Desenvolvimento de um clinostato tridimensional com três eixos de rotação que permite a troca de suportes de amostras

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Alves, Karina de Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Faculdade de Engenharia; BR; PUCRS; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• Palavras-chave em Português: ENGENHARIA ELÉTRICA; MICROGRAVIDADE; CLINOSTATO TRIDIMENSIONAL; CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/3054

Nas últimas décadas, estudos realizados com astronautas e animais têm demostrado que, durante ou após os voos espaciais, a função de muitos órgãos e sistemas sofrem alterações fisiológicas, incluindo mudanças no líquido cefálico, perda de fluidos e de eletrólitos, perda de massa muscular e redução da resposta imune. Há também experimentos que demonstraram que o campo gravitacional influencia a formação da estrutura cristalina de substâncias, assim como a virulência de microrganismos. Os experimentos em voos espaciais são de alto custo e de acesso limitado. Neste contexto, surgiu à necessidade de desenvolver um instrumento para viabilizar, em terra, estudos das alterações que ocorrem em microrganismos e cristais em microgravidade simulada, como um clinostato tridimensional. A presente dissertação tem como objetivos o desenvolvimento do projeto de um clinostato 3D com três eixos de rotação de sentido horário e ajuste da velocidade de rotação através da modelagem, simulação no software PRO Engineer, que permite a troca de suportes para aplicação em diferentes tipos de amostras e ajuste, permitindo o cálculo de microgravidade e centrifugação para cada suporte. Em comparação aos três projetos anteriores do Centro de Microgravidade (FENG/PUCRS), as principais inovações são a possibilidade de revolução em mais um eixo, a diversificação dos suportes de amostras e o fator de microgravidade associado a cada tipo de amostra. O desenvolvimento no software de simulação proporcionou uma melhoria do projeto, adaptação do protótipo, a redução de custos anteriormente à construção e ajustes necessários para obter as características esperadas. Obteve-se resultados adequados para a utilização do clinostato com velocidade inferior a 8 rpm nas amostras para garantir a condição de microgravidade de fator inferior a 1,0.10-3, no caso de amostras com massa específica aproximadamente igual a da água. As forças centrífugas calculadas nas amostras foram mínimas, atendendo aos requisitos para a simulação de microgravidade. Os cálculos contidos neste trabalho serão fundamentais para pesquisas futuras, sendo possível especificar e analisar os efeitos da microgravidade e centrifugação sobre cada amostra. A simulação de deslocamento e estresse das estruturas críticas do clinostato demonstrou resultados que garantem a resistência necessária para o seu funcionamento. O projeto desenvolvido nesta dissertação já possibilitou a construção estrutural do protótipo do clinostato tridimensional, o qual atende as características desejas da estrutura, mobilidade, resistência e flexibilidade de amostras.