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LIXEIRA AUTOMÁTICA

Salvador – BAAbr.2014

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LIXEIRA AUTOMÁTICA

Projeto apresentado como parte dos requisitos necessários à pontuação da disciplina Física Prática I do terceiro trimestre do curso de Engenharia de Mecânica do SENAI CIMATEC, sob orientação do Professor

Salvador – BAAbr.2014

1 INTRODUÇÃO............................................................................................................ 3

2 OBJETIVOS................................................................................................................. 4

3 MEMORIAL DO DESCRITIVO TÉCNICO........................................................... 5

3.1 MATERIAIS............................................................................................................ 63.2 FUNCIONAMENTO...............................................................................................3.3 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO SISTEMA HIDRÁULICO...................

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4 PESQUISA DE SIMILARES...................................................................................... 9

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5 RESULTADOS ALCANÇADOS................................................................................ 10

APÊNDICE...................................................................................................................

REFERÊNCIAS............................................................................................................

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1 INTRODUÇÃO

O presente trabalho expõe os procedimentos, testes e resultados obtidos a partir da criação

de uma Lixeira Automática, ou seja, uma lixeira em que a abertura de sua tampa é feita

utilizando um acionador, sem haver o toque na tampa da mesma. Assim, o usuário não

correria o risco de contaminação.

A partir de algumas análises percebeu-se que ao utilizar pequenas lixeiras localizadas em

pias nas cozinhas, era impossível não tocar na lixeira, caracterizando um ato não higiênico.

Percebeu-se também que cadeirantes apresentam dificuldades ao descartar determinados

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resíduos em banheiros ou outros locais, haja vista a impossibilidade de acionar os pedais da

maioria das lixeiras, acarretando no toque direto à tampa da lixeira.

Sendo assim, procurou-se desenvolver um sistema de simples acionamento utilizando

mecanismos hidráulicos para realizar o movimento ascendente e descendente da tampa da

lixeira.

2 OBJETIVO

Um fluido, em contraste com um sólido, é uma substância que flui. Os fluidos se moldam

a qualquer recipiente que os contenha. Isto acontece porque um fluido não oferece resistência

a uma força que seja tangencial à sua superfície (HALLIDAY, 2012).

O princípio de Pascal diz que a pressão aplicada a um fluido contido em um recipiente é

transmitida integralmente a todos os pontos do fluido. A partir deste conceito, idealizou-se o

projeto de lixeira automática visando à abertura da sua tampa sem o toque à mesma.

Procurou-se também provar o princípio de Pascal, reduzindo-se esforço físico e,

consequentemente, facilitando o descarte de resíduos.

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Para cadeirantes esta lixeira apresenta a possibilidade do descarte correto do lixo, já que

para estes usuários o movimento para acionamento das lixeiras convencionais não é possível.

Assim, pretende-se criar um dispositivo prático e higiênico.

3 MEMORIAL DESCRITIVO TÉCNICO

Existem apenas três métodos de transmissão de energia na esfera comercial: A

elétrica, a mecânica e a fluídica (hidráulica e a pneumática). Naturalmente a mecânica é a

mais antiga de todas, por conseguinte é a mais conhecida. Hoje utilizada de muitos outros

artifícios mais apurados como engrenagens, cames, polias e outros. A elétrica, que usa

geradores, motores elétricos, condutores e uma gama muito grande de outros componentes, é

um método desenvolvido nos tempos modernos. É o único meio de transmissão de energia

que pode ser transportado a grandes distâncias. A força fluídica tem origem, por incrível que

pareça a milhares de anos. O marco inicial que se tem conhecimento é a utilização da roda

d’água, que emprega a energia potencial da água armazenada a certa altura, para a geração de

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energia mecânica. O uso do fluido sob pressão, como meio de transmissão de potência, já é

mais recente, sendo que o seu desenvolvimento ocorreu, mais precisamente, após a primeira

grande guerra mundial.

Hidráulica é uma ciência que se aplica a propriedades mecânicas de fluidos para

construir sistemas hidráulicos que podem executar trabalhos mecânicos com sistemas

hidráulicos precisos. No centro de todo sistema hidráulico está cilindro hidráulico.

Qualquer sistema hidráulico é feito de duas partes: a bomba hidráulica que gera a

pressão e o cilindro hidráulico, que proporciona a ação mecânica em resposta à pressão. O

cilindro hidráulico é um barril cilíndrico equipado com um pistão que se move com fluidez

para frente e para trás. O barril do cilindro é, naturalmente, selado em ambas as extremidades.

