Catapulta de tracao (introducao ok)

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<p>UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO</p><p>CAMPUS MEMORIAL</p><p>DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS</p><p>CAIO PEREIRA GOMES</p><p>FABIO XAVIER DE PAULA</p><p>FABRÍCIO GUIDI DE OLIVEIRA</p><p>FRANCIELLY DANTAS SILVA</p><p>GUSTAVO MOREIRA DA SILVA</p><p>LUCAS VALÉRIO DOS SANTOS</p><p>MAYK FERREIRA DAMASCENO</p><p>REGINALDO DOS SANTOS</p><p>UBIRAJUI ELESBÃO DOS SANTOS</p><p>CATAPULTA DE TRAÇÃO: ANÁLISE DO PROCESSO DE LANÇAMENTO DE UM CORPO DE PROVA EM UMA CATAPULTA DE TRAÇÃO</p><p>São Paulo</p><p>2021</p><p>CAIO PEREIRA GOMES</p><p>FABIO XAVIER DE PAULA</p><p>FABRÍCIO GUIDI DE OLIVEIRA</p><p>FRANCIELLY DANTAS SILVA</p><p>GUSTAVO MOREIRA DA SILVA</p><p>LUCAS VALÉRIO DOS SANTOS</p><p>MAYK FERREIRA DAMASCENO</p><p>REGINALDO DOS SANTOS</p><p>UBIRAJUI ELESBÃO DOS SANTOS</p><p>CATAPULTA DE TRAÇÃO: ANALISE DO PROCESSO DE LANÇAMENTO DE UM CORPO DE PROVA EM UMA CATAPULTA DE TRAÇÃO</p><p>Projeto integrador de materiais apresentado à Universidade Nove de Julho – UNINOVE, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em engenharia de produção.</p><p>Orientador: Prof. Maria de Fátima Camacho Ferreira M Aguia</p><p>Co-orientador: Prof. Adriana Clara Hamazaki</p><p>São Paulo</p><p>2021</p><p>CAIO PEREIRA GOMES</p><p>FABIO XAVIER DE PAULA</p><p>FABRÍCIO GUIDI DE OLIVEIRA</p><p>FRANCIELLY DANTAS SILVA</p><p>GUSTAVO MOREIRA DA SILVA</p><p>LUCAS VALÉRIO DOS SANTOS</p><p>MAYK FERREIRA DAMASCENO</p><p>REGINALDO DOS SANTOS</p><p>UBIRAJUI ELESBÃO DOS SANTOS</p><p>CATAPULTA DE TRAÇÃO: ANALISE DO PROCESSO DE LANÇAMENTO DE UM CORPO DE PROVA EM UMA CATAPULTA DE TRAÇÃO</p><p>Projeto integrador de materiais apresentado à Universidade Nove de Julho – UNINOVE, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em engenharia de produção.</p><p>São Paulo, 2 de dezembro de 2021</p><p>__________________________________</p><p>Maria de Fátima Camacho Ferreira M Aguia – Prof. Orientador</p><p>__________________________________</p><p>Adriana Clara Hamazaki – Membro titular</p><p>São Paulo</p><p>2021</p><p>Dedicamos este trabalho as nossas famílias, que nos apoiaram incondicionalmente.</p><p>AGRADECIMENTOS</p><p>Agradecemos aos familiares, amigos e professores que nos apoiaram em nosso projeto, certamente todos tem sua contribuição no sucesso deste trabalho. Em especial, saudamos a professora Maria de Fátima Camacho que nos ajudou com toda a parte de formatação e conteúdo do projeto.</p><p>Aqueles que mergulham no mar das aflições trazem pérolas raras para cima. (Spurgeon, Charles, 1834)</p><p>RESUMO</p><p>A catapulta é uma arma de guerra criada na Grécia antiga, a partir de duas outras armas do período, o arco e a funda. Mesmo que sua criação já complete pouco mais de dois mil e quatrocentos anos, essa peculiar invenção é título de estudo entre os diversos povos, com melhorias e mudanças pontuais ao longo da história. Este trabalho apresenta três tipos de catapulta, das quais se tem conhecimento histórico e uma análise mais profunda do funcionamento das três. Além de apresentar os tipos de catapulta e suas diferenças básicas, esse projeto apresentará os cálculos referentes a um protótipo da catapulta tipo mangonel, cuidando de analisar através de ensaios, a velocidade do lançamento, a força e distância máxima alcançada pelo corpo de prova. Assim, será possível determinar o poder de fogo (em escalas