento dos cintos de segurana se caracteriza pela utilizao de dispositivos aplicados aos cintos con-vencionais, tais como pr-tensionadores, sistema inerciais de bloquea-mento e limitadores de carga. Todos esses dispositivos agregam valor no que diz respeito ao desempenho dos cintos durante a reteno dos ocupantes.

Hugh De Haven, um jovem cadete da fora area canadense, foi um dos pioneiros nos desenvolvimentos de cintos de segurana. Aps colidir com um outro avio durante a Primeira Guerra Mundial, De Haven fraturou as pernas e apresentou leses internas na regio do ab-dmen. Analisando o acidente, ele pde notar que o cinto abdominal

)LJDJXUDDRODGRUHSUHVHQWDRPR-delo da primeira patente de cinto de se-gurana registrada no mundo em 1885. (Patente #312085 EUA Edward.J.Claghorn).

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

207$YDOLDomRH&ODVVLFDomRGD6HJXUDQoDGHXP9HtFXOR

)LJH[HPSORGHXPDDYDOLDomRFODVVLFDGDFRPRboa performance em um crash testDNPKRIIVHWUHDOL]DGRSHOR LQVWLWXWRQRUWHDPHULFDQR,,+6FRPXP&KHYUROHW,PSDOD$PRYLPHQWDomRGRGXPP\DWpHQFRQWUDURairbagpSHUIHLWDPHQWHFRQWURODGDHQDYROWD D FDEHoDp UHWLGDSHOR DSRLRGH FDEHoDFDQGR ORQJHGHSDUWHV UtJLGDVGRYHtFXOR(Fonte: www.iihs.org)

19Segurana Veicular

evitou sua ejeo do avio porm causou srias leses em seus rgos internos devido fora concentrada exercida pelo fecho do cinto de segurana.

A partir desse momento, De Haven dedicou sua carreira para ana-lisar acidentes de avies e automveis. Ele comeou em uma poca em que no havia apoio para suas pesquisas. Entendia-se que o dinheiro deveria ser aplicado para a preveno de acidentes e no para a pre-veno de leses aps os acidentes.

De Haven participou tambm dos projetos de cintos 3 pontos (re-teno do trax e do abdmen simultaneamente) para automveis e avies nas dcadas de 1940 e 1950. Foi diretor do programa -(CIR) na (mais tarde co-nhecida como Calspan) e mais tarde do projeto ACIR , onde se aposentou em 1954.

Durante suas pesquisas, Hugh De Haven logo percebeu que apesar da grande importncia do cinto de segurana, outros componentes do veculo faziam parte do jogo. Nos automveis por exemplo ele come-ou a estudar a deformao das estruturas frontais (para entender o quanto o automvel poderia absorver da energia da coliso) e os ma-teriais empregados em painis de instrumentos por exemplo, regio onde havia contato da cabea e do trax dos ocupantes durante os aci-dentes. A partir desse momento ele passou no s a se preocupar com os cintos de segurana como tambm com o que chamamos de sistema de reteno, ou seja, todos os componentes envolvidos na reteno dos ocupantes durante uma coliso veicular.

Outro nome importante o do Dr. John Paul Stapp (1910-1999). O nome de Stapp utilizado at hoje em uma das maiores confern-cias mundiais sobre segurana veicular: a .Durante seus estudos sobre a tolerncia do corpo humano em altas aceleraes, submeteu-se vrias vezes a condies extremas. Em 1954 foi acelerado at 395 km/h em 5 segundos e ento desacelerado em 1.4s, onde sentiu desaceleraes de at 40g6.

Como em toda tecnologia desenvolvida na histria da cincia, de-ao consumidor. A seguir sero apresentados cronologicamente os pas-sos mais importantes na histria dos cintos de segurana.

6 1g equivale a 9,8 m/s2

206 $YDOLDomRH&ODVVLFDomRGD6HJXUDQoDGHXP9HtFXOR

Fig. 126: resultados divulgados pela EuroNCAP em Novembro de 2003, mostrando as ava-liaes nos impactos frontais e laterais, proteo aos pedestres e proteo s crianas para veculos de diversas categorias. (Todos os resultados dos testes realizados podem ser en-contrados no site euroncap.com).


Dcada de 1930

Alguns fsicos americanos, percebendo o benefcio trazido, equi-pam seus prprios veculos com cintos de segurana abdominais.

1953 publica uma poltica apoiando a instalao de cintos de segurana sub-abdominais em todos os veculos.

1954 exige que os carros de competio sejam equipados com cintos sub-abdominais.

vota o apoio para instalao de cintos sub-abdominais em todos os veculos.

1955 O estado da Califrnia cria uma emenda que exige uma apro-vao estadual dos cintos de segurana antes de sua venda ou uso.

- votam o apoio para instalao de cintos sub-abdominais em todos os veculos.

(SAE) cria o

1956 Volvo coloca no mercado o cinto diagonal de 2 pontos (cruzan-do o trax) como acessrio.

Ford e Chrysler oferecem cintos sub-abdominais para os ocu-pantes da frente como opcional em alguns modelos.

Ford inicia uma campanha de 2 anos baseada em segurana, concentrando-se na importncia dos cintos de segurana.

1957 Volvo cria pontos de ancoragem de fbrica para os cintos dia-gonais de 2 pontos na regio dianteira.

1958 Nils Bohlin, um projetista da Volvo na Sucia, cria a patente do cinto de segurana 3 pontos, constitudo de alas diagonais e sub-abdominais.

Volvo cria pontos de ancoragem de fbrica para os cintos dia-gonais de 2 pontos na regio traseira.

