DESENVOLIMENTO DE UM PROTÓTIPO DE BOMBA PERISTÁLTICA ADAPTÁVEL A TUBOS DE VARIADOS DIÂMETROS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.21575/25254782rmetg2024vol9n11939

Keywords:

Peristaltic pump, Innovation, Automation, Velocity control, Rapid prototyping

Abstract

The peristaltic pump is designed to transport fluids at low flow rates without direct contact between the fluid and the pump components, thereby minimizing the risk of contamination. This type of pump is well-suited for precise dosing and handling of chemical reagents, as well as for medical applications such as blood transfusion, enteral nutrition infusion, and drug administration. However, the available pumps in the market have various limitations that affect the end customer’s experience, such as intermittent flow (pulsed), specific tube dimensions required for proper operation, and the high cost of laboratory pumps. Concerning all these aspects, this work aims to develop a peristaltic pump using rapid prototyping that offers innovative potential and benefits to the end costumer. 3D printing and LASER cutting were utilized to manufacture the device components. All mechanical parts of the project were designed and simulated using SolidWorks® software. A DC gearmotor was employed for the prototype driving. An Arduino® microcontroller board and a motor shield (“H-bridge”) were utilized for controlling the gearmotor speed. The electric-electronic circuit was designed using the Thinkercad® tool. The developed prototype meets the initial requirements. The mechanical system can adapt to various silicon tube dimensions, allowing the end costumer to utilize a single device capable of adjusting the flow rate depending on the tube dimension in use. The project price (production cost) has been significantly reduced compared to market products (sale price), with an estimated cost reduction of around 90 %. While The prototype is still in development phase, it has already showed satisfactory results.

Author Biographies

  • João Miguel Almeida de Oliveira, Instituto Federal do Paraná – IFPR

    Discente do curso Técnico em Eletromecânica, Instituto Federal do Paraná – IFPR.

  • Geovana Corrêa, Instituto Federal do Paraná – IFPR

    Discente do curso Técnico em Eletromecânica, Instituto Federal do Paraná – IFPR.

  • Fernando Sabino Ribeiro Fonteque, Instituto Federal do Paraná – IFPR

    Doutorando no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho FEB/UNESP, campus Bauru - SP. Mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho FEB/UNESP, campus Bauru - SP (2019). Formado em Engenharia Mecânica pela Universidade Paulista - UNIP, campus Assis - SP (2016). Possui formação de Técnico em Mecânica pelo Centro Paula Souza - ETEC Jacinto Ferreira de Sá, Ourinhos - SP. (2011). Atualmente, é servidor público, atuando como Técnico de Laboratório em Mecânica no Instituto Federal do Paraná, campus Jacarezinho - PR e também é Professor do curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário das Faculdades Integradas de Ourinhos (UNIFIO). Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em processos de usinagem e projetos mecânicos, atuando em pesquisas focadas em torneamento e retificação, bem como no desenvolvimento de protótipos por meio de ferramentas CAD 2D/3D e ferramentas de simulação computacional.

  • Luiz Eduardo Pivovar, Instituto Federal do Paraná – IFPR

    Possui graduação em Física pela Universidade Federal do Paraná (2009), graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (2015), especialização em metodologia de ensino da Física e da Matemática pela faculdade São Luís (2016) e mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (2022). Atuou como docente de Fisica por dez anos na Secretaria de Estado da Educação do Paraná. Atualmente é professor efetivo do INSTITUTO FEDERAL DO PARANA. Tem experiência na área de ensino de Física; Engenharia Mecânica, com ênfase em Sistemas Dinâmicos, projetos Mecânicos e Sistemas HVAC.

  • André Luiz Salvat Moscato, Instituto Federal do Paraná – IFPR

    Possui graduação em Engenharia Industrial Mecânica pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (2011), graduação em Tecnologia em Manutenção Industrial pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (2011) e Mestre em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2014) e Doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2019). Atualmente é professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Paraná e coordena o Laboratório Maker GaJac.

  • Felipe Augusto de Aguiar Possoli, Instituto Federal do Paraná - Campus Jacarezinho

    Mestre em Engenharia de Materiais do programa de Pós-Graduação em Engenharia de Mecânica e de Materiais (PPGEM) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), campus Curitiba. Possui graduação em Engenharia Mecânica e formado Técnico em Mecânica no ano de 2012, pela mesma instituição educacional (UTFPR). Durante 3 anos da graduação atuou como bolsista de Iniciação Científica no projeto: Otimização do Desempenho de Aços Inoxidáveis com a Adição de Nitrogênio. Atualmente é professor do ensino básico e tecnológico no Instituto Federal de Educação do Paraná (IFPR) - campus Jacarezinho, atuante no Eixo de Controle e Processos Industriais. Atua com linha de pesquisa em caracterização de materiais, com foco no estudo de Tribocorrosão de aços inoxidáveis enriquecidos com nitrogênio.

References

BERTON, Elisiane Maria. Efeito das temperaturas de têmpera e de revenido na resistência à corrosão da camada martensítica de alto nitrogênio produzida por SHTPN sobre o aço AISI 409. 2014. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2014. Disponível em: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/958. Acesso em: 1 dez. 2023.

INSTRUTHERM. Bomba Peristáltica MOD. BP-1000, Vazão máx. 3000 ml/min. São Paulo. Disponível em: https://www.instrutherm.com.br/bomba-peristaltica-mod-bp-1000-vaz-o-max-3000ml-min-faixa-de-dosagens-de-1-a-10000ml-numero-de-dosagens-de-1-a-1000. Acesso em: 27 out. 2023.

NETO, Arlindo Garcia de Sá Barreto. Contribuição ao projeto de sistemas de propulsão de fluidos. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2013. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8614. Acesso em: 1 dez. 2023.

POSSOLI, Felipe Augusto de Aguiar. Tribocorrosão em meio salino do aço superduplex UNS S32750 nitretado por plasma em baixas temperaturas. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. Disponível em: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25581. Acesso em: 1 dez. 2023.

REGISTRON. Envasadora De Líquidos Com Bomba Peristáltica RG-SYR80. São Paulo. Disponível em: https://www.registron.com.br/envasadora-peristaltica-rg syr80?parceiro=6040&srsltid=AfmBOopg2hvtCdcvcJLpO081R1le E6x6kIo3TBi-rR6ifSjmhPkS0s8___4. Acesso em: 27 out. 2023.

SCHEUER, Cristiano J. et al. AISI 420 martensitic stainless steel corrosion resistance enhancement by low-temperature plasma carburizing. Electrochimica Acta, v. 317, p. 70-82, 2019. DOI: Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.05.101.

SOARES, Fernanda S.C. et al. Construção de uma bomba peristáltica e de um sistema de detecção utilizando um hardware de código fonte aberto “arduino” para análise em fluxo. Química Nova, v. 41, p. 1196-1199, 2018. DOI: https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170289.

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Published

2024-10-16

Issue

Vol. 9 No. 1 (2024): IV SIMPÓSIO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

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IV SIMPÓSIO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

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Copyright (c) 2024 João Miguel Almeida de Oliveira, Geovana Corrêa, Fernando Sabino Ribeiro Fonteque, Luiz Eduardo Pivovar, André Luiz Salvat Moscato, Felipe Augusto de Aguiar Possoli

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