Aula Otimização e SI

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Ellen M. S. Cardoso
Engenheira Civil, Esp. Em Gestão da Construção Civil e Segurança do Trabalho.
ellensancard@gmail.com
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“Um homem pode o que sabe.”
Thomas 
Historiador Escocês (1795-1881)
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O trabalho do engenheiro é uma incessante procura pela redução de peso, custo, consumo... e pelo aumento do rendimento de sistemas, da sua produtividade, utilidade... Como sempre existem várias soluções para cada problema, o engenheiro deve também estar apto a selecionar a melhor dentre elas. 
 
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Essa seleção nem sempre se dá por decisões puramente técnicas, nem acontecem por passe de mágica. Além do mais, um bom profissional jamais estará satisfeito com o seu trabalho enquanto não conseguir melhorar uma solução até quanto lhe for possível. O procedimento utilizado para se chegar a estes objetivos é a otimização.
 
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Otimização é o processo de procura por uma solução que forneça o máximo benefício segundo algum critério; ou seja, é a busca da melhor condição. Afirmamos que é procura porque nem sempre a condição ótima é alcançada, embora o ótimo seja sempre uma meta. Às vezes, restrições econômicas, de tempo, de recursos técnicos ou mesmo de falta de conhecimento limitam essa busca pelo ótimo. e
As técnicas de otimização permitem o aumento do conhecimento sobre o comportamento do meio ambiente organizacional.
 
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Para entendermos melhor o ÓTIMO, observe o exemplo: 
 em algumas situações procuramos por um máximo - como no caso de melhorar a produtividade na colheita de grãos numa plantação de soja;
 e em outras, por um mínimo – quando procuramos reduzir um custo - como no caso em que queremos reduzir os gastos com transporte de frangos entre o aviário e o abatedouro. 
 
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O processo de otimização em engenharia pode ser entendido como um procedimento de maximizar ou minimizar variáveis;
Nem sempre a condição ótima é alcançada, embora o ótimo seja sempre uma meta;
 
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Materiais em estruturas:
Escolha dos materiais mais adequados para cada tipo de
aplicação, relativamente a cargas, temperatura, agressividade do meio ambiente, confiabilidade etc;
Circuitos de fluidos:
Projeto para as pressões envolvidas e escolha das velocidades adequadas, considerando as variações de seções com as rugosidades das superfícies, e as ondas de choque que poderão estar presentes na canalização.
 
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Circuitos elétrico:
Procedimentos de comutação, modulação ou controle devem ser feitos de forma a termos o menor gasto de energia possível.
 
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Diversas técnicas de otimização são aplicadas, quer no projeto em si, quer no seu resultado. O engenheiro, além de conhecer de aplicar estas técnicas, tem de ter um sentido prático e considerar as particularidades de cada caso, com base na sua formação teórica.
 
Não há um método único e direto para encontrarmos a melhor solução para todos os problemas. O método a ser usado depende da natureza das funções a otimizar, que podem ser, dentre outras: custo, peso, confiabilidade, produtividade, consumo e rendimento.
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OTIMIZAÇÃO POR EVOLUÇÃO:
A otimização por evolução muitas vezes está relacionada com a evolução tecnológica. Ela acontece quando um sistema já existente é aperfeiçoado através de alterações e melhorias na sua concepção, processo de fabricação ou mesmo no aspecto estético. Com isso, ao longo do tempo, tem-se um sistema mais eficiente e moderno.
 
