Projetos Mecânicos

 

1.  INTRODUÇÃO

 

O desenvolvimento do ser humano em entender os elementos que o cercam e de taxar utilidades desses para seu próprio benefício, tornou-se tão abrangente que nos dias atuais seriam inadmissível basear o mercado industrial apenas em conhecimentos empíricos.

A padronização de informações tornou-se lógica a ponto de ajudar a qualquer pessoa que necessite de um dado, seja ele para qualquer finalidade.

Com relação a mecânica, o projeto tem como principal função analisar as situações reais, compará-las com dados padronizados e prever a funcionalidade do sistema estudado, assim como vantagens e desvantagens que serão geradas.

Projetar é, em suma, fazer e, fazer certo, aquilo que ainda não existe, pelo menos não da forma estudada.

 

 

 

 

2.  PROJETOS

 

Por Projetos Mecânicos entendem-se aquelas atividades que permitem se chegar à elaboração de um sistema mecânico, partindo de uma série de requisitos, ilustrando o produto que se deseja obter.

Projetos Mecânicos é então, a execução de várias atividades tais quais: desenhar, calcular, verificar e decidir; atividades estas que são todas interligadas e dependentes umas às outras.

As características de tais atividades e a sucessão entre elas são determinantes, porque a projetação mecânica resulta, ao fim do atendimento dos requisitos, uma demanda de tempo razoável.

 

2.1 Focos do Projeto

A realização do projeto se faz útil quando visados fatores que auxiliem o sistema proposto através de vantagens, sejam elas, documentais, práticas ou por outros meios. Isso dado, os projetos a serem trabalhados devem focar sempre os pontos abaixo descritos:

·         Planejamento

·         Agilidade

·         Eficiência

·         Redução de custos

·         Padronização

·         Melhorias

 

 

2.2.1 Planejamento

“Planejamento é precisamente um processo que identifica as metas e os objetivos que se quer alcançar. O Planejamento produz estratégias para conseguir o que se propõe; organizar os meios pelos quais se quer conseguir um objetivo; planejamento dirige e controla todos os passos na sequencia apropriada.”

(Conceitos de Planejamento – queconceito.com.br)

O projeto consiste em elaborar etapas para as determinações propostas, fazendo com que o objetivo seja alcançado de forma calculada e esperada. Quanto mais abrangente for o planejamento, menos imprevistos se deve esperar, possibilitando assim o desenvolvimento de um trabalho apenas com soluções e não com problemas.

A esse tópico deve se dar uma importância altíssima, pois quando mau planejado, o projeto não cumpre seu papel perfeitamente, gerando mais situações problemáticas do que soluções.

 

2.2.2 Agilidade

Todo projeto que se preze apresenta propostas para uma ação menos demorada. Atender os clientes com rapidez é o caminho para as empresas crescerem, destacando-se por suprir toda a demanda do mercado.

A lentidão em produção, além de prejudicar os lucros da empresa, descresse a credibilidade dessa no mercado, enfraquecendo-a. Por esse fator, os projetos devem focar sempre diminuir o tempo de processo.

 

 

2.2.3 Eficiência

“Qualidade de algo ou alguém que produz com o mínimo de erros ou de meio”.

(Dicionário Priberan)

Fazer e fazer bem deve ser o ideal de todo projetista. Tudo o que se constrói ou altera sem nenhum resultado positivo é considerado vão. Nessa situação, o projetar está em desenvolver de formas viáveis e adequadas todos os processos para a elaboração de um sistema de qualidade, compensativo e com perfeita funcionalidade.

A intenção de um projeto é sempre solucionar, para isso é necessário perfeição, caso contrário ao invés disso, teremos apenas outros problemas a corrigir, de forma que as condições de uma situação só seriam agravadas.

 

2.2.4 Redução de custos

“Limitar, tornar menor: reduzir despesas”.

(Reduzir – Dicio.com)

Em qualquer situação em que se encontra uma empresa, reduzir custos é sinônimo de vantagem. Os gastos intensivos e mau controlados podem levar a uma situação onde todo o desenvolver de um processo não se pague com o preço cobrado por seu resultado.

O projeto deve, e muito, analisar esse ponto, verificando se o próprio sistema é economicamente viável e se a função a qual será destinada permitirá uma aplicação com menor desperdício, aumentando, assim, os lucros da empresa.