1959 Volvo introduz cintos de segurana 3 pontos para os ocupantes dianteiros como item de srie na Sucia.


)LJHFULWpULRSDUDDYDOLDomRGRQtYHOGHGHIRUPDomRGDHVWUXWXUDGRYHtFXORHPORFDLVGHDFRUGRFRPSURFHGLPHQWRXWLOL]DGRSHOR,,+6

21Segurana Veicular

1961 SAE publica uma norma com requisitos para a construo de cintos de segurana nos EUA.

O estado de Nova Yorque (EUA) exige ancoragens de cintos de segurana para os ocupantes dos assentos dianteiros a partir de 1 de janeiro de 1962.

O estado de Wisconsin (EUA) obriga o uso do cinto de seguran-a para os ocupantes dos assentos dianteiros.

Austrlia publica norma com requisitos para a construo de cintos de segurana.

1962 Fabricantes de automveis nos EUA oferecem cintos de segu-rana dianteiros como item de srie.

1963 Volvo introduz o cinto de 3 pontos dianteiro como item de srie nos EUA.

1964 Metade dos estados dos EUA j obrigam a presena dos cintos de segurana nos automveis.

1965 Alguns fabricantes dos EUA utilizam retratores automticos nos cintos de segurana dianteiros.

1966 Leis suecas proibem o uso do cinto diagonal 2 pontos em posi-es prximas s portas.

O congresso americano cria a (atualmente NHTSA7)

1967 Fabricantes americanos fornecem cintos sub-abdominais para os ocupantes dos assentos traseiros.

Volvo introduz o cinto de 3 pontos traseiro como srie em al-guns mercados.

Gr-Bretanha obriga o uso de cintos 3 pontos para os ocupantes dos assentos dianteiros.

1968 Volvo introduz retratores com travamento (-- ELRs) como equipamento de srie para os cintos dian-teiros na Sucia.

1969 Sucia obriga a presena de cintos 3 pontos dianteiros.

Volvo e Mercedez fornecem cintos de segurana traseiros 3 pontos como srie para todos os mercados.

7 NHTSA


)LJFFODVVLFDomRGHHVWUHODVGR861&$3EDVHDGRQR+,&HQDDFHOHUDomRGRWyUD[

Good Acceptable Marginal Poor

HEAD & NECK+,&15NijNeck AxialTension [kN]Neck Comp. [kN]

4.8

CHESTThoracic SpineAcc3ms [g]6WHUQXP'H[mm]6WHUQXP'HRate [m/s]Viscous Criteria[m/s]

1.2

LEG & FOOT(left-right)Femur AxialForce* [kN]Tibia-femurDispl* [mm]Tibia Index(upper, lower)**Tibia AxialForce* [kN]Foot Acc [g]

260)LJGFULWpULRGHFODVVLFDomRXWLOL]DGRSHOR,,+6EDVHDGRQRVOLPLWHVELRPHFkQLFRV


Japo obriga cintos de segurana dianteiros e traseiros.

1971 Volvo implementa ELRs como item de srie para os cintos tra-seiros em todos os mercados.

8 208 com requisitos de prote-o aos ocupantes e de sistemas de reteno passiva, que teria validade a partir de 1973.

1972 Volvo introduz o regulador de altura do cinto de segurana como item opcional.

Alemanha Ocidental obriga o uso de cintos de 3 pontos diantei-ros e traseiros.

Volkswagen demonstra cinto de segurana 3 pontos com siste-ma pr-tensionador.

1980 Mercedes-Benz apresenta veculo com para motorista e pr-tensionador para todos os cintos 3 pontos.

1987 Nova Yorque se torna o primeiro estado da nao a obrigar a presena de cintos de segurana em nibus escolares.

Um outro nome importante na histria dos cintos de segurana o de Nils L. Bohlin. Nascido na Sucia (1920-2002) considerado o inventor do cinto de segurana 3 pontos. Bohlin foi o primeiro en-genheiro de segurana veicular da Volvo, onde ingressou em 1958 vindo da indstria aeroespacial. Ele foi o responsvel por descobrir que atravs de um acinturamento na regio do trax e outro na re-gio sub-abdominal, os ocupantes poderiam ser retidos de forma mo.

8 FMVSS:

Fig. 6: Nils Bohlin, inventor do cinto de segurana de trs pon-tos.


atualizaes constantes e por isso devem ser sempre consultados os protocolos de ltimo nvel de publicao.

Lower Limit Upper Limit

HEAD+,&36Acc3ms [g]

65072

100088

NECKShear [KN]

Tension [KN]

Extension [Nm]

1.9 (0ms); 1.2 (25-35ms); 1.1 (45ms)

2.7 (0ms); 2.3 (35ms); 1.1 (60 ms)

42

3.1 (0ms); 1.5 (25-35ms); 1.1 (45ms)

3.3 (0ms); 2.9(35 ms); 1.1 (60 ms)

57

CHESTCompression [mm]ViscousCriterion [m/s]

22

0.5

50

1.0

KNEE, FEMURand PELVIS

FemurCompression [kN]Knee SliderCompressiveDispl. [mm]

3.8

6

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

Lower LegTibia IndexTibiaCompression [kN]

0.42

1.38

Foot/AnkleBrake PedalRearwardDispl. [mm]

100 200

Fig. 125a: limites biomecnicos utilizados pelo EuroNCAP para avaliao nos impactos fron-tais.

Fig. 125b: limites biomecnicos utilizados pelo EuroNCAP para avaliao nos impactos la-terais.

Lower Limit Upper Limit

HEAD+,&36Acc3ms [g]

65072

100088

CHESTCompression [mm]ViscousCriterion [m/s]

220.32

421.0

ABDOMENTotalAbdominalForce [kN]

1.0 2.5

PELVISPubicSymphysisForce [kN]

3.0 6.0

23Segurana Veicular

No Brasil, o CONTRAN (Conselho Nacional de Trnsito) regulou em 16 de maio de 1968, atravs da resoluo N 391/68, a obrigatorie-dade da instalao do cinto de segurana em veculos que circulavam pelo territrio nacional.