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OTIMIZAÇÃO POR EVOLUÇÃO:
Exemplo: contínua mudança realizada nos automóveis de passeio. 
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OTIMIZAÇÃO POR INTUIÇÃO:
Porém a intuição faz parte do trabalho do engenheiro, pois, em muitas situações, ele está às voltas com a decisão de quais parâmetros empregar, ou tem de combinar sistemas que cumprem diferentes funções, para compor o seu projeto. E nem sempre tem, para tomar tais decisões, outros instrumentos além do seu próprio julgamento. Melhorias de acordo com o gosto pessoal.
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OTIMIZAÇÃO POR INTUIÇÃO:
Exemplo: O projeto em engenharia - que é um processo criativo - é altamente dependente da arte. Na área técnica, a arte está relacionada, por exemplo, com a habilidade para ter boas soluções ou para modelar sistemas - em forma física ou matemática -, mesmo que não conheçamos uma justificativa com base científica para explicar o problema. 
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OTIMIZAÇÃO POR TENTATIVA:
O projeto, conforme já enfatizado, é um processo iterativo. E iniciado com um esboço preliminar da solução - que normalmente é pobre — e, através de refinos e novas definições, chega-se a um resultado final melhor que a proposta inicial. A primeira alternativa não é satisfatória, sendo necessárias novas tentativas para encontrar uma boa solução.
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TÉCNICA GRÁFICA:
A técnica de otimização gráfica consiste, basicamente, na utilização de esquemas ou desenhos de um sistema físico real na procura da melhor solução para o problema em análise. Este instrumento devido à sua característica visual e grande facilidade de permitir modificações, auxilia na definição de formas, tamanhos, proporções etc. Assim, podemos experimentar, através de representações gráficas, a melhor disposição ou o melhor uso de espaços.
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TÉCNICA GRÁFICA:
Exemplo: Estão representados elementos para melhorar a disposição dos móveis numa sala. O processo consiste em dispor a mobília no ambiente, de forma a se obter a melhor distribuição.
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MÉTODO ANALÍTICO: 
Esta é a área mais recente da otimização, sendo baseada no desenvolvimento matemático.
Dentre os tipos de otimização que usam a matemática e que podem ser encontrados na literatura técnica especializada, estão: programação linear e não-linear, programação geométrica, programação dinâmica, método variacional, cálculo diferencial, método analítico-gráfico, teoria de controle.
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É de fundamental importância o uso do Sistema Internacional de Unidades - SI - de acordo com suas regras. Quando do seu emprego, é comum que se cometam erros que podem, em algumas situações, acarretar interpretações completamente diferentes daquelas pretendidas. O engenheiro, como qualquer profissional, deve ter o cuidado extremo de verificar se o nome, o símbolo e a grafia das unidades estão em conformidade com as regras de emprego do SI.
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A necessidade de medir é muito antiga e remonta à origem das civilizações. Por longo tempo cada país, cada região, teve seu próprio sistema de medidas. Essas unidades de medidas, entretanto, eram geralmente arbitrárias e imprecisas, como por exemplo, aquelas baseadas no corpo humano: palmo, pé, polegada, braça, côvado.
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Isso criava muitos problemas para o comércio, porque as pessoas de uma região não estavam familiarizadas com o sistema de medir das outras regiões, e também porque os padrões adotados eram, muitas vezes, subjetivos. As quantidades eram expressas em unidades de medir pouco confiáveis, diferentes umas das outras e que não tinham correspondência entre si.
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Em 1960, o Sistema Métrico Decimal foi substituído pelo Sistema Internacional de Unidades - SI mais complexo e sofisticado que o anterior. Este modelo é representada por seis grandezas físicas acompanhadas pelas suas respectivas unidades e símbolos. 
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Medir é o procedimento experimental através do qual o valor momentâneo de uma grandeza física (mensurando) é determinado como um múltiplo e/ou uma fração de uma unidade, estabelecida por um padrão, e reconhecida internacionalmente. A tabela a seguir mostra um resumo do SI.
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Tabela Unidades Base
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Estas grandezas, quando associadas, podem formar outras referências de unidades tais como, força, energia, potência e carga elétrica que já são familiares no dia a dia. A tabela a seguir apresenta
um resumo das principais grandezas que poderão ser referência para o curso de telecomunicação:
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Tabela Unidades Derivadas
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Estas grandezas, quando associadas, podem formar outras referências de unidades tais como, força, energia, potência e carga elétrica que já são familiares no dia a dia. A tabela a seguir apresenta um resumo das principais grandezas que poderão ser referência para o curso de telecomunicação:
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Quando escritos por extenso, os nomes de unidades começam por letra minúscula, mesmo quando têm o nome de um cientista (por exemplo, ampere, kelvin, newton,etc.), exceto o grau Celsius.
A respectiva unidade pode ser escrita por extenso ou representada pelo seu símbolo, não sendo admitidas combinações de partes escritas por extenso com partes expressas por símbolo.
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Plural:
Quando pronunciado e escrito por extenso, o nome da unidade vai para o plural (5 newtons; 150 metros; 1,2 metros quadrados; 10 segundos).
Os símbolos das unidades nunca vão para o plural ( 5N; 150 m; 1,2 m2; 10 s).
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Números e símbolos:
Em português o separador decimal deve ser a vírgula.
Os algarismos que compõem as partes inteira ou decimal podem opcionalmente ser separados em grupos de três por espaços, mas nunca por pontos.
O espaço entre o número e o símbolo é opcional. Deve ser omitido quando há possibilidade de fraude.
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Alguns enganos:
Errado
Km, Kg

a grama
2 hs, 15 seg
80 KM
250°K
um Newton
Correto
km, kg
m
o grama
2 h, 15 s
80 km/h
250 K
um newton
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Outros enganos:
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Outros enganos:
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Outros enganos:
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Outros enganos:
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