quinta-feira, 29 de setembro de 2016

DESENHISTAS DE SONHOS


Conheça o trabalho do designer automobilístico, profissional responsável pela concepção e desenvolvimento de automóveis



Hoje, tira onda quem tem um Camaro. Na década de 1990, a Brasília amarela rumava para Santos, carregando os Mamonas Assassinas e todo o folclore construído em torno do citado carro com a música da banda. Antes disso, Roberto Carlos é quem buzinava um calhambeque com seu broto no banco ao lado. Essa pequena viagem histórica por nossa música é uma mostra de como o carro sempre compôs o imaginário popular do brasileiro. Símbolo de status para uns, e até um estilo de vida para outros, o automóvel é, sem dúvida, um objeto de desejo.



Engana-se quem pensa que a ideia que impulsiona a caneta do designer automotivo pelo papel, durante a concepção de um automóvel, é puramente a de fazer do sketch desenhado o projeto de um carro agradável apenas aos olhos. O trabalho desse profissional deve aliar itens como segurança e conforto, hoje tão importantes para a escolha do consumidor quanto o próprio apelo visual do automóvel.

Além disso, nos dias atuais, a sustentabilidade também se faz presente na concepção dos carros, seja no que diz respeito ao material, seja na questão do combustível a ser utilizado. O design de automóveis tenta atender aos anseios do consumidor, adaptando isso às condições fabris de produção e buscando fazer do modelo projetado algo mais viá vel do ponto de vista econômico, ecológico e de logística.
Paulo Eduardo, ex-aluno do curso de extensão em Design
Automobilístico e de Transportes da FUMEC.


O trabalho do designer, durante a concepção de um projeto, também deve levar em conta o gestalt da marca, ou seja, as características que determinada montadora costuma atribuir a seus automóveis. Trata-se do DNA que a empresa confere a seus projetos com o objetivo de posicioná-la e diferenciá-la dos concorrentes no mercado.

Após consolidado o conceito do automóvel a ser criado, a ideia ganha forma através dos modeladores digitais, em 3D, que oferecem mais detalhes do carro que está sendo desenvolvido. Passada essa etapa, entra em cena o Clay, modelador que possui uma textura parecida com a de argila, para se projetar o automóvel em modelos de vários tamanhos que mostram os detalhes do projeto. A princípio, pode parecer que esse é um processo rápido, mas a criação de um carro, desde o momento em que começa a ser pensado até a sua finalização, gira em torno de dois a três anos.



Design automobilístico na FUMEC


A área do design automobilístico ainda é muito pouco explorada no Brasil. Visando contribuir para a mudança desse panorama, a Universidade FUMEC criou, há 11 anos, o curso de extensão em Design Automobilístico e de Transportes, um dos primeiros no Brasil. Professor do curso na Universidade, Luiz Severiano Dutra diz que o País demorou a atentar para a importância de formar profissionais nessa área devido a uma série de deficiências educacionais e tecnológicas.

André Guimarães, ex-aluno do curso de Design de Produtos da
FUMEC, vencedor de uma das edições do prêmio
Quatro-Rodas/Fiat.
“Importamos muita tecnologia e temos um grande déficit no que diz respeito a nossa capacidade de produção nesse campo. O Brasil é um País extrativista desde o seu descobrimento e colonização, e esse processo continua até hoje como um padrão cultural”, conta Dutra, dizendo acreditar que esse é um cenário que, felizmente, começa a se transformar. “Mudar o padrão cultural de uma nação é um processo lento, mas está começando a haver uma melhora na questão tecnológica brasileira. Somos um País que sempre forneceu de tudo para todo mundo sem um retorno real disso.”

Para o professor, a criação de cursos dessa natureza no Brasil é importante e traz vários benefícios, principalmente no que diz respeito à adequação dos produtos à cultura local. Segundo ele, ter profissionais dessa área faz com que o Brasil passe a criar tecnologia e ser um vendedor, ao invés de importador. “Se os designers conseguem introduzir o produto de acordo com a cultura local, fica mais fácil vendê-lo e fazer a adaptação. Quanto mais o País for capaz de produzir suas próprias necessidades, que cada vez são mais complexas em termos de tecnologia, será mais poderoso em todos os sentidos.”


O professor defende a importância de o design ter o suporte de outras áreas do conhecimento, como a engenharia, por exemplo. Em sua opinião, os cursos no Brasil, de forma geral, formam profissionais para serem apenas seguidores de projetos, não tendo por hábito trabalhar questões como inovação e ergonomia ou o lado humanista de qualquer projeto a ser desenvolvido.

