Made available in DSpace on 2013-11-27T18:52:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000452598-Texto+Completo-0.pdf: 3459576 bytes, checksum: dca208c27ca12a09b5737ac83835a6e6 (MD5) Previous issue date: 2013 / In recent decades, studies with astronauts and animals have shown that during and after space flights, the function of many organs and systems has undergone physiological changes, including changes in the liquid head, loss of fluids and electrolytes, muscle loss, and reduced immune response. There are also some experiments showing that the gravity can influence the formation of the crystal structure of substances and the virulence of the microorganisms. The experiments in space flights have high cost and limited access. In this context, it became necessary to develop a tool to be able to study some changes that can occur in microorganisms and crystals in microgravity simulation on earth, such as a three-dimensional clinostat. The present dissertation aims to develop a three-dimensional clinostat with three axes of rotation clockwise adjusting the speed of rotation with the possibility to change the supports for application in different types of samples which was modeled and simulated using the software PRO Engineer, allowing calculating the microgravity and centrifugation for each bracket. In comparison to the three previous projects built in the Microgravity Center (FENG / PUCRS), the innovations of this device are an additional axis of revolution, the diversification of the sample support and microgravity factor calculation for each type of sample. The development in the simulation software provided an improvement of the project, adjusts of the previous prototype, cost reduction in construction and adjustments necessary to obtain the expected characteristics. The results showed that the clinostat speed must be below at 8 rpm to ensure that the samples microgravity factor is less than 1,0. 10-3, in the case of samples with a density approximately equal to that of water. The centrifugal forces calculated in the samples were minimal, according to requirements for microgravity simulation. The calculations contained in this dissertation will be the key to future research, where it will be possible to specify and analyze the effects of microgravity and centrifugation of each sample type. The results of simulation displacement and stress of the critical structures of clinostat demonstrated that project has the resistance needed for its operation. The project developed has enabled the construction of the prototype structural of three-dimensional clinostat, given the characteristics of the structure desire, mobility, strength and flexibility of samples. / Nas últimas décadas, estudos realizados com astronautas e animais têm demostrado que, durante ou após os voos espaciais, a função de muitos órgãos e sistemas sofrem alterações fisiológicas, incluindo mudanças no líquido cefálico, perda de fluidos e de eletrólitos, perda de massa muscular e redução da resposta imune. Há também experimentos que demonstraram que o campo gravitacional influencia a formação da estrutura cristalina de substâncias, assim como a virulência de microrganismos. Os experimentos em voos espaciais são de alto custo e de acesso limitado. Neste contexto, surgiu à necessidade de desenvolver um instrumento para viabilizar, em terra, estudos das alterações que ocorrem em microrganismos e cristais em microgravidade simulada, como um clinostato tridimensional. A presente dissertação tem como objetivos o desenvolvimento do projeto de um clinostato 3D com três eixos de rotação de sentido horário e ajuste da velocidade de rotação através da modelagem, simulação no software PRO Engineer, que permite a troca de suportes para aplicação em diferentes tipos de amostras e ajuste, permitindo o cálculo de microgravidade e centrifugação para cada suporte. Em comparação aos três projetos anteriores do Centro de Microgravidade (FENG/PUCRS), as principais inovações são a possibilidade de revolução em mais um eixo, a diversificação dos suportes de amostras e o fator de microgravidade associado a cada tipo de amostra.O desenvolvimento no software de simulação proporcionou uma melhoria do projeto, adaptação do protótipo, a redução de custos anteriormente à construção e ajustes necessários para obter as características esperadas. Obteve-se resultados adequados para a utilização do clinostato com velocidade inferior a 8 rpm nas amostras para garantir a condição de microgravidade de fator inferior a 1,0. 10-3, no caso de amostras com massa específica aproximadamente igual a da água. As forças centrífugas calculadas nas amostras foram mínimas, atendendo aos requisitos para a simulação de microgravidade. Os cálculos contidos neste trabalho serão fundamentais para pesquisas futuras, sendo possível especificar e analisar os efeitos da microgravidade e centrifugação sobre cada amostra. A simulação de deslocamento e estresse das estruturas críticas do clinostato demonstrou resultados que garantem a resistência necessária para o seu funcionamento. O projeto desenvolvido nesta dissertação já possibilitou a construção estrutural do protótipo do clinostato tridimensional, o qual atende as características desejas da estrutura, mobilidade, resistência e flexibilidade de amostras.