PRODUTO FINAL - ARTIGO - PARAFUSO DE ARQUIMEDES - JUN2025

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PARAFUSO DE ARQUIMEDES EM AÇÃO: TECNOLOGIA SIMPLES PARA A 
ELEVAÇÃO DE FLUIDOS E APLICAÇÕES DIDÁTICAS 
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI 
Curso de Engenharia Civil (FLD209307ENG) – Experiência Profissional: Parafuso de 
Arquimedes 
 
Autor: Thiago Monteiro Maquiné1 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O Parafuso de Arquimedes é uma das invenções mais notáveis da 
Antiguidade, atribuído ao matemático e inventor grego Arquimedes de Siracusa 
(287 a.C. – 212 a.C.). De acordo com relatos históricos, o dispositivo foi 
concebido durante sua passagem pelo Egito, com o propósito de elevar água do 
rio Nilo para irrigação agrícola. Sua estrutura espiral, envolta em um tubo 
inclinado, permitia a elevação de líquidos por meio do movimento rotacional 
contínuo. Ao longo dos séculos, essa tecnologia manteve-se funcional e foi 
adaptada para diversos usos, desde a drenagem de terrenos alagadiços na 
Europa até aplicações contemporâneas em sistemas de saneamento e 
pequenas centrais hidrelétricas (SILVA; CORRÊA, 2022). 
O estudo do Parafuso de Arquimedes continua relevante na atualidade 
por seu caráter acessível, sustentável e funcional em contextos com restrições 
energéticas e financeiras. Diferentemente de bombas hidráulicas motorizadas, 
essa solução baseia-se unicamente em princípios físicos simples e pode ser 
operada manualmente ou com auxílio de motores de baixa potência. Em tempos 
de busca por tecnologias de baixo impacto ambiental, o Parafuso de Arquimedes 
surge como uma alternativa eficiente e replicável em comunidades rurais, 
assentamentos urbanos precários e em projetos de engenharia sustentável 
(ALMEIDA; FREITAS, 2024). 
Além de seu valor técnico, o Parafuso de Arquimedes é amplamente 
aplicável no ensino de engenharia, servindo como ferramenta didática para 
demonstrar conceitos de mecânica dos fluidos, transferência de energia e 
eficiência de sistemas. A construção e o teste do protótipo oferecem aos 
estudantes uma oportunidade concreta de aplicar o conhecimento teórico 
adquirido em sala de aula, estimulando a aprendizagem ativa, a criatividade e a 
resolução de problemas reais. Essa abordagem prática, ao resgatar uma 
tecnologia clássica, contribui significativamente para a formação de engenheiros 
críticos, inovadores e comprometidos com soluções adequadas à realidade 
social e ambiental do país (ROCHA et al., 2025). 
Este trabalho tem como objetivo geral a elaboração de um protótipo 
funcional do Parafuso de Arquimedes e a realização de testes empíricos 
utilizando água como fluido de operação. O modelo será construído em escala 
reduzida, com materiais de baixo custo e fácil manuseio, permitindo avaliar 
parâmetros operacionais como vazão, altura manométrica e eficiência do 
transporte hídrico. A investigação experimental busca validar a simplicidade e a 
viabilidade técnica do dispositivo, promovendo uma análise prática dos 
fundamentos de hidráulica aplicados à engenharia. 
 
1 Nome do Acadêmico. 
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2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
O princípio físico central que rege o funcionamento do Parafuso de 
Arquimedes é o movimento helicoidal, um tipo de trajetória descrita por um ponto 
que se move simultaneamente em torno de um eixo e ao longo dele. Trata-se de 
uma combinação entre movimento circular e movimento linear, formando uma 
hélice. No Parafuso de Arquimedes, essa hélice é normalmente uma lâmina 
metálica ou plástica disposta em espiral dentro de um tubo inclinado. Quando o 
eixo gira, o fluido no interior do tubo é empurrado ao longo do perfil helicoidal até 
atingir um nível superior (SILVA; CORRÊA, 2022). Esse mecanismo é 
especialmente eficaz para líquidos e materiais granulares. 
A (Figura 1) ilustra o princípio básico do dispositivo: o fluido é capturado 
na base e transportado entre as espiras até alcançar o ponto de descarga no 
topo do tubo, sem a necessidade de válvulas, pressurização ou sistemas 
complexos de controle. 
 
Figura 1. Funcionamento do Parafuso de Arquimedes (CLICK PETRÓLEO E 
GÁS, 2023). 
 