Essa resoluo, juntamente com as seguintes 430/70, 444/71 e 453/72 foi revogada e seguida pela resoluo n 456/72. Nessa reso-luo eram solicitados requisitos de performance para os cintos de segurana de acordo com as normas ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas).

A resoluo 456/72 juntamente com as seguintes 615/83, 620/83, 622/83, 632/84 e 643/85 foi revogada e substituda pela resoluo n 658/85 que passou a estabelecer critrios para a instalao e uso dos cintos de segurana. Um ponto importante da resoluo de 1985 foi a obrigatoriedade da instalao de cintos do tipo 3 pontos nos as-sentos dianteiros prximos s portas, conforme descrito no Art. 2.

Em 1998, atravs do Novo Cdigo Nacional de Trnsito, a re-soluo 658/85 foi revogada, passando a vigorar a Resoluo n 48 de 21 de maio de 1998. Nesse momento foram estabelecidos, alm dos requisitos de instalao e uso, procedimentos para ensaios de cintos de segurana. (Foi includa, por exemplo, a obrigatoriedade ao atendimento da norma NBR 7738 para mtodos de ensaio).

Como vimos anteriormente, o uso do cinto somente foi regula-mentado no Brasil em Novembro de 1994, na cidade de So Paulo. (Em 1984 houve uma tentativa de obrigatoriedade do uso do cinto de segurana porm no se efetivou na prtica).

Com o novo cdigo de trnsito de 1998, a obrigatoriedade do uso do cinto de segurana para motorista e passageiro se estendeu para todo o territrio brasileiro. A no utilizao do cinto de segurana im-plica em multa do tipo GRAVE (a escala obedece a ordem: Gravssima, Grave, Mdia e Leve).

Dispositivo de proteo (FLrQFLDQDSUHYHQomRGHfatalidades

Cinto de segurana 3 pontos 42%

Cinto de segurana 3 pontos + airbag 47%

Somente airbag 13%(Fonte: Kahane 1996, Evans 1991)


pontos nas regies do corpo feita levando-se em conta o HIC () e a acelerao resultante na cabea. Para HIC menores que 650 quatro pontos so atribudos a essa regio do corpo. Para HIC maiores do que 1000 nenhum ponto atribudo e para valores interme-de pontos. (No caso da acelerao resultante o mesmo critrio aplica-do utilizando-se os limites de 72 g e 88 g).

Alm dos critrios medidos diretamente, pode haver deduo de pontos devido a fenmenos indesejveis, os . Essas penalida-des podem ser atribudas objetivamente (deslocamento excessivo da coluna de direo, por exemplo) ou subjetivamente (contato instvel da cabea com o , por exemplo).

tomando tambm como base uma escala de pontuao baseada nos dados obtidos nos ensaios.

Esse tipo de avaliao permite a comparao entre modelos de veculos de forma objetiva em uma anlise feita sempre nos mesmos padres. Principalmente na Europa e nos EUA uma referncia para deciso no momento da compra.

-vembro de 2003 (www.euroncap.com). A divulgao na Internet conta ainda com detalhes e observaes feitas pelos especialistas que avalia-ram os modelos.


-gurana (diminuio de 45% do risco de fatalidades de acordo com a NHTSA - EUA), muitas pessoas no o utilizam. (Estima-se que entre os anos de 1975 e 2001, 147.000 vidas foram salvas devido ao uso do cinto de segurana). Nos EUA por exemplo estima-se (Glassbrenner, 2002) que 25% dos motoristas e passageiros dianteiros no utilizam os cintos de segurana.

Algumas pessoas, consideradas usurios parciais do cinto de segu-esquecimento, estar com pressa ou desconforto.

Porm existe uma parcela dos usurios que so convictos da no -al risco que o cinto pode provocar em acidentes (pois poderia prender o ocupante no veculo e eventualmente prejudicar uma operao de resgate) e tambm abuso de poder das autoridades no sentido de pri-var o cidado do direito de decidir se quer ou no utiliz-lo. As duas

Infelizmente os no usurios do cinto de segurana tm as suas chances de sobrevivncia minimizadas durante os acidentes. Pior do que isso a evidncia (Reinfurt, 1996) de que as pessoas que no utili-zam o cinto de segurana apresentam maior quantidade de violaes no trnsito, maiores taxas de envolvimento em acidentes, maiores ta-xas de aprisionamento e consumo de lcool, o que revela peculiarida-


-rios biomecnicos e estruturais objetivos. Para efeito de clculo, o cor-po do ocupante dividido em quatro partes. (Para os impactos frontais cabea e pescoo formam a primeira regio seguidos do trax, regio superior e regio inferior das pernas. Para as colises laterais as quatro regies de anlise so a cabea, o trax, o abdmen e a plvis). Cada uma dessas partes pode obter uma pontuao mxima equivalente a quatro pontos, tornando possvel um total de 16 pontos. (O mesmo raciocnio aplicado tanto para as colises frontais quanto laterais pos-sibilitando um total de 32 pontos na avaliao geral). Para a coliso frontal utilizada a menor pontuao encontrada dentre os pontos do motorista e do passageiro. O impacto contra poste pode conferir uma estrela sobre a cabea do ocupante na avaliao de impacto lateral caso atenda aos requisitos estabelecidos no protocolo EuroNCAP (veja ilus-trao anterior).

A determinao da quantidade de estrelas feita a partir da tabela seguinte, levando-se em conta a soma dos pontos do impacto frontal e lateral:

Alm dos pontos obtidos nos testes, pontos adicionais devido presena de itens de segurana de srie podem ser atribudos. (O siste-)confere um ponto adicional por exemplo).

As cores nas diferentes regies do corpo so provenientes da pon-tuao de acordo com a tabela a seguir:

25Acidentes de Trnsito

III - ACIDENTES DE TRNSITO

O principal objetivo da cincia do transporte sempre foi criar for-mas de transportar mais e mais rpido. Isso vale para cargas e para seres humanos. No que diz respeito ao transporte de pessoas em ve--pararmos os veculos tracionados por animais com os potentes motores utilizados atualmente. Com o aumento da velocidade vieram tambm maiores riscos de leses para os ocupantes. Quando analisamos todas as fatalidades relativas a meios de transporte a maior participao re-fere-se indubitavelmente aos veculos rodovirios.