laboratoriais) do tipo de catapulta escolhida,</p><p>Palavras-chave: Grécia; Catapulta; Mangonel; Protótipo; Guerra;</p><p>ABSTRACT</p><p>The catapult is a weapon of war created in ancient Greece, from two other weapons of the period, the bow and the sling. Even though its creation is just over two thousand four hundred years old, this peculiar invention is a title of study among different peoples, with occasional improvements and changes throughout history. This work presents three types of catapult, of which we have historical knowledge and a deeper analysis of the functioning of the three. In addition to presenting the types of catapults and their basic differences, this project will present the calculations for a prototype of the mangonel catapult, taking care to analyze, through tests, the launch speed, force and maximum distance reached by the specimen. Thus, it will be possible to determine the firepower (on laboratory scales) of the chosen type of catapult.</p><p>Keywords: Greece; Catapult; Mangonel; Prototype; War;</p><p>LISTA DE ILUSTRAÇÕES</p><p>Fotografia 1 – Chiller Trane RTHD	16</p><p>Fotografia 2 – Chiller Trane RTAC	17</p><p>Fotografia 3 – Split Trane Inverter	18</p><p>Fotografia 4 – Logo do Protocolo Montreal	19</p><p>Fotografia 5 – Logo do CONAMA	20</p><p>Fotografia 6 – Logo da ABRAVA	21</p><p>LISTA DE TABELAS</p><p>Tabela 1 – Características dos fluidos sintéticos e naturais	15</p><p>LISTA DE SIGLAS</p><p>CFC -</p><p>Clorofluorcarbono</p><p>SDOs -</p><p>Substâncias Destruidoras da Camada de Ozônio</p><p>LISTA DE ACRÔNIMOS</p><p>CONAMA -</p><p>Conselho Nacional do Meio Ambiente</p><p>SISNAMA -</p><p>ABRAVA -</p><p>Sistema Nacional do Meio Ambiente</p><p>Associação Brasileira de Refrigeração, Ar condicionado, Ventilação e Aquecimento</p><p>AHRI -</p><p>Air-Conditioning, Heating & Refrigeraton Instituite</p><p>SUMÁRIO</p><p>1	INTRODUÇÃO	13</p><p>2	DESENVOLVIMENTO	14</p><p>2.1	CONHECIMENTOS NECESSÁRIOS	14</p><p>2.1.1	O Que São Fluidos Refrigerantes	14</p><p>2.1.2	Tipos de Fluidos Refrigerantes	14</p><p>2.1.3	Aplicações de Fluidos Refrigerantes	15</p><p>2.1.3.1	Chiller	16</p><p>2.1.3.2	Split	17</p><p>2.1.4	Órgãos e Normas Regulamentadoras de Fluidos Refrigerantes	18</p><p>2.1.4.1	Protocolo Montreal	18</p><p>2.1.4.2	CONAMA	19</p><p>2.1.4.3	ABRAVA	20</p><p>2.2	COMPARATIVO ENTRE FLUIDOS	21</p><p>2.3	RESULTADOS	22</p><p>3	CONCLUSÃO	23</p><p>REFERÊNCIAS	24</p><p>1 INTRODUÇÃO</p><p>Este trabalho apresenta estudos sobre o lançamento oblíquo, o mesmo ocorre quando um corpo qualquer é arremessado a partir do chão e forma um determinado ângulo em relação à horizontal. O movimento executado por um atleta da modalidade do salto em distância, a trajetória adquirida por uma bola de golfe e até mesmo a própria catapulta que é o nosso objeto de estudo, são exemplos de lançamentos oblíquos.</p><p>Uma catapulta era uma máquina simples, usada para lançar projéteis, ou objetos pesados, contra um inimigo, com grande força e a grandes distâncias. Existem três tipos de catapultas e iremos abordar todas durante o decorrer do trabalho, mas nós escolhemos como objeto de estudo o modelo de catapulta mangonel. Para destacar o tipo de catapulta mencionado, realizamos uma série de cálculos de força vetorial e estatísticos a fim de determinar a capacidade de uma máquina como essa.