Como este projeto é de pequeno porte utilizaram-se equipamentos menores, contudo,

usaram-se os mesmos princípios.

A princípio de um sistema hidráulico de trabalho é simples. A pressão aplicada em um

ponto é transmitida a outro ponto pelo uso de um fluido incompressível. Assim, quando a

bomba empurra o fluido para dentro da câmara do pistão, do lado da tampa, o mesmo é

levantado. Quando o fluido é sugado de volta pela bomba hidráulica, o pistão é empurrado

para baixo. Isto é como um sistema hidráulico funciona, transmitindo força através de um

fluido incompressível. Usando pistões de diferentes áreas de superfície, ocorre a intesificação

da força. Assim, usando este princípio, cargas mais pesadas podem ser levantadas por forças

relativamente menores.

O funcionamento desta lixeira baseia-se na ativação de um acionador que fará com que

a bomba “empurre” o fluido (água) ao cilindro (seringa), executando o movimento de abertura

da tampa.

3.1 MATERIAIS

Além da própria lixeira, outros componentes do protótipo podem ser observados na

TABELA 1.

TABELA 1 - Componentes da Lixeira Automática e suas respectivas funções.

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Item FunçõesBomba

HidráulicaConverter energia mecânica em energia hidráulica, fornecendo energia ao fluido.

Tubo PVC “de 1/2”

Comporta a seringa.

Seringa de 10mlCilindro Hidráulico que transforma

trabalho hidráulico em energia mecânica.

Tábua Suporte para toda a estrutura.

MangueirasConduzir o fluido (Reservatório – Bomba –

Seringa)

Durepox Ligações entre materiais.

Água – Fluido Hidráulico

Serve para transmissão de energia, lubrificação, vedação.

ReservatórioArmazena o fluido hidráulico até que seja

succionado pela bomba.

Fonte: Própria

3.2 FUNCIONAMENTO

O Fluido Hidráulico fica armazenado no Reservatório, este é considerado aberto, visto

que a pressão no seu interior é igual à pressão atmosférica. Quando o usuário liga o acionador,

este aciona a bomba. A ação mecânica cria um vácuo parcial na entrada da bomba, o que

permite que a pressão atmosférica force o fluido do tanque, através da linha de sucção, a

penetrar na bomba. A bomba passará o fluido para a abertura de descarga, forçando-o através

do sistema hidráulico. A bomba utilizada é a de para-brisa de carro. As mangueiras favorecem

o transporte de fluido no sistema hidráulico, funcionando como elementos de interligação.

Servem para pelo menos três propostas básicas:

Conduzir fluidos líquidos ou gases;

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Absorver vibrações;

Compensar e/ou dar liberdade de movimentos.

Com a pressão fornecida, o fluido é impelido à seringa, que funciona como cilindro

hidráulico. Um cilindro consiste de uma camisa de cilindro, de um pistão móvel e de uma

haste ligada ao pistão. Ao entrar no cilindro, o fluido eleva a haste, consequentemente eleva à

tampa da lixeira, que está conectada a haste. Quando o fluido é succionado o movimento é

descendente.

3.2.1 Fluido Hidráulico

O fluido hidráulico é o elemento vital de um sistema hidráulico sendo também o mais

importante na durabilidade dos componentes dos sistemas hidráulicos uma vez que ele circula

por todo o sistema contaminando-o e atingindo a todos os pontos do mesmo.

Para o funcionamento de Lixeira, o fluido hidráulico, no caso a água, é submetido a uma força, ocorrendo a pressão, que é força sobre área (Eq. 1).

(Eq. 1)

Assim, à medida que se reduz a área tanto a pressão como a força, diminuem. Logo, se se

forçar o tampão de um recipiente cheio de líquido, o líquido do recipiente transmitirá pressão

sempre da mesma maneira, independentemente de como ela é gerada e da forma do mesmo

(Fig. 1).

Figura 1 – Força aplicada num pistão com fluido.

Se a pressão atmosférica for chamada de p0, a pressão em uma profundidade h deste fluido será dada por:

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3.3 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO SISTEMA HIDRÁULICO

O sistema hidráulico adotado apresenta algumas vantagens, tais como:

Fácil instalação dos diversos elementos, oferecendo grande flexibilidade, inclusive em

espaços reduzidos.

