Análise mecânica e biomecânica de solados para calçados

Abstract

A crescente busca por novos materiais, com baixo custo e que auxiliem na performance humana é um incentivo para os pesquisadores e para a indústria calçadista. O calçado deixou de ser acessório e tornou-se uma proteção para o sistema músculo-esquelético, tendo como principal objetivo o conforto. Este trabalho teve como objetivo analisar e correlacionar as propriedades mecânicas e Biomecânicas de calçados com diferentes solados. Neste estudo foram caracterizadas, analisadas e comparadas as propriedades mecânicas, a absorção do impacto em diferentes faixas e a aceleração do calçado e da tíbia durante a marcha com diferentes materiais no solado. Os ensaios foram realizados em um modelo de calçado utilizando diferentes materiais na região do calcâneo. Os materiais utilizados foram EVA, PU, TPU, SBR e madeira. Os materiais foram caracterizados segundo a sua dureza, densidade, energia absorvida, energia retornada, energia perdida e rigidez. Para os ensaios biomecânicos foram utilizados 11 sujeitos do gênero masculino e foram avaliadas a taxa de aceitação do peso em diferentes faixas, o primeiro pico de força, impulsão, segundo pico de força, pico da força ântero-posterior, aceleração do calçado, taxa de aceitação de aceleração, aceleração tibial e transmissibilidade de aceleração. Os sujeitos caminharam em uma passarela na velocidade de 5 km/h e utilizaram os calçados com diferentes solados randomicamente. Os resultados dos ensaios evidenciaram: a) diferenças nas propriedades mecânicas dos materiais; b) a taxa de aceitação do peso é a forma mais adequada de analisar a absorção do impacto durante a marcha; c) a aceleração do calçado e a transmissibilidade de aceleração são possíveis diferenciar as propriedades mecânicas dos materiais utilizados nos solados.

The growing search for new materials, with low cost and to assist in human performance is a pursuit for researchers and for the footwear company. The footwear is no longer an accessory and is a protection for the musculoskeletal system, and the main more important characteristic is the comfort. The aim this study was to analyze and correlate the mechanical properties and biomechanics of shoes with different heel soles. In this study it is characterized, analyzed, and compared the mechanical properties, the vertical-force loading rate in different levels and the shoes vibration and tibia vibration during the gait with different in the heel sole. The tests were performed with a shoe with different materials heel soles. The materials used were EVA, PU, TPU, SBR and wood. The materials were characterized by hardness, density, energy absorbed, energy return, energy lost and stiffness. The biomechanical tests were used 11 subjects (males). Parameter were: vertical-force loading rate, impact peak, impulse, antero-posterior ground reaction force, shoes vibration, vibration loading rate, tibia vibration and transmissibility. The subjects walked at a walk at the speed of 5 km/h and used shoes randomly. The tests results showed differences in mechanical properties of materials and also for the vertical-force loading rate. There is no difference in the antero-posterior ground reaction peak and impulse in the shoes. But, there is statistic difference in the shoes vibration and vibration loading rate. Were found correlate between transmissibility and shoes vibration with mechanical properties.