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


Todos esses ensaios permitem a obteno de informaes que pos- para o veculo:

1. avaliao global de proteo aos ocupantes adultos

2. avaliao de proteo s crianas

3. avaliao do nvel de proteo aos pedestres

-trelas e as duas ltimas de uma at quatro estrelas. Alm disso poss-vel avaliar a proteo aos ocupantes em cada regio do corpo.

26 Acidentes de Trnsito

Os acidentes em vias pblicas surgiram antes mesmo da introduo dos automveis como meio de transporte. Registros de acidentes envol-vendo cavalos, carroas e pedestres em vias de circulao existem desde a segunda metade do sculo XIX. Com os primeiros automveis chegan-do s ruas no incio dos anos 1880 (ainda com sistemas de freios e dire-o rudimentares) os primeiros acidentes comearam a ocorrer. Um dos primeiros acidentes com vtima fatal (registrado em um jornal da poca) ocorreu em Londres em 1889. Reporta o jornal que o veculo trafegava em alta velocidade (entre 20 e 25km/h) em uma rua de paraleleppedos e durante uma frenagem os aros de madeira da roda quebraram. O moto-rista e um ocupante traseiro morreram ao serem ejetados do veculo.

Nessa poca era comum encontrar uma pessoa que andava alguns metros frente dos carros sinalizando a todos que a carroa sem cavalos estava se aproximando!

XIX (h controvrsias entre os anos de 1897 ou 1901) na Estrada Velha

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


No impacto lateral contra poste o veculo se desloca lateralmente rgida.

Para a avaliao da proteo aos pedestres so realizados impactos de dispositivos que representam regies do corpo (cabea, pernas e cintura) contra o pra-choque dianteiro, cap do motor e pra-brisas.


da Frana pelo abolicionista Jos do Patrocnio (1853-1905) e estava sendo conduzido pelo poeta parnasiano Olavo Bilac (1865 1918). O acidente consistiu em uma coliso contra uma rvore e no deixou v-timas graves. (H indcios que o acidente poderia eventualmente ter ocorrido na Rua da Passagem, no bairro de Botafogo).

Uma preocupao mais efetiva com os registros e causas dos aci-dentes surgiu com o grande aumento no nmero de fatalidades oriun-automvel em todo o mundo. No ano 2000, o Brasil j havia passado a cifra de 1.000.000 de pessoas mortas no trnsito.

Dessa preocupao surgiram a Acidentologia e a Acidentometria. A acidentologia visa caracterizar o acidente no que diz respeito a sua natureza, forma de ocorrncia, sua repetio sistmica, como, onde e quando ocorrem. A acidentometria por sua vez responsvel por as diferentes variveis envolvidas em acidentes com o objetivo de criar meios de preveno.

-dentes esse termo deve ser evitado pois remete a um motivo nico, enquanto na realidade devemos nos preocupar com os vrios fatores que podem ger-los. Outra observao sobre nomenclatura refere-se ao fato de nos referirmos a estatsticas de trnsito onde o melhor ter-mo seria dados sobre acidentes de trnsito, j que a estatstica uma disciplina da Matemtica que lida com amostragem, disperses, etc... (Nmero de mortos por ano no trnsito normalmente so dados de acidentes de trnsito enquanto a quantidade de pessoas que utilizam

Fig. 7: foto do acidente registrado pelo jornal londrino em 1889.


O impacto frontal realizado atravs de uma coliso em 40% da frente do veculo (lado do motorista) contra uma barreira deformvel de alumnio. So utilizados dois dummies Hbrido III 50% nos assentos dianteiros e duas cadeirinhas de criana com dummies representando crianas de 18 meses e 3 anos no banco traseiro.

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

)LJSURSDJDQGDIHLWDSHODUHYLVWD4XDWUR5RGDVQDpSRFDGRODQoDPHQWRGDHGLomRreferente avaliao de quatro modelos produzido no Brasil em provas de Crash test.


cintos de segurana por exemplo so normalmente dados estatsticos. Este esclarecimento necessrio nesse momento pois a troca dos ter-mos pode ser feita de forma inadvertida nos prximos captulos).

Em todo o mundo foram criados com o passar do tempo rgos pblicos que tinham como objetivo regular, estudar, educar a atuar em atividades relacionadas ao trnsito. No Brasil por exemplo temos o exemplo do CONTRAN (Conselho Nacional de Trnsito), DENA-TRAN (Departamento Nacional de Trnsito), os DETRANs (Depar-tamentos Estaduais de Trnsito), DNER (Departamento Nacional de de Rodagem) e outros rgos e entidades ligadas ao assunto.

A preocupao com a regulamentao do uso do automvel no Brasil remete ao incio do sculo XX. O ato n 146 de 26 de fevereiro de 1903 dizia em seu artigo 6:

Alm dos rgos voltados diretamente ao trnsito, uma outra espe-cialidade que tomou fora a partir da percepo do volume de vtimas decorrentes dos acidentes foi a Medicina de Trfego. O primeiro mo--), fundada em dezembro de 1960 em San Remo (Itlia). No Brasil a fundao da ABRAMET (Associao Brasileira de Medicina de Trfego) em janeiro de 1974 decretou uma participao efetiva dessa especialidade em nosso pas.

-mina ou no a sua ocorrncia so: a via, o condutor e o veculo. (Al-guns autores preferem desmembrar a varivel via em uma quarta vari-o veculo juntos correspondem a cerca de 10% dos fatores diretamente (em torno de 90%).

