CAMPO TÉCNICO

O presente modelo de utilidade refere-se a uma touca para a prática da natação, particularmente para treinamento de nadadores, configurada para aumentar o efeito do arrasto hidrodinâmico sobre o nadador, proporcionando, desta forma, um aumento substancial do esforço do nadador para evitar perda de velocidade de deslocamento na água e, por conseguinte, uma melhora no condicionamento físico do nadador.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

O modelo de utilidade, objeto do presente pedido de patente, refere-se a uma touca para a prática da natação, especialmente projetada para aumentar a força de arrasto da água através de um dispositivo de arrasto hidrodinâmico simples, de fácil implementação e baixo custo de fabricação.

Ressalte-se que a presença deste dispositivo torna a touca menos leve do que as toucas convencionais.

Esta touca, a qual compreende um corpo principal definindo uma superfície externa e uma superfície interna de contato com a cabeça de um usuário, uma abertura principal de colocação da touca na cabeça de um usuário definindo uma borda, e pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico disposto na superfície externa do corpo principal, é de confortável colocação na cabeça e visa aumentar o esforço do atleta para enfrentar a maior resistência da água em contato com o(s) dispositivo(s) de arrasto hidrodinâmico nela previsto(s).

A natação de alto rendimento procura incorporar no seu treinamento equipamentos que aumentem o arrasto, tais como roupas (sungas/camisas), palmares, pára-quedas, elásticos, todos projetados para dificultar a locomoção dos atletas na água e, consequentemente, aumentar seu condicionamento físico ao enfrentar essas peças de resistência, ou seja, ao vencer tais barreiras, o indivíduo fica mais forte ao adquirir tolerância ao esforço exigido.

As toucas de natação têm tido a principal função de proteger os cabelos dos usuários e "diminuir" o arrasto no deslocamento na água. Entretanto, nunca houve uma touca criada com o propósito exclusivo de "aumentar" o arrasto através de dispositivo(s) de arrasto hidrodinâmico como os da touca aqui proposta. Tal efeito era apenas considerado nas demais partes do corpo e a cabeça sempre foi vista no meio aquático como apenas passível de ser coberta ou protegida por diferentes toucas.

O pedido de modelo de utilidade n° MU870 460-2 em nome da Requerente, depositado em 02 de julho de 2007, por exemplo, refere-se a uma touca para natação, dotada de um enchimento interno feito com material leve e confortável, que dá origem a um bico para prática da natação, e especialmente projetada para minimizar o efeito do arrasto hidrodinâmico, principalmente na extensão da cabeça do nadador, proporcionando, desta forma, substancial aumento da velocidade do seu deslocamento na água.

A touca de natação, objeto deste pedido de patente, possui características inéditas de maximizar o efeito do arrasto hidrodinâmico na cabeça do seu portador, proporcionando maior dificuldade de deslocamento e diminuição da velocidade do nadador.

Em síntese, se procurarmos no estado da técnica no campo da natação, não encontraremos nenhuma touca com o propósito de dificultar a locomoção na água, visto que todas são lisas e têm como objetivo facilitar ou acelerar o nado, diferente da touca com dispositivo(s) de arrasto hidrodinâmico aqui proposta, que visa dificultar e diminuir a velocidade do nadador para aumentar a sua resistência e força física.

Este efeito foi testado de forma científica de duas formas: primeiro em um nadador atravessando uma piscina semi-olímpica várias vezes usando uma touca convencional e depois, a touca com dispositivo(s) de arrasto hidrodinâmico do presente modelo de utilidade, com resultados efetivos de aumento (i.e., piora) de tempos e sensíveis dificuldades em seu deslocamento a cada 25 metros nadados. Foram ainda realizados testes em uma cabeça de manequim, a qual foi submersa várias vezes com a touca com dispositivo(s) de arrasto do presente modelo de utilidade e com toucas convencionais, comparando-se os tempos de descida vertical. No fim, verificou-se que a touca, objeto do presente pedido, descia mais lentamente devido ao maior arrasto, proporcionado pelo(s) dispositivo(s) de arrasto hidrodinâmico, no deslocamento no meio líquido. Os referidos testes encontram-se descritos minuciosamente em anexo.

