ElevadorHidráulico UPX - Final

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Usina de Projetos Experimentais (UPx) 
 Projeto – Parte 1 
IDENTIFICAÇÃO 
NO NOME e-mail Telefone 
210308 Alexandre Cussiol Cavalcante alexandre270903@gmail.com (15)998575593 
210673 Luís Gustavo Tavares Alves luisgtalves@gmail.com (15) 991770282 
211325 
Luiz Henrique de Oliveira 
Filho 
luiz.lanterna@hotmail.com (15) 996944689 
210331 Pedro Henrique Lisboa plisboa2003@gmail.com (15)981086208 
210278 Murilo Nogueira Duarte Murilonog2013@gmail.com (15)996367495 
210421 Felipe Pires dos Santos felipepires725@gmail.com (15)99105-9461 
210363 Matheus Velloso Nogueira matheus.vn@outlook.com (15)988279200 
210279 Vitor Vidotto Modesto Tózi vitotbrbr@gmail.com (15)998109786 
 
TÍTULO: 
Projeto de elevador hidráulico 
 
LÍDER DO GRUPO: 
Matheus Velloso Nogueira 
 
ORIENTADOR(A): 
Prof. Isaias Aguiar Goldschmidt 
 
 
Data da Entrega: 09/05/2021 
 
 
___________________________________ 
Visto do(a) Orientador(a) 
 
 
 
 
 
 
 
Usina de Projetos Experimentais 
 
 
 
 
Alexandre Cussiol Cavalcante 
Luís Gustavo Tavares Alves 
Luiz Henrique de Oliveira Filho 
Pedro Henrique Lisboa 
Murilo Nogueira Duarte 
Felipe Pires dos Santos 
Matheus Velloso Nogueira 
Vitor Vidotto Modesto Tózi 
 
 
 
 
 
PROJETO DE ELEVADOR HIDRÁULICO 
 
 
 
 
 
Sorocaba/SP 
2021 
 
 
 
Alexandre Cussiol Cavalcante 
Luís Gustavo Tavares Alves 
Luiz Henrique de Oliveira Filho 
Pedro Henrique Lisboa 
Murilo Nogueira Duarte 
Felipe Pires dos Santos 
Matheus Velloso Nogueira 
Vitor Vidotto Modesto Tózi 
 
 
 
PROJETO DE ELEVADOR HIDRÁULICO 
 
 
 
 
Última parte do projeto experimental 
apresentado ao Centro Universitário 
Facens, como exigência parcial para a 
disciplina de Usina de Projetos 
Experimentais (UPx). 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Isaias Aguiar 
Goldschmidt 
 
 
Sorocaba/SP 
2021 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 PROPOSTA E PROPÓSITOS DO PROJETO ......................................................... 3 
2 OBJETIVOS ............................................................................................................. 4 
3 JUSTIFICATIVA ....................................................................................................... 5 
4 ORÇAMENTO .......................................................................................................... 6 
5 DESENVOLVIMENTO ............................................................................................. 7 
5.1 Princípio de funcionamento ................................................................................... 7 
5.2 Design do protótipo ............................................................................................... 8 
6 RESULTADOS ....................................................................................................... 13 
7 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 15 
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 16 
APÊNDICE A – DESENHO SERINGA 300 ML ........................................................ 17 
APÊNDICE B – DESENHO SUPORTE PARA SERINGA ........................................ 17 
 
file:///C:/Users/Felipe/Documents/Relatórios/ElevadorHidraulico_UPX%20-2.docx%23_Toc74496386
file:///C:/Users/Felipe/Documents/Relatórios/ElevadorHidraulico_UPX%20-2.docx%23_Toc74496387
 
 
1 PROPOSTA E PROPÓSITOS DO PROJETO 
 
De acordo com a reportagem do G1 Tocantins (2017), a acessibilidade 
oferecida a pessoas debilitadas, por uma condição temporária ou permanente, tende 
a ser um sério problema nas cidades, considerando a baixa disponibilidade de 
ferramentas que auxiliem o acesso inclusivo, além de espaços reduzidos e do alto 
fluxo de pessoas em algumas cidades. 
A partir do exposto, o presente trabalho coloca em prática o Princípio de 
Pascal para desenvolver um elevador hidráulico com o propósito de melhorar a 
acessibilidade de, por exemplo, cadeirantes em lugares que costumam não oferecer 
um fácil acesso. 
 