Historicamente, essa tecnologia teve grande impacto na irrigação 
agrícola, sobretudo no Egito Antigo, onde era usada para transferir água do rio 
Nilo para canais e terraços elevados. Com a rotação manual da hélice, os 
agricultores conseguiam elevar grandes volumes de água com pouco esforço 
mecânico e alta eficiência para a época. O movimento helicoidal facilitava o 
transporte contínuo e regular do líquido, mesmo com variações no nível da água 
(COSTA et al., 2023). Esse uso ancestral destaca a importância do domínio do 
movimento helicoidal muito antes da formalização matemática dos conceitos 
envolvidos. 
Na atualidade, o movimento helicoidal do Parafuso de Arquimedes 
encontra aplicações modernas em áreas como drenagem urbana, sistemas de 
tratamento de esgoto e geração de energia hidro cinética. Em estações 
elevatórias compactas, especialmente em regiões de topografia irregular ou 
ausência de energia elétrica confiável, o Parafuso é usado para elevar esgoto 
bruto de maneira simples e robusta. Além disso, o conceito foi adaptado para 
turbinas reversas, chamadas turbinas de parafuso de Arquimedes, que 
aproveitam quedas d’água para gerar eletricidade a partir do mesmo princípio 
helicoidal, mas operando no sentido inverso (ALMEIDA; FREITAS, 2024). 
A eficiência do movimento helicoidal depende de parâmetros geométricos 
como o diâmetro do tubo, o passo da hélice e o ângulo de inclinação. Para 
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aplicações práticas, essas variáveis devem ser otimizadas conforme o tipo de 
fluido e a altura de bombeamento desejada. Estudos recentes apontam que 
inclinações entre 30° e 45° proporcionam melhor desempenho hidráulico, 
reduzindo perdas por refluxo e favorecendo o avanço do fluido com menor 
esforço (ROCHA et al., 2025). Por ser um sistema que opera de forma contínua 
e com baixa exigência energética, é especialmente vantajoso em regiões 
remotas ou vulneráveis. 
O estudo e a aplicação do movimento helicoidal no Parafuso de 
Arquimedes oferecem oportunidades valiosas no ensino de engenharia e na 
busca por tecnologias sustentáveis. A simplicidade do mecanismo permite a 
construção de protótipos funcionais em sala de aula, nos quais os estudantes 
podem visualizar o princípio físico envolvido e correlacioná-lo com leis da física, 
como conservação de energia, torque e pressão hidrostática. Além disso, o 
resgate desse saber antigo contribui para soluções inovadoras em problemas 
contemporâneos de infraestrutura hídrica e geração descentralizada de energia 
(MENDES et al., 2025). 
 
3. METODOLOGIA 
 
3.1 Materiais 
 
Para a construção do protótipo funcional do Parafuso de Arquimedes, 
optou-se por utilizar predominantemente materiais reutilizados e de baixo custo, 
com o intuito de demonstrar a viabilidade de replicação em ambientes 
educacionais e comunitários, reforçando o caráter sustentável e acessível da 
tecnologia. A seleção dos componentes considerou critérios como facilidade de 
manuseio, disponibilidade no mercado local e compatibilidade com o princípio 
físico de operação do dispositivo. 
 
Materiais utilizados: 
• Tubo de PVC (50 cm, Ø 25 mm): estrutura principal do parafuso helicoidal. 
• Mangueira transparente (40 cm, Ø 8 mm): atuou como hélice interna, 
formando a espira. 
• Abraçadeiras plásticas (2 un.): fixação e conformação da espira interna. 
• Dois joelhos de PVC (Ø 25 mm), tubo de PVC e rolamento usado (Ø 45 
mm): componentes da manivela para acionamento manual. 
• Dois recipientes plásticos (500 mL): para captação e coleta do fluido. 
• Suporte de madeira artesanal (65 cm × 14 cm): base inclinada (~34°) 
construída com madeira reaproveitada. 
• Água com corante vermelho (500 mL): fluido de teste. 
• Balança digital: para medição da massa de fluido transportado. 
3.2 Montagem do Protótipo 
 
A montagem iniciou-se com a adaptação do sistema de acionamento: 
• Foi realizado um furo com serra copo (44 mm) na base de madeira para 
inserção do rolamento (45 mm). 
• O tubo de PVC foi acoplado ao rolamento,garantindo o eixo rotacional. 
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• Em sua extremidade superior, foram conectados os joelhos e segmentos 
de PVC para formar a manivela manual (Foto 1). 
 
Foto 1. Manivela adaptada e fixada ao tubo (Autor, 2025). 
 
Na sequência, a mangueira foi instalada no interior do tubo de PVC, 
formando uma espira helicoidal com oito voltas. A extremidade inferior foi fixada 
com abraçadeira plástica e a hélice foi conformada ao longo do tubo até a 
extremidade superior, também fixada (Foto 2). 
 