Ele diz que o curso de Design Automobilístico na FUMEC tem por objetivo incentivar a atuação de diversas áreas do conhecimento em um mesmo projeto e que, no caso específico do curso, isso poderia trazer benefícios valorosos para a geração de conhecimento e, consequentemente, para a economia brasileira. “Esse casamento poderia gerar novos materiais e a adequação de velhos. É possível trabalhar a aerodinâmica, por exemplo, voltada para a questão da economia de combustível. O design pode contribuir na escolha de materiais e na otimização do trabalho. Isso pode trazer um resultado positivo de economia global para o País.”

Imagem cedida pelo ex-aluno André Guimarães


Tecnologia made in Brasil


A criação do curso de Design Automobilístico pela FUMEC é importante para a formação de profissionais capacitados a atuar na área. Hoje, além desses profissionais, o Brasil produz também conhecimento relacionado à área do design automobilístico. Desde 2003, conta com o Centro de Pesquisa & Desenvolvimento Giovanni Agnelli. O local, que pertence à Fiat, está localizado em Betim/MG e possui toda a tecnologia necessária para projetar integralmente um veículo no Brasil.

O Centro de Pesquisa contempla todas as áreas específicas de desenvolvimento de um automóvel, inclusive o Design Center, única área de concepção de  design da Fiat na América Latina, que trabalha em conjunto com os outros centros de design do Grupo Fiat Chrysler na Europa e nos Estados Unidos. O time do Design Center conta com todas as especializações necessárias para a criação dos automóveis da marca.

Para Paulo Nakamura, responsável pelo Design Center, ter no Brasil um local com tamanha capacidade para geração de conhecimento é algo de suma importância para o desenvolvimento do País e também para que sejam pensados e criados produtos que carregam em si características mais adaptadas à realidade brasileira. “Do ponto de vista econômico e do desenvolvimento de tecnologias, possuir um centro de desenvolvimento como este no Brasil é crucial. Um estúdio de design trabalhando localmente possibilita um tempo menor de respostas e uma percepção mais apurada das demandas daquele mercado específico, além de proporcionar um desenvolvimento de designers e know-how local”, conta.

Léo Lara / Fiat Automóveis
Para ele, existe no Brasil hoje uma relação de inversa proporção no que diz respeito à demanda por profissionais na área de design automobilístico e o número de escolas voltadas para esse tipo de formação. Contudo, Nakamura diz que esse é um panorama que tende a mudar, já que iniciativas voltadas para corrigir essa deficiência começam a ser tomadas.

“Existem algumas pós-graduações que oferecem cursos na área, mas, de forma geral, podemos classificar como autodidatas os designers de automóveis no Brasil. Com a chegada de novas montadoras, o crescimento da importância mundial do Brasil e programas como o Inovar-Auto, do Governo Federal, que prevê incentivos fiscais para as empresas que estimularem e investirem na inovação e em pesquisa e desenvolvimento dentro do Brasil, com certeza, o mercado para designers automobilísticos irá crescer nos próximos anos.”

Nakamura corrobora o pensamento do professor Dutra ao dizer que é importante para o designer ter uma formação que dialoga com outras áreas do conhecimento. Para ele, isso contribuiria para outra importante função do profissional, que é a de pensar em novas tendências. “O trabalho do design automobilístico deve ser também propor novas ideias e tendências ao invés de apenas assimilar as já existentes. Por meio de pesquisas e observações de movimentos culturais/sociais, artes, moda, novas tecnologias etc., o designer cria conceitos, processos, produtos, componentes que podem virar tendências e ser referência para outros desenvolvimentos.”


Ele encerra, dizendo que é importante que o designer automobilístico hoje seja formado de acordo com esses preceitos e elenca a metodologia do design thinking como algo valoroso a ser levado em conta pelos cursos da área para a formação dos futuros profissionais. Trata-se de um método que prioriza a abordagem sistêmica, visando possibilitar a criação de soluções inovadoras para o desenvolvimento dos projetos.

Com as mais avançadas tecnologias à disposição, o Design Center da Fiat
em Betim/MG, conta com uma das mais modernas salas virtuais do Brasil
dedicadas à visualização de protótipos em duas ou três dimensões.
“Na prática, podemos dizer que, no design de um automóvel, o resultado não é somente o produto em si, mas o conjunto de soluções que envolvem da pesquisa à criação, do projeto à comercialização, até mudanças de conceito de um produto ou de um negócio. O design thinking busca soluções/propostas por vários ângulos e diversas perspectivas, priorizando o trabalho colaborativo e multidisciplinar. É desafio e, quando falamos de automóveis e de sua história, a palavra desafio fica indelevelmente ligada à palavra design.”