 
 
2 OBJETIVOS 
 
 O objetivo do projeto é elaborar uma plataforma de elevação hidráulica no 
intuito de melhorar a acessibilidade em espaços públicos e privados, aliando 
simplicidade e escalabilidade. 
 
 
 
 
3 JUSTIFICATIVA 
 
 A partir do Princípio de Pascal – lei da Mecânica dos Fluidos que afirma que 
a pressão aplicada sobre um fluido em equilíbrio estático em um ponto é distribuída 
igualmente e sem perdas para todas as suas partes, ou seja, a partir da aplicação de 
uma força em uma área reduzida, pode-se levantar uma grande carga na 
extremidade oposta, desde que esta possua uma área maior (PASCAL, 1663, apud 
NUSSENZVEIG, 2014, p. 20) – o elevador hidráulico permite que haja uma 
instalação simplificada, de menor custo e de menor gasto de energia se comparado 
a outros tipos de elevadores, tornando-se a opção mais viável para a escalabilidade, 
promovendo maior acessibilidade. 
 
 
4 ORÇAMENTO 
 
Assim, utilizou-se a metodologia chamada “bottow-up” para a realização do 
orçamento, onde o custo do projeto foi dividido em subitens, para que haja um maior 
controle de qual a principal fonte de custos. A Tabela 1 demonstra os valores, 
individuais e total, de custeamento do projeto. 
Com base no desenvolvimento do design do protótipo e pensando na parte 
mecânica relacionada ao Princípio de Pascal, foi realizada uma pesquisa para 
determinar os componentes mais adequados para o projeto, pensando em um 
modelo que pudesse ser construído com um baixo orçamento. 
A elaboração do orçamento, por sua vez, foi pensada para um modelo virtual. 
Entretanto, estabeleceu-se a limitação de uma construção física de maneira que a 
seleção dos componentes fosse aplicável às condições e recursos em posse do 
grupo. 
Tabela 1 – Orçamento básico. 
Valor máximo previsto (R$) 200,00 Atualizado em: 07/06/21 
Item Especificações Unidades 
Valor 
unitário 
(R$) 
Valor 
total 
(R$) 
fonte de 
consulta 
Seringa 300 mL 1 89,00 89,00 Mercado livre 
Seringa 50 mL 1 13,25 13,25 
Magazine 
médica 
Mangueira 
p/ aquário, 2 
metros 
1 5,99 5,99 Petz 
Lote de placas 
de madeira 
10 de (16,8 x 
35,5) cm 
1 16,49 16,49 Mercado livre 
 Total: R$ 124,73 
Fonte: Autoria própria. 
 
Dessa forma, conclui-se que, os itens mais caros são as seringas, onde o 
preço deriva da sua especificidade, o que a torna mais difícil de encontrar no 
mercado. Entretanto, o orçamento encontra-se dentro do previsto. 
 
 
 
5 DESENVOLVIMENTO 
 
Utilizando o Project – software de gestão de projetos desenvolvido pela 
Microsoft –, o grupo criou um cronograma inicial a fim de nortear os passos em 
direção ao desenvolvimento do modelo. Seguindo o cronograma, as atividades 
realizadas foram vinculadas ao Trello, onde os integrantes puderam visualizar o 
andamento das atividades e interagir com elas de maneira democrática. 
Dentre as medidas de seringas disponíveis, foram selecionadas as seringas 
de 300 mililitros e 50 mililitros, cujos diâmetros são, respectivamente, 52 milímetros e 
20,6 milímetros. A partir dos diâmetros das seringas selecionadas, é possível 
estabelecer a relação de forças incidentes nas áreas de cada êmbolo. 
 
 
5.1 Princípio de funcionamento 
 
Conforme relatado no item 3 – Justificativa –, o projeto terá por base o 
princípio de Pascal, onde a pressão aplicada em um ponto de um circuito hidráulico, 
a pressão aplicada em um ponto é a mesma por todo o circuito. Para exemplificar, 
observa-se a Figura 1. 
Figura 1 – Exemplo do princípio de Pascal 
Fonte: autoria própria. 
 
