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A Schaeffler contribui para a observação precisa das estrelas

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Gran Telescopio de Canarias na ilha de La Palma (©Getty images).

26-06-2020 | Sant Just Desvern

  • A Schaeffler participa no desenvolvimento de um dos rotores de instrumentos do Gran Telescopio de Canarias.
  • Um motor RMF de dois metros de diâmetro é responsável por manter a orientação precisa da câmara em relação ao céu.
  • Especialistas da Schaeffler forneceram suporte no local durante a montagem.

A Schaeffler Iberia colaborou no desenho do rotor de instrumentos de uma das estações focais, a Cassegrain Focal Station (CG-Set), do Gran Telescopio de Canarias (GTC). Este tipo de mecanismo é um sistema de seguimento que roda a câmara do telescópio durante toda a observação para manter a orientação relativa em relação ao céu. Neste contexto, as caraterísticas de precisão de posicionamento e de controlo da velocidade são fundamentais.

“Normalmente, associa-se a nossa tecnologia e soluções com máquinas industriais e automóveis. No entanto, a realidade é que muitas das nossas soluções também equipam com sucesso construções de outros âmbitos da engenharia e da construção civil. Neste caso, a precisão das nossas soluções permite um estudo preciso do céu, contribuindo para o desenvolvimento científico. É a primeira aplicação da Schaeffler Iberia com estas caraterísticas e também uma das primeiras aplicações deste tipo equipadas com um motor segmentado de tais dimensões. Mais uma vez, os produtos estiveram à altura”, conclui Albert Monera-Llorca, Presidente Industrial South Europe da Schaeffler.

O Projeto foi atribuído à IDOM, reconhecida empresa de engenharia, em novembro de 2017. O projeto incluía a conceção, o fabrico, a montagem e a colocação em funcionamento da nova CG-Set. Os Testes de Aceitação da Instalação (Site Acceptance Tests) foram superados com sucesso em janeiro de 2020 no Observatorio del Roque de los Muchachos, ORM, na ilha de La Palma. O projeto foi desenvolvido no âmbito do programa de Ampliação do Equipamento do Gran Telescopio de Canarias, Fase 2.

A solução proposta pelo cliente para a estação focal Cassegrain é um desenho leve e compacto, com um sistema inovador de enrolamento de cabo. Este desenho permite um movimento preciso e suave e garante ao mesmo tempo um bom acesso aos componentes relevantes, simplificando a manutenção. A CG-Set é composta por um rotor de instrumentos (IR) e o respetivo sistema de captação, guiamento e deteção de frente de onda (ACWS).

O rotor de instrumentos é um mecanismo de precisão que carrega uma câmara de aproximadamente duas toneladas de peso. O intervalo de rotação do sistema é de 530º e a velocidade de rotação durante a observação é lenta, mas o mecanismo deve ser capaz de rodar até 15º/s para o posicionamento inicial. Deste modo, era necessária uma solução de acionamento o suficientemente compacta a fim de poder dispor do espaço interno necessário para permitir a exposição à luz em focos centrais definidos, com uma precisão de posicionamento de 2 arcsec.

Este tipo de aplicação normalmente não é equipado com motores rotativos do tipo slotless. Neste caso, o diâmetro do motor é de mais de dois metros. As soluções deste tamanho existentes no mercado são construídas com motores do tipo slotted com anel flangeado, o que se traduz num maior consumo de energia, transporte e montagem, aumentando significativamente os custos totais de propriedade (TCO).

Uma solução inovadora de elevado desempenho
Após analisar a aplicação conjuntamente com o cliente, a Schaeffler Iberia, em colaboração com a unidade de negócio da Indústria 4.0 da Schaeffler, propôs um motor de binário RMF segmentado para o acionamento do rotor de instrumentos.

Este desenho oferece uma grande flexibilidade em termos de construção e de tamanho do diâmetro, permitindo adaptar facilmente o tamanho à aplicação específica. O motor escolhido é composto por 9 segmentos primários, que cobrem cada um 40º, e 12 segmentos secundários, que cobrem cada um 30º.

O facto de o motor ser composto por segmentos permitiu reduzir os custos de transporte e montagem, uma vez que não foi necessário transporte especial. Do mesmo modo, este desenho simplificou a montagem e contribuirá para otimizar a potência de funcionamento e a manutenção de todo o sistema, um dos focos do projeto. Se ocorrerem danos, não será necessário substituir o motor completo, mas apenas o segmento afetado, o que contribui para uma redução significativa dos custos e uma otimização das tarefas de manutenção.

As caraterísticas do motor rotativo de acionamento direto RMF da Schaeffler satisfazem perfeitamente os requisitos da aplicação. “Colaboramos regularmente com a Schaeffler em outros projetos e a colaboração foi excelente desde a fase de desenho. Neste projeto específico, a experiência da Schaeffler levou a uma solução pouco convencional que se adaptava perfeitamente aos requisitos do projeto”, afirma Rubén Sanquirce, da área de Advanced Design and Analysis da IDOM.

Os motores RMF são motores de binário síncronos AC com núcleo de ferro com íman permanente, slotless. Nos motores slotless, a bobina de cabos está localizada entre o anel magnético e o anel primário. “Esta particularidade faz destes motores de binário uma solução especialmente compacta”, refere Ager Serna, engenheiro de vendas da Schaeffler Iberia. “As caraterísticas do motor RMF escolhido satisfazem os elevados requisitos de precisão e de velocidade de posicionamento. O sistema demora um máximo de 10 segundos a posicionar-se. Além disso, os motores slotless não geram efeito cogging. Esta excelente caraterística nas séries deste motor garante um movimento muito suave,” explica Serna. Os motores RMF oferecem uma elevada dinâmica em funcionamento controlado, velocidade final média e uma densidade de binário ligeiramente superior a 1 Nm/cm2 de binário por cada centímetro quadrado de superfície magnética.

Os especialistas da Schaeffler forneceram suporte para a montagem correta e colaboraram no local para a parametrização do motor no controlo numérico.

Sobre o Gran Telescopio de Canarias
O Gran Telescopio Canarias (GTC) é um telescópio de espelho primário segmentado de 10,4 metros de diâmetro instalado num dos melhores locais do hemisfério norte: o Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma, Ilhas Canárias). Este telescópio é uma iniciativa espanhola, liderada pelo IAC (Instituto de Astrofísica das Canárias) com o apoio decidido da Administração do Estado e da Comunidade Autónoma das Canárias, através dos Fundos Europeus de Desenvolvimento Regional (FEDER) da Comunidade Europeia, e com a participação do México, através do IA-UNAM (Instituto de Astronomia da Universidade Nacional Autónoma do México) e do INAOE (Instituto Nacional de Astrofísica, Ótica e Eletrónica), e dos Estados Unidos, através da Universidade da Flórida.

Sobre a Idom
A IDOM é uma empresa internacional de serviços profissionais de consultoria, engenharia e arquitetura. Desde 1957 até à atualidade, a IDOM tem-se desenvolvido paulatinamente até se tornar um grupo multidisciplinar no qual mais de 3500 pessoas exercem a sua atividade profissional, distribuídas em 45 escritórios localizados nos cinco continentes, tendo realizado projetos em 125 países.

Editor: Schaeffler Iberia, S.L.U.
País: Portugal

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