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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

PROJETO DE UM DISPOSITIVO PARA

CAPTURA DE AMOSTRAS DE ÁGUA

USANDO DRONES

Nickolas de Freitas Wejner

2019

PROJETO DE UM DISPOSITIVO PARA CAPTURA DE

AMOSTRAS DE ÁGUA USANDO DRONES


Projeto de Graduação apresentado ao Curso de

Engenharia Mecânica da Escola Politécnica,

Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos

requisitos necessários à obtenção do título de Engenheiro.

Orientador: Prof. Armando Carlos de Pina Filho, D.Sc.

Rio de Janeiro

Março de 2019

iii

Wejner, Nickolas de Freitas

Projeto de um Dispositivo para Captura de Amostras de

Água Usando Drones / Nickolas de Freitas Wejner – Rio de

Janeiro: UFRJ/Escola Politécnica, 2019.

XI, 73 p.: il.; 29,7 cm.


Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/

Curso de Engenharia Mecânica, 2019.

Referencias Bibliográficas: p. 38-39.

1. Projeto Mecânico 2. Coleta de Amostra. 3. Qualidade

da Água. 4.Drone 5. Mecanismo. I. de Pina Filho, D.Sc.,

Prof. Armando Carlos. II. Universidade Federal do Rio de

Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia

Mecânica. III. Projeto de um Dispositivo para Captura e

Análise de Amostra de Água para Drones.

iv

“Everything will be okay in the end. If it's not okay, it's not the end.”

- John Lennon

v

Agradecimentos

Em especial, agradeço às duas pessoas mais importantes na minha vida: Minha

mãe Márcia Freitas e minha avó Helena Freitas, que além de todo o suporte, estrutura e

educação que me deram, me ensinaram a nunca desistir dos sonhos e como batalhar para

torná-los realidade. Duas mulheres que me ensinaram valores que carregarei sempre

comigo.

À toda minha família, pelo suporte que sempre pude contar em todos os momentos

e todo o ambiente para me trazer onde estou.

Aos meus amigos de longa data, Pedro e Marina, que sempre me acompanharam

e trouxeram bons momentos e boas risadas.

Aos meus amigos de UFRJ: Carolina, Leonardo, Marina H., Marina M., Patrícia,

Paula, Roberto, Vinicius C. e Vinicius P. que desde o primeiro momento na universidade,

formaram uma segunda família para mim.

Aos meus colegas de trabalho da Gerência de Operações na Aviação e na Gerência

de Otimização e Performance, por tudo que me ensinaram, todo o apoio e

companheirismo.

Ao Professor Armando, por me orientar no trabalho. Sem o seu acompanhamento,

não seria possível a conclusão dos meus estudos na UFRJ.

À Escola Politécnica da UFRJ, por proporcionar minha formação como

Engenheiro Mecânico.

vi

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/UFRJ como

parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Mecânico.

Projeto de um Dispositivo para Captura de Amostras de Água Usando Drones


Março/19


Curso: Engenharia Mecânica

Água é um recurso essencial para a vida e com a constante necessidade de avaliar sua

qualidade e detectar quaisquer desequilíbrios naturais, a coleta de amostras para

análise é um processo de suma importância para a sociedade. Ao mesmo tempo, novas

tecnologias vêm sendo introduzidas no dia a dia e na ciência para torna-las mais ágeis

e mais otimizadas em alguns casos, como é o caso dos drones, que propõe soluções

de mobilidade urbana até soluções industriais. Esse trabalho propõe uma solução de

dispositivo para ser usado em um drone, facilitando a coleta e tornando-a menos

intrusiva no meio em que será retirada. Ao longo do trabalho são analisados diversos

pontos importantes para a criação do dispositivo e seu desenho feito com o auxilio do

SolidWorks, um software de CAD. Ao final do trabalho são feitas as considerações e

motivações para próximas pesquisas.

Palavras-chave: Projeto Mecânico, Coleta de Amostra, Qualidade da Água, Drone,

Mecanismo.

vii

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment

of the requirements for the degree of Mechanical Engineer.

Design of a device for collecting water samples using drones


March/19

Advisor: Prof. Armando Carlos de Pina Filho, D.Sc.

Course: Mechanical Engineering

Water is an essential resource for life and with the constant need to evaluate its quality

and detect any natural imbalances, the sampling for analysis is a process of

considerable importance for society. At the same time, new technologies are being

introduced into the daily routine and in science to make them more agile and

optimized, as is the case with drones, which are applied from urban mobility to

industrial solutions. This work proposes a device to be used in a drone, to turn the

collection of samples effortless and also less intrusive in the environment in which

the sample will be withdrawn. This work approaches a series of premises and

important points to be analyzed for the creation of the device and its design. The

design was made with a CAD Software, SolidWorks CAD. At the end of the work

some considerations and motivations for future research are made.

Key-words: mechanical design, water quality, drone, quality sample.

viii

Sumário

1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1

1.1 MOTIVAÇÃO .................................................................................................. 1

1.2 OBJETIVO ........................................................................................................ 3

1.3 METODOLOGIA ............................................................................................. 3

1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO ...................................................................... 3

2 VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO .................................................................. 5

2.1 DEFINIÇÃO ..................................................................................................... 5

2.2 APLICAÇÕES DE DRONES ........................................................................... 5

2.2.1 ENTRETERIMENTO E MÍDIA ............................................................. 5

2.2.2 TRANSPORTES ...................................................................................... 6

2.2.3 AGRO NEGÓCIO ................................................................................... 7

2.2.4 MILITAR ................................................................................................. 7

2.3 SELEÇÃO E REQUISITOS DE DRONE PARA O PROJETO ...................... 8

2.3.1 BATERIA ................................................................................................ 9

2.3.2 CARGA ÚTIL ......................................................................................... 9

2.3.3 ALCANCE ............................................................................................... 9

2.3.4 INTERCAMBIALIDADE ..................................................................... 10

2.4 MODELOS DE DRONES SELECIONADOS ............................................... 11

2.4.1 MATRICE 200 – DJI ............................................................................. 11

2.4.2 MATRICE 600 PRO – DJI .................................................................... 12

2.4.3 AGRAS MG-1S – DJI ........................................................................... 13

2.4.4 ALTA 8 – FREEFLY SYSTEMS .......................................................... 14

2.4.5 TAROT T-18 – UAV SYSTEMS .......................................................... 15

2.4.6 TABELA COMPARATIVA DE MODELOS ....................................... 16

2.4.7 MODELO SELECIONADO .................................................................. 16

3 AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA ...................................................... 18

ix

3.1 MÉTODO ATUAL DE COLETA DAS AMOSTRAS .................................. 19

3.2 CUIDADOS NA COLETA DE AMOSTRAS ............................................... 20

4 PROJETO CONCEITUAL DO DISPOSITIVO ..................................................... 22

4.1 CAIXA MORFOLÓGICA .............................................................................. 22

4.2 CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DOS PRINCÍPIOS DE SOLUÇÃO ........... 24

4.3 CONCEPÇÃO DO DISPOSITIVO ................................................................ 25

4.4 FUNCIONAMENTO DO DISPOSITIVO ..................................................... 27

4.5 COMPONENTES DO DISPOSITIVO: .......................................................... 29

4.5.1 COMPONENTE DE ARMAZENAGEM: ............................................. 29

4.5.2 COMPONENTE DE ARMAZENAGEM – TAMPA ............................ 30

4.5.3 SUPORTE – BRAÇADEIRAS .............................................................. 31

4.5.4 SUPORTE INFERIOR E CONEXÃO: .................................................. 32

4.5.5 HASTE DE CONEXÃO DRONE – ARMAZENADOR ....................... 33

4.5.6 DISPOSITIVO DE ACIONAMENTO – HASTE LATERAL .............. 37

4.5.7 DISPOSITIVO DE ACIONAMENTO – BRAÇO DE UNIÃO ............ 37

4.5.8 DISPOSITIVO DE ACIONAMENTO – ALAVANCA ........................ 38

4.5.9 DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO – PARAFUSO LONGO ...................... 40

4.5.10 DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO – PARAFUSO CURTO ....................... 41

4.5.11 DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO – PORCA ............................................. 42

4.5.12 VISÃO DA CONEXÃO DRONE-DISPOSITIVO ................................ 42

4.6 ESCOLHA DOS MATERIAS: ....................................................................... 44

4.6.1 ALUMÍNIO 5005A: .............................................................................. 44

4.6.2 POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE ............................................ 44

4.7 NÚMERO DE COMPONENTES E PESO DO PROJETO: .......................... 44

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................. 46

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 48

7 APÊNDICES ........................................................................................................... 51

7.1 APÊNDICE 1 – DESENHOS TÉCNICOS ..................................................... 51

x

Lista de Figuras

Figura 1 – Drone MQ-9 de uso militar (Exercito Americano) .......................................... 2

Figura 2 – Drone DJI usado comumente em fotografias e filmes ..................................... 2

Figura 3 – Drone para filmagens profissionais, ALTA 8 - Firefly Systems ..................... 6

Figura 4 – Exemplo de alguns drones militares e suas características .............................. 8

Figura 5 – DJI Matrice 200 ............................................................................................. 11

Figura 6 – DJI Matrice 600 Pro ....................................................................................... 12

Figura 7 – DJI Agras MG-1S .......................................................................................... 13

Figura 8 – ALTA 8 .......................................................................................................... 14

Figura 9 – TAROT T-18 ................................................................................................. 15

