Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 401160.pdf: 17525525 bytes, checksum: eb8803afa7e7de25def9d819f3df916e (MD5) Previous issue date: 2008-03-14 / Centr?fugas humanas t?m sido utilizadas para treinamento de pilotos e em testes com trajes anti-G, que s?o utilizados para minimizar os efeitos da hipergravidade simulada na fisiologia humana. A centr?fuga de pequeno porte do Centro de Microgravidade/PUCRS realiza algumas fun??es determinadas, enquanto o microcomputador capta os dados emitidos por ela. Estes dados correspondem aos enviados pelos diversos sensores existentes na centr?fuga e aos novos sensores adicionados neste trabalho. Estes sensores fornecem dados no microcomputador de forma integrada, em tempo pr?ximo ao real, para serem analisadas posteriormente. Ap?s estabilizar-se a velocidade da centr?fuga de pequeno porte e esta n?o sofrer varia??es, o valor colhido do sensor de velocidade ? ent?o confrontado com o valor obtido no tac?metro. Prosseguiu-se com o processo de aferi??o dos instrumentos e a sincroniza??o entre todos os sensores e placas. Para a comunica??o ass?ncrona entre o m?dulo de recep??o dos sinais vindos via enlace de r?dio, foi usada uma biblioteca de fun??es de comunica??o com a porta serial, chamada ComPort Library vers?o 2.64. Esta biblioteca est? dispon?vel para uso sem custos

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 417053.pdf: 4058617 bytes, checksum: 03d60326985b8f20a2829539d49b3221 (MD5) Previous issue date: 2008-12-11 / Neste trabalho s?o propostos o desenvolvimento de um projeto e a avalia??o estrutural de uma centr?fuga humana. Os estudos correlatos a essa linha de pesquisa s?o recentes. Sabe-se, por?m, que ? necess?rio estudar os efeitos fisiol?gicos resultantes da for?a gravitacional. A hipergravidade ocasiona efeitos na fisiologia humana que p?e em risco a vida humana, por exemplo, a seguran?a de v?o de aeronaves comerciais e militares. V?rios estudos j? foram realizados no Centro de Microgravidade da PUCRS utilizando corpos de prova que mimetizavam os efeitos da for?a gravitacional sobre algumas estruturas do corpo humano. A implementa??o de uma centr?fuga servir? para treinamentos de pilotos, valida??o de dispositivos anti-G, experimentos de cunho cient?fico na ?rea de fisiologia humana e outros efeitos da hipergravidade no ser humano.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 438883.pdf: 3883748 bytes, checksum: bba51eb188e2a723819557eac41198ff (MD5) Previous issue date: 2012-03-27 / This work presents the development of an centrifuge prototype for experiments with vegetables. Its main features are the high mechanical performance and instruments. In more details are presented the specification, implementation, validation and performance assessment through a case study. Its high speed and stability generates a vector component of centrifugal force, simulating conditions of hypergravity up to 15 times greater than the acceleration force on Earth. Plants subjected to the force have their metabolism modified. The system allows the study and monitoring of those growth patterns, showing how the samples are influenced by that stimulus induced on plants. The developed device has three levels of trays connected to a central axis, allowing the placement of 36 samples of containers simultaneously. Systems for remote monitoring of temperature, humidity and acceleration were developed and installed, ensuring uniformity of data. The transmission of these data was performed by radiofrequency. In addition, two independent systems of recording and transmission of images through VHF waves were created to determine the exact time of the plant growth stages (such as onset time of seeds and cotyledons formation). Once these components have been installed in the upper tray of the centrifuge, and were subjected to rotational movement, its power supply was provided through an external electrical source. In order to ensure the transmission of electric current between the static and dynamic part, it was employed a rotating two-pole connector. It was also developed a plate voltage regulator to deliver the correct voltage to each component. Finally, it was performed some performance tests and a comparative case study. / Este trabalho de mestrado tem como principal objetivo o desenvolvimento de um prot?tipo de uma centr?fuga para uso em experimentos com plantas, instrumentalizada e de alto desempenho mec?nico. Em mais detalhes, s?o apresentadas a especifica??o, implementa??o, valida??o e avalia??o do desempenho atrav?s de um estudo de caso. A alta rota??o e estabilidade da centr?fuga geram um componente vetorial de for?a centr?fuga, simulando condi??es de hipergravidade at? 15 vezes maior em rela??o ? for?a de acelera??o terrestre. Assim, vegetais submetidos a essa for?a apresentam seu metabolismo de desenvolvimento modificado. O sistema criado permite o estudo e monitoramento desses padr?es de crescimento, demostrando como as amostras vegetais s?o influenciadas pelo est?mulo induzido. O equipamento desenvolvido possui tr?s