Foto 2. Mangueira fixada de forma helicoidal (Autor, 2025). 
 
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A estrutura foi então fixada à base de madeira inclinada em 
aproximadamente 34°, garantindo estabilidade durante a operação (Figura 2). 
Os recipientes de captação e coleta foram posicionados em níveis distintos, com 
desnível de 20 cm. 
 
Figura 2. Croqui do projeto da base elaborado no software AutoCAD (Autor, 2025). 
 
3.3 Instrumentação 
• Balança digital: utilizada para mensurar a massa de água transportada a 
cada ciclo, convertendo os valores em volume com base na densidade da 
água (1000 g/L). 
• Cronômetro: celular, utilizando tempo fixo de 1 minuto por ciclo para 
medição de vazão. 
• Corante vermelho: adicionado à água para melhor visualização do 
escoamento. 
3.4 Procedimentos de Ensaio 
 
Com o protótipo montado, foram realizados 10 ciclos de testes 
consecutivos, mantendo-se constantes os seguintes parâmetros: 
• Volume inicial: 500 mL por ciclo. 
• Desnível: 20 cm entre os recipientes. 
• Tempo de operação: 1 minuto de rotação contínua da manivela. 
• Frequência média de rotação: 1 giro completo por segundo (~60 rpm). 
A massa de água transportada foi registrada em cada ciclo. A conversão 
para volume (V) e para vazão (Q) foi realizada com as equações: 
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O cálculo para encontrar o volume em litros foi realizada utilizando a 
equação: 
𝑉 =
𝑚
𝑑
 
onde: 
V é o volume (Litros), 
m é a massa (em gramas), 
d é a densidade da água (g/L). 
 
A conversão para vazão foi realizada utilizando a equação: 
 
𝑄 =
𝑉
∆𝑡
 
onde: 
Q é a vazão (L/min), 
V é o volume transportado (em litros), 
Δt é o tempo de operação (1 minuto). 
 
Esses dados permitiram calcular a vazão média, o desvio padrão e avaliar 
a estabilidade do desempenho hidráulico do sistema. 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Com o protótipo montado e fixado em sua base (Foto 3), foram iniciados 
os testes de transporte de fluído (água com corante), com o objetivo de avaliar o 
funcionamento prático do sistema helicoidal. 
 
Foto 3. Protótipo pronto (Autor, 2025). 
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A operação do protótipo foi realizada por meio da rotação manual da 
manivela, a qual acionou o tubo helicoidal interno, promovendo a elevação 
gradual do fluido a partir do recipiente localizado na base até o ponto de 
descarga no recipiente superior. Durante os testes, manteve-se um desnível fixo 
de aproximadamente 20 cm entre os dois recipientes e o tubo helicoidal. 
Foram realizados dez ciclos operacionais consecutivos, com registros 
qualitativos do desempenho do sistema em termos de regularidade da 
transferência, vazão aproximada e comportamento hidrodinâmico do fluido no 
interior da espira. 
4.1 Testes do Protótipo 
A Tabela 1 apresenta os dados obtidos durante os testes de desempenho 
do protótipo utilizando água limpa com corante como fluido de transporte. Foram 
realizados 10 ciclos operacionais, cada um com volume inicial de 500 mL e 
desnível fixo de 20 cm entre os recipientes. O fluido foi submetido à elevação por 
meio da rotação manual da manivela durante 1 minuto contínuo. A massa de 
água transportada ao recipiente superior foi medida com uma balança digital 
(Foto 4), sendo os valores convertidos em volume com base na densidade da 
água (d ≈ 1000 g/L a 25 °C). 
 
 
Foto 4. Massa de água dos 10 ciclos medida pela balança digital (Autor, 2025). 
Tabela 1. Desempenho do protótipo com água. 
Ciclo Fluido Volume 
Inicial (mL) 
Desnível 
(cm) 
Densidade 
da água(g/L) 
Peso 
(g) 
Vazão 
(L/min) 
1 Água 500 20 1000 107 0,107 
2 Água 500 20 1000 98 0,098 
3 Água 500 20 1000 104 0,104 
8 
 
4 Água 500 20 1000 105 0,105 
5 Água 500 20 1000 108 0,108 
6 Água 500 20 1000 97 0,097 
7 Água 500 20 1000 103 0,103 
8 Água 500 20 1000 99 0,099 
9 Água 500 20 1000 100 0,100 
10 Água 500 20 1000 102 0,102 
Fonte: Autor (2025). 
Os valores de vazão variaram entre 0,097 L/min e 0,108 L/min. A vazão 
média calculada foi de 0,1023 L/min, com um desvio padrão de 0,0036 L/min, 
indicando consistência satisfatória no desempenho do sistema. Esses resultados 
mostram que o protótipo apresenta uma operação estável e reprodutível ao longo 
dos 10 ciclos analisados. 
Gráfico 1. Desempenho do protótipo com água. 
 