Devido a baixa inércia, os sistemas hidráulicos permitem uma rápida e suave inversão

de movimentos.

São sistemas autolubrificados.

Têm pequeno peso e tamanho com realção a potência consumida;

Como desvantagens têm-se:

Vazamentos;

Atritos internos e externos;

Baixo rendimento, que é devido a transformação de energia elétrica em mecânica e

mecânica em hidráulica para, posteriormente, ser transformada novamente em

mecânica.

4 PESQUISA DE SIMILARES

Já existem no mercado alguns produtos semelhantes ao apresentado. A TABELA 2 apresenta alguns destes produtos.

TABELA 2 – Lixeiras automáticas disponíveis no mercado.

Produto Funcionamento Vantagens Desvantagens

Lixeira Automática CRISTÓFOLI

Devem-se utilizar pilhas alcalinas ou recarregáveis tamanhos AA com pelo

menos 1700 miliamperes que alimentarão um sensor.

Abertura da tampa ocorre ao aproximar as

mãos de um sensor.

* Não pode ser instalada onde a fluxo constante de

pessoas. * Não pode haver respingos

de água sobre a lixeira.

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Lixeira Automática SLD- 4L

O produto funciona com 4 pilhas tamanho AA alcalinas ou

recarregáveis, que alimentarão um sensor

Ao aproximar-se um objeto ou pessoa da área de atuação do sensor, a

lixeira abre a tampa automaticamente para que seja descartado o material no interior da

mesma.

* Não pode ser instalada onde a fluxo constante de

pessoas. * Não pode haver respingos

de água sobre a lixeira.

Lixeira Automática Censi

O sistema funciona por meio de um microchip, um dispositivo de detector

infravermelho, um dispositivo de transmissão mecânica e um sistema

eletrônico.

Alto desempenho, longa vida útil e baixo consumo de

energia, abertura da tampa por sensor.

* Não pode haver água na tampa devido aos vários

componentes eletrônicos em seu interior.

Lixeiras automáticas Tramontina

O produto funciona com 4 pilhas tamanho AA alcalinas ou

recarregáveis, que alimentarão um sensor

As lixeiras automáticas Tramontina possuem

acionamento através de um sensor infravermelho que

permite, abrir e fechar a tampa

automaticamente, sem qualquer contato direto

com a lixeira.

* Não pode haver água na tampa devido aos vários

componentes eletrônicos em seu interior.

Fonte: Manual de Instruções – CRISTÓFOLI, SLD, CENSI E TRAMONTINA.

De maneira geral todas elas são acionadas a partir de um sensor, sendo que não podem

estar próximas de ambientes úmidos. Assim, percebe-se que não há no mercado lixeira

automática acionada a partir de um sistema de hidráulico.

5 RESULTADOS ALCANÇADOS

Como resultado obteve-se uma lixeira que ao ser acionada abre, sem precisar utilizar as

mãos tocando em sua tampa ou pressionar um dispositivo com o pé. A lixeira pode sofrer

alterações de maneira a melhorar seu desempenho, entretanto, o princípio de acionamento

deve ser o mesmo. Pode-se concluir que esta lixeira é um dispositivo prático e higiênico,

podendo ser utilizado qualquer pessoa.

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APÊNDICE

A – COMPONENTES DA LIXEIRA AUTOMÁTICA

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Figura A.1 – Componentes da Lixeira Automática.

REFERÊNCIAS

HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos da Física. Vol. 2. 8ª Ed. São Paulo: LTC, 2009.

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Sucitec Automação e Componentes. Manual Lixeira Suctec. Disponível em: <http://www.sucitech.com.br/Manual_lixeira_4litros_Sucitech.pdf>. Acessado em: 01/05/2014.

Departamento de Física – UFPB. Notas de Aula de Física. Disponível em: <http://www.fisica.ufpb.br/~romero/pdf/15_fluidosVI.pdf>. Acessado em: 01/05/2014.

SOS da Piscina. Manual de Intruções Lixeira Tramontina. Disponível em: <http://www.sosdapiscina.com.br/img/produtos/411_pdf.pdf>. Acessado em: 01/05/2014.

Ebah. Hidráulica Básica. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAerO4AK/hidraulica>. Acessado em: 01/05/2014.

Cristófoli Biossegurança. Lixeira Automática Cristófoli. Disponível em: <http://cristofoli.com/index.php?route=product/product/download&downloadId=107>. Acessado em: 01/05/2014.