Sistema de Submissão de Resumos, I Encontro de Iniciação Científica - 2011 (ENCERRADO)

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Estudo teórico da resistência de materiais usados na confecção do mancal pivotal de rotores das bombas de sangue de fluxo continuo
Fábio Godoy Ferreira, Chi Nan Pai

Última alteração: 2011-09-10

Resumo


As doenças cardiovasculares são responsáveis por 308.466 óbitos no Brasil (29,4%) e por 631.636 óbitos nos EUA (26%). A insuficiência cardíaca, ou a incapacidade do coração de bombear sangue, representa 29% dessas doenças cardiovasculares. Em casos extremos o transplante cardíaco é a única opção terapêutica para a insuficiência cardíaca, porém existe a falta de doadores. Para resolver este problema, as bombas de sangue rotativas, ou de fluxo continuo, estão sendo desenvolvidas. Nestas bombas existe a presença de um mancal pivotal que apoia o rotor durante a sua rotação. Porém, devido ao atrito entre as partes rotativas que estão em contato, ocorre desgaste entre estas partes.

Este projeto tem como objetivo o estudo dos potenciais materiais a serem utilizados no mancal de contato das bombas de sangue de fluxo contínuo.

Para o desenvolvimento deste trabalho, foi feito inicialmente um levantamento bibliográfico das bombas existentes, um estudo teórico dos princípios de funcionamento dos motores das bombas, dos tipos de mancal utilizados e finalmente da tribologia dos potenciais materiais utilizados nos mancais.

Foram observados que as bombas de sangue necessitam de isolamento do sangue das partes mecânicas para evitar destruição das células sanguíneas. Portanto, a transmissão do torque se faz através de acoplamento eletromagnético entre bobinas do estator dos motores, localizado for a so envoltório da bomba, e ímãs permanentes localizados no rotor, dentro do envoltório da bomba. Dessa forma, a força atrativa entre o ímã permanente e o núcleo de ferro das bobinas aumenta ainda mais o esforço do mancal, reforçando a importância deste trabalho. O estudo do comportamento tribológico dos materiais permitiu verificar que a interação cerâmica-polímero apresenta menor atrito e desgaste, em especial a combinação Alumina-UHMWPE. Isto porque a alumina é quimicamente inerte, tem alta dureza e absorve a água, o que favorece a diminuição de atrito; enquanto que o UHMWPE tem como característica a resistência ao desgaste abrasivo pois as camadas de polímero acabam preenchendo as porosidades.

Baseado no funcionamento das bombas existentes, concluiu-se que devido a necessidade de isolamento do sangue das partes mecânicas, o acoplamento magnético do motor da bomba acaba causando maior esforço no mancal. Para aguentar este esforço e diminuir o desgaste, a combinação Alumina-UHMWPE é a melhor combinação do material a ser utilizado no mancal de contato das bombas de sangue.