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 452598.pdf: 3459576 bytes, checksum: dca208c27ca12a09b5737ac83835a6e6 (MD5) Previous issue date: 2013-08-27 / In recent decades, studies with astronauts and animals have shown that during and after space flights, the function of many organs and systems has undergone physiological changes, including changes in the liquid head, loss of fluids and electrolytes, muscle loss, and reduced immune response. There are also some experiments showing that the gravity can influence the formation of the crystal structure of substances and the virulence of the microorganisms. The experiments in space flights have high cost and limited access. In this context, it became necessary to develop a tool to be able to study some changes that can occur in microorganisms and crystals in microgravity simulation on earth, such as a three-dimensional clinostat. The present dissertation aims to develop a three-dimensional clinostat with three axes of rotation clockwise adjusting the speed of rotation with the possibility to change the supports for application in different types of samples which was modeled and simulated using the software PRO Engineer, allowing calculating the microgravity and centrifugation for each bracket. In comparison to the three previous projects built in the Microgravity Center (FENG / PUCRS), the innovations of this device are an additional axis of revolution, the diversification of the sample support and microgravity factor calculation for each type of sample. The development in the simulation software provided an improvement of the project, adjusts of the previous prototype, cost reduction in construction and adjustments necessary to obtain the expected characteristics. The results showed that the clinostat speed must be below at 8 rpm to ensure that the samples microgravity factor is less than 1,0.10-3, in the case of samples with a density approximately equal to that of water. The centrifugal forces calculated in the samples were minimal, according to requirements for microgravity simulation. The calculations contained in this dissertation will be the key to future research, where it will be possible to specify and analyze the effects of microgravity and centrifugation of each sample type. The results of simulation displacement and stress of the critical structures of clinostat demonstrated that project has the resistance needed for its operation. The project developed has enabled the construction of the prototype structural of three-dimensional clinostat, given the characteristics of the structure desire, mobility, strength and flexibility of samples. / Nas ?ltimas d?cadas, estudos realizados com astronautas e animais t?m demostrado que, durante ou ap?s os voos espaciais, a fun??o de muitos ?rg?os e sistemas sofrem altera??es fisiol?gicas, incluindo mudan?as no l?quido cef?lico, perda de fluidos e de eletr?litos, perda de massa muscular e redu??o da resposta imune. H? tamb?m experimentos que demonstraram que o campo gravitacional influencia a forma??o da estrutura cristalina de subst?ncias, assim como a virul?ncia de microrganismos. Os experimentos em voos espaciais s?o de alto custo e de acesso limitado. Neste contexto, surgiu ? necessidade de desenvolver um instrumento para viabilizar, em terra, estudos das altera??es que ocorrem em microrganismos e cristais em microgravidade simulada, como um clinostato tridimensional. A presente disserta??o tem como objetivos o desenvolvimento do projeto de um clinostato 3D com tr?s eixos de rota??o de sentido hor?rio e ajuste da velocidade de rota??o atrav?s da modelagem, simula??o no software PRO Engineer, que permite a troca de suportes para aplica??o em diferentes tipos de amostras e ajuste, permitindo o c?lculo de microgravidade e centrifuga??o para cada suporte. Em compara??o aos tr?s projetos anteriores do Centro de Microgravidade (FENG/PUCRS), as principais inova??es s?o a possibilidade de revolu??o em mais um eixo, a diversifica??o dos suportes de amostras e o fator de microgravidade associado a cada tipo de amostra. O desenvolvimento no software de simula??o proporcionou uma melhoria do projeto, adapta??o do prot?tipo, a redu??o de custos anteriormente ? constru??o e ajustes necess?rios para obter as caracter?sticas esperadas. Obteve-se resultados adequados para a utiliza??o do clinostato com velocidade inferior a 8 rpm nas amostras para garantir a condi??o de microgravidade de fator inferior a 1,0.10-3, no caso de amostras com massa espec?fica aproximadamente igual a da ?gua. As for?as centr?fugas calculadas nas amostras foram m?nimas, atendendo aos requisitos para a simula??o de microgravidade. Os c?lculos contidos neste trabalho ser?o fundamentais para pesquisas futuras, sendo poss?vel especificar e analisar os efeitos da microgravidade e centrifuga??o sobre cada amostra. A simula??o de deslocamento e estresse das estruturas cr?ticas do clinostato demonstrou resultados que garantem a resist?ncia necess?ria para o seu funcionamento. O projeto desenvolvido nesta disserta??o j? possibilitou a constru??o estrutural do prot?tipo do clinostato tridimensional, o qual atende as caracter?sticas desejas da estrutura, mobilidade, resist?ncia e flexibilidade de amostras.