Publicado por:
FEA ReVISTA, 11ª Edição, p. 8-13, 2014.

quarta-feira, 21 de setembro de 2016

PROJETO DA BALANÇA DO TÚNEL DE VENTO FEA/FUMEC



Luiz Severiano DUTRA¹, Leonardo BOA SORTE ALVES²
Marco GABALDO³


O projeto da balança do túnel de vento tem como objetivo suprir a necessidade de um equipamento que possa efetuar medições aerodinâmicas, com precisão e que atue em três eixos. Sendo um equipamento multitarefa podendo ser utilizado para protótipos de aeronaves, automóveis, edificações, produtos esportivos, etc. utilizando controle digital que fará a leitura das grandezas aerodinâmicas como arrasto, sustentação e momento aerodinâmico. Os “Strain gauges” ou também chamadas de células de carga utilizados no equipamento, são micro extensômetros transdutores que enviam sinais amplificados e traduzidos pelo software com plataforma integrada Arduino™ projetado exclusivamente para a balança, sendo assim a manutenção deste equipamento poderá ser feita pela própria universidade, sendo este um dos principais requisitos de projeto.


Em virtude da necessidade de um laboratório específico para área da Engenharia Aeronáutica e Mecânica dentro da Universidade FUMEC, teve início o projeto da construção do túnel de vento e seu laboratório.
O Túnel de Vento poderá ser utilizado por todo corpo docente e alunos da Universidade em pesquisas e trabalhos acadêmicos, além de ser um laboratório que será capaz de prestar serviços para empresas envolvidas na área aeronáutica, mecânica ou de performance esportiva. O projeto do Túnel de Vento iniciou-se com o Coord. Prof. Luiz Severiano Dutra¹ que projetou, e iniciou a sua execução nas oficinas da universidade. O Projeto então necessitou de um aparelho que fizesse as medidas aerodinâmicas necessárias dos protótipos que fossem testados, então foi criada a balança do túnel de vento. Essa balança tem a denominação anglófona de “Sting Balance”.
Uma balança é comumente utilizada como um instrumento com que se determina a massa ou o peso dos corpos. Embora este seja um conceito correto quando se trata de balanças comuns, se torna errôneo quando se refere a balanças para túneis de vento. De modo geral, balanças são dispositivos que medem cargas estáticas.

Figura 1 – Ante Projeto do Túnel de Vento FEA/FUMEC.











Fonte: Elaborado pelo autor, 2016.

A balança do tipo "Sting" é utilizada em ensaios de aerodinâmica em túneis de vento. Este modelo apresenta vantagens perante à disposição tradicional da maioria das balanças que não são desta natureza existentes no Brasil. O nome "Sting" em português significa "ferrão", ou seja, uma barra de aço inserida no interior de modelos, para as medições de forças e momentos aerodinâmicos. No brasil um primeiro protótipo foi proposto em uma dissertação de mestrado na USP, do engenheiro mecânico Paulo L. Pastore, com especialização em Mecânica Fina pela Escola de Engenharia de São Carlos/SP e contou com a colaboração e apoio do ex-diretor administrativo da Embraer Dr. Carlos Eduardo Di Mori Luporini, na gestão 1978/1989. Com a conclusão do trabalho em 1995, o protótipo montado por Paulo PASTORE encontra-se no departamento de aeronaves da USP de São Carlos.

A balança tipo ferrão (“Sting – Compound”) presta-se a medir forças e momentos aerodinâmicos, a qual são fixados os modelos, O momento de “pitch” também é medido pela deformação elástica do transdutor em torno do eixo principal que será apresentado mais à frente neste trabalho.

Apesar das diferenças entre as balanças para túneis de vento serem muito grandes, decidiu-se classificar em dois tipos principais: balanças internas e externas. As balanças internas são aquelas localizadas no interior do modelo a ser ensaiado e as balanças externas são aquelas localizadas no túnel de vento. As Balanças Internas: São projetadas para caber dentro de um modelo testado no túnel. Geralmente a cavidade onde são colocadas, é aquela que comporta o motor e tubeira do modelo real.

