Introdução
Equipamentos da complexidade e custo de um acelerador como o Sirius, cuja hora parada pode atingir dezenas de milhares de reais, requer elementos de diagnóstico que minimizem a necessidade de acesso ao túnel do acelerador ou que forneçam informações que possam auxiliar nos preparativos da manutenção, aumentando a eficiência dos trabalhos e reduzindo o tempo de máquina parada. Diversos sensores estão previstos para serem instalados de forma permanente no túnel e servirão para coletar informações importantes sobre temperatura, fluxo de água, pressão de vácuo, etc. Entretanto, a instalação de sensores permanentes em um túnel de 500 m não é uma tarefa simples e qualquer mudança de posição ou quantidade requer um trabalho significativo. A ideia de um veículo capaz de percorrer todo o túnel e transportar os mais diversos tipos de sensores e equipamentos parece uma forma rápida e flexível de adicionar capacidade de sensoriamento e diagnóstico.

O desafio proposto é projetar e construir um veículo com movimentação em trilhos suspensos para monitorar o funcionamento do acelerador dentro do túnel de blindagem. O veículo deverá ser capaz de coletar imagens de alta definição, imagens térmicas, temperatura do ambiente, radiação, vibração, sons, etc. Deverá também permitir adição de futuros sensores para outras aplicações além de ser capaz de monitorar suas próprias condições (carga da bateria, velocidade, etc.). Deverá ainda conter todos os dispositivos para uma operação segura dentro de um túnel com equipes de manutenção trabalhando.

O software de controle deverá permitir varreduras para coletas de dados, comparação de imagens em datas diferentes, posicionamento preciso das câmeras, operação préprogramada autônoma, operação manual. No caso do veículo se operado por bateria, o software deverá também gerenciar as recargas automaticamente.

O LNLS já possui alguns protótipos desenvolvidos, incluindo o sistema de trilhos, que usa os suportes das calhas elétricas como forma de sustentação. O trabalho da empresa contratada será aperfeiçoar o sistema de trilho e desenvolver a mecânica, o hardware e o software do trem de monitoramento e seus vagões.

Um aspecto importante que ainda não foi analisado é a durabilidade dos componentes eletrônicos no ambiente do túnel do acelerador. Entretanto, mesmo que o uso com a máquina ligada tenha que ser restrito, ainda pode ser útil uma ferramenta como essa.

Parâmetros Técnicos
Uma lista preliminar de características técnicas seria:

  • Capacidade de carga de até 30Kg por vagão;
  • Até 5 vagões;
  • Alimentação por bateria ou trilho eletrificado em baixa tensão;
  • Comunicação em tempo real;
  • Dispositivos de segurança contra colisões;
  • Velocidade entre 2 e 5 m/s;
  • Precisão de posicionamento de 0.2mm;
  • Software com rotinas de comparação de imagens (antes e depois);
  • Operação manual e automática.

Aplicações no LNLS
Monitoramento ao longo dos 500 m do túnel do acelerador (temperatura, radiação, vibração, imagens, imagens infravermelho, som, etc.). Auxilio nas manutenções (ferramentas, comunicação, checagem visual).

Aplicações fora do LNLS
Aceleradores de partículas em outros países, estádios de futebol, túneis em estradas, instalações industriais.

 

Estágio atual

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Figura 1: Configuração de hardware usada no protótipo atual.


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Figura 2: Configuração atual do trilho (azul) preso aos suportes das eletrocalhas e dois vagões (verdes) instalados.

Referências, quando aplicáveis, estão disponíveis no Anexo 1 do edital FAPESP/FINEP.

Perguntas Frequentes

Perguntas feitas pelas empresas durante o decorrer do período do Edital serão adicionadas aqui com a resposta dada pelo responsável pelo desafio. Clique na pergunta para abrir a resposta.

Pergunta 1

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