</p><p>Esse projeto visa, através da realização dos cálculos matemáticos, aplicar todo o conhecimento adquirido ao longo do semestre, nos conteúdos relacionados a cinemática e dinâmica, inovação tecnológica, cálculos matemáticos e análise estatística. Além disso, o artigo visa auxiliar estudantes de engenharia, física, matemática e correlatos, a compreender como a ciência acontece de maneira prática desde as primeiras civilizações.</p><p>Para melhor entendimento, optou-se por apontar cinco pontos primordiais para melhor compreensão do projeto: o que é um lançamento oblíquo, a história do lançador oblíquo tipo catapulta, a catapulta mangonel, ensaios e cálculos matemáticos, além de uma breve conclusão dos conteúdos analisados.</p><p>2</p><p>DESENVOLVIMENTO</p><p>A seguir serão descritos todos os detalhes do desenvolvimento dessa pesquisa.</p><p>2.1 CONHECIMENTOS NECESSÁRIOS</p><p>O artigo baseou-se nos seguintes conhecimentos:</p><p>2.1.1 O QUE SÃO CATAPULTAS</p><p>Antes da invenção dos canhões e das armas de fogo, as catapultas eram importantes armas de guerra. Uma catapulta era uma máquina simples, usada para lançar projéteis, ou objetos pesados, contra um inimigo, com grande força e a grandes distâncias. As catapultas em geral eram usadas para destruir muros de castelos. Para atacar um castelo, normalmente era necessária mais de uma. As catapultas também eram usadas para arremessar lanças contra um exército inimigo quando este avançava.</p><p>2.1.2 TIPOS DE CATAPULTAS</p><p>Catapultas podem ser classificadas de acordo com o conceito físico usado para guardar e liberar a energia requerida para arremessar. As primeiras catapultas eram de tensão, desenvolvidas no início do século IV a.C.na Grécia.</p><p>· Trebuchet : O último tipo de catapulta é o trabuco, que usa gravidade ao invés de tensão ou torção para propelir o braço lançador. Um contrapeso caindo puxa para baixo a parte inferior</p><p>do braço e o projétil é arremessado de um balde preso a uma corda pendurada no topo do braço, essencialmente como um estilingue preso a uma gangorra gigante. O contrapeso é muito mais pesado do que o projétil.</p><p>· Balista: A balista, que embora sendo mais complexa, foi inventada primeiro, possui dois braços que torcem duas molas paralelas e impulsionam um único projétil que fica sobre uma barra direcional entre as molas, toda a máquina se apoia sobre um eixo universal para flexibilizar a mira.</p><p>2.1.3 Aplicações de Fluidos Refrigerantes</p><p>Variando entre aplicações residências, comerciais e industriais, são inúmeros os equipamentos que utilizam dos fluidos refrigerantes em seus sistemas, os mais conhecidos são:</p><p>· Splits;</p><p>· Chillers;</p><p>· Câmaras frigoríficas;</p><p>· Automóveis;</p><p>Se faz necessário (para melhor compreensão deste trabalho) aprofundar-se no conhecimento a respeito dos equipamentos tipo Chiller e tipo Split.</p><p>2.1.3.1 Chiller</p><p>O Chiller é um equipamento de expansão indireta, ou seja, não refrigera o ambiente, mas refrigera água que é enviada aos ambientes ou equipamentos que necessitam de climatização. O resfriamento da água se dá através do ciclo de refrigeração realizado com o fluido refrigerante (compressor, condensador, válvula de expansão e evaporador), logo, é de suma importância que o fluido utilizado esteja de acordo com as especificações do equipamento.</p><p>Dois tipos de Chiller se destacam no mercado, são eles:</p><p>· Os Chillers de condensação a água;</p><p>Conforme a fotografia 1, são equipamentos mais robustos utilizados normalmente para refrigeração de água em grandes edificações, como shoppings, hotéis e supermercados.