Figura 10 – Representação de diferentes tipos de garras para coleta de amostra. Garrafa

de Van Dorn no centro. ................................................................................................... 19

Figura 11 – Pesquisadora realizando uma coleta de amostra de água com o auxilio de

uma garrafa de Van Dorn ................................................................................................ 20

Figura 12 – Visão geral do projeto .................................................................................. 26

Figura 13 – Visão do projeto acoplado à um drone genérico .......................................... 27

Figura 14 – Funcionamento do dispositivo parte I .......................................................... 28

Figura 15 – Funcionamento do dispositivo parte II ........................................................ 28

Figura 16 – Visão isométrica do componente de armazenagem. .................................... 29

Figura 17 – Visão isométrica da tampa de vedação do cilindro armazenador. ............... 30

Figura 18 – Visão isométrica de uma braçadeira ............................................................ 31

Figura 19 – Visão isométrica do suporte inferior ............................................................ 33

Figura 20 – Visão isométrica da haste principal ............................................................. 34

Figura 21 – Análise de esforços axiais na haste principal ............................................... 35

Figura 22 – Análise de torque na haste principal ............................................................ 36

Figura 23 – Visão isométrica da haste lateral do dispositivo de acionamento das portas

......................................................................................................................................... 37

Figura 24 – Visão isométrica da hasta lateral do componente de união das hastes laterais

......................................................................................................................................... 38

Figura 25 – Visão isométrica da alavanca de acionamento ............................................ 40

Figura 26 – Visão isométrica do parafuso longo ............................................................. 41

Figura 27 – Visão isométrica do parafuso curto ............................................................. 41

Figura 28 – Visão isométrica da porca ............................................................................ 42

Figura 29 – Visão da parte inferior do drone com a sinalização de onde será o encaixe 43

Figura 30 – Visão inferior do drone com o dispositivo acoplado ................................... 43

xi

Lista de Tabelas Tabela 1 – Comparativo entre os modelos de drone ....................................................... 17

Tabela 2 – Comparativo entre materiais [CALLISTER, 2006] ...................................... 21

Tabela 3 – Caixa morfológica do projeto ........................................................................ 23

Tabela 4 – Relação de componentes, unidades e pesos do projeto ................................. 45

1

Capítulo 1 1 INTRODUÇÃO

1.1 MOTIVAÇÃO

A água é um direito humano básico. Seu consumo é essencial para manter a vida na terra,

não só humana, porém de todo o ecossistema.

A água é um elemento usado para diversos fins em nossa sociedade, como consumo

humano, lazer, irrigação, produção industrial, entre outros. Porém, nas últimas décadas a

quantidade de água própria para abastecer e manter os ecossistemas tem sido ameaçada com

a poluição, seja essa em nascentes, rios, lagos, mares ou oceanos.

Para saber se esse recurso natural está apropriado aos diversos usos, o monitoramento da

sua qualidade é fundamental. Esse monitoramento pode ser feito em águas superficiais,

subterrâneas e outras formas, como por exemplo as geleiras.

Atualmente o trabalho de coleta e análise de amostras de água em rios e lagoas é feita de

forma extremamente manual e não mudou muito desde o conceito inicial, em que o

individuo se desloca até o ponto de coleta da amostra. Além disso, áreas de difícil acesso

tornam o processo mais complexo ou até mesmo impossível de ser realizado

recorrentemente.

De outro lado, como motivador, temos o avanço da tecnologia, alavancada pela

microeletrônica. A comercialização de tecnologia de ponta não é mais exclusiva de

entidades governamentais, como forças armadas e órgão de pesquisa, mas de fácil acesso

para o público geral.

Acredita-se que o primeiro uso de um Veículo Aéreo Não Tripulado aconteceu na Europa

por volta de 1849 em um ataque da força aérea austríaca, que usou balões não tripulados

com explosivos. Onde quer que a ideia tenha começado, os drones eram principalmente um

projeto militar por décadas, até os dias atuais, onde drones são empregados por exércitos,

como pode ser observado na Figura 1, um drone militar americano. Eram ferramentas

perfeitas de vigilância, pequenas e ágeis o suficiente para evitar serem detectadas enquanto

sobrevoavam o território inimigo - e, se fossem detectadas e destruídas, o único custo seria

construir outra.

2

Figura 1 – Drone MQ-9 de uso militar (Exercito Americano)

Fonte: https://www.voladd.com/ - MQ9 Reaper UAV

No entanto, na última década, esses equipamentos têm se tornado cada vez mais atrativos

para usos comerciais e não apenas militares, como por exemplo em filmagens (Exemplo de

um drone de filmagem na Figura 2). Estima-se que em 2018, o mercado de soluções de

negócios utilizando drones está avaliado em aproximadamente 127 bilhões de dólares

[Clarity from Above, PwC]. Dentre esses, os maiores mercados estão em soluções de

infraestrutura, agronegócio e transportes.

Figura 2 – Drone DJI usado comumente em fotografias e filmes

Fonte: https://www.dji.com – Phantom 4

A motivação desse trabalho vem da necessidade de verificação da qualidade da água,

além de explorar um nicho no crescente mercado de soluções com o uso de drones. Como

3

também, oferecer uma solução para a coleta de água de forma pouco invasiva e que viabilize

alcançar pontos antes de difícil acesso.

1.2 OBJETIVO

O objetivo deste trabalho é criar o projeto de um dispositivo mecânico acoplável em um

veículo aéreo não tripulado (VANT) ou drone para coleta de amostras e dados para medição

da qualidade da água em ambientes de difícil acesso.

O projeto também visa diminuir o impacto gerado pelos atuais métodos de coleta, onde

essa é realizada com o auxílio de barcos e a interferência humana pode acabar afetando as

amostras colhidas. Além é claro de otimizar o processo em tempo e eficácia.

Esse projeto poderá facilitar o trabalho de coleta de amostras e análise de parâmetros em

áreas como rios e lagos da bacia amazônica até lagos e rios ao redor de grandes cidades,

como São Paulo, por exemplo.

1.3 METODOLOGIA

Esse trabalho consiste em uma elaboração de um projeto que busca apresentar uma

solução alternativa e otimizada para o tema em questão. A partir do desenvolvimento da

familiaridade com o assunto pesquisado e o entendimento robusto do funcionamento dentro

de uma determinada esfera de conhecimento, já que está sendo analisado um assunto bem

abrangente, foi desenvolvido um projeto básico a partir dos conceitos de projeto do produto.

Os conceitos básicos apresentados nesse trabalho envolverão etapas como por exemplo:

identificação das necessidades do projeto, definição do objetivo, identificação de premissas,

restrições e riscos. O projeto levou em conta um levantamento prévio de dados, que é

descrito ao longo do desenvolver do projeto.

Por tratar-se de um protótipo e por não existir uma demanda de escala industrial para o

projeto, optou-se por projetar todas as peças e componentes para facilitar a adequação do

projeto às restrições apresentadas.

1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO

O presente trabalho foi estruturado para apresentar todos os passos na construção de um

dispositivo de captura de amostra de água, passando por aspectos introdutórios sobre o

assunto, mercado, características e o projeto. Dessa forma, esse está dividido em seis

capítulos, dos quais, as informações estão divididas em:

4

O primeiro capítulo traz as principais motivações do autor para prospecção das

informações e criação do projeto, levando em conta uma perspectiva atual da necessidade,

assim como o objetivo que o projeto possui e a metodologia utilizada na criação desse

trabalho.

No segundo capítulo, foi feita uma pesquisa sobre Drones, sua história e aplicações desde

então e como esses dispositivos estão se desenvolvendo e ao fim do capítulo, um

levantamento de modelos e opções de mercado são apresentadas. Essas opções serão usadas

para balizar algumas premissas do projeto.

Ainda no mesmo capítulo, aproveitando o tema, inicia-se o processo de escolha de um

drone disponível no mercado que melhor atenda as necessidades iniciais do projeto, assim

como explora-se as principais características que são interessantes para esse trabalho. Ao

final desse capítulo, são apresentadas algumas sugestões de dispositivos.

No terceiro capítulo, aborda-se um tema em questão do projeto: a qualidade da água, sua

importância e método atual de coleta de amostras. Essa pesquisa é importante para embasar

algumas premissas do projeto e também oferecer uma inspiração para a criação de uma

solução mais otimizada para o processo de coleta.

No quarto capítulo, inicia-se o processo criativo para construção do projeto. É apresentado

ao leitor o conceito de matriz morfológica e o processo de seleção de algumas alternativas

para o projeto e a explicação das escolhas. Dando continuidade ao processo, no capitulo é

apresentado o projeto, descrito por componentes com suas principais informações e

motivação para geometria.

No quinto capítulo é concluído o trabalho com algumas premissas e motivações para

futuros trabalhos. A conclusão inicia-se com uma revisão de tudo que foi feito ao longo do

trabalho, conclusões e possíveis extensões desse trabalho para pesquisas futuras.

No sexto capítulo são apresentadas as referências e fontes de informação do trabalho e em

seguida os apêndices com os desenhos do projeto e sua montagem.

5

Capítulo 2 2 VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO

2.1 DEFINIÇÃO

Ao pesquisar em um dicionário da língua inglesa, drone possui outras definições além de

um Veículo Aéreo Não Tripulado. Algumas delas, conforme citado do dicionário Merriam-

Webster, podem ser: (i) Uma abelha macho ou (ii) um som monótono e sustentado ou

prolongado.