 

2.2.5 Padronização

 “Criar, estabelecer ou adotar um padrão para (algo que se faz); UNIFORMIZAR; ESTANDARDIZA.”

(Dicionário Aulete)

Facilitar o trabalho diário em relação a um determinado assunto tanto para funcionários que dominam o assunto quanto para pessoa que futuramente estarão naquela posição é a missão de todo o ser humano dentro de uma empresa hoje.

A ideia “Eu sei, é o que basta.”, é muito antiquada para as atuais empresas. As informações, as dicas, tudo deve fluir de tal forma que nenhum processo seja dependente exclusivamente de uma pessoa.

Padronizar, facilita planos para novas fabricações, novas alterações e para o entendimento de ideias anteriores relacionadas ao mesmo sistema.

 

2.2.6 Melhorias

“Que muda para melhor estado ou condição. 
Aquilo que é melhor, melhoramento”

(Dicionário Informal)

O que bom deve ser sempre conservado, mas nada é tão bom que não possa ser melhorado. A função do projeto é justamente identificar tudo o que pode ser melhor em um processo ou sistema, buscando sempre nível de excelência.

As melhorias porém dever ser verificadas na condição custo-benefício, onde o que é bom é averiguado para ver se é compensativo por todo seu custo.

Melhorar nunca é demais, sendo assim o projeto deve buscar situações que sejam boas o suficiente e que proporcionem fáceis modificações quando necessária.

 

2.2  ETAPAS DO PROJETO

 

As metodologias utilizadas para desenvolvimento de projetos são as mais variadas possíveis, sendo diferentes em cada país e até mesmo em cada empresa. No Brasil, costuma-se adotar metodologias teóricas em conjunto com a prática, evitando-se assim uma sequência de escrita desnecessária ou em sentido controverso em relação a aplicação prática.

Resumidamente, as etapas do Projeto – com aplicação a Mecânica, pode ser resumida nas seguintes fases: 

 

 

 

 

2.2.1 Identificação de problemas

Verificar uma falha, um ponto que pode ser melhorado ou uma necessidade é o primeiro passo para a elaboração de um projeto. Um sistema mecânico é sempre desenvolvido para uma utilidade, e essa utilidade é justamente o primeiro item a se saber sobre o projeto.

Mesmo que não exista solução viável, ou propostas para tal, a simples identificação do problema gera a fase inicial do projeto.

 

2.2.2 Propostas

Após a identificação do problema é necessário o uso de todas as experiências para ideias que solucionem a situação. Nesse passo, todos o comentários são importantes, por mais banais que pareçam, podem de alguma forma ajudar a resolver ou contornar com facilidade uma situação que apareça nas outras etapas do desenvolvimento do projeto.

Em geral, são reunidas as pessoas com contato diário e/ou experiência sobre o assunto para verificar o que pode ser feito. Até o momento nada é concreto, são apenas hipóteses que devem ser analisadas futuramente para constatação de sua real eficácia ou não.

 

2.2.3 Análise

Essa pode ser considerada a parte mais importante do projeto, pois é onde será determinado se as ideias são coerentes ou não com a realidade.

Todas as propostas serão analisadas através daquilo que se conhece por padrão, sendo então submetidas a cálculos, desenhos, detalhamentos e a decisão de qual proposta é mais viável. Na maior parte das vezes, a análise gira em torno de uma só ideia, sendo essa abandonada se não viável e, aí sim, parte-se para análise de outra ideia.

A análise vai decidir e concluir toda a parte burocrática, passando, então, o projeto a ser considerado de fato um projeto.

 

2.2.4 Implantação

Resolvido na análise, que o projeto terá de fato sua eficácia, passa-se então a seu desenvolvimento. Em caso de um equipamento sua implantação será sua construção e seu uso, em caso de uma alteração de processo, será justamente a aplicação dessa modificação ao processo.

É válido salientar que a implantação está diretamente ligada ao teste do projeto, onde problemas que passaram despercebidos serão apresentados, e caberá a equipe de projetos trazer melhorias, fazer alterações até que tudo corra perfeitamente.

Feito as correções, o projeto já pode ser considerado de sucesso e feito o sistema, esse deixa de ser um projeto para ser realidade. Porém todas as vezes que o projeto de um sistema é solicitado, faz-se referência a todo o material utilizado para planejá-lo, ou seja – na área da mecânica, em especial, os desenhos.

