Fênix, um Protótipo de Motor Gravítico
Esta seção documenta o trabalho feito em um protótipo para um Motor Gravítico de dois eixos chamado Fênix. O trabalho foi desenvolvido em Julho/2020, mas só está sendo publicado em 14/08/2022. Porque um certo tempo se passou, acabei me esquecendo dos detalhes do trabalho, e ainda estou no processo de me familiarizar de novo. Tentarei disponibilizar o máximo de informações que posso me recordar.
O protótipo Fênix nunca foi construído de fato.
Existe uma planilha de Excel, que estarei disponibilizando no final desta página, que contém o quão longe cheguei no design de Fênix.
Do lado direito, vemos uma ilustração da Fênix. São quatro estruturas em formato de H uma de frente para a outra, duas das quais são omitidas na figura. Os dispositivos de gotejamento também são omitidos, com a exceção de um deles. Irei focar no que é particular neste protótipo.
Eu usei tubos soldáveis. Isto é o que você precisa considerar: você vai usar água ou pedrinhas? Se for usar pedrinhas, você pode remover as pedrinhas do tubo H sem desmontá-lo? Se sim, use tubos soldáveis ao invés de roscáveis que você terá uma montagem mais sólida, que tem menos chance de vazar água.
Dois eixos ou braços se cruzam debaixo da mesa, de maneira descrita pelo detalhe da figura. Seu peso precisa entrar nas contas também. Quando estava desenvolvendo Fênix, não era certo se era melhor usar água ou partículas sólidas (que são despejadas nas colunas) então criei uma planilha que comparasse os dois casos.
Até considerei usar mercúrio, apesar de isto não ser algo que você deva fazer em sua casa.
Os flutuadores ou boias são feitos de isopor. Teria usado um material melhor se tivesse acesso a ele. Note que quanto mais leve o material, melhor. Os flutuadores são besuntados de óleo como discutimos antes. Coloquei pedras de jardim no fundo para que a coisa toda parasse em pé.
A mesa é de alumínio. Tentei usar madeira ou outros materiais mas acaba que você pode pode fazer uma lâmina muito fina de alumínio e isso é aproveitado aqui. Talvez de madeira precisasse ser mais grossa e pesada.
Existe uma base de madeira (uma placa) na base e topo da máquina. Isto é porque iria colocar painéis de vidro em volta dela. Colunas de madeira fazem uma estrutura, uma caixa. Use todas suas habilidades de carpintaria.
As cargas, as amostras que você coloca sobre a mesa, tem duas variantes, carga e micro-carga. A micro-carga é só um valor comparável a uma nanoamostra, um chute meu na verdade.
Enquanto estava desenvolvendo a planilha, logo percebi que massa é importante. Vimos nas equações que a massa define o menor deslocamento possível da mesa. Então estava sempre tentando tirar algumas gramas aqui e ali, esta sempre foi a intenção.
Uma variante da boia é o tipo oca. Ocorreu-me que a boia não precisa ser um objeto completamente rígido. Ele pode ser feito oco por dentro, ou mesmo um objeto como aquelas impressões 3D com fator de preenchimento. Isto ajudaria a cortar mais gramas. Eu iria para o flutuador oco se você tiver os meios de produzi-lo.
Estava considerando quatro casos:
Único gotejamento (de água): onde você solta toda a água em uma única gota, e vê se a boia se move.
Gotejamento múltiplo (de água): onde você despeja vários microgotejamentos.
Único grão: onde você solta na coluna uma única pedrinha e vê se a boia se move.
Grãos Múltiplos: onde você solta, por um tempo, um fluxo contínuo de areia fina, por exemplo, ou outro material particulado leve.
Tinha planos de desenvolver todas as abordagens, mas no meio do processo percebi que os Grãos Múltiplos são muito superiores. Você pode soltar bem pouca massa, que ocupa um volume bem reduzido, e assim em teoria conseguiria deslocamentos bem pequenos! Claro, tudo depende da sua habilidade de soltar pequenas quantidades de particulados.
Acabei deixando seções da planilha de único gotejamento, múltiplo gotejamento e único grão quebradas e UNFIXED. Desculpe. É tipo uma simulação, nós tentamos jogar uma quantidade de líquido ou areia e vemos se podemos vencer o atrito, com a planilha levando em conta todas as massas. Aos poucos vamos ajustando os valores, até obter o menor deslocamento possível.
Vou ler os resultados da planilha, como estão agora:
Nós podemos fazer com o Motor Gravítico Fênix um deslocamento mínimo de 26,5 micrometros com o setup apresentado na planilha. A área da tabela é uma superfície de 5mm x 5mm, e a autonomia é 789 movimentos. O tamanho da superfície da mesa afeta o deslocamento mínimo porque aumenta a massa. As condições para estes resultados são: não há setup de impressora 3D, o que incluiria na mesa um heater pad; foi usada carga micro-load de 0,005kg. o flutuador é do tipo rígido, não é honeycomb (como objetos 3D com razão de preenchimento) ou tipo oco.
E este é o Protótipo Fênix. Se você têm planos de construí-lo, se assegure de refazer todas as contas (é muito fácil cometer erros quando se trabalha sozinho), e refazer a planilha de design de uma maneira que fique mais confortável para você usar. Espero que se divirta bastante, e qualquer dúvida, não hesite em entrar em contato. Gostaria muito de saber se você tentou isto, quais foram as dificuldades e essas coisas. Deixe seu comentário abaixo!
A próxima seção discute as limitações da ideia do Motor Gravítico.
BANNER IMAGE CREDITS: ESA/Hubble & NASA, A. Filippenko, R. Jansen
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