O termo drone começou a ser utilizado na segunda guerra mundial para nomear esses

equipamentos, após o uso para treinamento de unidades de combate antiaéreo, fazendo uma

alusão às abelhas trabalhadoras, mesmo esses sendo maiores e mais pesados. Os drones

eram equipamentos sem mente própria e desempenhavam uma função estabelecida pelo seu

mestre, ou seja, assim como a abelha rainha com as abelhas trabalhadoras. Portanto, relatos

mostram que a palavra drone então começou a ser comumente usada por volta de 1946 como

referencial ao Veículo Não Tripulado controlado à distância.

Atualmente, o Veículo Aéreo Não Tripulado – VANT (do inglês, Unmanned Aerial

Vehicle – UAV) ou drone é definido como qualquer veículo não tripulado, controlado

remota ou automaticamente.

Sistemas de aeronaves não tripuladas, são um conceito relativamente novo na aviação

mundial, dessa forma ainda está em curso a compreensão, definição e integração desses

sistemas ao espaço aéreo.

Os drones podem contar com diversos tipos, tamanhos, performance de operação,

aplicação e finalidade (industrial, comercial, recreativa e outras).

No Brasil, a utilização de drones no espaço aéreo é regulamentada pela Instrução do

Comando da Aeronáutica – ICA, edição 100-40. Nela, todos os conceitos já descritos são

citados e o órgão define que o termo adotado pela ICAO é o Remotely Piloted Aircraft

System – RPAS.

2.2 APLICAÇÕES DE DRONES

2.2.1 ENTRETERIMENTO E MÍDIA

A aplicação mais conhecida dos drones é a para entretenimento, através de

corridas de drones utilizando um controle remoto em visão de primeira pessoa,

6

onde o competidor fica em um posto e através de uma câmera, acompanha a

trajetória do seu equipamento. Outro exemplo de aplicação é em pequenas

atividades comerciais, onde drones são utilizados para filmagens amadoras com

pequenas câmeras de foto e vídeo leves, até filmagens profissionais com drones

mais robustos para aguentar o peso de câmeras de filmagem. Abaixo (Figura 3)

temos o exemplo do modelo ALTA 8 da Firefly Systems, modelo de drone que

pode carregar até 9 kg de carga útil.

Figura 3 – Drone para filmagens profissionais, ALTA 8 - Firefly Systems

Fonte: https://store.freeflysystems.com/

2.2.2 TRANSPORTES

A aplicação de drones por grandes companhias vem crescendo cada vez mais,

conforme explicitado pelo relatório da PwC, onde o nicho de mercado de drones

está avaliado em cerca de US$ 127 bi.

Por mais que as soluções para transportes de pessoas com drones ainda esteja

no médio-longo prazo, as soluções de transporte de bens de consumo já são uma

realidade e vêm sendo aplicadas por grandes companhias de varejo. Um exemplo

que pode ser citado é o sistema AirPrime da Amazon em parceria com a empresa

de logística UPS, onde drones são usados para realizar entregas de produtos.

De acordo com a reportagem de Desjardins, estima-se que a UPS pode gerar

uma redução de US$ 50 milhões em um ano de utilização de drone para entregas

em áreas rurais, onde os custos logísticos são mais altos.

7

2.2.3 AGRO NEGÓCIO

Uma das aplicações para uso de drones é nos agronegócios, onde os

equipamentos podem ser usados de forma autônoma ou controlados à distância

para executar tarefas como: monitoramento de plantações, levantamento de

informações topográficas para otimização do plantio e cultivo das lavouras e

também o uso desses equipamentos para fertilização e aplicação de pesticidas.

Esse último nicho de mercado, já vem sendo explorado por grandes fabricantes

de drones, como a DJI com a família de modelos MG (Figura 2.2).

A aplicação de drones no meio agrícola é de extrema importância para esse

trabalho por ter condições de uso, aplicação e até mesmo ambientais muito

semelhantes à aplicação sugerida nesse trabalho. Pois ambos os cenários

possuem alta exposição climática, como por exemplo: Exposição intensa ao sol

durante o uso. Como também, ambos os cenários necessitam de equipamento

robustos, com capacidade para uma grande carga útil e bateria suficiente para

percorrer longas distâncias e retornar, como por exemplo em lavouras ou em

lagos e rios.

2.2.4 MILITAR

De acordo com o jornal alemão, Deutsche Welle – DW: “Todo especialista

militar concorda que os veículos aéreos não tripulados, ou drones, são o futuro

da guerra”, conforme pode ser observado na Figura 4, retirada da reportagem.

O primeiro uso conhecido de drones foi em uma aplicação militar e desde então

eles vêm sendo amplamente utilizados para diversas tarefas, desde

monitoramento de áreas de risco, onde em caso de abate, nenhum militar será

afetado, pois os equipamentos são controlados à distância. O interesse militar

nesse tipo de equipamento traz diversos benefícios ao segmento, devido aos altos

investimentos feitos pelos diversos órgãos militares pelo mundo para sempre

otimizar o já existente e encontrar outras aplicações.

8

Figura 4 – Exemplo de alguns drones militares e suas características

Fonte: https://www.dw.com/ - A guide to military drones

O primeiro uso conhecido de drones foi em uma aplicação militar e desde então

eles vêm sendo amplamente utilizados para diversas tarefas, desde

monitoramento de áreas de risco, onde em caso de abate, nenhum militar será

afetado, pois os equipamentos são controlados à distância.

O interesse militar nesse tipo de equipamento traz diversos benefícios ao

segmento. Isso se comprova com os altos investimentos feitos por diversos

órgãos militares pelo mundo buscando sempre otimizar o já existente e encontrar

outras aplicações. De acordo com o Centro de Estudos em Drones da

Universidade de Bard, o governo americano investiu cerca de 4,61 bilhões de

dólares americanos em 2016 em projetos de pesquisa e desenvolvimento de

drones.

2.3 SELEÇÃO E REQUISITOS DE DRONE PARA O PROJETO

A criação de critérios de seleção do drone para o projeto é de grande

importância, pois todas as adequações e parâmetros deverão ser feitos de acordo com

9

o tipo ou modelo escolhidos, ou até mesmo modelos e marcas caso mais de uma

opção seja adequada.

2.3.1 BATERIA

O gerenciamento das baterias será um dos principais fatores que afetarão o

tempo de voo do drone e esse tempo é importante, pois o equipamento deve ter

bateria o suficiente para executar o trajeto de ida até o ponto de coleta das

amostras, coletar as amostras necessárias e então retornar ao ponto onde se

encontra o piloto e aparto de apoio, somente nesse ponto poderá ser trocada a

bateria.

A troca da bateria também é um fator de atenção, pois essa ação pode levar

tempo e dependendo da finalidade do teste, esse tempo perdido na troca pode ser

uma desvantagem.

A quantidade mínima de bateria deve ser transportada pelos drones para evitar

o efeito de bola de neve. Quanto mais peso da bateria carregar, mais energia será

necessária e, portanto, exigirá um peso adicional da bateria. [Park, Sangyoung

et. al.]

2.3.2 CARGA ÚTIL

Carga útil (payload) é o termo utilizado para referenciar a capacidade de carga extra que o drone pode levar consigo. Dessa forma, carga útil é toda a

capacidade de carga além do seu peso próprio e de suas baterias.

Para esse projeto, a carga útil tem importância pois a capacidade do drone

escolhido será o limitante para desenvolvimento do projeto de um módulo

acoplado a esse drone.

A carga útil será o fator limitante para o peso da estrutura projetada e a

quantidade de amostras coletadas, portanto, é interessante que parte da estrutura

seja construída para que alguns testes possam ser feitos in loco e dessa forma,

economizar peso para a estrutura.

2.3.3 ALCANCE

O controle do drone pode se dar de diversas maneiras que variam do totalmente

autônomo até o controlado por um piloto humano.

10

Na prática, drones geralmente exibem pelo menos certo grau de autonomia,

porque funções como estabilização de atitude e altitude são prontamente

delegadas a componentes eletrônicos. Para executar essas funções, um piloto

automático precisa de acesso aos dados, em tempo real ou próximo a ele, para

permitir o cálculo de atitude, localização no espaço e localização em relação aos

obstáculos. Esses dados podem ser gerados por equipamentos embarcados, como

giroscópios, acelerômetros, sensores magnéticos, sensores eletromagnéticos (nas

escalas visual, infravermelha, micro-ondas e rádio), ou podem ser recebidos

como fluxos de dados de fontes remotas, incluindo o GPS e dados de satélites.

A confiabilidade do desempenho autônomo de tais funções é sem dúvida melhor

que a dos seres humanos, pelo menos sob condições que estão dentro dos

intervalos preditos e relativamente estáveis. Mesmo sob condições mais

desafiadoras, o desempenho autônomo pode ser de confiabilidade comparável.

[Clarke, 2014]

Dessa forma, nesse critério fica claro que a opção por um drone autônomo

seguindo um programa pré-estabelecido possui mais lógica, pois o dispositivo

poderá ser programado para executar um caminho até o ponto de coleta da

amostra e executar a extração com a segurança.

O alcance também é determinado pela bateria do equipamento, portanto, um

sistema autônomo corre menos riscos de oscilações durante o controle e a

garantia de um programa padrão com margens de segurança para a bateria pode

ser mais interessante.

