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Introdução

    Nas atividades diárias, sejam laborais ou de lazer, a locomoção humana depende principalmente do ato de caminhar. Ao apoiar o peso sobre os pés, seja parado ou durante a marcha, a força da gravidade desencadeia um estímulo muscular, mantendo o equilíbrio do corpo sobre uma pequena área de suporte, delimitada pelos pés. Para suavizar o efeito do peso corporal sobre os pés, isto é, a força de impacto, procura-se desenvolver materiais que possa absorver o impacto minimizando problemas que possam advir deste. Este artigo aborda a questão do impacto e sua absorção em materiais utilizados como componentes para calçados. Durante a marcha, especialmente na fase de apoio, que inicia com o toque do calcanhar e termina com a retirada do hálux do solo, observa-se a função biomecânica do pé. O impacto do apoio do pé no solo provoca uma força de reação, do solo para o pé, que é absorvida pelo corpo humano [1]. O calçado afeta de forma positiva ou negativa a saúde e a performance do pé e do corpo como um todo.

    A norma NBR 14838 (ABNT) [2], que se refere a calçados, descreve o método para a determinação do comportamento da componente vertical da força de reação do solo. Este método de ensaio é realizado com o produto já finalizado, isto é, o calçado.

    O presente trabalho sugere uma proposta alternativa para esta determinação. É proposto um teste qualitativo de absorção de impacto de uma esfera metálica em materiais utilizados como componentes de calçado e não no produto finalizado. O teste é baseado no princípio da conservação da energia mecânica, ou seja, toda energia cinética que o sistema esfera-amostra adquire é devida à diferença de energia potencial gravitacional do mesmo [3, 4]. Desta forma, este teste configura um diferencial ao calçado, uma vez que este pode ser montado com componentes já testados, minimizando custos do produto final.

Materiais e Métodos

    O material a ser analisado é colocado sobre uma base. Utilizam-se três esferas metálicas com diferentes massas, que são inicialmente presas a um eletroímã. Na base é colocada uma célula de carga para medir a força de impacto com que as esferas alcançam a mesma. Utiliza-se um tubo transparente com uma graduação em centímetros e uma câmera para registrar as alturas que as esferas atingem na volta, após colidirem com a amostra sobre a célula de carga.

    A metodologia a ser empregada neste trabalho (figura1) consiste em disparar o eletroímã (1), soltando as esferas metálicas (3), individualmente, a partir de uma altura h, permitindo que caiam (ou que caem) em queda livre até atingir os materiais a serem testados (6), colocados sobre a base (5) com célula de carga para medir a força de impacto. A altura inicial é a mesma para todas as esferas. As amostras a serem analisadas são feitas dos materiais utilizados como componentes nos calçados (palmilha, solado, etc.). Este teste deverá ser realizado dez vezes, com cada esfera e para cada material, obtendo-se um perfil estatístico. Todo o processo é filmado (7), com a finalidade de registrar as diferentes alturas que as esferas alcançam após incidirem sobre o material testado. Tal diferença se deve à absorção do impacto por parte do material, característica intrínseca do mesmo.

Resultados

    Usando o princípio da conservação de energia mecânica a qual envolve a variação das energias potencial e cinética do sistema esfera-amostra, podemos definir a quantidade de energia absorvida no impacto.

    Na figura 2 , pode-se observar um diagrama do movimento que a esfera realiza durante a trajetória de descida e subida após o impacto. Foi denominada de altura inicial a posição da esfera antes de começar a queda livre e altura final sendo a altura que a esfera alcança na subida após o impacto. Por serem materiais com características físico-químicas diferentes, as alturas finais serão diferentes. Este fato está relacionado com a capacidade que cada material pode absorver o impacto.

Discussão

    Dependendo da qualidade do material, a energia devido ao impacto é mais ou menos absorvida pelo material. Quanto mais absorvente for o material, menor será a reação do solo em relação ao pé. Desta forma, a altura que a esfera atinge após o impacto é diferente (figura 2). Para a indústria calçadista, no Brasil, não há teste semelhante realizado em materiais nem componentes para verificação de absorção de impacto [5- 8].

Conclusão

    Este método é de fácil compreensão e execução, de baixo custo de implementação e manutenção. Entretanto, sua importância maior é a utilização para testar componentes de calçados ofertados no mercado, oferecendo um registro de absorção de impacto.

    Futuramente este estudo será estendido levando-se em conta outro parâmetro importante, como o índice de massa corporal (IMC), e a distribuição da pressão plantar.

    Finalmente, propõe-se uma normatização de teste de absorção de impacto para componentes de calçado, utilizando este método.

Referências

• WIECZOREK, S A., DUARTE M., AMADIO A. C., Rev. paul. Educ. Fís., São Paulo, 11(2): 103- 15, jul./ dez. 1997 CDD. 20. ed. 612. 76

• NRB 14838 CALÇADOS - Determinação do comportamento da componente vertical da força de reação do solo. Março 2002.

• HALLIDAY D; RESNICK R AND WALKER J. FUNDAMENTOS DE FÍSICA 1 Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro 2002.

• Nussenzveig H M., Física Básica Mecânica, Editora Edgard Blücher Ltda, São Paulo 2002.

• Senai Franca - Ensaios Físicos-mecânicos Internet site address: http://www.sp.senai.br/calcados/ENSAIOS.HTM, acessado em 13/4/2005.

• ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas Internet site address: http://www.abnt.org.br, ACESSADO 13 ABRIL 2005.

• Centro Nacional de Tecnologia, laboratório de controle da qualidade, Internet site address: http://www.senairs.org.br

• Centro Tecnológico do Couro Senai RS, Laboratório de ensaios físico-mecânico. Correspondência interna entre a empresa e os autores.

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revista digital · Año 11 · N° 99 | Buenos Aires, Agosto 2006   © 1997-2006 Derechos reservados