Última alteração: 08-11-2017
Resumo
O presente trabalho resulta das ações do projeto de pesquisa Laboratório de Prototipagem para Ensino de Ciências (LaPEC), tendo início em janeiro desse mesmo ano através de uma situação problema evidenciada pelos membros do projeto de pesquisa, voltado ao acompanhamento de fermentações alcoólicas em diversas condições. No decorrer do processo de fermentação é necessário realizar mensurações da massa de falcons (recipientes de 50mL) ao longo do tempo, acompanhando a fermentação por meio da perda de massa, devido a liberação de gás carbônico (CO2), como subproduto da degradação da glicose, transformando-se em etanol. O principal empecilho encontrado na realização da pesquisa é o tempo e a eficácia para realizar a pesagem de forma manual, sendo que, na maioria das pesquisas desenvolvidas, são utilizadas 120 amostras. Para obtenção dos dados precisos e consistentes, o controle deve ser feito periodicamente, no mínimo três vezes ao dia, por um período de sete a quatorze dias, dependendo da temperatura interna do laboratório onde as amostras se encontram. Partindo dessa demanda surgiu à ideia de prototipar um robô cartesiano com o objetivo de efetuar o transporte dos falcons até a balança de forma automática, assim, dispensando o trabalho manual. Outros benefícios apresentados são em relação à quantidade de ciclos diários, por exemplo, com o robô funcionando 24 horas por dia, de forma autônoma, será possível coletar mais de três vezes a massa das amostras, aumentando a precisão da pesquisa, incluindo coletas em finais de semana e feriados. O desenvolvimento do protótipo iniciou após estudos e discussões sobre a elaboração do projeto estrutural e eletrônico, sendo que, as primeiras peças foram desenhadas com o auxílio de softwares para modelagem tridimensional, e prototipadas em uma impressora 3D. Em paralelo iniciaram-se pesquisas sobre programação na plataforma Arduino, com o intuito de programar os motores de passo utilizados no decorrer do protótipo. Dois meses depois do início dos estudos, após o esboço estar pré-definido, iniciaram-se os primeiros testes de deslocamento, com a finalidade de identificar quantos milímetros o robô se deslocava com uma volta completa da engrenagem. Com esse resultado, posteriormente foi possível programar a trajetória do robô. Sendo assim, o problema do deslocamento no eixo “x” e no eixo “y” estava resolvido, porém faltava prototipar o mecanismo de acionamento no eixo “z”, responsável por elevar os falcons, em seguida, deslocá-los até a balança. Outro desafio foi projetar uma pequena garra para confecção em uma impressora 3D. O resultado foi a criação de um mecanismo acionado por um micro servo motor, responsável por prender os falcons e realizar o transporte. Após todos os sistemas desenvolvidos iniciaram-se testes de sustentação e deslocamento dos falcons, alcançando resultados esperados e satisfatórios, desse modo contribuindo para o progresso de pesquisas na área de enologia. O desenvolvimento desse projeto evidenciou seu potencial tecnológico e inovador para a solução de problemas aplicados às melhorias no processo de fermentação alcoólica, alinhando-se aos resultados e premissas dos Institutos Federais, no que diz respeito a contribuir para o avanço científico e tecnológico com estreita relação com os processos educacionais.