Fonte: Autor (2025). 
O gráfico 1 plotado no software Minitab acima apresenta a vazão de fluido 
transportado por ciclo durante os testes do protótipo. As barras representam a 
vazão medida em cada um dos 10 ciclos, com a linha tracejada vermelha 
indicando a vazão média de 0,1023 L/min, e os marcadores com barras de erro 
mostrando o desvio padrão de ±0,0036 L/min. Isso evidencia uma boa 
repetibilidade nos resultados e reforça a estabilidade operacional do sistema em 
condições constantes de ensaio. 
Importante destacar que a vazão média obtida nos ensaios foi de 0,1023 
L/min, valor que permite estimar o tempo necessário para a transferência 
completa do volume inicial de 0,500 litros do reservatório inferior. Com essa 
vazão, o tempo médio estimado para o esvaziamento completo é de 
aproximadamente 4,89 minutos, o que está em consonância com os tempos 
observados experimentalmente. 
Durante os testes, verificou-se que a rotação manual da hélice apresentou 
uma frequência média de 1 giro completo por segundo, totalizando cerca de 60 
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rotações por minuto. Este parâmetro operacional é relevante para a avaliação do 
desempenho do protótipo, pois demonstra a capacidade do sistema de manter 
um fluxo constante e eficiente sob regime manual, além de servir como 
referência para futuras automatizações do dispositivo. 
4.2 Dificuldades e Limitações Enfrentadas 
Apesar dos bons resultados, algumas dificuldades foram observadas. A 
operação manual da manivela exigiu esforço constante e ritmo estável, o que 
pode ser um fator limitante para longas sessões de operação. Pequenas 
oscilações na rotação influenciaram ligeiramente a uniformidade do fluxo, o que 
reforça a importância de manter uma cadência constante. 
Além disso, o ajuste da vedação entre o tubo helicoidal e o invólucro 
externo foi crítico para evitar refluxo ou vazamentos. A precisão da geometria 
helicoidal também se mostrou essencial: imperfeições ou desalinhamentos no 
tubo reduziram momentaneamente a eficiência em alguns testes preliminares. 
4.3 Relação aos Conceitos Teóricos 
Durante a experimentação, foi possível visualizar de forma concreta vários 
conceitos abordados em sala de aula. O movimento helicoidal contínuo 
demonstrou claramente a aplicação do princípio de transporte volumétrico sem 
a necessidade de pressurização. A energia potencial gravitacional foi superada 
com o uso de energia mecânica aplicada, convertida em trabalho útil no 
levantamento do fluido. O torque necessário para girar a manivela também pôde 
ser relacionado com a viscosidade do fluido e com o atrito interno do sistema. 
Além disso, observou-se que a água, por possuir baixa viscosidade e 
comportamento newtoniano, escoou de forma mais fluida e regular pelas espiras 
do tubo helicoidal. 
4.4 Melhorias 
Para aprimorar o desempenho e a aplicabilidade do protótipo, algumas 
melhorias podem ser propostas: 
• Substituição da manivela manual por um motor elétrico de baixa potência, 
para garantir rotação uniforme e reduzir o esforço físico do operador. 
• Melhoria no acabamento interno do tubo helicoidal, minimizando 
rugosidades e aumentando a eficiência hidráulica. 
• Implementação de um sistema de vedação mais preciso entre o tubo 
helicoidal e seu invólucro, para reduzir refluxo. 
O protótipodemonstrou funcionamento eficaz e desempenho confiável no 
transporte de água em baixa altura, validando o princípio do Parafuso de 
Arquimedes em escala reduzida. A atividade experimental proporcionou uma rica 
oportunidade de aplicação prática dos conceitos teóricos, reforçando a 
importância da integração entre teoria e prática no ensino de Engenharia. Apesar 
de limitações pontuais, o sistema mostrou-se robusto e promissor para 
aplicações didáticas, demonstrativas e até mesmo para adaptações em 
contextos reais de baixo custo e baixa complexidade tecnológica. 
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5. CONCLUSÃO 
 
