O Dimensionamento de um mecanismo gerador de energia elétrica via auto pista

Dimensionamento de um mecanismo gerador de energia elétrica via auto pista

Ollavo Cunha Melo Silva

Graduando em Engenharia Mecânica

Rua Valcir Sermud N° 92, Centro, Aperibé/RJ

Tel. [phone]

[e-mail]

Pablo Guimarães da Conceição

Graduando em Engenharia Mecânica

Rua Robert Kenedy Nº 33 Cavaleiros, Macaé/RJ

Tel. [phone]

[e-mail]

William Wagner Porto – Eng. Esp.

Orientador

Engenheiro Mecânico Especialista

Itaocara/RJ

RESUMO

Nesse projeto objetiva-se aproveitar a energia mecânica da dinâmica do fluxo de automóveis em uma via urbana, localizada na ponte Engenheiro Ivan Mundin na rodovia Amaral Peixoto, município de Macaé, Estado do Rio de Janeiro, para geração de energia elétrica. A energia gerada com a construção e instalação desse sistema irá alimentar um conjunto de elementos eletroeletrônicos (Semáforos, câmeras de segurança, e um radar controlador de velocidade) na localidade. A geração de energia proposta ocorrerá devido ao acionamento de um dispositivo mecânico montado em uma unidade removível que será instalada abaixo do piso da via. Este acionamento se dará com o esforço aplicado pelos pneus dos carros em movimento, sobre uma rampa acionadora (lombada) móvel, fazendo com que ela se desloque para baixo e acione o mecanismo. Este mecanismo atuará como dispositivo principal do sistema. Através de regulamentações de trânsito e sua infraestrutura, pode-se afirmar que o dispositivo não acarretará danos aos veículos, à integridade dos condutores e tampouco ao tráfego. Os materiais utilizados oferecem segurança ao sistema devido as suas propriedades e aplicabilidade. O tráfego de veículos possui intensidade necessária para a produção de energia mecânica a ser transformada em energia elétrica. O mecanismo aplicará energia necessária para geração de potencial elétrico para alimentar os componentes eletroeletrônicos.

Palavras-chave: Fluxo de automóveis, Dispositivo mecânico, Geração de energia, Potencial elétrico.

ABSTRACT

This project aims to take advantage of the dynamic flow of cars on a track, located on the bridge engineer Ivan Mundin at the Amaral Peixoto route, in Macaé city, state of Rio de Janeiro, for electric power generation. The energy generated with the construction and installation of this system will feed a set of electrical elements (traffic lights, security cameras, and a radar speed controller) in this locality. The proposed power generation will occur due to the activation of a mechanical device mounted on a removable drive that is installed below the floor of the track. This drive will be with the force applied by the tires of cars moving on a ramp triggering (bumps) mobile, then making it moves down driving the mechanical device. This mechanical device will act as the main system.

Key-words: Flow automobiles, construction, mechanical device, power generation.

1 INTRODUÇÃO

Quando se aborda sobre a crescente necessidade de geração de energia elétrica devido ao aumento do consumo, se torna claro que é cada vez mais difícil atender o fornecimento, e a principal preocupação é que este processo seja desenvolvido de forma eficiente, e o mais sustentável possível. Diante disto, é preciso encontrar outras fontes de energia elétrica. Deste modo, com a importância da criação de mecanismos sustentáveis, é de grande valia a hipótese de uma máquina consumidora de energia, como os veículos, poder produzir energia elétrica utilizada para controlar o tráfego destes próprios veículos, contribuir para a segurança pública, e melhorar a iluminação da localidade. Além de assegurar o funcionamento do sistema, pode baratear o custo da energia. Portando deseja-se aproveitar o movimento gerado pelo fluxo de carro, através do impacto aplicado por suas rodas a um sistema mecânico para a geração de energia elétrica.

O objetivo deste projeto consiste em desenvolver um dispositivo mecânico para a geração de energia elétrica, aproveitando o fluxo de automóveis em uma via localizada na ponte Engenheiro Ivan Mundin em Macaé-RJ.

2 MATERIAIS E MÉTODOS

Neste capítulo foram selecionados os materiais e métodos aplicados a este projeto, mostrando cada etapa de elaboração. A figura 1 apresenta o fluxograma das etapas envolvidas.[pic 2]

[pic 3][pic 4][pic 5]

[pic 6][pic 7]

[pic 8]

[pic 9][pic 10][pic 11]

[pic 12][pic 13]

[pic 14][pic 15]

[pic 16][pic 17]

[pic 18]

[pic 19][pic 20][pic 21]

[pic 22][pic 23][pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

[pic 28]

FIGURA 1 – Etapas do projeto.

2.1 Etapa 1: Seleção e Dimensionamento da rampa (lombada)

2.1.1 Seleção e Dimensionamento da rampa e dos pinos guias

A busca pelo material para a construção da rampa e dos pinos guia baseia-se em obter um material resistente ao impacto das rodas do carro, um material leve, de fácil obtenção e bom custo benefício. Baseado nestas características o material escolhido foi o duralumínio, material muito utilizado em aplicações onde ocorre o impacto, e fácil de ser obtido nos processos de fundição. Tanto a rampa e os pinos guias serão de duralumínio, a fim de evitar uma corrosão galvânica entre os componentes (alluminum, online).

2.1.2 Seleção e Dimensionamento das molas

Com o excesso de ciclos de trabalho, e grande exposição à fadiga e corrosão, na seleção do material para fabricação das molas, opta-se pelo aço cromo vanádio, que possui boas propriedades frente as características desejáveis. O dimensionamento da mola ocorre de forma que esta tende a suportar o peso da lombada, retornando-a para a posição inicial sempre após cada ciclo (Melconian, 2012).

2.2 Etapa 2: Dimensionamento dos componentes da caixa redutora

2.2.1 Dimensionamento da cremalheira