OS PARAFUSO DE ARQUIMEDES

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Hugo Hurbath leite ¹

Ivonne Gabrielle Oliveira ¹

Maiara Paiva da Silva ¹

Vítor Graça França¹

Maraíza de Freitas Silva²

1. INTRODUÇÃO

O propósito deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um protótipo do parafuso de Arquimedes, como um utensílio para transferir diversos materiais, a começar pelo líquido, de um ponto para o outro, sendo estes verticais, do mais baixo para o mais alto, ou até mesmo na horizontal, bem como esclarecer a análise dos resultados encontrados com o experimento.

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

O objeto aqui em estudo é utilizado desde as mais remotas civilizações, desde antiguidade, o mecanismo era aplicado para bombeamento de água, seja para elevação em canais ou para esgotamento de minas; aplicado também para elevação de grãos e mais recentemente vem sendo utilizado no bombeamento de resíduos como lamas e esgotos. Este experimento foi desenvolvido pelo filósofo, matemático, sábio Arquimedes em 200 a.C. Apesar de ser atribuída a Arquimedes, os primeiros registros de máquinas com este tipo de sistema de transporte são do Egito Antigo e datam de três séculos antes de Cristo. Foi Diodoro da Sicília, historiador grego que viveu entre 90 a.C. e 30 a.C., que atribuiu a invenção desta máquina a Arquimedes, pois foi este que introduziu esta tecnologia na Grécia após uma visita ao Egito. Como o próprio nome induz, o parafuso de Arquimedes é construído por um eixo central com uma camada saliente em forma de espiral que acompanha o comprimento da haste e remete à estrutura de um parafuso, podemos dizer também, mecanismo este composto por uma rosca embutida em um tubo. Onde uma de suas extremidades fica mergulhada no material a ser transportado, e quando gira o conjunto, o material entra pela rosca e vai elevando-se ao longo do eixo, até chegar a transbordar na parte superior. Dentre as vantagens existentes do método aqui exposto, são: possui uma concepção física simples, pode ser aberto para que a rotação do eixo seja visível, e ainda possui baixa velocidade de giro que faz dele uma bomba de serviço pesado com desgaste mínimo que pode funcionar por tempos sem problemas.   [pic 2] [pic 3]         Como o próprio nome sugere, é atribuído a um físico, matemático, astrônomo, engenheiro, e inventor grego. Pouco se conhece sobre a vida pessoal de Arquimedes, devido aos poucos registros, mas sua obra foi bastante documentada e preservada. Arquimedes nasceu no ano 287 a.C., um assentamento grego na ilha da Sicília (atual Itália), no Mar Mediterrâneo, uma cidade-estado da Grécia Antiga. A "Espiral de Arquimedes" e a "Alavanca" são algumas de suas invenções. Desenvolveu a ideia de "gravidade específica", denominada de "Princípio de Arquimedes". Arquimedes sendo filho de Fídias, um astrônomo grego, que costumava reunir em sua casa a elite de filósofos e homens da ciência, para trocarem ideias sobre seus trabalhos. Nessa época, reinava Híeron II, que tinha certo grau de parentesco com a família de Arquimedes. Arquimedes estudou no lugar que na época era o centro intelectual do mundo grego, na escola de Matemática de Alexandria. Relacionava-se com grandes matemáticos e astrônomos, entre os quais Erastótenes de Cirene, e tinha contato com o que havia de mais avançado na ciência do seu tempo.   [pic 4] Com seus grandes conhecimentos matemáticos, Arquimedes criou vários projetos: o da Balança Hidrostática, as alavancas e os mecanismos para movimentar objetos muito pesados e o chamado Parafuso de Arquimedes, baseado numa espécie de mola espiral, ajustada dentro de um cilindro, que ao girar, a água vai subindo no cilindro, esse sistema que ainda hoje é usado em várias partes do mundo para transportar água para locais mais altos. Embora esta invenção tenha sido sempre atribuída ao filósofo Arquimedes, que viveu entre 287 e 212 a.C, é bem possível que este dispositivo já fosse utilizado pelos egípcios no transporte de água das minas, dos poços e do rio Nilo para cotas mais elevadas. [pic 5] [pic 6] Figura 2 http://platea.pntic.mec.es/aperez4/html/grecia/arquime.jpg                 E o fato de não ser restrito a líquidos, mas também no transporte de sólidos como grãos, rochas de mineração entre outros. Visamos promover uma reflexão, sobre as diversas possibilidades e maneiras de uso desse dispositivo e suas aplicabilidades no ramo da engenharia, quais os apoios possíveis para sociedade atual, demandas fabris do atual século e verificar diante das novas possibilidades e tecnologias na área da engenharia, como é possível inovar em cima de uma estrutura tão antiga e tão utilizada ao longo de anos. E nós, futuros engenheiros necessitaremos refletir sobre suas particularidades, custo x beneficio, desempenho e aplicabilidade. MATERIAIS E MÉTODOS Para sua montagem foi utilizado tubo de cano PVC de 50cm x 50cm, CAPs de 100mm, madeirite base de 60 cm x 30 cm, mangueira, serrote, pregos, e materiais sugeridos pelo módulo acadêmico. Com base nesse conhecimento construímos um parafuso, partindo primeiramente pela montagem do tubo com a mangueira acoplada ao mesmo, numa dimensão que possa ser manuseado com as mãos e observar a aplicação. Realizamos a construção desse protótipo. A técnica utilizada foi à prática simulada, devido a pandemia que estamos vivendo realizamos em conjunto de forma virtual, onde um executava a materialização do dispositivo, primeiro analisamos algumas referências bibliográficas e assistimos à alguns vídeos, pesquisamos também materiais já confeccionadas por alunos da própria instituição e de outras, assim tivemos acesso mais amplo sobre informações necessárias para pôr em prática o que se sucede aqui. O grupo foi definido por 04 alunos e a partir dos princípios básicos de funcionamento do parafuso de Arquimedes citados anteriormente, elaboramos um protótipo deste equipamento. Estamos vivendo uma sequência de meses em total isolamento, com isto nossas reuniões foram realizadas virtualmente, onde observávamos nosso colega realizando, pois quem está vivendo este momento sabe que estamos privados de encontros, cada qual na sua casa, mas mesmo assim não deixamos de realizar os encontros virtuais, assim foi possível a materialização do parafuso de Arquimedes. Foi um trabalho em conjunto, que mesmo de forma virtual, todas as ideias dadas pelos 4 alunos eram colocadas em prática e foi visto a criação do dispositivo pelo aplicativo do celular que tornou possível o encontro do grupo, onde a realização acontecia na casa de um dos alunos a realizar a montagem e os outros assistiam e opinavam até que ficou pronto nossa engenhoca aqui descrita. O tubo de pvc foi posto na base de madeira com os caps nas extremidades com o objetivo de alavanca e evitar a entrada de água, a mangueira foi enrolada de dupla no tubo de pvc para facilitar a captação de água, os dois caps de 100 servem tanto de recipiente de água como para extração do ponto mais baixo para o ponto mais alto.

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