2.3.4 INTERCAMBIALIDADE

Intercambialidade é um termo amplamente usado na engenharia para definir

que partes intercambiáveis são componentes que são, para fins práticos,

idênticos. Eles são feitos de acordo com especificações que garantem que eles

sejam tão idênticos que se encaixam em qualquer montagem do mesmo tipo.

Uma dessas partes pode substituir livremente outra, sem qualquer ajuste

personalizado. Essa Intercambialidade permite a fácil montagem de novos

dispositivos e a facilidade de reparo de dispositivos existentes, minimizando o

tempo e a habilidade exigidos da pessoa que faz a montagem ou reparo.

Esse critério é de suma importância na seleção de um drone e no projeto do

dispositivo, pois como citado anteriormente, é desejável obter o máximo de

11

flexibilidade em substituir o equipamento rapidamente, seja por dano ao

equipamento ou ao dispositivo acoplado para coleta de amostras, ou seja mesmo

por necessidade da troca de baterias.

Baterias intercambiáveis, ou como conhecido pela indústria “hot-swap”, em

que essas podem ser rapidamente substituídas por modelos similares e não

necessitam muito conhecimento técnico do operador.

2.4 MODELOS DE DRONES SELECIONADOS

Nessa seção do trabalho, foram selecionados alguns modelos de drone que atendam

aos critérios de seleção acima e ao final da seção, será apresentada uma tabela

comparativa para guiar a seleção do modelo mais adequado. Para cada modelo de

drone avaliado, foi criado um subtópico e cada um desses será introduzido por uma

figura do mesmo, conforme poderá ser observado nas figuras 5 a 9 a seguir.

2.4.1 MATRICE 200 – DJI

Figura 5 – DJI Matrice 200

Fonte: https://www.dji.com – Matrice 200

Fabricante: Dà-Jiāng Innovations – DJI

Modelo: Matrice 200 (TB50)

Origem: China

Carga Útil: 2,34 kg

Tempo Máximo de Vôo: 27 min

12

Tempo Máximo de Vôo (totalmente carregado): 13 min

Alcance de Controle: 0,10 km

Capacidade da Bateria: 6000mAh

Dimensões Máximas: 887 × 880 × 378 mm

Aspectos positivos avaliados: Baixo custo, facilidade no transporte devido ao

tamanho, disponibilidade no mercado e peças de substituição disponíveis no

mercado;

Aspectos negativos avaliados: Carga útil pequena, pequeno alcance e baixa

autonomia de voo.

2.4.2 MATRICE 600 PRO – DJI

Figura 6 – DJI Matrice 600 Pro

Fonte: https://www.dji.com – Matrice 600 Pro


Modelo: Matrice 600 PRO (TB48S)

Origem: China





Capacidade da Bateria: 6 x 5700mAh

Dimensões Máximas: 1668 × 1518 × 727 mm

13

Aspectos positivos avaliados: Carga útil relativamente grande, tamanho médio

para transporte, grande tempo de voo, grande alcance, disponibilidade no

mercado e peças de substituição disponíveis no mercado;

Aspectos negativos avaliados: Alto custo.

2.4.3 AGRAS MG-1S – DJI

Figura 7 – DJI Agras MG-1S

Fonte: https://www.dji.com – Agras MG


Modelo: Agras MG-1S (TB48S)

Origem: China





Capacidade da Bateria: 12.000mAh

Dimensões Máximas: 1471 ×1471 × 482 mm (sem hélices, cujo diâmetro é de

aproximadamente 533 mm cada)

Aspectos positivos avaliados: Carga útil grande, grande tempo de voo,

disponibilidade no mercado e peças de substituição disponíveis no mercado,

projeto desenvolvido para uso agrário;

14

Aspectos negativos avaliados: Tamanho (drone não é retrátil), dificuldade no

transporte, dificuldade no acoplamento de dispositivos devido ao projeto.

2.4.4 ALTA 8 – FREEFLY SYSTEMS

Figura 8 – ALTA 8

Fonte: https://freeflysystems.com/ - Alta 8 Specs

Fabricante: Freefly Systems Inc.

Modelo: ALTA 8

Origem: Estados Unidos


Tempo Máximo de Vôo: aprox. 35 min

Tempo Máximo de Vôo (totalmente carregado): aprox. 15 min


Capacidade da Bateria: 2 x 16.000mAh

Dimensões Máximas: 1325 × 1325 × 263 mm (sem hélices, cujo diâmetro é de


Aspectos positivos avaliados: Carga útil relativamente grande, drone retrátil para

transporte, bom tempo de voo, disponibilidade no mercado e peças de

substituição disponíveis no mercado e facilidade em acoplar dispositivos

externos (placa com furos na estrutura inferior);

Aspectos negativos avaliados: Baixo alcance e alto custo.

15

2.4.5 TAROT T-18 – UAV SYSTEMS

Figura 9 – TAROT T-18

Fonte: https://skypirate.us – Tarot T18

Fabricante: UAV Systems Internacional

Modelo: Tarot T-18

Origem: Estados Unidos


Tempo Máximo de Vôo: não informado



Capacidade da Bateria: 2 x 5500mAh

Dimensões Máximas: 1250 × 1250 × 330 mm (sem hélices, cujo diâmetro é de


Aspectos positivos avaliados: Baixo custo, carga útil elevada, projeto disponível

na internet e autonomia elevada;

Aspectos negativos avaliados: Dificuldade de encontrar o modelo no mercado,

materiais e componentes não são divulgados.

16

2.4.6 TABELA COMPARATIVA DE MODELOS

A seguir, foi criada uma tabela para comparar os principais critérios definidos

na seção 2.1 desse trabalho e auxiliar na escolha do drone mais adequada para

continuidade do trabalho.

A tabela a seguir (Tabela 1), assim como as informações acima foram retiradas

dos websites dos fabricantes, além dos manuais e guias quando disponíveis. Essa

tabela será importante para agrupar de forma visual as características mais

importantes para seleção do modelo e guiar para escolha do modelo.

Os requisitos mais importantes para a seleção do drone são:

§ Carga Útil: o drone deve ter uma carga útil mínima para suportar o

dispositivo mais a quantidade de água da amostra;

§ Alcance: O drone deve conseguir atingir um alcance grande para ser uma

solução para a forma atual como as amostras são coletadas. Ou seja, a

distância deve ser suficiente para que o pesquisador fique em terra ou não

se aproxime do local de coleta;

§ Tempo Máximo de Vôo: Parâmetro de extrema importância, pois é

dimensionado através do tamanho da bateria e da carga útil levada pelo

dispositivo.

2.4.7 MODELO SELECIONADO

Com base na tabela 1, comentada no tópico anterior e apresentada a seguir,

vemos que o Matrice 600 Pro da DJI possui uma gama de pontos positivos

(marcados de verde na tabela) frente aos demais e nenhum ponto negativo

(marcados de vermelho). Dessa forma, esse será o drone utilizado para

dimensionar o projeto.

17

Tabela 1 – Comparativo entre os modelos de drone

Matrice 200 Matrice 600 Pro Agras MG-1S Alta 8 Tarot T-18

Carga Útil [kg] 2,34 5,50 10,0 9,10 8,00

Tempo Máximo de Voo [min] 27 38 22 35 N/A

Tempo Máximo de Voo (totalmente carregado)

[min] 13 18 10 15 20

Alcance de Controle [m] 100 5.000 1.000 500 3.200

Capacidade Total de Bateria [mAh]

6.000 34.200 12.000 32.000 11.000

Preço médio [US$] 9.000 5.000 13.000 17.000 4.000

18

Capítulo 3

3 AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA

A intensificação dos estudos ambientais trouxe, em seu bojo, a necessidade de

uma constante melhoria nos procedimentos e métodos de amostragem de solo, de

água e de sedimento. Pela interação de diversos fatores, as amostras provenientes

desses componentes da paisagem, para fins de avaliação de qualidade ambiental,

requerem análises diferenciadas, fato que implica em procedimentos de coletas

também diferenciados. Para cada situação há técnicas específicas, que incluem

desde a distribuição espacial dos locais de amostragem, até os procedimentos de

acondicionamento e de transporte das amostras. [FILIZOLA, et. al]

Segundo o documento elaborado pela PriceWaterhouseCoopers (PwC), o

monitoramento da qualidade da água é uma tarefa importante, mas desafiadora,

devido aos métodos demorados e trabalhosos. E mostra que pesquisas recentes tem

usado imagens de satélite para estimar alguns parâmetros de qualidade da água,

como por exemplo turbidez e conteúdo de clorofila, no entanto, essa análise é muito

imprecisa devido a qualidade das imagens, além da incerteza no timing das

fotografias, que podem estar bloqueadas pela nebulosidade ou até mesmo

comprometidas devido às chuvas, que podem mudar temporariamente as

propriedades.

Além disso, como um upside, ao utilizar UAVs munidos de câmeras

infravermelhas, cientistas, funcionários de empresas de serviços de água e

funcionários do governo têm a capacidade de monitorar áreas de água remotamente

a uma resolução espacial mais alta do que nunca, a baixo custo e a qualquer

momento.

Já em 2016, drones equipados com essas câmeras, foram usados para monitorar

a qualidade da água em uma represa na Austrália. Possibilitando que os dados

fossem enviados para uma central e rapidamente analisados para determinar se a

água estaria liberada para uso nos agronegócios e para abastecimento de pequenas

cidades.

19

3.1 MÉTODO ATUAL DE COLETA DAS AMOSTRAS

Conhecer o método atual de coleta de amostras para estudar a qualidade

da água é de suma importância para o projeto, pois muito pode ser aproveitado

para construção do dispositivo.

