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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
Nickolas de Freitas Wejner
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.
Orientador: Prof. Armando Carlos de Pina Filho, D.Sc.
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
Nickolas de Freitas Wejner
Março/19
Orientador: Prof. Armando Carlos de Pina Filho, D.Sc.
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
Nickolas de Freitas Wejner
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
Fabricante: Dà-Jiāng Innovations – DJI
Modelo: Matrice 600 PRO (TB48S)
Origem: China
Carga Útil: 5,50 kg
Tempo Máximo de Vôo: 38 min
Tempo Máximo de Vôo (totalmente carregado): 18 min
Alcance de Controle: 5,0 km
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
Fabricante: Dà-Jiāng Innovations – DJI
Modelo: Agras MG-1S (TB48S)
Origem: China
Carga Útil: 10,0 kg
Tempo Máximo de Vôo: 22 min
Tempo Máximo de Vôo (totalmente carregado): 10 min
Alcance de Controle: 1,0 km
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
Carga Útil: 9,10 kg
Tempo Máximo de Vôo: aprox. 35 min
Tempo Máximo de Vôo (totalmente carregado): aprox. 15 min
Alcance de Controle: 0,500 km
Capacidade da Bateria: 2 x 16.000mAh
Dimensões Máximas: 1325 × 1325 × 263 mm (sem hélices, cujo diâmetro é de
aproximadamente 450 mm cada)
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
Carga Útil: 8,00 kg
Tempo Máximo de Vôo: não informado
Tempo Máximo de Vôo (totalmente carregado): 20 min
Alcance de Controle: 3,20 km
Capacidade da Bateria: 2 x 5500mAh
Dimensões Máximas: 1250 × 1250 × 330 mm (sem hélices, cujo diâmetro é de
aproximadamente 450 mm cada)
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
Dimensões macro: 87,0 x 71,2 x 65,0 mm
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
Dimensões macro: 140,0 x 59,0 x 15,0 mm
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
Material: Alumínio 5005A
Peso: 374,40 gramas
Dimensões macro: 204,0 x 50,0 x 30,0 mm
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
Material: Alumínio 5005A
Peso: 186,73 gramas
Dimensões macro: 522,0 x 60,0 x 50,0 mm
Sugestão de fabricação: Fundição com molde descartável e acabamento
com fresamento nas faces de contato e furos.
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
Material: Alumínio 5005A
Peso: 147,12 gramas
Dimensões macro: 341,0 x 300,0 x 15,0 mm
Sugestão de fabricação: Fundição com molde reutilizável e acabamento
com fresamento nas faces de contato e furos.
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
Material: Alumínio 5005A
Peso: 21,20 gramas
Dimensões macro: 57,0 x 48,6 x 28,6 mm
Sugestão de fabricação: Fundição com molde reutilizável e acabamento
com fresamento nas faces de contato e furos.
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
Material: Alumínio 5005A
Peso: 7,78 gramas
Dimensões macro: 57 x 22 x 20 mm
Sugestão de fabricação: Fundição com molde reutilizável e acabamento
com fresamento nas faces de contato e furos.
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
Material: Alumínio 5005A
Peso: 3,15 gramas
Dimensões macro: 54,15 x 8,26 x 8,00 mm
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
Material: Alumínio 5005A
Peso: 1,61 gramas
Dimensões macro: 24,15 x 8,26 x 8,00 mm
Sugestão de fabricação: Usinagem.
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
Material: Alumínio 5005A
Peso: 0,42 gramas
Dimensões macro: 4,15 x 8,26 x 8,00 mm
Sugestão de fabricação: Usinagem.
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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Air/b?ie=UTF8&node=8037720011> 2017. Acesso em: 01 out. 2018.
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BUCKLEY, John. Air Power in the Age of Total War. 1. ed. Londres: UCL Press,
1999
CALLISTER JR., William. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. 5ª
ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC-Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2013.
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Tipos, Propriedades e Aplicações. 2003. Universidade Estadual do Rio de Janeiro,
Rio de Janeiro, Brasil.
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DRONE in DICIONÁRIO INFOPÉDIA DA LÍNGUA PORTUGUESA. Porto:
Porto Editora, 2003-2018. [consult. 2018-10-01 03:28:11]. Disponível em:
<https://www.infopedia.pt/dicionarios/lingua-portuguesa/drone> - Acessado em 01
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<https://www.merriam-webster.com/words-at-play/how-did-drones-get-their-
name>. Acesso em: 03 dez. 2018.
49
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Procedimentos de Coleta de Amostras em Áreas Agrícolas para Análise da
Qualidade Ambiental: Solo, Água e Sedimentos. Jaguariúna, SP: Embrapa Meio
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K K, Rohith. Quadcopter CAD PROJECT DRONE. GrabCAD Repository.
GrabCAD, Cambridge, MA, USA. Disponível em: <https://grabcad.com/terms>.
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PARK, Sangyoung; ZHANG, Licong; CHAKRABORTY, Samarjit. Battery
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PARRON, Lucilia; MUNIZ, Daphe Heloisa; PEREIRA, Claudia. Manual de
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commercial applications of drone technology. Varsóvia, 2016
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VARANDAS JUNIOR, Angelo. Estudo Exploratório No Desenvolvimento De
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
Polietileno de Alta 13/02/2019
1:1ça:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
1º diedro
ça:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
1º diedro
DETALHE AESCALA 1 : 1
5
R0,5 3
2
135°
3
1:2
Densidade
TAMPA
Polietileno de Alta 13/02/2019
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:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
1º diedro
DETALHE AESCALA 2 : 1
R1
2,8 5,5
2
ça:
mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner de Amostra de Água
Dispositvo para Coleta
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:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
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:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
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:
mmde Amostra de ÁguaNickolas Wejner1/1
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
DETALHE AESCALA 1 : 1
3
45°
5,2
3,4
ça:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
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:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
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:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
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:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
1º diedro
3
3
14
20,
6 6
45°
2
3
6 3
3
8
2:1
Alumínio 5005A
ALAVANCA
14/02/2019
ça:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
1º diedro
ça:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
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:
Dispositvo para Coleta
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:
de Amostra de Água mm
Pe
Responsável:
Material: Data:
Projeto:
Folha: Diedro:
Unidade:
Escala:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
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:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
de Amostra de Água mm
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:
1/1Nickolas Wejner Dispositvo para Coleta
de Amostra de Água mm
1º diedro
ça:
Data:Material:
Responsável: Projeto:
1º diedro
mmde Amostra de ÁguaNickolas Wejner1/1
Escala:
Unidade:
Diedro:Folha:
Dispositvo para Coleta
Pe PROJETO DO DISPOSITIVO
08/03/2019Aluminio 5005 A
1:5
VISTA FRONTAL
ça:
Folha:
Projeto:
Data: Diedro:Material:
Responsável:
1º diedro
mmde Amostra de ÁguaNickolas Wejner1/1
Escala:
Unidade:Dispositvo para Coleta
Pe
08/03/2019
PROJETO DO DISPOSITIVO 1:5
Aluminio 5005 A
VISTA DIMETRICA