OBJETIVOS

É um primeiro objetivo do presente modelo de utilidade apresentar uma touca para a prática da natação, especialmente projetada para aumentar a força de arrasto hidrodinâmico, através de um dispositivo de arrasto hidrodinâmico, sendo esta touca de confortável colocação na cabeça do usuário.

É um segundo objetivo do presente modelo de utilidade aumentar o esforço do atleta para enfrentar a maior resistência da água em contato com o(s) dispositivo(s) de arrasto hidrodinâmico previsto(s) na touca. É um outro objetivo do presente modelo de utilidade apresentar uma touca para a prática da natação, que permita melhorar e aumentar o condicionamento físico e a força de seu portador ou usuário, que deverá adquirir tolerância ao esforço exigido para enfrentar a "peça de resistência" prevista na touca, ou seja, vencer a barreira física, representada pelo(s) dispositivo(s) de arrasto hidrodinâmico previsto(s) na touca.

É ainda outro objetivo do presente modelo de utilidade apresentar uma touca para a prática da natação, que possa ser uma nova alternativa de equipamento de treinamento na natação de alto rendimento e que também possa ser utilizada para outros níveis de natação, seja de iniciação, aperfeiçoamento ou lazer.

Os objetivos do modelo de utilidade acima descritos são alcançados pela touca que será melhor detalhada mais adiante.

SUMÁRIO

O presente modelo de utilidade atinge esses e outros objetivos por meio de uma touca de natação, que consiste de um corpo principal, que envolve a cabeça de um usuário, definindo uma superfície externa e uma superfície interna de contato com a cabeça do usuário, uma abertura principal de colocação da touca na cabeça do usuário definindo uma borda, e pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico disposto na superfície externa do corpo principal.

O pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico da touca do presente modelo de utilidade pode ser feito de material similar ou diferente ao do corpo principal da touca.

Em uma modalidade preferida, o pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico pode possuir formato parecido ao de um bolso, podendo variar em tamanho e quantidade, dependendo do grau de dificuldade que se pretende impingir ao nadador.

Em outra modalidade preferida, o pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico pode possuir formato parecido ao de um canal, podendo variar em tamanho e quantidade, dependendo de quanto se deseja aumentar o grau de dificuldade para o nadador.

O pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico pode ser liso e pode estar colado, costurado ou amarrado à touca, dependendo da sua constituição material, que poderá ser lycra, látex, silicone, nylon, neoprene, etc.

Em ainda outra modalidade preferida, o pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico pode possuir o formato de um V. Em outra modalidade preferida, o pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico pode ter abertura(s) de entrada de água e abertura(s) de saída de água em sua base, a jusante da(s) abertura(s) de entrada de água, para pequeno escoamento da água, aumentando a força de arrasto hidrodinâmico exercida na cabeça do usuário, que, desta forma, enfrentará maior resistência da água durante o seu deslocamento, proporcionando diminuição da sua velocidade e aumentando seu esforço para se locomover.

Em outra modalidade preferida, a(s) abertura(s) de entrada de água está(ão) localizada(s) em qualquer posição preferencialmente não perpendicular em relação à borda da touca.

A(s) abertura(s) de saída de água (2) pode(m) estar localizada(s) nas superfícies laterais e/ou inferiores do pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico.

Em ainda outra modalidade preferida, o pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico pode não possuir abertura(s) de saída de água.

Em um modo de realização preferido, à medida que o nadador, usuário da touca, se locomove no meio líquido, ou seja, na água, o pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico se enche de água que entra pela(s) abertura(s) de entrada de água. O deslocamento do nadador na água torna-se então mais difícil.

Em outra modalidade preferida, a(s) abertura(s) de entrada de água está(ão) localizada(s) em uma ou várias micro aberturas distribuídas na superfície do pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

O presente modelo de utilidade será descrito com base em exemplo(s) representado(s) nas figuras a seguir:

A Figura 1 ilustra uma vista frontal de uma concretização preferida da touca, objeto do presente pedido, inserida na cabeça do usuário, a figura ilustrando o corpo principal e sua superfície externa, a base da touca, o pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico e a pelo menos uma abertura de entrada de água do pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico;

A Figura 2 ilustra uma vista lateral esquerda da concretização ilustrada na Figura 1 ;

A Figura 3 ilustra uma vista lateral direita da concretização ilustrada na Figura 1 ;

