CADEIRA PARA SIMULAÇÃO DE MICROGRAVIDADE

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1 CADEIRA PARA SIMULAÇÃO DE MICROGRAVIDADE João Carlos Pinheiro Beck 1, Thaís Russomano, Vicente Mariano Canalli Rio Grande do Sul, Departamento de Engenharia Mecânica e Mecatrônica da Faculdade de Engenharia. Av. Ipiranga, 6681, prédio30, sala 169 beck@em.pucrs.br 1 Rio Grande do Sul, Faculdade de Medicina. Av. Ipiranga, Rio Grande do Sul, Departamento de Engenharia Elétrica da Faculdade de Engenharia. Av. Ipiranga, 6681, prédio30, sala 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 NTM - 637

2 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 NTM - 638

3 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. NTM - 639

4 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 NTM - 640

5 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, [2] C. L. Dym, Teaching Design to Freshmen: Style and Content, Journal of Engineering Education, October, [3] S. Sheppard; R. Jenison, Freshman Engineering Design Experiences: Na Organizational Framework Stanford, Stanford University/Mechanical Engineering, [4] P. J. Morris, L. N. Long, K. Morooney and S. Kellogg, Teaching High Performance Computing, ICEE Conference, Chicago, Aug., NTM - 641