Quando falamos da varivel via, devemos levar em conta a via


XIV AVALIAO E CLASSIFICAO DA SEGURANA DE UM VECULO

modelos de veculos nos diferentes mercados em todo o mundo (que garantem o atendimento aos requisitos legais de segurana para cada mercado), muitos rgos de proteo aos consumidores e revistas es-pecializadas realizam avaliaes no que diz respeito segurana dos veculos.

Apesar das diferenas existentes entre os mtodos de clculo para as avaliaes, basicamente elas consistem no cmputo da performance biomecnica (ocupantes) e estrutural (veculo) em ensaios de impacto, os .

Dentre os principais rgos mundiais que tem suas avaliaes reconhecidas pelos especialistas da rea de segurana veicular, podemos citar o EuroNCAP (),a USNCAP (programa similar nos EUA), o IIHS ( , tambm nos EUA), OSA (programa de avaliao no Japo), ANCAP (programa de avaliao australiano) alm das inmeras revistas como a e a , ambas na Alemanha.

No Brasil, a revista Quatro Rodas realizou pela primeira vez no pas uma bateria de quatro em 2000, com o objetivo de ava-liar a segurana dos quatro modelos populares mais vendidos no pas na poca ( VW Gol, Fiat Palio, GM Corsa e Ford Fiesta). Os ensaios foram realizados nas instalaes da Volkswagen do Brasil com super-viso e auditoria do Instituto espanhol IDIADA.

Para servir de exemplo, utilizaremos o programa EuroNCAP para mostrar os principais conceitos que so utilizados em uma avaliao. Neste programa so realizados os seguintes ensaios de impacto:

1 frontal a 64 km/h (40% )1 lateral a 50 km/h 1 lateral a 29 km/h contra poste1 bateria de impactos para avaliar proteo aos pedestres


sinalizao, a iluminao, semforos, defesas, barreiras e todos os ou-atmosfrico que pode vir a piorar as condies de trfego atravs de neblina, chuvas, neve e outros.

A varivel veculo pode vir a ser um agente gerador de acidentes caso haja falhas em seu processo de fabricao ou nas condies inade-quadas de uso e manuteno.

A varivel ser humano apresenta o maior nmero de fatores que podero ser agentes causadores de acidentes. A idade do condutor, o (cognitiva, associativa e autnoma) e o estado civil so determinan-tes nas tomadas de decises dos condutores nos momentos que an-tecedem os acidentes. (Prejuzos cognitivos, diminuio da velocida-de psicomotora, mudanas sensrio-perceptivas e acuidade auditiva so fatores que se agravam com a idade por exemplo e que afetam a capacidade de dirigir). Fatores mdicos como fadiga, apnia do sono (sonolncia diurna), doena de Alzheimer, epilepsia, obesidade, dia-betes, menopausa, drogas e principalmente o alcoolismo tambm so fundamentais na determinao da ocorrncia de acidentes.

ou seja, as fatalidades que independem da vontade humana. Ateno especial deve ser dada concentrao de lcool no sangue em conjunto com a conduo de veculos. O lcool responsvel em mdia por 40% dos acidentes de trnsito com vtimas fatais. Estudos mostram concentraes de 0,50 g/l de lcool no sangue. (A legislao Sueca por exemplo permite concentrao mxima de 0,2 g/l). O risco de acidentes no linearmente proporcional ao consumo de lcool. Estudos (Salle-ras, 1982) concluram que concentraes de 0,5 g/l aumentam em sete vezes a chance de ocorrer acidentes e concentraes de 1,5 g/l e 1,75 g/l aumentam respectivamente em trinta e setenta vezes o risco. Os principais efeitos no condutor so um processamento mais lento de de executar tarefas simultneas como virar o volante e frear ao mesmo tempo, alm de propiciar euforia e gerar uma conduo imprudente.

Os dados de acidentes de trnsito so fundamentais para o enten-


de atuao no sentido de minimizar a sua ocorrncia. Existem diferen-tes mtodos de coleta de dados e divulgao de dados. De qualquer forma sempre valem como uma boa referncia desde que respeitem as premissas bsicas das cincias estatsticas.A seguir podemos observar alguns levantamentos estatsticos realizados no Brasil, nos EUA e na Alemanha que, alm do aspecto tcnico, revelam-se como ferramentas teis no sentido de sensibilizao dos motoristas.

)LJRJUiFRDFLPDLOXVWUDDOJXQVQ~PHURVGHFRUUHQWHVGHDFLGHQWHVHQWUHRVDQRVGH H QD$OHPDQKD UHODWLYRV j GHQVLGDGH GH WUiIHJR TXH FUHVFHX VLJQLFDWLYD-mente) representada em azul, a quantidade de acidentes (em verde), o nmero de feridos (em amarelo) e o nmero de fatalidades (em vermelho). Paralelamente so ilustradas as implementaes de dispositivos de segurana ativa e passiva como os cintos de segurana, o airbag, o ABS (Anti Blocking System), o airbag lateral e o ESP (Electronic Stability Program)TXHMXVWLFDPSDUFLDOPHQWHDTXHGDGHPRUWDOLGDGHREVHUYDGD

195Biomecnica e Traumas nas Colises Veiculares


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194 Biomecnica e Traumas nas Colises Veiculares

TI Tibia index < 1,3 (EU)

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

onde,

FZ = fora de compresso axial no eixo Z(FC)Z = fora de compresso crtica no eixo Z (35.9 kN)

O TI calculado nas partes superior e inferior da tbia.

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

AIS Abbreviated Injury Scale

O AIS foi criado pela AAAM (-) e normalmente utilizado para descrever os pata- 1menores) e vai at AIS 6 (fatais) e uma descrio dos tipos de leses nos diferentes rgos.