A Figura 4 ilustra uma vista traseira da concretização ilustrada na Figura 1 ; A Figura 5 ilustra uma vista superior da concretização ilustrada na Figura 1 ; e

A Figura 6 ilustra uma vista inferior da concretização ilustrada na Figura 1 , na qual também é mostrada a pelo menos uma abertura de saída de água.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

As Figuras 1 a 6 mostram uma concretização preferida do presente modelo de utilidade, a qual consiste de um touca de natação, compreendendo um corpo principal 1 , definindo uma superfície externa e uma superfície interna de contato com a cabeça de um usuário; e uma abertura principal de colocação da touca na cabeça de um usuário, definindo uma borda 3; a touca compreendendo ainda pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico 5, disposto na superfície externa do corpo principal 1.

O pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico 5, que, na modalidade ilustrada nas Figuras 1 a 6, é representado como sendo três dispositivos de arrasto hidrodinâmico, possui, nesta modalidade, pelo menos uma abertura de entrada de água 2, que está localizada, preferencialmente, em uma posição não perpendicular em relação à borda 3 da touca.

Na modalidade, conforme ilustrado na Figura 6, o pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico 5 possui pelo menos uma abertura de saída de água 4, a qual está localizada a jusante da pelo menos uma abertura de entrada de água 2 (não ilustrada nesta figura). A pelo menos uma abertura de saída de água 4 da touca, na modalidade ilustrada, está localizada, preferencialmente, em uma posição não perpendicular em relação à borda 3 da touca. No entanto, ela poderia estar localizada em outras posições na touca, como, por exemplo, na superfície lateral do pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico 5.

Em outra modalidade não ilustrada, a pelo menos uma abertura de saída de água 4 do pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico 5 da touca de natação pode ser constituída de um ou mais pequenos furos, dispostos na superfície lateral do pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico 5 ou em outra posição.

Em ainda outra modalidade não ilustrada, o pelo menos um dispositivo de arrasto hidrodinâmico 5 da touca de natação não possui abertura(s) de saída de água.

Deve ser entendido que a touca de natação e suas partes componentes descritas acima são apenas algumas das concretizações possíveis do modelo de utilidade. O real escopo do modelo de utilidade encontra-se definido nas reivindicações.

ANEXO

PRIMEIRO TESTE

TESTE DE HIDRODINÂMICA DA TOUCA COM DISPOSITIVO DE ARRASTO

Este teste foi realizado em 07/10/2011 , às 14 horas, na academia Djan Madruga em piscina de 25 x 16,7 m e 2m de espelho d'agua clorada aquecida a 28 graus centígrados.

Materiais utilizados:

- 1 cabeça de manequim de plástico;

- 200 g de pesos para pesca em tárrafa;

- 1 touca tradicional de lycra;

- 1 touca de lycra com dispositivo de arrasto hidrodinâmico;

- 1 cronometro de pulso Timex Ironman Triathlon c/50 memórias;

- 2 pés de pato Kapaloa;

- 2 pesos de 1 k para tornozelo;

- 1 óculos de natação Zoggs;

- 1 calculadora comum;

- 1 prancheta;

- papel ofício; e

- caneta.

Objetivo:

Observar o desempenho das 2 toucas mediante comparação da velocidade de deslocamento vertical na água da touca com dispositivo de arrasto x touca convencional desde a superfície até o fundo da piscina, ou seja, em 2 m de profundidade.

Metodologia:

Foram feitas 40 (quarenta) tentativas neste teste comparativo, sendo 2 sets de 20 tentativas, conforme descrito a seguir.

Inicialmente, o manequim foi enchido com os 200 g de pesos e depois imerso na água até que todo o ar fosse expulso do manequim. Em seguida, ele foi mantido na superfície da água numa posição invertida, ou seja, de ponta cabeça, sendo liberado manualmente, e cada tentativa cronometrada entre a superfície e o fundo da piscina.

No fim de cada série de 20 tentativas, houve compilação da memória do cronometro para a prancheta e, posteriormente, todas as 40 foram analisadas matematicamente.