A realização dos testes com o protótipo baseado no princípio do Parafuso 
de Arquimedes proporcionou importantes aprendizados práticos e teóricos no 
contexto da Engenharia. A operação manual do sistema e a análise dos dados 
de vazão evidenciaram não apenas a viabilidade do transporte helicoidal de 
fluidos em pequena escala, mas também a regularidade e eficiência do 
mecanismo mesmo com materiais simples e de baixo custo. 
Um dos diferenciais deste trabalho em relação a outros estudos 
semelhantes está na adoção criteriosa de uma inclinação de aproximadamente 
34°, valor dentro da faixa ideal identificada na literatura técnica, que favoreceu o 
transporte eficiente do fluido com esforço mecânico reduzido. Além disso, a 
construção do protótipo priorizou o reaproveitamento de materiais acessíveis, 
demonstrando a viabilidade da replicação em ambientes com recursos limitados, 
como instituições de ensino, comunidades rurais ou contextos urbanos 
periféricos. 
Os resultados experimentais, com uma vazão média estável de 0,1023 
L/min e baixo desvio padrão, demonstram a consistência do desempenho 
hidráulico do sistema, validando a eficiência do modelo mesmo com limitações 
de escala e operação manual. Esses dados reforçam o potencial do dispositivo 
como ferramenta prática para o ensino de conceitos como torque, energia 
potencial, escoamento e eficiência volumétrica. 
A atividade experimental consolidou conhecimentos abordados em 
disciplinas como Física Aplicada, Hidráulica e Mecânica dos Fluidos, destacando 
o valor pedagógico do protótipo enquanto recurso didático. Ao promover a 
integração entre teoria e prática, fortaleceu habilidades de observação, análise 
crítica e resolução de problemas, essenciais à formação de engenheiros 
comprometidos com soluções sustentáveis. 
Além do contexto educacional, o princípio explorado apresenta 
aplicabilidade real em sistemas de irrigação de baixo custo, drenagem em áreas 
alagadiças e transporte de água em comunidades sem acesso a tecnologias 
motorizadas. Assim, este protótipo representa não apenas um recurso de ensino 
eficaz, mas também uma solução acessível com impacto social e ambiental 
positivo. 
Como perspectivas futuras, recomenda-se: 
• A automação do sistema com motores de baixa rotação; 
• A análise comparativa de eficiência com diferentes geometrias de espiras; 
• A modelagem computacional do sistema com simulações; 
• A aplicação piloto em comunidades de difícil acesso para fins de captação ou 
transporte de água. 
Dessa forma, conclui-se que os objetivos propostos foram plenamente 
alcançados, e o trabalho contribui de maneira significativa tanto para o ensino de 
engenharia quanto para o desenvolvimento de tecnologias sociais replicáveis e 
sustentáveis. 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
ALMEIDA, L. C.; FREITAS, H. R. Aplicações sustentáveis do Parafuso de 
Arquimedes em comunidades isoladas. Caderno Verde de Tecnologia 
Ambiental, v. 9, n. 3, p. 66–77, 2024. 
 
COSTA, M. L. et al. Desenvolvimento de protótipo didático do Parafuso de 
Arquimedes para estudo de mecânica dos fluidos. Revista Ensino em 
Engenharia, v. 30, n. 2, p. 121–133, 2023. 
 
CLICK PETRÓLEO E GÁS. O parafuso de Arquimedes resolveu um dos maiores 
problemas práticos da Antiguidade, que era encontrar uma maneira fácil de 
elevar líquidos. 2023. Disponível em: https://clickpetroleoegas.com.br/o-
parafuso-de-arquimedes-resolveu-um-dos-maiores-problemas-praticos-da-
antiguidade-que-era-encontrar-uma-maneira-facil-de-elevar-liquidos/. Acesso 
em: 27 jun. 2025. 
 
MENDES, A. R. et al. A hélice como ferramenta didática na engenharia: do 
conceito ao protótipo funcional. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e 
Tecnologia, v. 17, n. 1, p. 95–110, 2025. 
 
ROCHA, P. A. et al. Metodologias ativas no ensino de engenharia: estudo de 
caso com o Parafuso de Arquimedes. Revista Brasileira de Educação em 
Engenharia, v. 41, n. 1, p. 88–102, 2025. 
 
SILVA, A. F.; CORRÊA, J. R. Tecnologias hidráulicas na história: o Parafuso de 
Arquimedes e sua evolução. Revista de História da Ciência e Tecnologia, v. 15, 
n. 1, p. 34–45, 2022. 
 
https://clickpetroleoegas.com.br/o-parafuso-de-arquimedes-resolveu-um-dos-maiores-problemas-praticos-da-antiguidade-que-era-encontrar-uma-maneira-facil-de-elevar-liquidos/
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