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Paper Parafuso de Arquimedes

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PARAFUSO DE ARQUIMEDES
Acadêmicos:
Isadora Pereira
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI 
Engenharia CIVIL 
RESUMO
Uma das ferramentas de transporte mais antigas, conhecida como parafuso de Arquimedes, é um mecanismo bastante antigo, que vem sendo utilizado desde as mais remotas civilizações, como dispositivo para transportar diversos tipos de materiais de um nível para o outro, ou mesmo horizontalmente, como neste trabalho. Trata-se simplesmente de uma rosca embutida em um tudo. Mergulha-se uma de suas extremidades no material a ser transportado, e girando-se o conjunto, o material entra pela rosca e vai subindo ao longo do eixo, até transbordar na parte superior. Embora sua invenção tenha sido atribuída ao filósofo e matemático grego Arquimedes, que viveu entre 287 e 212 a.C, é bem possível que este dispositivo já fosse conhecido pelos egípcios antes desta época. A furadeira em forma de parafuso utilizada nos serviços de carpintaria, que funciona de maneira semelhante, já era conhecida na Grécia antes do século II a.C. O presente trabalho objetiva elaborar um protótipo do parafuso de Arquimedes, sendo este para transporte de casca de arroz, comparando sua eficiência na vazão de grãos e/ou fluídos.
	
Palavras chaves: Arquimedes; Protótipo, Materiais utilizados.
INTRODUÇÃO
	Arquimedes de Siracusa, que nasceu na cidade com este mesmo nome, no ano de 287 a.C., era um grego matemático, físico, engenheiro, inventor e astrônomo. Filho de Fídias, um astrônomo, e que na juventude estudou na Escola de Alexandria, berço de grandes cientistas e filósofos, localizada em Alexandria no delta do Nilo, no Egito. Apesar de poucos detalhes de sua vida serem conhecidos, devido aos poucos registros, suas obras foram bastante documentadas e preservadas, sendo ele considerado um dos principais cientistas e matemáticos da antiguidade clássica, e um dos maiores de todos os tempos. Naquela época, os limites da Grécia eram bem amplos do que os atuais, assim como também o poder político. Siracusa ficava onde atualmente se localiza a Sicília, na Itália. Entre os avanços os avanços de Arquimedes estão os fundamentos da hidrostática, da estática e uma explicação do princípio da alavanca (MAGNAGHI e ASSIS, 2019).
Para captar a água dos rios para locais mais altos, Arquimedes (287 a.C a 212 a. C) teve notável contribuição como, matemático, físico e inventor. Nasceu em Siracusa, nessa época uma cidade-estado da Magna Grécia.. Na antiguidade era um dos mais importantes cientista e matemático de sua época. Ele fez descobertas importantes em geometria e matemática, como, o método de calcular o valor de π, que consiste em calcular a razão entre o comprimento de uma circunferência e seu diâmetro (PEREIRA e MATOS, 2016, p. 02).
	Até hoje, Arquimedes é conhecido principalmente pelo seu estudo de hidrostática, conhecido como o Princípio de Arquimedes. 
"Todo corpo mergulhado num fluido em repouso sofre, por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo."
https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/a-descoberta-arquimedes.htm
A história conta que Arquimedes chegou a essa conclusão enquanto tomava banho de banheira em uma casa de banho, como era de costume na época. Ao entrar na banheira, Arquimedes se deu conta que a quantidade de água que transbordava deveria ser igual ao volume de seu corpo, afinal dois corpos mão podem ocupar o mesmo espaço. Ele concluiu que a resistência que seu corpo sentia ao afundar, era provocada pelo deslocamento daquele volume de água. Essa força é o que chamamos de empuxo. Existe algumas contradições em como Arquimedes fez experiências que resultaram nesse postulado, mas o que se sabe é que tudo isso está relacionado com a densidade dos materiais. 
Ele usou o método de exaustão para calcular a área sob o arco de uma parábola, com o somatório de uma série infinita, e deu uma notável aproximação exata de pi.
Ele também definiu a espiral que leva seu nome, fórmulas para os volumes de superfícies de revolução e um engenhoso sistema pra expressar números muito grandes.
