centro federal de educação tecnológica de santa catarina

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA
GERÊNCIA EDUCACIONAL DE FORMAÇÃO DE DADOS
CURSO TÉCNICO DE METEOROLOGIA
PROJETO INTEGRADOR – MÓDULO II
DETECTOR DE LÂMINA D’ÁGUA
BRUNO DE SOUZA PEREIRA
[email protected]
LETHICIA MATOS
[email protected]
ORIENTADOR: SÉRGIO CANDIDO
[email protected]
FLORIANÓPOLIS, JUNHO DE 2008.
RESUMO
A lâmina d’água é uma determinada camada de água muito fina que fica sob uma superfície. Em
aeroportos e rodovias ela é responsável pelo fenômeno da aquaplanagem, em que um veículo perde
contato com a superfície, perdendo a estabilidade. Em aeroportos no Brasil a lâmina d’água é
medida manualmente por técnicos e quando fica acima de 3 mm o aeroporto deve ser fechado. Este
instrumento tem por objeto mensurar automaticamente a lâmina d’água, usando o princípio de vasos
comunicantes para que o sensor seja instalado fora da pista. Este, por sua vez, possui um circuito
que ao entrar em contato com a água ativa um diodo LED, podendo então, ser detectada a variação
da água sobre a pista.
Palavras chaves: lâmina d’água, aquaplanagem, vasos comunicante e LED.
ABSTRACT
The blade of water is one determined very fine water layer that is under a surface. In airports and
highways it is responsible for the phenomenon of the aquaplaning, where a vehicle loses contact
with the surface, losing the stability. In airports in Brazil the blade of water is measured manually
by technician and when above of 3 mm the airport must be closed. This instrument has for object to
measure the blade of water automatically, using the beginning of communicants’ vases so that the
sensor is installed outside of the track. This, in turn, possess a circuit that when entering in contact
with the active water a diode LED, being able then, being detected the variation of the water on the
track.
Words keys: blade of water, aquaplaning, communicants’ vases and LED.
rodagem dos pneus (pneu careca
1. Introdução
A preocupação que envolve os pousos em
dias de chuva forte em aeroportos é
denominada
aquaplanagem
(ou
hidroplanagem) – ocorre quando o pneu não
consegue eliminar a camada de fluido
contaminante existe entre ele e a pista
perdendo o contato com a superfície. A perda
de contato pode ser total ou parcial com
conseqüente redução do coeficiente de atrito.
A aquaplanagem se produz basicamente por
três fatores isolados ou combinados:
-
Excesso de água no solo;
Ausência
de ranhuras na
superficie da pista(grooving/
strips);
Pressão interna dos pneus;
poucas nervuras na banda de
- e/ou quase careca);
- velocidade excessiva;
- Operação do “antiskid”¹.
O
sistema
de
antiskid
(antiderrapante), que impede que a roda trave
durante o pouso, é ajustada durante os ensaios
em vôo, para obter a melhor razão de
derrapagem para maximizar a frenagem
enquanto mantém os critérios de estabilidade.
Obviamente que à medida que o atrito com a
pista é reduzido, a força disponível para parar
o avião também é reduzida. Uma pista
molhada proporciona menos atrito, portanto,
menos capacidade de parada.
A Infraero determina que, para a
segurança de pousos e decolagens, quando
existir uma camada acima de 3mm de água na
pista, o aeroporto deverá ser fechado para
evitar ocorrências de aquaplanagem. Esse
controle é feito manualmente. Técnicos são
enviados para fazer a medição da lâmina
d’água na pista com uma régua sempre que
há chuvas intensas.
O objetivo desse projeto é criar um
instrumento que seja capaz de detectar a
espessura da lamina d’água em pistas de
aeroportos quando chegar a 3mm. Ele se
baseia nos princípios de vasos comunicantes,
com uma extremidade na pista e outra na
parte externa da pista com o equipamento
elétrico que monitore essa variável.
.
METODOLOGIA
Para conseguir determinar a lâmina
d’água usou-se o princípio de vasos
comunicantes. À medida que aumenta a
lâmina na extremidade 1, se tem resposta
igual na extremidade 2, à partir da qual será
indicada, fora da pista. O cano utilizado tem
uma abertura maior na extremidade 2 para
que aumente a força exercida.
Figura 1: Principio do funcionamento do
vaso comunicante.
Figura 2: Vasos comunicantes. Recipiente em
que fica o sensor(lado esquerdo) e o
simulador de onde seria a pista(lado direito).
Na extremidade 2 é colocada uma
caixa que servirá como abrigo para o
instrumento sensor. Este por sua vez será
composto por um circuito, que ativa um LED
(light emitting diode) quando entra em
contato com a água (ou tato). Estes contatos,
que chamamos de pulsadores táteis, que não
são nada mais que dois contatos que se
fecham ao entrar em contato com a água, com
uma corrente de alguns micro ampères.
O sensor é composto por uma placa de
circuito impresso, um resistor de 100kΩ e um
de 2k2Ω, um diodo LED e um transistor
BC548.
Figura 3: Circuito
Onde:
Β = ganho do transistor (fator de
amplificação de corrente direta de emissor
comum);
Ic = corrente do condutor;
Ib = corrente da base.
Figura 5: Agulhas com aço inoxidável, sendo
que uma delas está a 3mm do fundo do
recipiente.
CONCLUSÃO
Figura 4: Sensor ligado a uma bateria de 9V.
No estado de repouso o transistor,
tendo a sua base no ar, está de forma que não
circula corrente pelo seu coletor e o diodo
não se ilumina. Quando os dois fios entram
em contato com a água, polarizamos o
transistor com uma pequena corrente de base.
Essa corrente amplificará, iluminando o
diodo LED intercalado no circuito de coletor
do transistor.
Os contatos são dois fios (agulhas) de
aço inoxidável, com a zona descoberta e
disposto a uma distancia de tal forma que os
dois fios não se encostem entre si e que
tenham uma altura de 3mm em relação ao
recipiente onde fica o instrumento .
Pode-se concluir, depois de vários
experimentos realizados, que é muito mais
prático e viável a utilização desse sensor, que
detecta quando a água sobre a pista alcança
3mm, ao invés da maneira atual.
Podemos perceber que, assim como
qualquer instrumento meteorológico necessita
de manutenção, o detector de lâmina d’água
tem facilidade de instalação e manutenção
sempre que houver necessidade.
Nos próximos projetos poderá ser
revisto e desenvolvido, uma melhor maneira
de instalação desse instrumento na pista de
um aeroporto.
REFEREÊNCIA
VALENTE, Rubens. Anac aconselha
reversor em pista molhada. Disponível em:
http://pfdc.pgr.mpf.gov.br/clipping/julho/anac
-aconselha-reversor-em-pista-molhada/
FRISCHMANN, Alex.
Aeroportos/aeronaves. Disponível em:
http://www.segurancadevoo.com.br/show.php
?not=50&titulo=12
Setor aéreo.Análise do setor aéreo.
Disponível em:
http://setoraereo.blogspot.com/2007/08/docu
mentos-comprometedores-retirados-do.html
INFRAERO. Disponível em:
http://www.infaero.gov.br