Nela é possível notar que uma força “F1” foi aplicada sobre o menor êmbolo 
(à esquerda), o que gerou uma pressão naquela região do líquido. A pressão, por 
sua vez, propagou-se por todo o líquido, chegando à área 2, que tem uma seção 
 
 
muito maior, o que fez a força gerada ser proporcionalmente maior,possibilitando 
erguer o êmbolo maior. 
Sendo assim, o princípio de Pascal pode determinar a proporção entre as 
forças, conforme descreve Nussenzveig (2014, p. 20), na Equação 1. 
 
𝐹1
𝐴1
= 
𝐹2
𝐴2
 (1) 
 Onde “𝐹1” e “𝐹2” representam as respectivas forças nas áreas “𝐴1” e “𝐴2”. 
Nesse tipo de circuito, quando o fluído é incompressível, também é possível 
relacionar as áreas e a velocidade de um fluído para calcular a vazão, ou a 
velocidade do fluído. Dessa forma (Ibid.; p. 33), define a fórmula conforme a 
Equação (2). 
 
𝐴1 ∙ 𝑉1 = 𝐴2 ∙ 𝑉2 (2) 
Onde “A” representa as respectivas áreas, e “V” as respectivas velocidades 
do fluído na seção. 
 
5.2 Design do protótipo 
 
O desenho do modelo dissimilar, em escala real, foi desenvolvido a partir do 
software de modelagem em três dimensões da Autodesk, Inventor. Utilizando 
ferramentas de extrusão e revolução, a seringa de 300 mililitros (APÊNDICE A) foi 
desenhada e, a partir de suas dimensões, foram desenhados os componentes 
restantes. 
Como representado pela Figura 2, o protótipo conta com um corpo construído, 
a princípio, em madeira. Para comportar a seringa, um suporte (APÊNDICE B) foi 
criado junto a uma caixa de base quadrada com arestas de 260 milímetros e 
paredes de 270 milímetros de altura. 
Sobre o êmbolo da seringa, construiu-se, também, uma plataforma em 
madeira equipada com um console com botões para uma futura automação. 
 
 
 
 
Figura 2 – Perspectiva lateral do protótipo com a seringa retraída 
 
Fonte: autoria própria 
A seringa menor, que deve promover o acionamento do sistema de 
transmissão de fluidos, foi desenhada posteriormente. O acionamento do êmbolo 
pode ser verificado na Figura 3. 
 
 
Figura 3 – Perspectiva lateral do protótipo com a seringa avançada 
Fonte: autoria própria. 
 
Ademais, uma cápsula construída em acrílico foi adicionada à plataforma, a 
fim de conferir maior segurança ao projeto. Uma das laterais da cápsula não possui 
vidro, representando o lado em que se encontraria a porta do elevador em um 
modelo real. 
O modelo acompanhado da capsula é exposto na Figura 4. 
 
 
 
Figura 4 – Demonstração do protótipo com cápsula de proteção 
Fonte: autoria própria. 
 
Por fim, todas as dimensões do projeto foram estabelecidas, baseando-se em 
formas retangulares para facilitar o corte das peças. A Figura 5 apresenta o projeto 
cotado. 
 
 
 
Figura 5 – Cotas do protótipo (Escala 1:1) 
Fonte: autoria própria. 
 
 
 
6 RESULTADOS 
 
Utilizando as equações descritas no item 5.1 – Princípio de funcionamento –, 
foram desenvolvidos os cálculos físicos relacionados ao projeto. Utilizando, como 
exemplo, o peso de uma maçã, em média 1,3 Newton, verifica-se a transferência de 
uma força 6,37 vezes maior na área da seringa maior, produzindo uma força de 8,23 
Newtons. Esse processo pode ser verificado conforme a Figura 6. 
Figura 6 – Exemplo de funcionamento 
 
Fonte: autoria própria. 
 
Ainda utilizando os mesmos princípios físicos, foram estimados os valores de 
um cenário real. Para isso, os parâmetros utilizados foram uma carga mínima de 600 
quilogramas (Kg), de acordo com Associação Brasileira De Normas Técnicas (2008). 
Para o cilindro, utilizou-se um modelo de cilindro hidráulico comercial específico para 
elevadores, o Modelo JackType, que possui um diâmetro de 110 milímetros (mm) 
(GMV Hydro Lift System, 2020). 
Dessa forma, podemos concluir que a pressão mínima que deve existir no 
sistema é de 154,683 quilo pascal (KPa) ou 1,5468 bar, podendo ser exercida por 
outro pistão menor ou uma bomba hidráulica. 
 