 

2.2.5 Verificação de resultados

Corrido tudo bem, resta aos aplicadores colherem dos frutos de seus trabalhos, desfrutando das melhorias e aplicações que facilitaram a atuação dos envolvidos.

Basta nessa etapa verificar se algo poderia ter saído ainda melhor, se houve algum erro no planejamento e considerar todas essas informações válidas para novos projetos.

 

 

3.  ENSAIOS MECÂNICOS

 

O rápido desenvolvimento de projetos hoje, comparado a elaboração de um projeto de anos atrás, se deve a padronização de dados e da facilidade de acesso a essas informações.

Em exemplo facilmente podemos saber a densidade, resistência, de um material em uma rápida pesquisa. Isso, graças a ensaios feitos em materiais padrões. Se considerarmos um aço, podemos facilmente encontrar suas propriedades levando em consideração a quantidade de elementos usados em sua composição.

O conhecimento do homem sobre os matérias o fez dominá-los de tal forma que só pelo planejamento já se pode saber como reagirá o material.

Segue alguns exemplos de ensaios mecânicos aplicados para verificação de comportamento.

 

3.1 Ensaio de Tração

No ensaio de tração, submete-se a um corpo de prova, um esforço, que tende a alongá-lo, ou até mesmo esticá-lo até a sua ruptura. Os esforços ou cargas aplicadas ao mesmo são medidas na própria máquina de ensaio. Geralmente, este ensaio é realizado utilizando-se um corpo de prova de formas e dimensões padronizadas, para que os resultados que forem obtidos possam ser comparados, ou, dependendo da finalidade do ensaio, tais informações podem ser usadas tecnicamente.

Os ensaios de tração permitem conhecer como os materiais reagem aos esforços de tração, quais os limites de tração que suportam e a partir de que momento se rompe.

 

3.2 Ensaio de Impacto

Os ensaios de impacto são realizados da seguinte forma: Corpos de prova entalhados são submetidos ao impacto de um dado peso sob temperaturas conhecidas em uma máquina pendular. Os resultados apresentados são obtidos na forma de energia absorvida pelo corpo de prova durante o impacto em função da temperatura. São utilizados dois métodos de ensaio de impacto o ensaio Charpy e o Izod.

No ensaio de impacto, a massa do martelo e a aceleração da gravidade são conhecidas.

A altura inicial também é conhecida. A única variável desconhecida é a altura final, que é obtida pelo ensaio. O mostrador da máquina simplesmente registra a diferença entre a altura inicial e a altura final, após o rompimento do corpo de prova, numa escala relacionada com a unidade de medida de energia adotada.

 

3.3  Ensaio de Dureza

Dureza pode ser definida como a resistência que um material oferece à penetração de outro em sua superfície. O ensaio de dureza pode ser feito em peças acabadas, deixando apenas uma pequena marca, às vezes quase imperceptível. Por isso os ensaios de dureza são considerados um importante meio de controle da qualidade do produto. Os ensaios de durezas mais comuns e mais usados são Brinell, Vickers e Rockwell.

 

3.4 Ensaio de torção

O ensaio de dobramento é um ensaio qualitativo simples e barato que pode ser usado para avaliar a ductilidade de um material. É freqüentemente usado para controle de qualidade de juntas com solda de topo. Tanto o equipamento como os corpos de prova são bastante simples, possibilitando a condução do teste no ambiente de fábrica.

O corpo de prova pode ter forma cilíndrica, tubular ou prismática (de seção quadrada ou retangular), como uma pequena viga.

O teste de dobramento pode ser livre ou guiado, ou ainda semiguiado, dependendo da finalidade de aplicação do material.

4. ANÁLISES DE PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

5.  SOFTWARES DE AUXÍLIO

Visando facilitar o trabalho dos projetistas e permitir a conclusão de um projeto em um tempo muito menor, várias ferramentas informatizadas foram desenvolvidas para auxiliar nos cálculos e análises dos materiais, ferramentas essas que vão desde simples conversor de unidades até softwares de desenhos e análises de comportamento estruturais.

Algumas dessa ferramentas são gratuitas, podendo ser facilmente baixadas da internet, enquanto outras mais sofisticadas cobram por uma licença, disponibilizando, porém, na maioria das vezes, versões estudantis gratuitas.

Segue detalhamento de algumas ferramentas consideradas viáveis no desenvolvimento de projetos mecânicos.