</p><p>Fotografia 1 – Chiller Trane RTHD</p><p>Fonte: Catálogo da Trane</p><p>· Os Chillers de condensação a ar;</p><p>Conforme a fotografia 2, são equipamentos de menor capacidade, muito utilizados em produções industriais que dependam de água gelada em seu processo.</p><p>Fotografia 2 – Chiller Trane RTAC</p><p>Fonte: Catálogo da Trane</p><p>2.1.3.2 Split</p><p>O Split é um equipamento de expansão direta, logo, refrigera diretamente o ambiente em que está inserido. Isso acontece, porque mesmo o ciclo de refrigeração sendo idêntico ao do Chiller (compressor, condensador, válvula de expansão e evaporador), difere-se não só apenas na capacidade de refrigeração, mas também no posicionamento do evaporador do Split que fica dentro do ambiente a ser climatizado.</p><p>Esse equipamento destacado na fotografia 3, é utilizado somente em climatização de ambientes. Os usuários mais comuns estão em residências, comércios e escritórios, porém já é comum notar a presença dos splits também em locais de criação de animais e salas de servidores computadorizados, que necessitam de temperatura estável.</p><p>Fotografia 3 – Split Trane Inverter</p><p>Fonte: Catálogo da Trane</p><p>2.1.4 Órgãos e Normas Regulamentadoras de Fluidos Refrigerantes</p><p>Segue abaixo descritos, os três principais órgãos regulamentadores de fluidos refrigerantes e sua utilização.</p><p>2.1.4.1 Protocolo Montreal</p><p>Protocolo Montreal é como foi batizado o acordo fechado entre 197 países no ano de 1989, destacado na fotografia 4. O acordo (que vigora até hoje) cuida da diminuição da emissão de gases que afetam a camada de ozônio. O acordo nasceu da Convenção de Viena para a Proteção da Camada de Ozônio, cujo texto enunciava uma série de princípios relacionados à disposição da comunidade internacional em promover mecanismos de proteção ao ozônio estratosférico, prescrevendo obrigações genéricas que instavam os governos a adotarem medidas jurídico-administrativas com tal intuito.</p><p>O documento assinado pelos Estados Partes impõe obrigações específicas, em especial, a progressiva redução da produção e consumo das Substâncias que Destroem a Camada de Ozônio (SDOs) até sua total eliminação.</p><p>Fotografia 4 – Logo do Protocolo Montreal</p><p>Fonte: https://www.brzemr.com/</p><p>2.1.4.2 CONAMA</p><p>O Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), destacado na fotografia 5, é um órgão criado em 1982 pela Lei n º 6.938/81 que estabelece a Política Nacional do Meio Ambiente, é o órgão consultivo e deliberativo do Sistema Nacional do Meio Ambiente (SISNAMA). Ou seja, o CONAMA existe para assessorar, estudar e propor ao Governo, quais os caminhos a serem tomados para a exploração e preservação do meio ambiente e dos recursos naturais. Além disso, também cabe ao órgão, dentro de sua competência, criar normas e determinar padrões compatíveis com o meio ambiente ecologicamente equilibrado e essencial à sadia qualidade de vida.</p><p>O CONAMA tem em suas normas, o foco no manuseio dos fluidos de forma segura, regulamentando questões como transporte, armazenamento e descarte de fluidos. A seguir, estão listadas algumas das normas do CONAMA:</p><p>· Resolução CONAMA Nº267/2000</p><p>Proíbe a importação, fabricação e ventilação das substâncias que destroem a camada de ozônio, também conhecidas como CFCs, e proíbe a fabricação de equipamentos que usem CFC. O uso de CFC em equipamento produzidos antes de 2001 é legal e permitido, assim como o seu comércio.