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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/3054 |
| Date | 27 August 2013 |
| Creators | Alves, Karina de Oliveira |
| Contributors | Santos, Marlise Ara?jo dos |
| 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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