 

5.1 Master Converter

Master converter é um completo conversor de unidades, fazendo rapidamente conversões padrões. Muito simples de ser utilizado, trabalha com grandezas de força, espaço, temperatura, frações, ângulos, energia e outras muito úteis na área das engenharias.

Pode ser facilmente baixado gratuitamente na Internet. Um arquivo leve e com incrível eficácia.

 

5.2  3D Calculator

Software gratuito e leve, com incríveis utilidades. Foca em cálculos vetoriais, matriciais, sistemas de coordenadas, números complexos, entre outros.

É importantíssima para aqueles cálculos detalhados, para os quais se precisa de um longo tempo.

Simples e eficiente, cumpre seu papel, ajudando os matemáticos e engenheiros.

 

5.3  Catia

Catia é uma multi-plataforma de CAD / CAM / CAE, pacote comercial de software desenvolvido pela empresa francesa Dassault Systèmes. O programa foi desenvolvido para auxiliar em várias fases de desenvolvimento do produto, incluindo design, manufatura e engenharia.

Pela confiabilidade desse programa é bem requisitado pelas empresas de Boeing, BMW, Chrysler, Honda, Eletrolux e Sony para desenvolver produtos como: o dodge viper, Boeing 777, minivan da Chrysler e etc. Ele não só cria peças 3D, representando chapas, moldados, forjados ou partes de ferramenta, sendo possível, também, a elaboração de conjuntos mecânicos. É possível trabalhar as tolerâncias, cinemática, simulação e analise de produtos.

Catia está presente no mercado desde 1977, sendo modificado quando necessário para suprir as necessidades que giram em torno de seus usuários e para aprimoramento perante as concorrências.  Sua licença esta em  média de $9000,00 dólares.

 

 

 

 

7.  FALHAS EM PROJETOS FAMOSOS

Para enfatizar ainda mais a importância que deve dar aos projetos, separamos alguns sistemas famosos que tiveram problemas por falta de atenção na elaboração de seus projetos.

As falhas em projetos mecânicos ocorrem com muita frequência, não chegando, porém a repercutir tanto, por, em geral, estar preso ao cotidiano interno da empresa. Esclarecido isso, vamos aos maiores erros em projetos da história.

 

7.1 Mars Cli­mate Orbiter

A Mars Cli­mate Orbiter, foi lançada em 1998 para estu­dar o clima de Marte e a com­posição da atmos­fera. No entanto, a equipa da NASA no solo, perdeu o sinal de comu­ni­cação com a nave logo depois que foi lançada. O prob­lema é que o soft­ware do com­puta­dor na terra estava a usar o sis­tema padrão de libras– segun­dos, enquanto a nave real estava a uti­lizar o sis­tema métrico de New­ton– segun­dos. A sonda entrou demasi­ado baixa na atmos­fera mar­ciana e desintegrou-se.

 

7.2 Patriot

No início dos anos 90 durante a guerra do Golfo foi usado um sistema de defesa das tropas americanas denominado de sistema de defesa com misseis aéreos Patriot. Na noite de 25 de Fevereiro de 1991 este sistema de defesa e detecção de ataques inimigos falhou, não conseguindo intersectar um míssil Scud lançado pela Arábia Saudita. O míssil iraquiano matou 28 militares americanos e feriu outros 98.

Esta falha grave no sistema de defesa deveu-se a erro no radar do sistema Patriot e no software que o suportava, reduzindo-se no fim, a um erro de arredondamento no cálculo e na medição do tempo.

O algoritmo usado pelo radar necessitava de representar a velocidade do míssil atacante e do tempo que vai passando por números reais. O valor da velocidade era guardado num número com uma parte inteira e uma parte decimal e a variável tempo, instantes sucessivos de funcionamento do sistema de defesa, como um outro número real com as mesmas características. No entanto o computador do míssil Patriot, na sua representação interna, usava um conjunto de 24 bits. Como a unidade de tempo usada para incrementar o relógio era de 1/10 segundos, número que não tem uma representação em base 2 finita, o sistema usava uma aproximação ao número 1/10 dada por

truncando a expansão em base 2 de 1/10 ao vigésimo quarto dígito.

Claro que para tempos pequenos de funcionamento o erro acumulado na variável tempo é pequeno, mas ao fim de 100 horas de funcionamento o erro final acumulado é da ordem de que corresponde a um deslocamento na posição da região de procura do radar de 687 metros o que conduziu à não detecção do míssil Scud iraquiano.

