• UFRJ Nautilus

Projetando o novo Robô - Elementos de Vedação

Atualizado: Mai 30

A elaboração e eventual construção de um novo AUV demanda conhecimentos em diferentes áreas de estudo que juntas permitirão o desenvolvimento de um projeto eficiente. Uma das partes desse processo de desenvolvimento refere-se à estanqueidade do robô. A estanqueidade nada mais é do que um termo para designar que certo projeto encontra-se isento de espaços tais quais furos, trincas ou porosidades que permitam que o mesmo seja preenchido por algum fluido.


Por característica, nosso AUV necessita de constante troca de informações que são realizadas por cabos entre elementos, como os nossos propulsores, que não apresentam problemas ao estar em contato constante com a água. Entretanto, existem elementos que não podem receber quaisquer gota d`água, como os componentes eletrônicos no Main Hull. Toda essa comunicação entre partes, bem como as características específicas quanto a possibilidade de se molharem, fazem com que a garantia de estanqueidade por meio de elementos de vedação seja de suma importância.


Devido ao nosso Know-How como equipe de competição de criação de AUVs, possuímos a capacidade de melhor escolher elementos de vedação, seja devido à sua forma ou à sua função. Para isso, primeiro definimos o que deve ser considerado ao escolher um elemento de vedação:


  1. Temperatura: Normalmente temperaturas elevadas ou muito baixas dificultam a vedação, uma vez que o elemento de vedação estará exposto à temperaturas críticas, que irão provocar mudanças na dilatação do elemento ou problemas mecânicos no mesmo.

  2. Acabamento das peças: Para garantir que os cálculos feitos ao se escolher o elemento de vedação estejam corretos e não aconteçam imprevistos.

  3. Pressão: Maiores pressões do fluido dificultam a vedação, uma vez que aumenta a probabilidade de escapamento para a área estanque.

  4. Estado Físico: Em sua maioria, fluidos líquidos e fluidos gasosos são mais comuns de serem vedados, sendo o primeiro muito mais fácil que o segundo de ser vedado devido às características físicas.


Existem duas classificações de elementos de vedação: as junções fixas que podem ser encontradas em tubulações e reservatórios, e as junções móveis em objetos que necessitam de movimentos de rotação e translação.



Secção de um pistão, onde podemos ver os dois exemplos aplicados

A vedação na junções fixas pode ser feita de maneira direta ou por elementos intermediários chamados de guarnições, que são peças flexíveis colocadas entre duas superfícies rígidas. Para garantir a estanqueidade no Main Hull e nos anexos do nosso AUV, escolhemos pela utilização da junção com um elemento de guarnição, os o-rings.

O O-Ring é um objeto toroidal, também conhecido por anel de vedação O-Ring, feito de elastômero, plástico ou metal que tem como objetivo prevenir a passagem de fluidos de um meio para o outro.


Colocado no interior da tampa em cavidades especificamente produzidas para os receberem e estando em contato com as duas partes a serem vedadas, a pressão produzida entre essas partes molda o o-ring, realizando a vedação. É considerando isso que é feita a escolha do anel, devemos levar em conta então a área e o fluído que serão vedados, além de considerar a deformação que o o-ring precisa ter para garantir a vedação.



Exemplo de O-rings

Embora a utilização do o-ring seja uma solução simples e econômica para a vedação do hull, ele não é a solução para todos os problemas, já que o material se desgasta após um determinado tempo (o que nos leva a fazer a troca periódica deles), junto ao fato de existem algumas limitações de uso, como altas temperaturas.


Outro ponto do qual precisamos ter atenção é na tampa de metal do main hull. Para que não haja a passagem de fluidos pela rosca dos conectores submarinos, é usado veda rosca líquido. A escolha do produto líquido se dá pela fácil aplicação, preenchimento total de qualquer espaço onde possa ter troca de fluidos entre os meios e a possibilidade de retirada e reaplicação.


Inovação


Como vimos, os métodos de vedação são diversos e cada um é melhor para situações diferentes de vedação. Para nosso novo robô, buscamos aperfeiçoar cada vez mais todos os elementos, e a parte de vedação não seria diferente. Além dos métodos já utilizados atualmente, buscamos soluções para novos problemas e melhorias que venham a surgir. Um dos métodos encontrados foi a vedação por flanges.



Exemplos de flanges para vedação

A vedação por flanges é eficiente para a vedação de superfícies ásperas ou rugosas e eles podem ser feitos de diferentes materiais, como alumínio, nylon, borracha, entre outros.


A junta com flanges é constituída por dois flanges, uma arruela de vedação e parafusos cuja quantidade dependem da característica do material. A estanqueidade é assegurada pela compressão axial da arruela de vedação (na qual seu material de constituição é importante) e pelo aperto dos parafusos. Suas características principais são a precisão de montagem e possibilidade de montagem e desmontagem da linha vedada.


Essa nova possibilidade de vedação reforça mais uma vez a capacidade da equipe de estar em contínuo processo de inovação em busca da melhor representatividade na Robonation.


Escrito por Giulia Carvalho e Pedro Gomes.