</p><p>· Resolução CONAMA Nº340/2003</p><p>Descreve as restrições de uso de cilindros para o envase de gases de refrigeração, proibindo que cilindros descartáveis sejam reutilizados durante o recolhimento das substâncias controladas pelo Protocolo de Montreal. Faz com que o envio dos cilindros descartáveis para centrais de regeneração seja obrigatório.</p><p>Fotografia 5 – Logo do CONAMA</p><p>Fonte: https://marsemfim.com.br/</p><p>2.1.4.3 ABRAVA</p><p>A Associação Brasileira de Refrigeração, Ar condicionado, Ventilação e Aquecimento, destacada na fotografia 6, é uma entidade que representa os setores que utilizam da refrigeração em geral. A ABRAVA cuida de auxiliar todas as empresas e pessoas que trabalham no setor, colocando o Brasil como referência na área no setor mundial.</p><p>A Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento, foi fundada em 1962 e ao longo de sua história registra inúmeras conquistas em benefício das empresas associadas e do setor como um todo, tornando-se referência para fabricantes de equipamentos, projetistas, instaladores e mantenedores de sistemas, além de comerciantes varejistas de peças e componentes de todo o país.</p><p>Baseada na Engenharia, entre as temáticas abordadas na ABRAVA estão: Eficiência Energética, Meio Ambiente, Sustentabilidade, Qualidade do Ar, Normalização, Capacitação, entre outros.</p><p>Fotografia 6 – Logo da ABRAVA</p><p>Fonte: https://abrava.com.br/</p><p>2.2 comparativo entre fluidos</p><p>Alguns parâmetros de avaliação são necessários para indicar quais fluidos são os “melhores” no mercado atual, logo, foram avaliados esses parâmetros para que os melhores fluidos fossem apontados nesse trabalho.</p><p>Baseando-se nas características voltadas ao impacto ambiental, eficiência energética, segurança e custo/benefício, dois fluidos se destacam no mercado atual, são eles o R410A e R32.</p><p>· Impacto ambiental</p><p>Nenhum dos fluidos apresentam risco a camada de ozônio. O fluido R410A tem um mínimo ao aquecimento global, porem o fluido R32 está a frente nesse quesito, uma vez que seu impacto é 3 vezes menor.</p><p>O R32 é um refrigerante 100% puro. Portanto, sua reciclagem e reutilização é bem fácil. Já o R410A é uma mistura do próprio R32 com R125. Sendo uma mistura, já não é tão fácil de reciclar ou reutilizar.</p><p>· Eficiência energética</p><p>O R32 tem uma eficiência maior que R410, pois necessita de menos volume de fluido refrigerante por kW, logo tem uma densidade muito menor, utilizando menos fluido no ciclo de refrigeração.</p><p>Ter capacidade volumétrica melhor significa utilizar tubulações menos robustas, gerando economia também na fabricação dos equipamentos.</p><p>· Inflamabilidade</p><p>Os dois fluidos apresentam bons indicadores nesse quesito, sendo baixo o valor de Inflamabilidade do R32 (classe 2L) e nulo o valor do R410A (classe 1L).</p><p>· Custo benefício</p><p>Nesse quesito o fluido R410A leva vantagem, pois a recente descoberta da utilização do R32, gera ainda altos custos ao produto. Esse cenário deve mudar em breve, justificando-se economia de energia gerada pela utilização do fluido</p><p>R32.</p><p>2.3 RESULTADOS</p><p>Os resultados das análises realizadas, indicam que o fluido R32 leva vantagem em relação a todos os outros fluidos presentes no mercado, uma vez que esse apresenta condições melhores que o fluido mais aclamado dos últimos anos, o R410A.