paper_iii_-_parafuso_de_arquim

Prévia do material em texto

2
O PARAFUSO DE ARQUIMEDES
A VAZÃO EM FUNÇÃO DA VELOCIDADE
Acadêmicos¹
Tutora Externa²
	
1. INTRODUÇÃO
Falaremos no decorrer deste trabalho sobre o parafuso de Arquimedes, bem como apresentaremos de forma ilustrativa o desenvolvimento de um experimento prático, onde indicaremos os materiais utilizados, conceito, ângulo, velocidade de rotação e vazão. 
A pesquisa teve como base artigos on-line e livros que descrevem essa criação e sua importância para o desenvolvimento das nações ao longo dos anos.
Este invento foi precursor e usado para diversas funções, como irrigação de plantações naquela época e é utilizado até a atualidade em diversas áreas, principalmente na agricultura moderna, um exemplo disso podemos citar a colheitadeira de grãos que possui o conceito do parafuso de Arquimedes, que pode transportar a elevar grãos.
Palavras-chave: Artigo científico. Parafuso de Arquimedes. Elevação de líquidos egrãos. 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Arquimedes de Siracura (212 aC – 287aC) era um grego matemático, físico, engenheiro, inventor e astrônomo, considerado um dos principais cientistas da antiguidade clássica, responsável por diversos descobrimentos e invenções, sendo um dos principais invento uma máquina que consistia em um parafuso giratório dentro de um cilindro que tinha como propósito retirar a água que entrava no casco de um navio e era rodado a mão, possibilitando retirar a água de um nível para o outro. Este equipamento recebeu seu nome e é conhecido como o Parafuso de Arquimedes. 
O parafuso de Arquimedes é um mecanismo muito antigo, que vem sendo utilizado até hoje. É uma rosca sem fim onde tem a finalidade de transportar os materiais pela rosca, assim os itens vão subindo ao longo do eixo, até o ponto necessário.
A geometria do parafuso de Arquimedes tem como parâmetros externos o raio externo, o comprimento e a inclinação.
Passou a ser utilizado em mecanismos de transportes de inúmeros outros materiais, sendo um dos métodos mais utilizados, otransporte de água, grãos entre outros materiais.
“O projeto do parafuso de Arquimedes centrou- se em otimizar a taxa de mudança de inclinação ao longo do comprimento da turbina, sendo o passo mais longo na entrada e continuamente diminuindo sobre a turbina” (Kraybill, Zachry, 2013, p. 09). 
Para Zachry Kraybill, (2013 p. 11) Structural Analysis of an Archimedes Screw and a Kinetic Hydro Turbine
O parafuso fica suspenso entre dois rolamentos, superior e inferior e precisa girar dentro de uma calha com uma abertura mínima de apenas alguns milímetros entre os filetes da hélice e a parede da calha. Quanto menor o intervalo, melhor a eficiência do parafuso. Esse espaço deve considerar também a deflexão do corpo do parafuso, que será proporcional ao seu comprimento e ao material utilizado em seu eixo de sustentação.
Segundo o autor Gonçalves (2015 p.53), o parafuso de Arquimedes pode ser aplicado em diversas áreas, como indústria, saneamento de água e esgoto, agricultura entre outros, devido à facilidade de adaptações em seu eixo e pode ser utiliza tanto para líquidos e sólidos, também por possuir alta robustez e baixa manutenção, este método é utilizado a mais de 2000 anos. 
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Na construção do parafuso de Arquimedes foi realizado na cidade de canoas, na casa do integrante Gabriel Rocha,onde começamos a elaboraçãodo parafuso, sendo utilizado os seguintes matérias, os quais foram reaproveitados:
· Cano de PVC 40mm com 610mm de comprimento;
· 02 Mangueiras transparente de 10mm com 700mm de comprimento (cada); 
· 02 recipientes de 400ml; 
· 01 madeira de 230 mm x 100mm
· 01 madeira de 560mm x 100mm 
· 02 cantoneiras de madeira;
· 01Braçadeira.
Para possibilitar o ângulo do eixo, fixamos as madeiras em forma de “L” (figura 01), onde na madeira vertical, cortamos a uma altura de 13 cm, onde o eixo foi fixado com uma braçadeira.
O eixo consiste no cano de PVC, onde envolvemos duas mangueirastransparente, criando dez voltas de cada ao entorno do cano, o início do eixo, fica dentro do compartimento inicial, submerso ao líquido. 
Utilizamos dois dias para conseguir concluir o protótipo, como todo trabalho, tivemos alguns problemas, mas conseguimos realizar. O parafuso, ficou com uma envergadura de 42 graus, da base de baixo onde coleta o material até a parte de cima. 
Realizamos um teste do equipamento onde chegamos a marca de200ml de água coletando na parte inferior e transferindo para a parte superior, com um tempo médio de 60 segundos num montante de 60 giros manualmente. 