AIS Leso

1 0HQRU

2 0RGHUDGD

3 6pULD

4 Severa

5 Crtica

6 Fatal

-da no trabalho tcnico Essa curva foi obtida atra-vs da anlise de choques frontais da cabea porm permite quebrar -

)LJFODVVLFDomRJHUDOGDHVFDOD$,6


Ano %Variao2002 2003

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%

Acidentes no fatais 6.277.000 6.267.000 -0,2%

/HV}HV 1.929.000 1.915.000 -0,7%

Apenas danos a proprie-dade 4.348.000 4.352.000 +0,1%

Fig. 9: quantidades de pessoas mortas e feridas e de colises fatais e no fatais nos EUA em 2002 e 2003. )RQWH1+76$

Fig. 10: fatalidades em acidentes de trnsito nos EUA entre os anos de 1988 e 2003. )RQWH1+76$


PernasAs conseqncias mais graves relativas s leses nas pernas ocor-

rem devido a colises frontais parciais (). Nesse tipo de coliso onde o veculo tem apenas parte de sua regio frontal impactada (ge-ralmente do lado do motorista), os nveis de intruso da estrutura na gerar leses srias nas articulaes alm de fraturas sseas. As regies a serem analisadas so o fmur, a tbia e os ps e as articulaes do joelho e do tornozelo.

Fmur

As leses no fmur so principalmente decorrentes de altos nveis de -nientes dos impactos dos joelhos contra o painel de instrumentos.

FPC Femur Performance Criteria < 10 kN (EUA)

(refere-se mxima fora de compresso no fmur)

performance. A curva de fora axial no fmur deve estar abaixo da referncia demonstrada a seguir:

Tbia

As leses nas tbias ocorrem devido a um carregamento direto das estruturas localizadas na regio inferior do painel de instrumentos.

TCFC Tibia Compressive Force Criterion < 8kN (EU)Valor referente fora de compresso no eixo axial da tbia.


Fig. 11: colises no fatais (chumbo) e ocupantes lesionados (cinza) entre os anos de 1988 e 2003 nos EUA. )RQWH1+76$

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Persons Injured Non-Fatal Crashes

Fig. 12: distribuio do tipo de ocupantes e no ocupantes na totalizao de vtimas fatais nos anos de 2002 e 2003 nos EUA. )RQWH1+76$

Descrio 2002 2003 Variao % Variao

Ocupantes 33.988 34.185 +197 +0,6%

0RWRULVWDV 23.539 23.898 +359 +1,5%

Passageiros 10.339 10.175 -164 -1,6%

Desconhecidos 110 112 +2 +1,8%

Motociclistas 3.244 3.592 +348 +11%

No ocupantes 5.583 5.443 -140 -2,5%

Pedestres 4.808 4.672 -136 -2,8%

Ciclistas 662 626 -36 -5,4%

Outros* 113 145 +32 +28%

Total 42.815 43.220 +405 +0,9%


onde

Fig. 123: estgios da compresso torxica (0%, 20%, 40% e 60%), devido aplicao de XPDIRUoDGHIRUPDVLPLODUDTXHpDSOLFDGDSHORFLQWRGHVHJXUDQoDGXUDQWHXPDFROLVmRYHLFXODU 3DUDQmRSUHMXGLFDU D LQWHJULGDGHGD FDL[D WRUi[LFD H GRV yUJmRVTXHDOL HVWmRDXWLOL]DomRGHFRPSRQHQWHVGHSUpWHQVLRQDPHQWRHGH OLPLWDGRUHVGHFDUJDQRFLQWRGHsegurana so muito importantes para o gerenciamento das foras aplicadas contra os ocu-pantes. (Desde que o cadaro do cinto de segurana atenda s prescries normativas re-lativas fora limite de ruptura trao, o rompimento do mesmo em uma coliso veicular QmRpQHFHVVDULDPHQWHXPDIDOKD(PFDVRVPXLWRUDURVRQGHFRQWDPRVFRPYHORFLGDGHVextremas de impacto e ocupantes com grande massa (o que resulta em uma grande quan-tidade de energia para o cinto de segurana absorver), a resistncia do cadaro do cinto muito acima dos valores mnimos estabelecidos nas regulamentaes internacionais pode VLJQLFDUDRFRUUrQFLDGHOHV}HVVpULDVSRLVLUiJHUDUDOWRVQtYHLVGHIRUoDFRQWUDRRFXSDQ-WH1HVVHV FDVRV DSyV R FLQWR GH VHJXUDQoD WHU DEVRUYLGR SDUWH VLJQLFDWLYD GD HQHUJLDpresente, o cadaro poder se romper aliviando os nveis de fora contra o ocupante e FRQVHTHQWHPHQWHDVOHV}HV$SyVDGLPLQXLomRGRVQtYHLVGHIRUoDSRUDOJXQVPLOLVHJXQ-GRV D HQHUJLD UHVLGXDO VHUi DEVRUYLGD DWUDYpV GR FKRTXH GR RFXSDQWH FRQWUD SDUWHV GRinterior do veculo, como o painel de instrumentos e o sistema de direo. importan-WHUHVVDOWDUTXHHVVHIHQ{PHQRpUDURHQmRUHHWHRFRPSRUWDPHQWRQRUPDOGRVLVWHPDGH UHWHQomR &DVR RFRUUD GHYH VHU LQYHVWLJDGR DWUDYpV GH SHUtFLD WpFQLFD HVSHFLDOL]DGD


Uso do cinto de seguranaAno

2002 2003

Fatalidades 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%

)LJLGHQWLFDomRGRXVRGRFLQWRGHVHJXUDQoDHQWUHRVDFLGHQWHVIDWDLVQRV(8$QRVanos de 2002 e 2003. )RQWH1+76$

)LJLGHQWLFDomRGRXVRGRFLQWRGHVHJXUDQoDHQWUHRVDFLGHQWHVIDWDLVQRV(8$QRVanos de 2002 e 2003 por faixa etria. )RQWH1+76$

Uso do cinto de segurana

Ano

2002 2003

Idade 16-20 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%

Idade maior 21 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%

Fig. 15: fatalidades devido ao consumo de lcool nos EUA entre os anos de 1988 e 2003. )RQWH1+76$


O esmagamento tambm um fenmeno comum. Trata-se da com-presso dos rgos internos da caixa torxica entre o osso esterno20 e a coluna. (Esse tipo de leso muito comum quando h uma enorme fora proveniente dos ocupantes traseiros que no utilizam cintos de segurana, sobre os ocupantes dianteiros). Nesse tipo de carregamen-to normalmente o corao tende a se movimentar involuntariamente (geralmente para a esquerda) e sair do raio de atuao das foras. Esse tipo de fenmeno a causa do estabelecimento de critrios biomecni-

-fenmeno de fratura de costelas com cargas pontuais).