 
Também é possível determinar, de maneira exclusivamente teórica, a 
velocidade em cada uma das seringas, de acordo com a Equação (2). Imaginando 
uma velocidade na seringa maior de 0,6 metros por segundo (m/s), definida como a 
velocidade média de um elevador (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS 
TÉCNICAS, 2020)., conclui-se que a velocidade na seringa menor deverá ser de 
3,823169 m/s. 
Assim, pode-se notar que o elevador hidráulico é viável, com um simples 
funcionamento, e com o custo final baixo, baseado na Tabela 1, além de promover 
um mecanismo de acessibilidade, cumprindo, assim, com todos os objetivos gerais 
do projeto. 
 
 
 
 
7 CONCLUSÃO 
 
Apesar da construção física impossibilitada pelas condições impostas pela 
pandemia, o desenvolvimento virtual mostrou-se eficaz ao agregar conhecimentos 
ao grupo no que tange a hidráulica, a física e outras dinâmicas de fluídos. 
Os planos iniciais do projeto também envolviam a utilização de controles 
eletrônicos, contudo, não foi possível essa realização por conta do atual período. 
Portanto, sugere-se, em eventuais projetos futuros baseados neste, a 
implementação de um controle através de botões e microcontroladores que 
acionarão um bombeamento do fluído, gerando a pressão necessária e dispensando 
o uso de uma segunda seringa. 
Por fim, conclui-se, a partir dos cálculos teóricos, que o projeto provou ser 
eficiente para o objetivado no início, podendo cumprir seu propósito. 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
ARBACHE, R. Elevador hidráulico – Como funciona, quanto custa e suas 
vantagens, São Paulo, 2021. Disponível em: https://meuelevador.com/elevador-
residencial-hidraulico/. Acesso em: 18 de mar. de 2021. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 313: Elevadores 
de passageiros – Requisitos de segurança para construção e instalação – 
Requisitos particulares para a acessibilidade das pessoas, incluindo pessoas com 
deficiência. São Paulo. 2008. 
 
Id.; NBR 16858-1: Elevadores – Requisitos de segurança para construção e 
instalação. São Paulo, 2020. 
 
BOXTOP. Elevador Hidráulico: características e vantagens, Rio do Sul, SC, 
2018. Disponível em: https://www.boxtop.com.br/produtos/elevador-hidraulico-
vantagens/. 
Acesso em: 18 de mar. de 2021. 
 
ECOPONTES. Acessibilidade é um dos principais desafios das cidades 
Brasileiras. São Paulo, 2020. Disponível em: 
https://www.ecopontes.com.br/noticias-ver/acessibilidade-e-um-dos-principais-
desafios-das-cidades-brasileiras/95. 
Acesso em: 17 de mar. de 2021. 
 
G1 TO. Falta de acessibilidade é problema nas maiores cidades do Tocantins, 
G1, Tocantins, 28 jan. 2017. Disponível em: 
https://www.google.com/amp/g1.globo.com/to/tocantins/noticia/2017/01/falta-de-
acessibilidade-e-problema-nas-maiores-cidades-do-tocantins.amp. Acesso em: 18 
de mar. de 2021. 
 
GMV HYDRO LIFT SYSTEM. Catálogo de produtos: Jack Type 1001 / 1001 SL. 
Disponível em: https://pdf.directindustry.com/pdf/gmv/jack-type-1001-1001-sl/25231-
8674.html . Acesso em: 01 de Jun. de 2021. 
 
MAGAZINE MÉDICA. Loja virtual de produtos médicos, Sorocaba, SP, 2021. 
Disponível em: https://magazinemedica.com.br . Acesso em: 07 de junho de 2021. 
 
MERCADO LIVRE. Loja online de produtos variados, Sorocaba, SP, 2021. 
Disponível em: https://www.mercadolivre.com.br . Acesso em: 04 de maio de 
2021. 
 
 
 
PETZ. Loja virtual de produtos para animais, Sorocaba, SP, 2021. Disponível 
em: https://www.petz.com.br . Acesso em: 04 de maio de 2021. 
 
NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica. São Paulo: Editora Blucher, 2014. 
Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521207481/. 
Acesso em: 26 de abr. de 2021. 
 
 
 
 
 
APÊNDICE A – DESENHO SERINGA 300 ML 
 
 
 
 
 
 
APÊNDICE B – DESENHO SUPORTE PARA SERINGA