n?veis de bandejas conectadas a um eixo central, possibilitando a coloca??o de 36 recipientes de amostras simultaneamente. A centr?fuga conta com um sistema de monitoramento remoto de temperatura, umidade e acelera??o, cujos dados foram enviados por radiofrequ?ncia a uma unidade de processamento. Complementarmente, dois sistemas independentes de filmagem e transmiss?o de imagens por ondas VHF foram criados para determinar o instante exato de ocorr?ncia das principais fases de crescimento vegetal (como o momento de eclos?o de sementes e forma??o de cotil?dones da pl?ntula). Uma vez que esses componentes foram instalados na bandeja superior da centr?fuga, sendo submetidos ao movimento rotacional, foi necess?rio adaptar a alimenta??o el?trica a partir de uma fonte el?trica externa. Conv?m mencionar que, de modo a assegurar a transmiss?o da corrente el?trica entre a parte din?mica e a est?tica, foi adotado um conector rotativo de dois p?los. Tamb?m foi desenvolvida uma placa reguladora de tens?es para distribuir a tens?o espec?fica para cada componente fixado na estrutura. Finalmente, a centr?fuga foi avaliada atrav?s de testes de desempenho e um estudo de caso.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 438961.pdf: 14871775 bytes, checksum: 8015d4a0c0c3bcafccfc35adab6874d5 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / The human body is adapted to live at an approximate gravitational acceleration of 9.81 m/s?, this being equivalent to 1G. Physiological problems can occur if the body is subjected to the effects of a greater or lesser acceleration than this value. The degree of these physiological problems directly depends on the body axis affected, the intensity of acceleration and the length of time it is applied. Current equipment that can apply harmful acceleration forces includes rockets and fighter jet aircraft. Human centrifuges can be used in order to improve the resistance of the human body to this G-force, and also to develop research in this area. These devices perform a circular motion about one axis, producing an inertial reaction to the centripetal acceleration that is used to simulate G-force. Human centrifuges have been used in aerospace physiology since the middle of the 20th century. Pilot training and national research in this area are deficient in Brazil, however, as the country is lacking in this type of equipment. Thus, with this in mind, a human centrifuge was built at the Microgravity Centre/FENG PUCRS. The equipment, called the Albuquerque centrifuge, was built within a low cost budget and has good mobility in comparison to other conventional centrifuge models. The main elements of the Albuquerque centrifuge are: a base, a circular platform around the base, wheels supported on the platform, and an arm with a radius of 2.5 m situated above these wheels. There is also a central axis that connects the base and the arm, allowing the rotational movement of the arm. A subject will be positioned in a chair at one end of the arm, whilst a system of counterweights will be used at the opposite end to balance the equipment load. The base has a pyramid format and acts as the support for the arm structure. The circular platform around the base supports the two wheels that extend down from the arm, and these serve to distribute the load on both sides on the axis. The system axes were constructed using 1045 steel and the other structures using 1020 steel. The structure of the centrifuge is able to support the weight of a volunteer up to 120 kg. The total weight of the equipment itself is estimated to be about 300 kg. The movement of the Albuquerque centrifuge is generated by means of human-powered equipment, without the use of any form of mechanical or electrical motor. This equipment comprises of two devices that simulate the pedaling of a bicycle, one being located externally to the centrifuge, and the other being fitted internally and positioned at one end of the arm. Thus, the volunteer can also perform physical exercise whilst being under the influence of simulated gravity. Having tested the system without the presence a person onboard, that is to say, using external traction only, it is concluded that the equipment is capable of achieving an acceleration close to +3Gz. / O ser humano est? adaptado a viver em uma acelera??o gravitacional aproximada de 9,81 m/s?, sendo ela equivalente ? 