No caso das colises laterais a situao mais preocupante, princi-palmente para as costelas. Neste tipo de impacto h pouco espao para que a estrutura do veculo deforme e conseqentemente h a intruso da estrutura na clula de sobrevivncia. Como o cinto de segurana no tem funo relevante na proteo da regio lateral do ocupante (nesse caso o cinto apresenta uma funo de manter o ocupante posicionado gerenciamento na distribuio e no controle da magnitude das foras durante a coliso da estrutura lateral do veculo com o ocupante.

A seguir alguns dos critrios biomecnicos utilizados em ensaios de impacto em laboratrio para se avaliar a proteo na regio tor-xica.

ThPC Thorax Performance Criteria < 50mm (EU)

< 76mm (EUA)

(valor referente medio de intruso mxima no trax)

< 60g (EUA)

(valor referente acelerao mxima no trax por um perodo de 3 ms)

VC Viscous Criterion < 1 m/s

C(t)=0.229D(t)

20 Esterno : osso mpar, situado na parte anterior do trax, e com o qual se articulam as clavculas e as cartilagens costais das sete primeiras costelas. (Fonte: Dicionrio Aurlio)


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)LJ D QR JUiFR DFLPD TXHPRVWUD R Q~PHUR GH IDWDOLGDGHV QR WUkQVLWR HP DOJXQVpases, percebemos o contraste entre alguns pases africanos com poucos veculos por ha-bitantes e muitos acidentes fatais, e maioria dos pases desenvolvidos com frotas maiores e menos fatalidades. )RQWH1+76$


Trax

A regio torxica apresenta uma estrutura singular devido a gran-de quantidade de diferentes tecidos, rgos e regies sseas. Dessa forma, os tipos de leso encontrados nessa regio so de vrios tipos, dependendo da intensidade e da direo da coliso veicular.

no tipo de leso para motoristas e para passageiros dianteiros. As le-ses srias de maior incidncia so devido ao contato com o sistema de direo do veculo para o caso dos motoristas e com o painel de instru-mentos no caso dos passageiros (componentes que possuem diferen-tanto para o motorista quanto para o passageiro, a maior incidncia de leses srias ocorre na estrutura ssea do trax. A tabela abaixo retrata a porcentagem de leses nas regies torxicas e abdominais, compila-

Leso Motorista (AIS 3) Passageiro (AIS 3)

Arterial 8 6Corao 10 4Juntas 7 6Fgado 10 11Pulmes 21 9Bao 6 8Caixa torxica 25 309pUWHEUDV 3 6Outros 10 20Total 100% 100%

-presso ou uma combinao das duas) so mais raras porm mais srias pois podem vir a gerar paraplegia, tetraplegia ou o bito. In-dubitavelmente, a regio mais vulnervel so as costelas. A quebra da integridade da caixa torxica durante uma coliso pode vir a afetar a respirao.

Nas colises, as leses podem ser provenientes de foras concentra-o carregamento de um cinto de segurana de 3 pontos seja a princpio uma carga distribuda. Quando a comparamos com a distribuio de foras de um , o cinto de segurana passa a ser considerado como gerador de uma carga concentrada.


Country

Vehi-cles per

1000People

Fatali-ties per

1000Vehicles

Fatali-ties per millionpeople

Fatali-ties per

year

Datayear

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 1997Fig. 15b: tabela com os dados de fatalidades no trnsito mais recentes de 27 pases. Obser-va-se a cifra de 30.000 fatalidades/ano no Brasil. )RQWH1+76$


My: alm do critrio de foras mximas, a norma europia ainda prev requisitos para o momento do pescoo (extenso), que deve ser menor que 57 N.m

Para a regulamentao norte-americana so utilizados os seguintes valores de referncia para as foras de trao e compresso no eixo axial do pescoo:

Fz (compresso) < 4000 NFz (trao) < 4170 N

-as e momentos no pescoo obtidos durante o ensaio) no deve ser superior a 1.0, em nenhuma das quatro condies que ele deve ser calculado, a saber:

Onde Fzc e Myc so constantes que obedecem a tabela abaixo,

(i) Fzc = 6806 N , para Fz trao(ii) Fzc = 6160 N , para Fz compresso (iv) Myc = 135 Nm, para momento de extensoe Fz e Mocy, fora e momento respectivamente para cada uma das

combinaes seguintes:

Combinao de trao e extensoCombinao de compresso e extenso

37Dinmica de Colises Veiculares

IV - DINMICA DE COLISES VEICULARES

Durante uma coliso veicular, toda a energia cintica9 tem que ser dissipada de alguma forma at que os corpos (veculo e ocupantes) cheguem condio de repouso.

No caso do veculo, a energia ser dissipada atravs da deformao de sua estrutura e de seu deslocamento. No caso dos ocupantes do veculo, a energia ser dissipada atravs do seu amortecimento pelos componentes do interior do habitculo.

Atualmente vrios so os componentes no interior do veculo que agem passivamente de modo a reter os ocupantes durante uma coliso veicular. Todos esses componentes formam o sistema de reteno de um veculo.

Os componentes principais do sistema de reteno so os cintos de o painel de instrumentos, os apoios de cabea, os volantes (sistema de direo) e os quando disponveis.