Figura 1:Fonte Autores (2019)
Figura 2:Fonte Autores (2019)
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Chegamos ao resultado esperado, com os materiais utilizados, nosso parafuso funcionou como esperado.
Um ponto interessante à mencionar é sobre a construção, onde tivemos que alterar a estrutura diversas vezes para termos um resultado final melhor,gerando um certo trabalho para encontramos o melhor ângulo para melhor fluir o material da base para a parte superior.
	O resultado nos impressionou muito, pois uma invenção tão antiga como essa pode ser utilizada facilmente até os dias atuais, o que comprova a eficiência do parafuso, sem dúvida alguma.
	Vale destacar também que o parafuso foi de extrema importância em tempos atrás, revolucionou a humanidade no modo de trabalhar, aumentando a produção agrícola da época, possibilitando a irrigação em zonas acidentadas, diminuindo o trabalho braçal e aumentando a eficiência irrigatória.
	Chegamos ao final deste tópico com todos os resultados positivos, no desenvolvimento do trabalho cientifico, gerou-se muitas dúvidas e discussões também, as quais nos possibilitaram grandes descobertas e aprendizados. Vendo a prática deste desenvolvimento funcionando, vimos o quão valeu a pena todo o esforço e dedicação.
	A baixo uma tabela com os resultados do parafuso de Arquimedes, contendo os resultados e os matérias utilizado.
	Materiais Utilizados
	Peso (Kg)
	Vazão fluido (1/min) 
	Vazão Grãos(1/min)
	Desnível(cm)
	550 gr
	200 ml
	40gr
	42 Centímetros 
Estes dados podem ser observados de acordo com a filmagem do protótipo em funcionamento, através do link a seguir: 
https://www.youtube.com/watch?v=6LXUIWBOnsc&feature=youtu.be
5. CONCLUSÃO
	Chegamos as conclusões finais deste trabalho, onde objetivemos que o parafuso de Arquimedes, que foi criadopor Arquimedes de Siracusa, (212 aC – 287 aC), e teve papel fundamental na agricultura daquela época e tem utilidade até os dias atuais inclusive em industrias.
	Tivemos resultados significativos no trabalho onde nos ajudou e muito em nossa caminhada acadêmica, pois é de estrema importância para um engenheiro de produção passar por essa etapa da vida acadêmica.
	 Seria de extrema importância aprofundar o tema do parafuso de Arquimedes, pois visto que durante o trabalho acadêmico, vimos que o parafuso pode ser utilizado de diferentes maneiras, inclusive automatizado, sem contar que pode se utilizar com outros equipamentos. Fazendo assim com que ele tenha diversas finalidades e em diversos lugares de trabalho.
	Vimos também que o parafuso teve papel muito importante na indústria que conhecemos nos dias de hoje, porque a evolução que temos nos dias atuais muito se deve ao parafuso de Arquimedes.
6. REFERÊNCIAS 
RORRES, CHRIS. The Law of the Lever According to Archimedes. Courant Institute of Mathematical Sciences.
HOWARD, A., RORRES C. Álgebra Linear com Aplicações. 8ª Ed. Porto Alegre :Bookman, 2001.
Zachary Kraybill, Structural Analysis of an Archimedes Screw and a Kinetic Hydro Turbine. 2002.
AABOE, Asger. Episódios da matemática antiga (coleção fundamentos da matemática elementar). Rio de Janeiro: SBM, 1984. 
SCIENTIFIC AMERICAN BRASIL. Coleção Gênios da Ciência: Arquimedes, pioneiro da matemática. Nº 7. 98p. Edição Especial (2005). 
STRATHERN, Paul. Arquimedes e a alavanca em 90 minutos (coleção 90 minutos). Rio de Janeiro: Jorge Zahar Ed., 1998. 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6023. Informação e documentação – Referências – Elaboração.Rio de Janeiro,2002.
CERVO, Amado Luiz; BERVIAN, Pedro Alcino; SILVA, Roberto da. Metodologia científica. São Paulo: Ed. Pearson, 2006.
FERREIRA, Gonzaga. Redação científica: como entender e escrever com facilidade. São Paulo: Atlas, v. 5, 2011.
MÜLLER, Antônio José (Org.) et al. Metodologia Científica. Indaial: Uniasselvi, 2013.PEROVANO, Dalton Gean. Manual de metodologia da pesquisa científica. Curitiba: Ed. Intersaberes, 2016.
PORTAL SÃO FRANCISCO, disponível em: https://www.portalsaofrancisco.com.br/curiosidades/parafuso-de-arquimedes acesso em 08/06/2019.
GEOCITIES, disponível em: http://www.geocities.ws/saladefisica7/funciona/arquimedes.htmlacesso em 08/06/2019.
1 Nome dos acadêmicos: Luciano Da Silva Scherer, Gilsomar Silva da Gama, Gabriel da Rocha e BrunnoCamboim Correa 
2 Nome do Professor tutora externa: Elaine Raquel de Oliveira Gavilan.
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI – Eng. Da Produção () – Prática do Módulo III - 29/05/19