1G. Caso ele sofra o efeito de acelera??es de valor superior ou inferior a esse valor problemas de ordem fisiol?gica podem ocorrer. O agravamento desses problemas fisiol?gicos depende diretamente do eixo corporal afetado, a intensidade das acelera??es e o tempo de aplica??o das mesmas. Foguetes e avi?es de ca?a s?o os equipamentos atuais que mais aplicam acelera??es nocivas. Assim, para treinar a resist?ncia do corpo humano ? for?a G e desenvolver pesquisas na ?rea, s?o utilizadas centr?fugas humanas. Esses equipamentos executam movimentos circulares em torno de um eixo, produzindo uma rea??o inercial ? acelera??o centr?peta que ? utilizada para simular uma for?a G. As centr?fugas humanas v?m sendo utilizadas na fisiologia aeroespacial desde a metade do s?culo 20. Por?m, treinamentos com pilotos e pesquisas nacionais nessa ?rea s?o deficit?rios no Brasil, uma vez que o pa?s n?o possui esse tipo de equipamento. Ent?o, para suprir essa necessidade, uma centr?fuga humana foi constru?da no Centro de Microgravidade/FENG da PUCRS. O equipamento foi denominado Centr?fuga Albuquerque e foi constru?do dentro de um or?amento de baixo custo, possuindo boa mobilidade comparada a outros modelos convencionais de centr?fugas. Os elementos principais da Centr?fuga Albuquerque s?o: uma Base, um disco ao redor da Base, rodas sobre o disco e um Bra?o sobre estas rodas, de raio 2,5 m Existe tamb?m um eixo central que interliga a Base e o Bra?o, de forma a permitir o movimento rotat?rio do Bra?o. Em um dos lados do Bra?o o volunt?rio ficar? alocado em uma cadeira e, no outro lado, ficar? um sistema de contrapesos para equilibrar as cargas do equipamento. A Base tem formato piramidal e serve para sustentar a estrutura do Bra?o. Ao redor da Base, encontra-se o disco, sobre o qual est?o as duas rodas presentes no Bra?o, que servem para distribuir as cargas de ambos os lados sobre o eixo. Os eixos do sistema foram constru?dos em A?o 1045 e as demais estruturas em A?o 1020. A estrutura da centr?fuga ? capaz de suportar volunt?rios com pesos de 120 kg. O peso total do equipamento ? calculado em aproximadamente 300 kg. O movimento da Centr?fuga Albuquerque ? gerado atrav?s de um equipamento de tra??o humana, sem a utiliza??o de nenhum tipo de motor mec?nico ou el?trico. Esse equipamento ? composto por dois dispositivos que simulam as pedaladas de uma bicicleta, sendo um deles localizado externamente ? centr?fuga e o outro em seu interior, posicionado junto ? extremidade de um dos 7 lados. Assim, o volunt?rio que estar? sob o efeito de uma gravidade simuladatamb?m realizar? exerc?cios f?sicos. Ap?s testes de funcionamento do sistema, sem a presen?a de seres humanos em seu interior, isto ?, utilizando apenas a tra??o externa, conclui-se que o equipamento ? capaz de alcan?ar acelera??es pr?ximas ? +3 Gz.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 446580.pdf: 3601669 bytes, checksum: 881d3e7054c94775a8688fe24f29c16f (MD5) Previous issue date: 2013-01-23 / Recent studies show that in flights the crew members suffer with the physiological effects resulting from the gravitational force and its variations. To demonstrate the effects caused by this force, human centrifuges are used in pilot training. With the goal of monitoring and controlling data sent by a human centrifuge, the development of a measurement and data acquisition system was proposed. The centrifuge used in the Project was recently developed at the Microgravity Centre/FENG PUCRS with a low cost budget, being powered by exercise and having good mobility when compared to the other conventional models of centrifuges. The proposed system, which is the central theme of this dissertation, was divided into four stages: capture, transmission, display and storage of the data acquired during tests with the human centrifuge. These data comprise the ones from the centrifuge itself, as well as the ones from the volunteers involved in the tests. The capture and transmission stages are performed by boards developed in the project and transmission software. The other two stages are performed only by software. Each one comprising of: control of physiological data, of data generated by the centrifuge, of video data and environmental data monitoring. This system allows tests performed in the human centrifuge to have more accurate results and to be able to provide greater security for the individual submitted to simulated hypergravity. / Os estudos recentes mostram que em voos aeroespaciais os tripulantes sofrem com os efeitos fisiol?gicos resultantes da for?a gravitacional. Para demonstrar os efeitos causados por essa for?a, s?o utilizadas centr?fugas humana. Com o objetivo de monitorar e controlar os dados emitidos por uma centr?fuga humana ? proposto o desenvolvimento de um sistema de mensura??o e aquisi??o de seus dados. A centr?fuga utilizada no projeto foi desenvolvida recentemente no Centro de Microgravidade PUCRS com um or?amento de baixo custo, possuindo boa mobilidade comparada a outros modelos convencionais de centr?fugas. O sistema proposto para controla-la ? dividido em quatro etapas de aquisi??o de dados: capta??o, transmiss?o, exibi??o e armazenamento. As etapas de capta??o e transmiss?o s?o realizadas atrav?s de placas desenvolvidas no projeto e software de transmiss?o. J? as outras duas etapas s?o realizadas apenas por software. Cada uma delas compreende: controle dos dados fisiol?gicos, de dados gerados pela centr?fuga, de dados de v?deo e o controle dos dados do ambiente. Esse sistema permite que os testes realizados na centr?fuga humana tenham resultados mais precisos e ofere?am uma maior seguran?a para o indiv?duo submetido ? hipergravidade, atrav?s do controle eficaz de seus dados fisiol?gicos.