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-07-08T16:42:21Z No. of bitstreams: 1 DIS_LUCAS_NOVELO_PARCIAL.pdf: 3893159 bytes, checksum: 73e4c3e87f1ff46dc87928c661e3010f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-08T16:42:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_LUCAS_NOVELO_PARCIAL.pdf: 3893159 bytes, checksum: 73e4c3e87f1ff46dc87928c661e3010f (MD5) Previous issue date: 2016-01-20 / The gravity is a force present in entire world and acted during the evolutionary process of the all species. Every biological structure present on Earth is adapted to this force. The growing of the plants is guided by gravity. The root cells knows that they have to grown on direction of this force and the stem cells knows that they have to grown on the opposite direction. This tropism caused by gravity is not effective in microgravity environments. Studies with microgravity equipment, as The 3D Clinostat improved in this work, show similar results as obtained in spaceships. These equipments are, for the science, very important. They help to develop microgravity experiments in the surface of the Earth, with low price and many possibilities of customization. The prime objective of this work is to improve a 3D Clinostat prototype. New motors and a microcontroller was added to improve robustness, confiability and compatibility to new features and designs. To evaluate the equipment modification, an experiment was made using seeds of maize. The seeds were put into equipment for two periods of time, 8 and 22 hours. After, the seeds were cultivated and the data was analyzed. The data shows significant statistical difference between the plants provided by the equipment seeds and the others, in both periods of time (p<0.01 and p<0,0001). The equipment was validated by the experiment. The results shown difference in grown level. More studies are necessary to explain why microgravity change the maize seeds grown speed. / A gravidade ? uma for?a presente em todo o planeta e atuou durante a evolu??o de esp?cies animais e vegetais. Todas as estruturas hoje existentes s?o adaptadas ? essa for?a. O crescimento das plantas ? guiado pela gravidade, direcionando o desenvolvimento da raiz a favor desta for?a e o caule contra. Esse tropismo causado pela gravidade n?o se mostrou presente em experimentos onde esta atuava com menor intensidade. Em experi?ncias fora do planeta Terra, as plantas apresentaram um crescimento diferente, levando a crer que a gravidade ? um fator que deve ser considerado para e desenvolvimento de esp?cies vegetais. Estudos utilizando equipamentos simuladores de Microgravidade, como o clinostato 3D aprimorado no presente trabalho, tamb?m apresentaram resultados an?malos no crescimento de plantas, muito similar aos resultados obtidos em estudos realizados no interior de esta??es espaciais. Uma vez que simuladores de Microgravidade s?o para a ci?ncia equipamentos tecnol?gicos de ponta e que auxiliam nos estudos dos efeitos causados pela gravidade, este trabalho tem como principal objetivo o aprimoramento de um clinostato 3D. Os aprimoramentos consistiram na adi??o de motores de passo de alta precis?o, microcontrolador Ardu?no e controle de velocidade dos motores digital e unilateral. Essas adi??es colaboraram para que o equipamento opere com maior robustez, confiabilidade e compatibilidade para inclus?o de outros componentes e uso em pesquisas. Para valida??o do equipamento, um experimento foi realizado com sementes da esp?cie Zea mays L., popularmente conhecido como milho. As sementes foram submetidas ao equipamento por dois per?odos de tempo diferentes: 8 e 22 horas. Ap?s, foram plantadas e cultivadas fora do clinostato por 25 dias. No estudo de valida??o, houve diferen?a significativa no crescimento nas plantas que sofreram a??o da microgravidade para o primeiro tempo (p<0,01) e tamb?m para o segundo (p<0,0001), considerando na an?lise outros dois grupos de controle. Os resultados obtidos validaram a efic?cia do aprimoramento do clinostato 3D, uma vez que as sementes que passaram pelo equipamento geraram plantas que apresentaram crescimento superior. Mais estudos para explicar as raz?es fisiol?gicas que levaram as plantas a crescer mais precisam ser realizados.