Atualmente o principal dispositivo para coleta de amostras é a garrafa de

Van Dorn. Esse equipamento permite a coleta de amostras na superfície e em

diferentes profundidades para estudo dos fatores abióticos.

Figura 10 – Representação de diferentes tipos de garras para coleta de amostra. Garrafa de Van Dorn

no centro.

Fonte: https://www.researchgate.net/ - Autor José H. Muelbert

Tal dispositivo consiste em um recipiente para armazenagem, que possui

tamanhos variados, desde 1L até 8L, com tampas em ambas as extremidades.

Ao alcançar a profundidade desejada de água, as tampas das extremidades são

fechadas por meio de um cabo ou comando manual, nomeado de mensageiro.

Sensores de alguns parâmetros físico-químicos, tais como: temperatura da

água, condutividade elétrica, pH e oxigênio dissolvido podem ser acoplados na

garrafa de Van Dorn, para medição no campo.

Após o lançamento da garrafa na água, o pesquisador ou pessoas que

esteja realizando a coleta deve aguardar a profundidade desejada da garrafa

para acionar o mensageiro e assim coletar a amostra. Após o fechamento das

20

tampas, a garrafa é içada para fora da água. Então as amostras de água devem

ser acondicionadas em frascos apropriados.

Quando não houver possibilidade de realizar as análises em campo, a

amostra deverá ser preservada para que não haja alterações em sua composição

físico-química até o momento da análise em laboratório. Normalmente,

dependendo do método de análise no laboratório, podem ser adicionados

ácidos, cloreto de mercúrio ou apenas resfriamento para manter a amostra bem

acondicionada até a chegada no local de análise.

Figura 11 – Pesquisadora realizando uma coleta de amostra de água com o auxilio de uma garrafa de Van Dorn

Fonte: https://www.mwmo.org/ - In Photos: Monitoring Water Quality with the MWMO

3.2 CUIDADOS NA COLETA DE AMOSTRAS

De acordo com o Manual de Procedimentos de Coleta de Amostras em

Áreas Agrícolas para Análise da Qualidade Ambiental:

i. As amostras deverão ser identificadas por um número ou sigla,

local de coleta, data e hora:

Nesse aspecto, um drone pode ter uma simples linha de comando em

sua programação para catalogar a exata hora e data da coleta da amostra,

gerando um código para tal.

ii. Registrar informações sobre o local amostrado, em especial as

coordenadas geográficas obtidas por meio de GPS:

21

O próprio sistema de GPS do drone pode fazer esse registro no

momento da coleta, adicionando as informações da amostra.

iii. O volume de 1 litro de água é suficiente para a maioria das análises:

Dessa forma, será necessário descontar 1 kg da carga útil do drone, esse

desconto se deve ao peso da amostra coletada. 1kg é a referência

utilizada para 1 litros de água em condições atmosféricas padrões, onde

sua massa específica é de 0,997 kg/L (1 atm e uma temperatura média

de 25ºC) [BORGNAKKE, et. al].

iv. Os frascos para a coleta de amostras de água deverão ser de vidro

borosilicato, de preferência escuros, ou de polietileno, e resistentes

a álcalis:

No projeto do frasco de armazenamento será utilizado o polietileno pois

possui menor densidade em comparação ao vidro borosilicato

(conforme pode ser notado na Tabela 2), ou seja, dessa forma a estrutura

ficará mais leve. A definição do material só foi possível graças a

consulta das propriedades dos materiais conforme a tabela a seguir,

retirada do livro de ciência dos materiais.

Tabela 2 – Comparativo entre materiais [CALLISTER, 2006]

Densidades [g/cm3]

Vidro Borosilicato Polietileno PEAD

2,23 0,95

Além do fato de que o Polietileno de Alta Densidade – PEAD, é um

material que apresenta alta resistência à tensão, compressão e tração.

Diferentemente do vidro, que é um material frágil e nas condições de

aplicação, poderá se quebrar facilmente.

22

Capítulo 4

4 PROJETO CONCEITUAL DO DISPOSITIVO

O processo de projeto de um produto pode ser estruturado de acordo desde a

complexidade do projeto até a disponibilidade de recursos.

Uma forma de definir o processo de desenvolvimento de produtos: “É o processo de

negócio que compreende desde a ideia inicial e o levantamento de informações do

mercado até a homologação final do produto, do processo e a transmissão das

informações sobre o projeto e o produto para todas as áreas funcionais da empresa”

[ROZENFELD et al., 2000].

Nesse trabalho, foram abordadas as seguintes fases do processo:

§ Pré Desenvolvimento: Nessa fase, buscou-se analisar o cenário que o projeto

iria se encaixar, se existiam produtos concorrentes, descrever as diferenças,

vantagens desvantagens e pontos fracos e fortes, além de fixar o conceito de

que um novo projeto será desenvolvido, pois nenhuma alternativa foi

encontrada em pesquisas ou no mercado. Nesse trabalho, não foram

abordados prazos, orçamentos e riscos;

§ Desenvolvimento: No trabalho, foram abordadas fases como parâmetros de

projeto, como por exemplo: requisitos e restrições. Além disso, foi realizado

o levantamento de informações e funções que o dispositivo deverá

desempenhar. Porém, nesse trabalho, não foram abordadas fases como data

de lançamento, preço de venda, meta de custos e outras fases que seriam mais

voltadas ao desenvolvimento de um projeto para disponibilização no

mercado. No desenvolvimento, um artificio de processo de desenvolvimento

de produtos utilizado foi a caixa morfológica para auxílio na geração de ideias

e alternativas, essa etapa será descrita a seguir;

No trabalho aqui desenvolvido, o projeto chega até a fase de projeto conceitual com

uma parte de projeto detalhado, em que serão apresentados desenhos técnicos com

descrições das dimensões do projeto.

4.1 CAIXA MORFOLÓGICA

Nesse trabalho, será usada uma Caixa Morfológica como uma forma de

desenvolver alternativas para o projeto, pois normalmente existem diferentes

23

princípios de solução para uma mesma função, ou seja, podem existir diferentes

componentes, elementos, quantidades, formas, movimentos e atributos de

materiais para um mesmo projeto ou até mesmo para cada parte desse.

Dessa maneira, para se chegar à um princípio de solução será criada uma

caixa (ou matriz) morfológica. Nessa caixa, será possível criar combinações

dos princípios de solução individuais para formar os princípios de solução totais

para o produto.

É importante também lembrar que os princípios de solução são

esquemáticos, representando a solução em um certo nível de abstração. Após o

decorrer da solução, se irá obter a arquitetura básica do projeto.

Para a criação da caixa morfológica, conforme Tabela 3 a seguir, foram

selecionados alguns parâmetros que foram considerados importantes para guiar

o processo de elaboração do escopo inicial do projeto.

Tabela 3 – Caixa morfológica do projeto

Funções Princípios de Solução

Reservatório de amostra

Cúbico

Cilíndrico

Esférico Cônico

Princípio de captura da

amostra Sucção

Apreensão

Tampa

Gravidade

Método de acionamento da

captura Mecânico

Gravidade

Mecanismo Flutuante

Mecânico e

elétrico

Método para acondicionamento

da amostra Recipiente

único

Recipiente

duplo

Múltiplos

recipientes/Carrossel

24

Tamanho do recipiente

100 mL

Extra pequeno

1 L

Pequeno

2 L

Médio

5 L

Grande

10 L

Extra grande

Estrutura drone-reservatório

Haste Rígida

Treliça

Cabo

Cabo de Aço

Corrente

Principio de fixação das estruturas

Parafuso

Rebite

Soldagem Encaixe

Fonte de Energia do dispositivo

Baterias Externas

Bateria do Drone Vento Combustão

4.2 CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DOS PRINCÍPIOS DE SOLUÇÃO

No tópico anterior, foi apresentada uma caixa morfológica com alguns

parâmetros considerados essenciais para a criação do projeto. As opções

consideradas com melhor função para o projeto foram marcadas na cor verde

pelo seguinte motivo:

§ Reservatório de Amostra: Um recipiente cilíndrico possui uma

estrutura mais simples de ser tampada, além de oferecer uma

geometria mais hidrodinâmica ao entrar na água e não causar

muito arrasto para o drone – o que acarretará em uma necessidade

maior dos motores e consequentemente mais bateria será gasta;

§ Princípio de captura: Uma tampa com dobradiças acopladas ao

reservatório é uma solução que requer um mecanismo mais

simples de acionamento, além da vedação após a coleta poder ser

realizada por anéis de borracha entre a tampa e o recipiente;

25

§ Acionamento da captura: Como o projeto visa uma jornada de

coleta autônoma ou controlada a distância via dispositivo sem

fio, os métodos convencionais de acionamentos como

acionamento humano são inviáveis. O mecanismo flutuante seria

uma boa alternativa para redução do uso da bateria, portanto,

optou-se por buscar uma solução envolvendo um dispositivo

mecânico e acionado automaticamente;

§ Método para acondicionamento da amostra: Optou-se por apenas

um recipiente, pois segundo o manual da Embrapa, a amostra

mínima é de aproximadamente 1 L e frente ao suporte do drone,

dois ou mais recipientes iriam ultrapassar a capacidade do drone;

§ Tamanho do recipiente: Seguindo a recomendação do manual da

Embrapa, o tamanho ideal de uma amostra é de

aproximadamente 1 litro;

§ Estrutura drone-reservatório: Tratando-se de uma estrutura que

ficará suspensa e poderá alterar a estabilidade do drone caso haja

alguma estrutura com muitos graus de liberdade, foi escolhida

uma estrutura rígida, que dará ao drone uma robustez maior;

§ Princípio de fixação das estruturas: Seguindo o princípio de

Intercambialidade do projeto, é desejado que a troca de peças e

componentes seja realizada da forma mais simples o possível,

portanto o uso de parafusos ajudará bastante nesse aspecto;

§ Fonte de Energia do dispositivo: como foi definido acima de que

procuraremos uma solução com acionamento mecânico, a bateria

do drone terá uma maior duração, pois será basicamente usada

para sistema próprio do drone, assim como alguns sensores que

sejam importantes de serem instalados.

