Development of a head impact protection device

Abstract

Nowadays, the number of people that practise team sports involving physical contact has increased. For sports where the use of head protective equipment is not mandatory, some sportsmen use headbands to feel safer. In the market, there are several solutions for this purpose made by synthetic foams that guarantee a level of protection proportional to its mechanical properties. Cork is a natural cellular material capable of absorbing amounts of energy. These characteristics make this material ideal for certain applications such as impact protection. In this work, the cork agglomerate with the best density and properties to incorporate into a protective headband is studied. With this goal, 3 headbands at the market were used in order to conclude on which level the cork was comparing to their foams. Finally, a headband model was created. After being validated, its material was varied and, for each one, the risk of injury was analysed. The results of these analysis showed that the selected agglomerated cork can have the same and, in some situations, better performance than the foams found in these reference devices.

Hoje em dia o número de praticantes de desportos coletivos envolvendo contacto físico tem aumentado. Para desportos onde o uso de equipamento de proteção ao nível da cabeça não é obrigatório, alguns desportistas usam uma fita para que se possam sentir mais seguros. No mercado existem várias soluções para esse efeito, feitas com espumas sintéticas que garantem um nível de proteção proporcional às caraterísticas mecânicas das mesmas. A cortiça é um material celular natural capaz de suster quantidades consideráveis de energia. Estas características tornam este material ideal para determinadas aplicações como a proteção de impactos. Neste trabalho, é estudado qual o aglomerado de cortiça, com a melhor densidade e por consequência com a melhores propriedades para incorporar numa fita de proteção da cabeça. Para o efeito, foram utilizadas 3 fitas existentes no mercado de modo a concluir em que nível se encontrava a cortiça em relação às espumas destes equipamentos. Posteriormente, foi criado um modelo de fita que após validado foi variado o seu material e analisado o risco de lesão. Os resultados desta análise mostraram que o aglomerado de cortiça selecionado consegue ter a mesma e em algumas situações, melhor performance do que as espumas sintéticas encontradas nestas fitas tidas como referência.