Uma grande parte do trabalho de Arquimedes na engenharia surgiu satisfazendo as necessidades de sua cidade natal Siracusa. O escritor grego Ateneu de Naucratis, descreveu como o Rei Hieron II tenha contratado Archimedes para projetar um navio enorme, O Syracusia, que poderia ser usado para viagens de luxo, transporte de suprimentos e como navio de guerra naval. O Syracusia é dito ter sido o maior navio construído na antiguidade clássica.
De acordo com Athenaeus, foi capaz de transportar 600 pessoas e inclui decorações para jardim, ginásio e um templo dedicado à Deusa Afrodite entre suas instalações. Ficou a dúvida de que um navio deste tamanho, vazaria uma considerável quantidade de água através do casco, foi então que o parafuso de Arquimedes foi supostamente desenvolvido para remover água do porão.
A máquina de Arquimedes era um dispositivo com uma lâmina giratória em forma de parafuso dentro de um cilindro. Foi transformado a mão, e também poderia ser usado para transferir água de um corpo de água de baixa altitude para canais de irrigação.
O parafuso de Arquimedes ainda está em uso nos dias hoje para bombear líquidos e sólidos granulados como carvão e grãos. O parafuso de Arquimedes descrito no tempo dos romanos por Vitrúvio pode ter sido uma melhoria de parafuso, que foi usado para irrigar os jardins suspensos da Babilônia.
“Há pesquisadores que sugerem que bombas de parafuso similares seriam utilizadas para irrigar os Jardins Suspensos da Babilônia, representados nesta obra criada por Martin Heemskerck no século XVI, uma das sete maravilhas do mundo antigo que teria existido no século VI a.C”. https://www.ufrgs.br/amlef/2019/12/01/parafuso-de-arquimedes/
DESENVOLVIMENTO
É interessante notar que a inclinação do parafuso, condiciona o tamanho do material que queremos transportar, a distância a percorrer e, consequentemente, o tempo que iremos gastar para vencer o desnível. Embora a distancia percorrida pelo material seja grande, quando comparada ao desnível a ser vencido, esta máquina permite a elevação de material com um pequeno esforço. Leonardo da Vinci (1452-1519) desenhou uma versão do parafuso de Arquimedes, onde a “hélice” foi substituída por tubos helicoidais dispostos em torno do eixo de um cilindro. Além do transporte da água, o princípio do parafuso de Arquimedes, passou a ser aplicado em mecanismos de transporte de inúmeros outros materiais, transformando-se no mais tradicional processo de elevação de grãos. Mostrou grande utilidade na remoção de terra durante as operações de escavação, e, em menor escala, é utilizado para levar os alimentos até um triturador nas máquinas de moer.
Figura: Transportador de Alimentos
Fonte: https://www.demakine.com.br
O principal objetivo desse trabalho é construir um parafuso de Arquimedes, ou seja, um transportador de grãos, ou seja, uma máquina para transferir materiais secos, onde em testes, utilizamos serragem, casca de arroz e areia, entre dois pontos com elevações diferentes. 
Pretende-se demonstrar, teoricamente, como o princípio do Parafuso de Arquimedes passou a ser aplicado em mecanismos de inúmeros materiais, não somente da água, quando da sua criação inicial, transformando-se no mais tradicional processo de elevação de grãos, bem como demonstrar, na prática, como o parafuso de Arquimedes funciona, e explanar como o experimento foi feito e qual os resultados obtidos.
MATERIAIS E MÉTODOS
Com relação aos materiais e métodos é importante ressaltar:
“Por materiais e métodos compreende-se o instrumento empregado, e a descrição das técnicas adotadas, incluindo também o processo de experimentação (quando for o caso), com certa riqueza de detalhe.”(MULLER, 2013, p. 31)
Na construção do projeto todo foi dado preferencia a materiais reciclados (fora de uso), são eles:
- Madeira
- Cano PVC de 32mm
- Cano, joelho e tampão PVC 20mm
- Trado de ¾”
- Garrafa plástica de sabão líquido 100% reciclável 
- Cola
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