4.3 CONCEPÇÃO DO DISPOSITIVO

A seguir, na Figura 12, será apresentado o dispositivo de coleta de amostras de água

e em seguida, cada componente do dispositivo será detalhado. O intuito desse capítulo

é apresentar ao leitor o motivo da escolha de cada componente e o porquê de sua

26

geometria. A apresentação utilizou vistas com cores para facilitar a diferenciação dos

materiais e diferentes componentes.

Ao final desse trabalho, encontram-se anexas as vistas do projeto, introduzidas por

uma vista geral da peça sólida.

Figura 12 – Visão geral do projeto

Também, para trazer uma visualização do projeto final acoplado a um drone, foi

utilizado um modelo de drone para isso. O modelo utilizado não é o mesmo escolhido

na seção 2.4.7. desse trabalho, pois por motivos de patente e segredo industrial, a

fabricante DJI não fornece o desenho dos seus produtos, mesmo para fins educacionais.

O modelo da figura 13 utiliza um protótipo de um repositório open source de modelos

CAD.

27

Figura 13 – Visão do projeto acoplado à um drone genérico

4.4 FUNCIONAMENTO DO DISPOSITIVO

A seguir, será apresentada uma sequência de imagens (Figura 14 e 15) para dar ao

leitor uma noção do funcionamento do dispositivo, que consiste basicamente no

acionamento das tampas através do contato da água com a boia que fica acoplada a

alavanca de acionamento na parte superior da haste central.

O funcionamento consiste na seguinte sequência:

28

§ A água aciona a alavanca e as hastes laterais irão se erguer;

§ Os furos da haste lateral irão se levantar, liberando os pinos que ficam na

tampa;

§ Uma vez liberados, a mola que conecta as duas tampas internamente, através

do componente de armazenagem, irá atuar, fazendo com que as tampas se

fechem.

Figura 14 – Funcionamento do dispositivo parte I

Figura 15 – Funcionamento do dispositivo parte II

(1) (2) (3)

(4) (5)

29

4.5 COMPONENTES DO DISPOSITIVO:

4.5.1 COMPONENTE DE ARMAZENAGEM:

Figura 16 – Visão isométrica do componente de armazenagem.

Material: Polietileno de Alta Densidade

Peso: 327.64 gramas

Dimensões macro: 180,0 x 120,0 x 120,0 mm

Sugestão de fabricação: Injeção de polímero.

Proposta de componente: O armazenador tem como principal função a

estocagem da amostra de água em condições necessárias para análise. Seu

tamanho foi calculado contando com uma margem para erro e, portanto,

levar um pouco a mais de amostra do que o necessário, sem impactar no

peso final do projeto.

Através da fórmula de um cilindro simples (geometria interna) e um raio

de 54 mm e comprimento de 174 mm, temos que:

!"#$%& = 1.593.993,8%%0 = 1,5942

30

O cilindro, portanto, terá capacidade o suficiente para o projeto. Outro

ponto importante é a presença de dois sulcos para acomodar as presilhas

que fazem a conexão entre o armazenador e a estrutura metálica.

4.5.2 COMPONENTE DE ARMAZENAGEM – TAMPA

Proposta de componente: Para a tampa do dispositivo de captura (Figura

17), utilizamos o princípio da garrafa de Van Dorn, onde uma mola irá

segurar as tampas fechadas após encher o cilindro armazenador. No

projeto, a tampa possui um relevo na parte de vedação para facilitar o

encaixe no cilindro, que possui uma geometria espelhada. Nesse mesmo

relevo, foi desenhado um sulco para um o-ring de borracha, que irá ajudar

na vedação do recipiente, mitigando as chances de vazamento durante o

transporte.

No lado interno da tampa, foi projetado um suporte para alça da mola

(ou elástico) que fornecerá tração para fechamento da tampa. Já no lado

externo, duas hastes com pinos na ponta foram colocadas para conectar a

tampa ao dispositivo de acionamento. Esses pinos ficam presos até o

momento em que o dispositivo é acionado, deixando com que a tampa seja

puxada pela mola (ou elástico).

Figura 17 – Visão isométrica da tampa de vedação do cilindro armazenador.

31

Material: Polietileno de Alta Densidade

Peso: 192,12 gramas 218 205 135


Sugestão de fabricação: Injeção de polímero.

4.5.3 SUPORTE – BRAÇADEIRAS

Proposta de componente: A braçadeira tem como finalidade fixar o

cilindro de armazenagem à estrutura. A solução da braçadeira foi

necessária para evitar que o parafuso (metálico) fosse rosqueado ao

cilindro (polímero), podendo causar deformações ou não fornecer uma

fixação adequada. As braçadeiras contam com dois sulcos para o-ring,

conforme por ser observado na Figura 18, que evitará que o cilindro gire

no próprio eixo através da pressão entre a braçadeira e o mesmo, gerando

um atrito com o o-ring.

Figura 18 – Visão isométrica de uma braçadeira

32

Material: Alumínio 5005A

Peso: 22,52 gramas


Sugestão de fabricação: Fundição com molde descartável (devido a

geometria) e acabamento com fresamento nas faces de contato e furos.

4.5.4 SUPORTE INFERIOR E CONEXÃO:

Proposta de componente: O suporte inferior tem como principal função,

oferecer uma união entre a haste ligada ao drone, o cilindro armazenador

e as duas tampas.

Conforme pode ser observado na Figura 19, para esse suporte, um dos

principais desafios foi a criação de geometrias que permitissem o conjunto

de peças não se deslocar durante a operação e também ser simples de

montar e desmontar. Na parte superior, foi criada uma geometria com

vincos para encaixe da haste e evitar qualquer rotação ou translação da

peça.

Já nas partes inferiores, alças para encaixe das braçadeiras e fixação por

parafuso para fácil remoção ou substituição. Nas laterais, as seções para

conexão das tampas, seguiram o mesmo princípio, porém com um pouco

menos de material, pois as tampas foram fabricadas em polímero e

apresentam menor peso que o restante. Ainda nesse componente, foi

escolhido o Alumínio 5005A, assim como o resto das peças estruturais,

pois esse apresenta características interessantes que serão explicadas à

diante.

33

Figura 19 – Visão isométrica do suporte inferior


Peso: 374,40 gramas


Sugestão de fabricação: Fundição com molde reutilizável e acabamento

com fresamento nas faces de contato e furos.

4.5.5 HASTE DE CONEXÃO DRONE – ARMAZENADOR

Proposta de componente: A haste principal, que é mostrada a seguir na

Figura 20, servirá como espinha dorsal do projeto. Ela é responsável pela

conexão entre o drone e os demais componentes do projeto. A haste

principal é composta de 6 segmentos, que são: (1) encaixe para o suporte

inferior com uma geometria única que forneça estabilidade durante a

operação, (2) e (3) duas abas guias para a haste lateral, essas abas servem

como uma guia durante o curso da haste lateral no movimento de

translação vertical, (4) suporte para a alavanca de acionamento do

dispositivo, (5) suporte para encaixe ou fixação por parafusos no drone e

(6) haste cilíndrica de união de todos os componentes.

34

Figura 20 – Visão isométrica da haste principal


Peso: 186,73 gramas


Sugestão de fabricação: Fundição com molde descartável e acabamento


Análise de esforços e tensões: No projeto, foi interessante analisar o

comportamento da haste principal de conexão ao aplicarmos esforços de

tensão e torção, pois a haste é a estrutura mais esbelta do projeto e também

suportará a maioria dos esforços. Na primeira análise, foi simulada uma

força axial de 50 N (aproximadamente o limite de carga de 5,5 kg do drone

escolhido) aplicada na parte inferior e considerando uma fixação na parte

superior. Conforme pode ser observado na figura 21 a seguir, o ponto de

35

maior estresse será a junta inferior e mesmo assim, essa ainda é bem

inferior a tensão de escoamento, fornecendo nesse ponto critico um fator

de segurança de aproximadamente 12.

Figura 21 – Análise de esforços axiais na haste principal

A partir do resultado da simulação, é possível verificar que mesmo com a

carga máxima do drone, a haste suportará a tensão axial.

36

A seguir, foi analisado o comportamento da estrutura ao aplicar-se um

torque na parte inferior da estrutura. Para a simulação, foi escolhido um

toque de 1 Newton-Metro na parte inferior, onde estará o suporte do

cilindro. Esse torque é a simulação de uma possível massa de água se

movendo dentro do cilindro ou então a ação do vento ao redor do cilindro

de coleta da amostra. Se considerarmos o vento ao redor do cilindro, para

um toque de 1 Newton-Metro, precisaríamos de uma força superior a 1kg

sendo aplicada na extremidade (próxima a tampa) do componente de

armazenagem. Esse é o cenário vai bem além do esforço máximo que a

massa de água pode realizar, já que a amostra tem aproximadamente 1 kg

(relativos a 1 L de amostra). Conforme pode ser observado na figura 22, ao

longo de toda a estrutura o coeficiente de segurança é maior do que 1.

