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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/3042 |
| Date | 30 March 2012 |
| Creators | Albuquerque, Marcelo Possamai |
| Contributors | Russomano, Thais |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia El?trica, PUCRS, BR, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 207662918905964549, 500, 600, -655770572761439785 |
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