As 40 tentativas foram feitas na seguinte ordem: 1- 20 vezes a cabeça do manequim com touca convencional

2- 20 vezes a cabeça do manequim com touca com dispositivo de arrasto

Os tempos obtidos em segundos encontram-se descritos a seguir:

Teste com Manequim

Touca Touca

Item Convencional Arrasto

(segundos) (segundos)

1 4,72 4,91

2 4,37 4,51

3 4,23 4,68

4 4,73 4,78

5 4,63 4,63

6 4,52 4,61

7 4,80 5,12

8 4,36 4,88

9 4,65 4,82

10 4,65 4,73

11 4,35 4,54

12 4,32 4,59

13 4,34 4,73

14 4,47 4,87

15 4,31 4,68

16 4,32 4,93

17 4,35 4,56

18 4,18 4,74

19 4,32 4,59

20 4,39 4,70

Média em segundos 4,45 4,73

Acréscimo Percentual (%) 6,29

Acréscimo de Tempo 0,28

Resultados: A touca com dispositivo de arrasto hidrodinâmico obteve velocidade média de descida mais lenta que a touca convencional em 28 centésimos, ou seja, foi encontrado 6,3 % mais arrasto.

Conclui-se, portanto, que a touca com dispositivo de arrasto apresentou uma piora de tempo de 28 centésimos, ou seja, um considerável aumento de arrasto de 6,3 % em relação a uma touca convencional nestes testes realizados na descida vertical de 2m de profundidade em piscina.

SEGUNDO TESTE TESTE DE HIDRODINÂMICA DA TOUCA COM DISPOSITIVO DE ARRASTO

Este teste foi realizado em 08/10/2011 , às 12 horas, na academia Djan Madruga em piscina de 25 x 16,7 m e 2m de espelho d'agua clorada aquecida a 28 graus centígrados.

Materiais utilizados:

- 1 touca convencional de lycra;

- touca de lycra com dispositivo de arrasto;

- 1 cronometro de pulso Timex Ironman Triathlon c/50 memórias;

- 1 óculos de natação Zoggs;

- 1 calcula .»dora comum;

- prancheta;

- papel ofício, e

- caneta.

Objetivo:

Observar o desempenho das 2 toucas mediante comparação da velocidade de deslocamento horizontal na água da touca com dispositivo de arrasto x touca convencional em "tiros" de 50 m.

Sujeito do teste: nadador experiente, federado, 52 anos de nível olímpico Metodologia:

Foram feitas 30 (trinta) tentativas neste teste comparativo, sendo 3 séries de 10 tentativas, conforme descrito a seguir.

O nadador saía da borda a cada 1 minuto, mantida uma média de 17 braçadas por volta e respirava lateralmente se esforçando para manter o mesmo ritmo a cada tiro. O tempo era gravado a cada 50m no cronometro.

No fim de cada série de 10 tentativas, houve mudança de touca durante 1 min. de intervalo e, no fim das 3 séries, houve anotação dos tempos na prancheta e, posteriormente, todas as 30 tentativas foram analisadas matematicamente. As 30 tentativas foram feitas na seguinte ordem:

1 - 10 vezes sem touca

2- 10 vezes portando a touca com dispositivo de arrasto

3- 10 vezes portando a touca convencional

Os tempos obtidos em segundos encontram-se descritos a seguir:

Sem

Ordem Touca Touca Arrasto Touca Convencional

(segundos) (segundos) (segundos)

1 38,91 39,60 39,03

2 39,00 39,62 38,22

3 38,65 39,30 38,50

4 38,82 39,06 38,69

5 38,88 38,77 38,56

6 39,40 38,77 38,34

7 39,10 39,60 38,82

8 39,40 39,53 38,94

9 38,79 39,21 38,96

10 ' 38,63 39,06 38,64

Média 38,96 39,25 38,67

Porcentagem Touca arrasto x Sem touca Touca arrasto x conv.

0,74% arrasto maior 1 ,5% arrasto maior

1 ,50

Resultados:

A touca com dispositivo de arrasto obteve velocidade média nos tiros mais lenta que a touca convencional em 58 centésimos, ou seja, foi encontrado 1 ,5 % mais arrasto.

A touca com dispositivo de arrasto obteve velocidade média nos tiros mais lenta que a cabeça sem touca em 29 centésimos, ou seja, foi encontrado 0,74 % mais arrasto.

Conclui-se que a touca com dispositivo de arrasto apresentou uma piora de tempo de 58 centésimos, ou seja, um aumento de arrasto de 1 ,4% em relação a uma touca de lycra convencional nestes testes realizados em piscina.