Figura 22 – Análise de torque na haste principal

37

4.5.6 DISPOSITIVO DE ACIONAMENTO – HASTE LATERAL

Proposta de componente: A haste lateral tem como função, soltar as

tampas ao transladar-se verticalmente no acionamento da alavanca, que

está conectada à haste lateral através do braço de união.

A haste lateral, ilustrada a seguir pela Figura 23, possui um vão no meio,

mesmo que não seja a geometria mais favorável para a estabilidade, pois

era necessário um vão para que os parafusos e porcas do suporte inferior

pudessem ser aparafusados, sem colidir com a haste durante seu

funcionamento. Portanto, essa foi a solução mais simples e útil para esse

componente.

Figura 23 – Visão isométrica da haste lateral do dispositivo de acionamento das portas


Peso: 147,12 gramas




4.5.7 DISPOSITIVO DE ACIONAMENTO – BRAÇO DE UNIÃO

Proposta de componente: O braço de união serve como conexão entre a

alavanca e a haste lateral. Sua geometria, ilustrada na Figura 24, permite

com que o movimento circular da alavanca seja transmitido de forma linear

38

na vertical através da haste, fazendo com que a aba inferior da haste lateral

solte os pinos da tampa e essa seja liberada para vedar o armazenador.

O braço de união não possui geometria complexa e a distância do vão entre

o encaixe para as hastes é grande o suficiente para não colidir com nenhum

outro componente no range de funcionamento da alavanca.

Figura 24 – Visão isométrica da hasta lateral do componente de união das hastes laterais


Peso: 21,20 gramas




4.5.8 DISPOSITIVO DE ACIONAMENTO – ALAVANCA

Proposta de componente: A alavanca foi escolhida no lugar de um

dispositivo motorizado para evitar o gasto desnecessário de bateria do

drone, favorecendo assim seu alcance para coletas, além de liberar mais

energia da bateria que poderá ser usada com sensores para medição de

parâmetro de qualidade da água e outras funções que podem ser

programadas no drone e que consumiriam mais energia, como por exemplo

a viagem programada sem controlador humano, que exige mais sensores

de posicionamento.

39

Na alavanca de acionamento (Figura 25), foi colocado um furo maior na

ponta para conexão de uma boia (em vermelho no desenho inicial). O

intuito é que quando a água chegue na boia, essa tenha empuxo o suficiente

para vencer o atrito dos pinos às tampas e também para levantar a estrutura

de acionamento toda.

A partir de um cálculo simples, temos que o empuxo da boia precise ser:

3456577á9:; = <6;=>;454?57 + AB?9:?;>:4;7

<6;=>;454?57 = [(2 × 147,12) + 21,20 + 7,78 + (3 × 1,61) + (3 × 0,42)]L

/1000 <6;=>;454?57 = [(2 × 147,12) + 21,20 + 7,78 + (3 × 1,61) + (3 × 0,42)]L

/1000

NOPQRPSTSUTV = W, XYZ

A>:4;7 = ["\ç^_^%"#^ = ["\ç^`&a&bbá\c^d^\^b&L$\^\^áL$^

AB?9:?;>:4;7 = 0,3 ×e20004

f

ghUijUPRjSPV = YkXZ

3456577á9:; = _álmB!nom?mBp;9L

3456577á9:; = 1.000 × q ×rs × ℎ × L

uSTOTVVáijP = v, Wwvx = yXW, XY

x = zX, {WQQ

Dai, basta apenas inserir uma boia com o diâmetro correto e o

comprimento indicado acima (h) no furo maior da alavanca, para que

quando essa entre em contato com a água, a alavanca seja elevada,

acionando o dispositivo de captura da amostra.

40

Figura 25 – Visão isométrica da alavanca de acionamento


Peso: 7,78 gramas

Dimensões macro: 57 x 22 x 20 mm



4.5.9 DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO – PARAFUSO LONGO

Proposta de componente: O parafuso longo, apresentado na Figura 26 e

posteriormente detalhado, será utilizado em furos mais extensos que

necessitam um comprimento maior. Para esse projeto, foi escolhido um

parafuso com rosca métrica M5 adaptado para atender aos requisitos do

projeto. As adaptações não consideram nenhuma mudança estrutural,

mantendo passo e altura do dentre, porém o comprimento desse e a altura

da cabeça foram alteradas para atender melhor o projeto. Isso não impede

que em casos de emergência, um M5 comum possa ser utilizado.

41

Figura 26 – Visão isométrica do parafuso longo


Peso: 3,15 gramas


Sugestão de fabricação: Usinagem.

4.5.10 DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO – PARAFUSO CURTO

Proposta de componente: Assim como o parafuso longo, o curto (Figura

27) foi projetado para seções do projeto onde um parafuso longo seria

inviável e não teria espaço o suficiente. Esses parafusos serão aplicados

apenas nos furos próximos à alavanca. Porém, em caso de emergência,

parafusos M5 similares do mesmo material poderiam ser utilizados.

Figura 27 – Visão isométrica do parafuso curto

42


Peso: 1,61 gramas



4.5.11 DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO – PORCA

Proposta de componente: A porca projetada aqui e ilustrada na Figura

28, tem como finalidade atender qualquer um dos dois parafusos,

facilitando assim a troca ou manutenção de algum componente no local,

evitando quaisquer atrasos nessa manutenção, já que as porcas foram todas

padronizadas.

Figura 28 – Visão isométrica da porca


Peso: 0,42 gramas



4.5.12 VISÃO DA CONEXÃO DRONE-DISPOSITIVO

A forma como o dispositivo irá se conectar ao drone é bem simples,

contando com uma base com quatro furos para parafusos que serão fixados

43

com porcas ao drone, conforme pode ser observado nas Figuras 29 e 30 a

seguir, que demonstra os quatros parafusos na parte inferior do drone.

Figura 29 – Visão da parte inferior do drone com a sinalização de onde será o encaixe

Figura 30 – Visão inferior do drone com o dispositivo acoplado

44

4.6 ESCOLHA DOS MATERIAS:

4.6.1 ALUMÍNIO 5005A:

Para todos os componentes estruturais e para os componentes de

acionamento, foi escolhido um alumínio com uma densidade relativamente

baixa em comparação com outros matérias, isso proporcionará uma

economia de peso do dispositivo como um todo. Além disso, o Alumínio

escolhido tem uma robustez boa, segundo o catálogo de alumínios do

SolidWorks e também terá alta resistência à corrosão, assim como todo

alumínio.

4.6.2 POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE

Para esse caso, foi escolhido o material de acordo com o item 4.2 desse

trabalho. Esse é o material mais leve diante dos permitidos pelos órgãos

governamentais para a amostragem de água.

O polietileno possui uma estrutura química mais simples do que outros

polímeros disponíveis no mercado. Ele é obtido por meio da polimerização

do eteno e por isso também pode ser conhecido como polieteno. Por ser

constituído apenas de hidrogênio e carbono, o produto é atóxico e possui

uma grande resistência química. Além disso, possui peso molecular

elevado, com excelentes propriedades mecânicas, físicas, químicas e

hidráulicas, dessa forma, os tubos fabricados com esse material apresentam

uma ótima resistência ao tenso fissuramento e às deformações, garantindo

durabilidade.

4.7 NÚMERO DE COMPONENTES E PESO DO PROJETO:

Para a montagem do dispositivo de captura, foram dimensionadas todas as peças

e catalogadas de acordo com a quantidade necessária e peso unitário, conforme

demonstrado na tabela a seguir com a listagem de cada componente e o peso total do

equipamento.

Essa análise faz-se necessária para avaliar o peso do conjunto e se o drone

escolhido no início desse projeto irá suportar. De acordo com a tabela 4, o peso total será

de aproximadamente 1,731 kg, sendo assim, compatível com a capacidade do drone.

45

Tabela 4 – Relação de componentes, unidades e pesos do projeto

COMPONENTE PESO UNIT.

[g]

UNIT. PESO TOTAL

[g]

COMPONENTE DE

ARMAZENAGEM

327,64 1 327,64

TAMPA 192,12 2 384,24

BRAÇADEIRA 22,52 4 90,08

SUPORTE INFERIOR 374,40 1 374,40

HASTE PRINCIPAL 186,73 1 186,73

HASTE LATERAL 147,12 2 294,24

BRAÇO DE UNIÃO 21,20 1 21,20

ALAVANCA DE

ACIONAMENTO

7,78 1 7,78

PARAFUSO LONGO 3,15 11 34,65

PARAFUSO CURTO 1,61 3 4,83

PORCA 0,42 14 5,88

PESO TOTAL 1.731,67

Se considerarmos mais 1,594 kg da água que preencherá o componente de

armazenagem, teremos um total de 3,325 kg como peso total, estando adequado ao drone

selecionado, conforme o item 2.4.6. (Tabela 1), que possui uma capacidade de carga útil

de 5,50 kg.

46

Capítulo 5

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

A presença da água no dia a dia do ser humano é fundamental, além de interagirmos

com a água de incontáveis maneiras, seja para insumo até para transporte. Portanto,

pode-se considerar que a análise da qualidade da água é um processo importante para a

sociedade, pois através desse podemos preservar o recurso.