</p><p>Impacto ambiental e eficiência energética são dois pilares na avaliação de um fluido refrigerante e nesses quesitos o R32 se sai muito bem. É um refrigerante 100% puro e com o menor impacto ambiental da atualidade, sem sombra de duvidas esse é o melhor fluido refrigerante.</p><p>Foram utilizadas 3 fontes de pesquisa para chegar aos resultados. Os estudos a respeito do fluido R32, realizados pela Daikin, uma conceituada empresa de refrigeração. Foram utilizadas também, os parâmetros de avaliação da AHRI (Air-Conditioning, Heating & Refrigeraton Instituite), o respeitado instituto americano de pesquisas a respeito de refrigeração e as portarias estabelecidas pelo CONAMA no Brasil</p><p>3</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Conclui-se que o melhor fluido refrigerante a ser utilizado no mercado atualmente é o R32 e embora tenha um custo alto de comercialização e ainda não esteja sendo utilizado globalmente, o curso natural é que esse cenário seja modificado nos próximos 10 anos. Algo parecido com o que aconteceu em 2006 com o fluido R410A que entrou no mercado para substituir o R22 (um claro destruidor da camada de ozônio).</p><p>Ainda hoje são encontrados equipamentos que operam com uso do R22, isso acontece pois na passagem do R22 para o R410A, as pressões de trabalho dos diferentes fluidos dificultavam o processo, sendo necessário muitas vezes um novo projeto de arquitetura para o funcionamento mecânico do equipamento.</p><p>Já no caso hipotético da passagem do R410A para o R32, não serão encontradas grandes dificuldades, uma vez que o novo fluido trabalha com as mesmas especificações do fluido antigo. Além disso, o fluido R32 tem uma densidade menor que o R410A, logo, pode se utilizar menos fluido no processo de refrigeração, uma economia que certamente ajudará na gradativa mudança.</p><p>4</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>ABRAVA. Sobre a ABRAVA. Disponível em: https://abrava.com.br/a-abrava/. Acesso em 05 de Set. 2020</p><p>AHRI. Specifications for Refrigerants. Disponível em: http://www.ahrinet.org/App_Content/ahri/files/standards%20pdfs/AHRI%20standards%20pdfs/AHRI_Standard_700-2015.pdf. Acesso em 14 de Set. 2020</p><p>DAIKIN. Fluido refrigerante HFC 32 e R410A. Disponível em: https://www.daikin.com.br/blog/index.php/2019/09/18/fluido-refrigerante-hfc-32-e-r410a-entenda-as-principais-diferencas-e-como-substituir-o-equipamento-retrofit/. Acesso em 17 de Set. 2020</p><p>GIACOMINI, Gabriela. Gases Refrigerantes de Ar-Condicionado: Para que servem, Tipos e Como funcionam. Disponível em: https://www.webarcondicionado.com.br/gases-refrigerantes-ar-condicionado-fluidos-refrigerantes. Acesso em 17 de Set. 2020</p><p>PROTOCOLO MONTREAL. Sobre o Protocolo Montreal. Disponível em: http://www.protocolodemontreal.org.br/site/quem-somos/protocolo-de-montreal/sobre-o-protocolo-de-montreal. Acesso em 30 de Set. 2020</p><p>TIME TÉCNICO RECIGASES. Legislação referente a gás refrigerante. Disponível em: https://blog.recigases.com/blog/legisla%C3%A7%C3%A3o-referente-a-g%C3%A1s-refrigerante. Acesso em 25 de Out. 2020</p><p>TRANE. Catálogo de produtos. Disponível em: https://www.trane.com/content/dam/Trane/Commercial/lar/br/produtos-sistemas/equipamentos/Chillers/Chillers_Parafuso/Condensacao_Ar/RTAC-Serie_R/RTAC_Plus-Nacional/Catalogo_Produto-RTAC(RLC-PRC019E-PB).pdf/. Acesso em 01 de Nov. 2020</p><p>image2.jpg</p><p>image1.jpg</p><p>image3.png</p><p>image6.png</p><p>image4.png</p><p>image5.jpg</p>