 

 

7.3 Processador Pentium

No ano de 1994, a Intel lançou seu mais novo processador para a época, o Pentium, sucessor do 486. O Pentium foi grandemente aceito pelo mercado, foi rapidamente utilizado nos computadores da época. 

Na época de testes, a empresa notou que havia uma falha em uma tabela usada para aumentar a velocidade do algoritmo de multiplicação em ponto flutuante do processador. No entanto, os testes mostravam que se tratava de um erro muito raro (uma vez em cada 27.000 anos). Acreditando que ninguém iria perceber o erro, a empresa deixou para corrigir o problema em versões posteriores (Pentium III, IV, etc.) e não substituiu imediatamente os produtos como de costume. 
No mesmo ano, Thomas Nicely percebeu o erro ao realizar cálculos. Em uma expressão onde divide-se A por um número B e depois multiplica-se o resultado por B, se obtém como resultado o próprio número A, então A – A é igual a 0. Nicely atribuiu A = 4.195.835 e B = 3.145.727, o que resultava em 256. 
A Intel reconheceu o erro, porém passou a trocar inicialmente apenas os processadores de quem fosse capaz de provar que usava o computador para cálculos matemáticos que exigissem tamanha precisão. Após um estudo, a IBM, fabricante de inúmeros computadores com os processadores da Intel, declarou que a possibilidade do erro ocorrer era de uma vez a cada 24 dias e não os 27.000 anos anunciados pela Intel, a empresa ameaçou de retirar do mercado todos os computadores com os processadores Pentium. 

A Intel se viu obrigada a trocar seus processadores, uma vez que seus clientes não queriam conviver com a possibilidade de erro de cálculo, gerando um prejuízo de mais de U$ 450 milhões para a empresa. 

 

7.4 Tratamento de câncer

Numa série de acidentes, falhas e verdadeiras trapalhadas em seqüência, os engenheiros da empresa Multidata Systems International calcularam erroneamente a dose de radiação que um paciente deveria receber durante a terapia de radiologia. A falha estava no software de controle da máquina de raios, que provocou que ao menos oito pacientes morressem pelas altas doses recebidas e outros 20 recebessem sobredosagens que poderiam causar graves danos a sua saúde.

 

 

 

 

 

CONCLUSÃO

Através das pesquisas realizadas, conclui-se que os projetos mecânicos tem importância fundamental dentro de uma indústria, pois é a partir de um bom planejamento que se desenvolve um bom produto.

Projetar é analisar detalhadamente, identificando quais as finalidades do sistema e como desenvolvê-lo de forma a satisfazer todos os campos de interesse. Ao projetista não importa somente o desenvolver de uma máquina, mas uma máquina que traga benefícios em relação a tempo, gastos e qualidade.

Uma empresa que investe na área de projetos, desenvolve-se facilmente, pois tem consolidado todos os fatores de benefícios e riscos. O estudo do produto pode ir além da área técnica, envolvendo pesquisas de produtos da concorrência e necessidade dos consumidores.

O estudo de um projeto pode estender-se por meses ou anos, dependendo d complexidade do sistema analisado, esse tempo porém será devidamente compensado com os sucessos obtidos. Através de estudos, é possível determinar se um determinado equipamento irá, ou não, funcionar corretamente.

A fase de teste é indispensável, pois é onde toda a teoria adquirida passa a ser experimentada na prática. A satisfação de um projetista encontra-se no sucesso de funcionamento prático como previsto no projeto.

Com todas as instruções e com os cuidados tomados, infelizmente há um percentual de sistemas que apresentam falhas que passam imperceptíveis até nos testes, de forma que só são notadas posteriormente através de consequências indesejadas. Por mais que o homem trabalhe nisso, não atingiu a perfeição, mas na maioria dos casos, o problemas é sempre causado por um fator conhecido, o que faz com que seja um erro de projeto.

Para diminuir os erros humanos, várias ferramentas lógicas vão aparecendo no mercado para permitir confiabilidade maior no desenvolvimento de projetos, assegurando dados e padronizando informações para reduzir falhas.

Certo é, o projeto mecânico alcança o ideal da indústria moderna: Fazer para dar certo, e não fazer e verificar se deu certo. Muitas áreas e conceitos ainda necessitam de conhecimentos empíricos, porém, quando esse conhecimento é descoberto e pode ser padronizado, abre-se um campo enorme para facilitar novos projetos e a melhoria dos já desenvolvidos.

 

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS