CADEIRA PARA SIMULAÇÃO DE MICROGRAVIDADE
João Carlos Pinheiro Beck1, Thaís Russomano, Vicente Mariano Canalli
Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, Departamento de
Engenharia Mecânica e Mecatrônica
da Faculdade de Engenharia.
Av. Ipiranga, 6681, prédio30, sala 169
CEP: 90619-900 – Porto Alegre – RS
[email protected] 1
Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, Faculdade de
Medicina.
Av. Ipiranga, 6681
CEP: 90619-900 – Porto Alegre – RS
2
Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, Departamento de
Engenharia Elétrica da Faculdade de
Engenharia.
Av. Ipiranga, 6681, prédio30, sala 150
CEP: 90619-900 – Porto Alegre – RS
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Resumo. Nesta contribuição, mostramos o desenvolvimento dos diversos passos da
interrelação teoria-prática-experimentação, que foram seguidas para efetivar a construção
de uma cadeira giratória de simulação de microgravidade. Ao executar tal trabalho, devido
ao objetivo da cadeira, mostramos de forma prática como se pode caracterizar a
multidisciplinaridade, no caso, envolvendo as área da engenharia mecânica, engenharia
elétrica e medicina. Assim, um grupo de professores das três áreas junto com alguns alunos
instrumentaram e adaptaram uma cadeira do tipo odontológica para girar numa rotação de
0 a 30 r.p.m. O objetivo é utilizá-la para simular o desconforto que sentem os astronautas na
microgravidade.
Palavras-chave: Projeto, Microgravidade, Simulação
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1. INTRODUÇÃO
Neste trabalho procurou-se mostrar a grande importância da interdisciplinaridade, da
postura dos docentes e o papel do aluno no processo da integração onde colaboram várias
disciplinas para obter um produto final. O início deste trabalho se estabeleceu devido a
necessidade, na área biomédica, de verificar-se o comportamento humano em situações de
microgravidade como a que suportam os astronautas. Para simular estas situações utiliza-se a
chamada cadeira de Barany.
Trata-se de uma cadeira giratória, cujo movimento de rotação provoca no indivíduo, nela
sentado, um redirecionamento de fluxo sangüíneo, perda de equilíbrio e tonturas. No presente
caso, os alunos estimulados e auxiliados por um grupo de professores de diferentes áreas
partiram em busca de uma solução para um problema específico. Com poucos recursos
disponíveis o problema consistia em simular a microgravidade obtendo uma cadeira,
instrumentada e adaptando-a aos nossos propósitos científicos.
Principais contribuições do trabalho:
a) Mostrar como é fundamental a aplicação na prática, dos conceitos teóricos
desenvolvidos;
b) Caracterizar, também, como se pode, de forma fácil, integrar a multidisciplinaridade
entre mecânica, eletricidade e medicina.
c) Destacar a importância dos verdadeiros projetos mão-na-massa.
Ver fotos nº 1 e 2
Foto nº 1. Mostra lateralmente a cadeira tipo odotológica antiga utilizada
2. PERFIL DOS ALUNOS
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É importante ressaltarmos o quanto é importante a tomada de consciência (por parte
daqueles estudantes) sobre os processos, discussões e realizações no âmbito da Universidade
que irão levá-los a assumir um determinado perfil profissional. É evidente que os caminhos a
seguir são vários, mas duvidamos que qualquer um deles possa prescindir de atividades onde
os alunos participem ativamente da obtenção de um produto final que os conduzam a
experimentação, reflexão e tomada de decisão. Todo este processo, sempre acompanhado por
um, ou vários professores, conduz a uma integração do conhecimento velho e o novo.
Estabelecem uma interface de concordância interlacionando várias áreas, desenvolvendo
a construção do conhecimento dos alunos.