O risco para os ocupantes de um veculo em um acidente est di-retamente associado com o como e o quo rpido eles perdem a sua velocidade presente no momento da coliso.

O entendimento do funcionamento dos sistemas de reteno e dos fenmenos que ocorrem durante as colises veiculares est diretamen-te ligado ao entendimento das leis de Newton, dos conceitos de traba-lho, energia e conservao do movimento.

A primeira lei de Newton estabelece que um corpo em repouso permanecer em repouso e um corpo em movimento permanecer em movimento, a no ser que sofram a ao de uma fora externa, sejam elas foras que operam distncia (gravidade, magnetismo, ...) ou for-as que atuam diretamente sobre a superfcie do corpo.

A segunda lei de Newton diz que se uma fora (F) aplicada por perodo de tempo (dt) a variao de velocidade (dv) ser dada por: dv = (F . dt) / m , onde m a massa do corpo em questo. (Forma mais familiar: F = m.a , onde a a acelerao do corpo).

A terceira lei de Newton (talvez a mais famosa) estabelece que para toda ao h uma reao. 9 Energia armazenada em um corpo com certa massa e que apresenta velocidade diferente de zero.


As conseqncias desse tipo de fenmeno podem ser provenientes de colises em altas e baixas velocidades. Estudos de Ommaya e Hirsh (1971) mostraram que velocidades angulares de 1,800 rad/s2 (que po-dem ocorrer em impactos que produzam aceleraes lineares em torno de 5g) podem causar leses srias.

NIC Neck Injury Criterion (Critrios de Leso no Pescoo)

performance. As curvas de fora axial e de cizalhamento medidas no pescoo durante o ensaio devem estar abaixo das referncias demons-tradas a seguir:

)LJFRQFHLWRGHDSRLRGHFDEHoD6$+5Saab Active Head Restraint), que utiliza um princpio de alavanca para que, durante a fora exercida pelo tronco contra o banco em coli-ses, o apoio de cabea se aproxime da cabea do ocupante.

38 Dinmica de Colises Veiculares

de Energia de um corpo para o outro.

A energia cintica (associada ao movimento de um corpo) mais relevante no estudo das colises veiculares do que a energia poten-cial.

Analisando-se somente a energia cintica envolvida na coliso, te-mos da fsica clssica que: Ec = (m . V2) / 2, onde V a velocidade do corpo.

Para ilustrar a importncia da velocidade em uma coliso vecular, um veculo a 60km/h apresenta cerca de 44% a mais de energia do que um veculo de mesma massa a 50 km/h.

Outro conceito importante o da conservao de energia. Ele esta-belece que a energia total de um sistema se mantm sempre constante a no ser que haja transmisso de energia para fora do sistema. No caso de sistemas mecnicos a energia transmitida equivale ao trabalho realizado pelas foras na superfcie dos corpos que igual a fora ve-zes a distncia em que ela atua.

Os conceitos descritos acima partem do princpio que os corpos so indeformveis, o que no verdade no nosso caso, pois tanto as estruturas dos veculos como os ocupantes so corpos deformveis. (De qualquer forma isso no invalida a base do raciocnio).

dissipa sua energia cintica, entre outros modos, atravs do desgaste das pastilhas de freio e do pneu e ento chega ao repouso. (O aciona-mento dos freios gera uma fora que atuar no veculo com o objetivo de par-lo).

No caso de uma coliso, a grande parte da energia ser dissipa-da atravs da deformao da estrutura do veculo.Considerando-se dois veculos idnticos e na mesma velocidade, em ambos os casos (frenagem e coliso), o produto entre a fora para parar o veculo e o tempo necessrio para isso (F . dt) igual. A grande diferena o balanceamento dessas grandezas. Em uma frenagem temos um tem-po maior de desacelerao e portanto necessria uma fora menor para parar o veculo. No caso de uma coliso, o tempo para o veculo chegar ao repouso muito curto e para isso necessria uma fora extremamente maior.


No caso das colises traseiras, as leses podem vir a ocorrer devido ao rpido movimento relativo entre a cabea (que tender a se movi-mentar para trs) e o tronco que permanecer apoiado no encosto dos bancos. Caso a cabea no esteja corretamente retida, ocorrer uma mudana de forma brusca do pescoo. Esse fenmeno conhecido como efeito chicote ().

-derado um dos maiores responsveis por leses no pescoo em coli-ses veiculares.

Fig. 121: caso a cabea no esteja corretamente retida em colises traseiras (no caso da JXUDRDSRLRGHFDEHoDQmRIRLFRORFDGRQDDOWXUDFRUUHWDDPHVPDWHQGHUiDVHGHVORFDUrapidamente para trs, causando uma mudana brusca na forma do pescoo e conseqen-WHPHQWHOHV}HVVpULDV

39Dinmica de Colises Veiculares

Tanto em uma frenagem como em uma coliso, quando o veculo chega ao repouso, o corpo dos ocupantes continua em movimento e tambm deve chegar ao repouso. Em uma frenagem o corpo dos ocu-pantes ser submetido a uma srie de foras de baixa intensidade e a sua desacelerao no apresentar grandes diferenas em relao a do veculo pois o tempo longo. Em uma coliso, o veculo chegar ao repouso rapidamente. O ocupante continuar na velocidade em que estava e encontrar os componentes internos do veculo j em repouso. Isso ocasionar a atuao de uma grande fora sobre os ocupantes que a causadora das leses em casos de acidentes. Da a necessidade dos sistemas de reteno. Eles devem atuar de forma a prolongar o tem-po de desacelerao dos ocupantes de forma a gerenciar as foras que agem sobre seus corpos.

)LJ*UiFR9[WTXHUHSUHVHQWDXPSURFHVVRGHIUHQDJHP


No caso das colises frontais onde o ocupante est sem cinto de segurana, o tronco

Documents

Livro Segurança Veicullar - Bertocchi