Figura 2 - Movimento do ângulo de ataque.
(Clique para ampliar)
Fonte: Elaborado pelo autor, 2016.Figura 3 - Movimento de guinada.(Clique para ampliar)








Fonte: Elaborado pelo autor, 2016

A balança interna mais comum usada dessa forma é montada na configuração “Sting”, como foi comentado anteriormente, e se trata de uma viga em balanço cujas extremidades são presas uma no interior do modelo e a outra num montante fixo à parede do túnel e/ou através um sistema mecânico de medição dos esforços. Por causa desses detalhes, a balança montada na configuração “Sting” tem a vantagem de interferir muito pouco no escoamento sobre o modelo.
Há dois tipos de balanças internas: as dinamométricas e as fletoras. Nas primeiras, os esforços são medidos por dinamômetros e nas segundas, os esforços são determinados pela medida das deformações causadas nos elementos fletores (extensômetros) pelos esforços aerodinâmicos. As balanças internas do tipo fletora são de construção mais difícil que as dinamométricas. Em compensação, são de mais fácil manutenção e montagem no túnel.
Balanças Externas: são aquelas localizadas no túnel de vento e usadas para medir as cargas transmitidas desde através de elementos estruturais. Balanças deste tipo são frequentemente utilizadas em túneis subsônicos.

O equipamento da balança envolve diversas áreas, desde o estudo do comportamento de forças aerodinâmicas, estudo do movimento dos conjuntos mecânicos, eletrônica aplicada a automação do equipamento, projeto e desenhos com utilização de softwares CAD (Desenho Assistido por Computador), cálculo de momentos aplicado, e o estudo do sensoriamento por células de carga.

A execução do projeto constituído por diversas etapas, primeiramente foi construído um “mock-up”, que é um modelo feito utilizando a madeira reciclada e algumas peças metálicas, mas de baixo custo para que o projeto pudesse ser alterado e remodelado de acordo com os problemas que fossem surgindo a partir da montagem e da dinâmica de funcionamento, aprovando o projeto para a próxima etapa, na qual foi desenhar utilizando o software Solidworks™, que possibilita o teste de resistência de acordo com a liga de alumínio que poderia ser utilizada para usinagem de todas as peças que constituem a balança.
O Solidworks™ também permitiu a verificação de interferências, e posteriores mudanças também para que se retirasse forças passivas (atrito) em algumas partes móveis, aumentando assim a precisão do equipamento. Após cada peça ser otimizada, efetuou-se a remontagem do conjunto no software Solidworks™ simulando uma montagem real, analisando cada passo que deveria ser seguido para uma montagem correta. 

 
As últimas etapas do processo envolvem automação e eletrônica com base em placas controladoras programáveis como o Arduino™. Utilizou-se também alguns softwares para auxiliar nestas etapas que serão citados neste registro. Finalizando o projeto, programou-se em linguagem computacional C++ na plataforma Arduino™, e iniciou-se a interação entre computador e o equipamento, de modo a concluir a montagem e configuração para ser instalado no túnel de vento.

[1] Professor/Coordenador da Engenharia Mecânica na Universidade FUMEC, luizd@fumec.br.
[2] Estudante de Graduação 6º Período Engenharia Aeronáutica na Universidade FUMEC, leoboasorte@fumec.edu.br.
[3] Estudante de Graduação 6º Período Engenharia Aeronáutica na Universidade FUMEC, marco.gabaldo.eng@gmail.com

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

1.        ANDERSON, J.; D., Jr. Fundamentals of Aerodynamics . 5ª ed.McGraw-Hill, 2001.
2.        DOEBELIN, E. O. Measurement Systems – Application and Design (Cap. 3) McGraw-Hill International Editions, 4th Edition, 1990.
3.        BEER, F.P. e JOHNSTON, E. R.  Jr, Resistência dos Materiais, Terceira Edição, MAKRON Books, São Paulo, 1996.
4.        PASTORE, P. L. Desenvolvimento de uma balança tipo ferrão, para medições de forças e momentos aerodinâmicos. Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo, 154 p. 1995 - BCUSP n. P239 (Dissertação de Mestrado)
5.        PIETERSE, Frederik F., Design and Development of a three component strain gauge wind tunnel balance, Magister Philosophae in Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Rand Afrikaans University, November 2002.



quinta-feira, 8 de setembro de 2016

2ª Turma de Modelos e Maquetes


FOTOS DA CONFECÇÃO DAS MAQUETES TIRADAS DURANTE AS AULAS


1ºSem./2016


LET-410 WALTER M601
F-14
ME-262
MOTOR V6
F4U CORSAIR
SUPERMARINE SPITFIRE MK1
WATERMAN GOSLING RACER

KC-390





PIPER J-3 CUB
FOKKER III
BOEING 747
SUPER TUCANO
DODGE CHARGER 69