Os alunos envolvidos com este tipo de trabalho são capazes de, tranqüilamente, associar
elementos isolados numa malha de integração, juntando as mais diversas peças do
conhecimento aplicando-os em novas situações que nucleiam conhecimentos novos e
interativos. Desta forma relacionam os princípios básicos em situações já analisadas, em
análise e a analisar, aplicando espontaneamente conhecimentos em situações novas que
surgem no transcorrer da execução dos projetos mão-na-massa. Lentamente estas experiências
contribuem positivamente para o desempenho do estudante e do futuro profissional, o motivo
é que os alunos que executam uma tarefa e desenvolvem um produto, revelam extrema
independência e auto-confiança, que os preparam como verdadeiros engenherios.
Foto nº 2. Fixa frontalmente a cadeira e o motor acoplado à base
3. ESTÍMULOS
No presente caso o interesse por uma investigação médica de uma situação de
desconforto em astronautas estimulou a possibilidade de uma simulação em laboratório.
Portanto, multidisciplinarmente, três professores respectivamente das áreas médicas,
elétrica e mecânica definiram o tema do projeto a ser executado.
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A seguir foram efetuados vários encontros com os alunos envolvidos para discussões e
reajustes dos planos, destas discussões brotaram diferentes soluções para o desenvolvimento
pormenorizado do tema proposto.
Entre criticas, óbices e soluções propostas pelos estudantes, os professores se
programaram para estimular e respeitar os aspectos seguintes:
- Mostrar as vantagens do trabalho em grupo
- Dar importância à assistência continuada
- Integrar os objetivos devido ao caráter multidisciplinar do projeto
- Discutir e selecionar as propostas
- Definir claramente as metas
- Aprazar cada tarefa a executar
- Dividir e selecionar equanimemente as tarefas
Ver foto nº 3
Foto nº 3. Vista lateral da posição e fixação do motor
4. PROJETO E PROCEDIMENTOS
Tendo como objetivo a instrumentação de uma cadeira giratória, foram os seguintes os
procedimentos adotados:
a. Foi obtida uma antiga cadeira do tipo odontológica.
b. Internamente, na coluna central de apoio, foi soldado um rolamento de encosto para
diminuir o atrito
c. Na parte inferior foi retirada a manivela de fixação de altura
d. Foi travado o sistema de elevação vertical
e. Aparafusou-se, na base, um eixo para suportar e deslocar o motor
f. Foi acoplado um motor elétrico de 220Vcc
g. No eixo central, junto à base foi soldada uma coroa circular, acoplada por uma corrente,
ao eixo do motor
h. À entrada de alimentação do motor elétrico foi construído um transformador-regulador
para controlar a velocidade de rotação da cadeira (0 a 30 rpm)
i. Por razões de segurança foi acoplado à cadeira um cinto de segurança
Ver fotos nº 4
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Foto nº 4.Objetiva-se fundamentalmente o motor acoplado às engrenagens de rotação
5. CONCLUSÃO
A cadeira instrumentada funcionou adequadamente segundo os propósitos do projeto.
Através das adaptações foi possível, com a cadeira, simular situações de microgravidade
conforme foi a pretensão inicial.
A solução de problemas de engenharia, abordando áreas multidisciplinares, pode ser
facilmente obtida se considerarmos estratégias de estímulo, motivação e apoio aos estudantes.
É de fundamental importância que se encoraje a criatividade e o espírito de pesquisa nos
estudantes de engenharia. Neste sentido é imprescindível que se relacione a teoria à prática
com um intenso apoio de estratégias e planejamento centrados nos alunos.
6. REFERÊNCIAS
[1] J. Bordogna; E. Fromm; E. W. Ernst, “Engineering Education: Innovation Through
Integration” Journal of Engineering Education, January, 1993.
[2] C. L. Dym, “Teaching Design to Freshmen: Style and Content”, Journal of Engineering
Education, October, 1994.
[3] S. Sheppard; R. Jenison, “Freshman Engineering Design Experiences: Na Organizational
Framework” Stanford, Stanford University/Mechanical Engineering, 1996.
[4] P. J. Morris, L. N. Long, K. Morooney and S. Kellogg, “Teaching High Performance
Computing”, ICEE Conference, Chicago, Aug., 1997.
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