Esse projeto procurou utilizar uma ferramenta moderna para otimizar o processo de

coleta de amostras, tornando-o mais ágil, com menos interferência durante o

procedimento e viabilizando a coleta de amostras em áreas de difícil acesso. Ferramenta

essa que será acoplada a um drone, dispositivo que nos últimos anos vem ganhando

muito espaço em diversos segmentos da indústria e pesquisa para soluções de

mobilidade, deslocamento e outros diversos segmentos que foram expostos nos

capítulos iniciais do projeto.

Durante a criação do dispositivo, foram analisados mais a fundo parâmetros

importantes dos drones que iriam balizar o tamanho, peso e até uso de bateria. Um

exemplo prático de como o projeto mudou durante a concepção foi o método de

acionamento, que inicialmente a maneira mais simples de construir seria utilizando um

mecanismo motorizado utilizando a energia do próprio drone.

Para que o processo de elaboração do que foi o dispositivo, foi utilizado o método

de gerar o máximo de soluções o possível e depois avaliar qual seria a mais coerente ao

projeto e a necessidade. Podemos tomar como exemplo a escolha do critério de

acionamento do dispositivo, que ao longo do processo de decisão, percebeu-se que um

mecanismo de acionamento mecânico com molas e uma boia seria mais adequado para

preservar a bateria e oferecer maior autonomia do que a utilização de um mecanismo

com acionamento elétrico.

Com o auxílio de um software de Computer-aided Design – CAD, os diversos

componentes do dispositivo foram projetados e detalhados de forma que qualquer

interessado no assunto possa entender melhor e até mesmo construir uma versão para

testes e utilização no campo.

Ao final do projeto, chegou-se à conclusão de que o dispositivo possui um peso

próprio mais o peso da amostra que será armazenada nele adequada ao drone

selecionado, além também de ser compatível com outros modelos.

47

Também, o projeto aqui criado tem o objetivo de servir como material para futuros

desenvolvimentos e pesquisas, como por exemplo a inserção de sensores na estrutura

principal para medição de parâmetros durante a coleta, fator esse que poderá melhorar

a qualidade coleta, conforme citado anteriormente. Como a estrutura do drone e a

quantidade de amostra carregada ficaram abaixo do limite de capacidade do drone, a

inserção de um controlador lógico e sensores pode acontecer, tornando o processo ainda

mais otimizado e confiável.

Uma outra forma de melhoria e otimização do projeto é a análise de escoamentos

ao redor do componente. Podendo, no futuro, encontrar formas mais aerodinâmicas, que

gerarão menos arrasto e consequentemente uma economia na bateria do sistema como

um todo.

48

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC-Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2013.

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Rio de Janeiro, Brasil.

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Novos Produtos Em Empresas Do Segmento De Aços Planos Do Setor Siderúrgico:

Uma Abordagem No Projeto Do Processo, 2008. Universidade de São Paulo, São

Paulo, Brasil.

51

APÊNDICES

7 APÊNDICES

7.1 APÊNDICE 1 – DESENHOS TÉCNICOS

Nesta seção serão apresentados todos os desenhos técnicos e instruções especificas para a montagem dos componentes tratados no texto.

Densidade

1:2COMPONENTE DE ARMAZENAGEM

Polietileno de Alta 13/02/2019

ça:

de Amostra de Água mm

Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:

1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta

1º diedro

A

180

30 15

3

6

45°

3

3

DETALHE AESCALA 1:2

ça:

mm

Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:

1/1Nickolas Wejner de Amostra de Água

Dispositvo para Coleta

1º diedro

114

108

120

1:2COMPONENTE DE ARMAZENAGEM

DensidadePolietileno de Alta 13/02/2019

Densidade

TAMPA


1:1ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

DETALHE AESCALA 1 : 1

5

R0,5 3

2

135°

3

1:2

Densidade

TAMPA


15

R10 3

10

35 37,5 10

5

10

130

108 114

25

A

R5

R10

R3

5,2

R6

135° R10

8

R10

R2

8

42

Ç 1:1ADEIRA

Alumínio 5005A

BRA

13/02/2019

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro


R1

2,8 5,5

2

ça:

mm

Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:

1/1Nickolas Wejner de Amostra de Água


1º diedro

Ç

Alumínio 5005A

1:1ADEIRABRA

13/02/2019

A

13

7,5

5,2

5 1

3

R57

140

5,2

6

6

45°

12

12

R59

45°

10

1:1

Alumínio 5005A

SUPORTE INFERIOR

14/02/2019

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

1:2

Alumínio 5005A

SUPORTE INFERIOR

14/02/2019

70

15

40

10 20

5,2

12 20

R5

6

6

35

15 10

3

20

5,20

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

16 10

5,2

11

R2

12 28

35 1

5 6

1

3

10 3

5 5

180

30

10

12

1:2

14/02/2019

HASTE DE CONEXAO

Aluminio 5005 A

ça:

Material:

Responsável:

1º diedroData:

mmde Amostra de ÁguaNickolas Wejner1/1

Escala:

Unidade:

Diedro:Folha:

Projeto: Dispositvo para Coleta

Pe

1:3

14/02/2019

HASTE DE CONEXAO

Aluminio 5005 A

A

21

50

15

32,8

15,

7

40

5,2

20 10

10,

5

21

15 3

40°

25 9

R4

5

R4

10

3

ça:

Material:

Responsável:

1º diedroData:


Escala:

Unidade:

Diedro:Folha:

Projeto: Dispositvo para Coleta

Pe

16

12

50 5

00

144

2

90

5,2 3

90

14 9

8

2

5,2

9,2

R5 20,4

R5 20,4

10

60 10

30

6


3

45°

5,2

3,4

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

1:2

Alumínio 5005A

HASTE LATERAL

14/02/2019

6 3

0

335

6

1:3

Alumínio 5005A

HASTE LATERAL

14/02/2019

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

6

127,5

135°

45

30

15

5,2

15 R7

7,5

15

120,5

10

8

15

7,5

R7

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedroAlumínio 5005A 14/02/2019

BRACO DE UNIAO 2:1

VISTA DIMÉTRICA

1:1BRACO DE UNIAO

Alumínio 5005A 14/02/2019

R4

4

5,2

5,2

4

4

10

14

45°

R4

14

4

6

20,6

4

4

33 12

2

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

3

3

14

20,

6 6

45°

2

3

6 3

3

8

2:1

Alumínio 5005A

ALAVANCA

14/02/2019

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

8

20

16

3

3

14

6

43

10

23,2

25

6

8

2:1

Alumínio 5005A

ALAVANCA

14/02/2019

R10

16

R4

5,2

R4

5,

2 4

4

4

4 8

33

5,10

30,4

6,4

5,

2

20

4,15

0,5

1

ça:

1/1Nickolas Wejner de Amostra de Água mm

Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

8

R4

6,4

4,15

5,2

50

0,5

1

Ç

ÇÕES:rosca métrica (60º)•passo: p = 1 mm•

PARAFUSO LONGO PARAFUSO CURTO

PARAFUSO LONGO E CURTO 2:1

Alumínio 5005A 14/02/2019

CABE A

INFORMA

altura do filete: h = 0,69p = 0,69 mm•

ça:


Pe

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:


1º diedro

ÇÕES:rosca métrica (60º)•passo: p = 1 mm•

PORCA - TIPO UNICO

PORCA DE FIXACAO 5:1

Alumínio 5005A 14/02/2019

INFORMA

altura do filete: h = 0,69p = 0,69 mm•

R2,6

8

R4

240° 4,15

0,2

12

1

3

4

11

5

2

6

7

9

8

10

MONTAGEM 1:4

28/02/2019

Nº DO ITEM NOME DA PEÇA QTD.

1 Alavanca de Acionamento 12 Haste Lateral 23 Bóia de Flutuacao 14 Braco de Uniao 15 Haste de Conexao Drone-Armazenador 16 Suporte Inferior 17 Bracadeira 48 Componente de Armazenagem 19 Tampa de Armazenagem 2

10 Parafuso Longo 1111 Porca de Fixacao 1412 Parafuso Curto 3

Peça:

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:



1º diedro

12

1 3

4

11

5

2 6

7

9

8

10

MONTAGEM 1:4

28/02/2019

Nº DO ITEM NOME DA PEÇA QTD.

1 Alavanca de Acionamento 12 Haste Lateral 23 Bóia de Flutuacao 14 Braco de Uniao 15 Haste de Conexao Drone-Armazenador 16 Suporte Inferior 17 Bracadeira 48 Componente de Armazenagem 19 Tampa de Armazenagem 2

10 Parafuso Longo 1111 Porca de Fixacao 1412 Parafuso Curto 3

Peça:

Responsável:

Material: Data:

Projeto:

Folha: Diedro:

Unidade:

Escala:



1º diedro

ça:

Data:Material:

Responsável: Projeto:

1º diedro


Escala:

Unidade:

Diedro:Folha:


Pe PROJETO DO DISPOSITIVO

08/03/2019Aluminio 5005 A

1:5

VISTA FRONTAL

ça:

Folha:

Projeto:

Data: Diedro:Material:

Responsável:

1º diedro


Escala:

Unidade:Dispositvo para Coleta

Pe

08/03/2019

PROJETO DO DISPOSITIVO 1:5

Aluminio 5005 A

VISTA DIMETRICA

projeto dispositivo de coleta nw v26monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10028627.pdf ·...

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