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Clidenor Ferreira de Araújo Filho Jacqueline Oliveira Lima Zago Luciana De Martino Nogueira Jairo Jeferson Marques Leonardo Lima da Fonseca Introdução à engenharia, inovação tecnológica e gestão de manutenção © 2013 by Universidade de Uberaba Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia, gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de informação, sem prévia autorização, por escrito, da Universidade de Uberaba. Universidade de Uberaba Reitor: Marcelo Palmério Pró-Reitora de Ensino Superior: Inara Barbosa Pena Elias Pró-Reitor de Logística para Educação a Distância: Fernando César Marra e Silva Assessoria Técnica: Ymiracy N. Sousa Polak Produção de Material Didático: • Comissão Central de Produção • Subcomissão de Produção Editoração: Supervisão de Editoração Equipe de Diagramação e Arte Capa: Toninho Cartoon Edição: Universidade de Uberaba Av. Nenê Sabino, 1801 – Bairro Universitário Catalogação elaborada pelo Setor de Referência da Biblioteca Central UNIUBE I8 Introdução à engenharia, inovação tecnológica e gestão de manutenção / Clidenor Oliveira Lima Zago... [et al.]. – Uberaba: Universidade de Uberaba, c2013 236 p. : il. ISBN 978-85-7777-462-3 1. Engenharia. 2. Inovações tecnológicas. 3. Manutenção. I. Araújo Filho, Clidenor Ferreira de. II. Zago, Jacqueline Oliveira Lima. III. Nogueira, Luciana De Martino. IV. Marques, Jairo Jeferson. V. Fonseca, Leonardo Lima da.VI. Universidade de Uberaba. VII. Título. CDD 620 Clidenor Ferreira de Araújo Filho Mestre em Engenharia Elétrica e Bacharel em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Jacqueline Oliveira Lima Zago Especialista em Educação Escolar pela Faculdade Politécnica de Uberlândia (FPU). Graduada em Pedagogia pela Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Pedagoga da Divisão de Apoio Técnico Pedagógico da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM). Luciana De Martino Nogueira Especialista em Gerenciamento de Redes de Computadores e Graduada em Tecnologia em Processamento de Dados pela Universidade de Uberaba (Uniube). Docente nos Cursos de Sistemas de Informação, Administração e Engenharia de Produção. Administradora de Redes desta instituição. Jairo Jeferson Marques Graduado em Engenharia Elétrica, com ênfase em Automação Industrial, pela Universidade de Uberaba (Uniube) e Técnico em Eletrônica pelo Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (SENAI). Instrutor de Formação Profissional nesta instituição. Leonardo Lima da Fonseca Graduado em Engenharia de Produção pela Universidade de Uberaba (Uniube). Tecnólogo em Automação Industrial pelo Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (SENAI-MG). É professor da Universidade de Sobre os autores Uberaba (Uniube) nos cursos de graduação em Engenharia de Produção e Engenharia Ambiental, e atua como consultor técnico pelo Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (SENAI), desde 1998, e pelo Serviço Nacional de Aprendizagem Comercial (SENAC), desde 2007. Sumário Apresentação .............................................................................................................VII Capítulo 1 Contextualização histórica, processo de formação e atuação do engenheiro ........................................................ 1 1.1 A evolução histórica da Engenharia ........................................................................ 3 1.2 Atribuições do engenheiro ....................................................................................... 5 1.3 Perfil do profissional da engenharia ........................................................................ 7 1.4 Formação acadêmica .............................................................................................. 9 1.5 Campos de atuação ............................................................................................... 13 Capítulo 2 Ensino por pesquisa e por projeto ..................................... 21 2.1 Pesquisa e engenharia .......................................................................................... 23 2.2 Procedimentos da pesquisa científica e tecnológica ............................................ 25 2.3 A importância da pesquisa científica e tecnológica ............................................... 26 2.4 Projetos e engenharia ............................................................................................ 27 2.5 Fases de um projeto .............................................................................................. 28 2.5.1 Identificação de uma necessidade .............................................................. 29 2.5.2 Definição do problema ................................................................................. 30 2.5.3 Coleta de informações ................................................................................. 30 2.5.4 Concepção ................................................................................................... 30 2.5.5 Avaliação ...................................................................................................... 31 2.5.6 Especificação da solução final ......................................................................31 2.5.7 Comunicação ................................................................................................32 Capítulo 3 A criatividade e a inovação tecnológica ............................. 37 3.1 A criatividade e a inovação tecnológica ..................................................................39 3.2 O engenheiro de produção .....................................................................................40 3.3 Ciência, tecnologia e inovação tecnológica ...........................................................44 3.4 Os processos criativos no contexto das organizações ..........................................47 3.4.1 A importância da criatividade e da inovação tecnológica para o desenvolvimento de novos processos e produtos ........................................47 3.4.2 Como sabemos que uma pessoa é criativa? ...............................................54 3.5 O cérebro e a criatividade .......................................................................................56 3.6 O processo criativo .................................................................................................65 3.6.1 O conhecimento no processo criativo ...........................................................68 3.6.2 Os inibidores do conhecimento .....................................................................70 3.7 2009 – Ano Europeu da Criatividade e Inovação ...................................................72 3.8 Panorama Nacional de Inovação ...........................................................................75 3.8.1 Lei da inovação – principais avanços ...........................................................78 3.8.2 A lei do bem ...................................................................................................79 3.8.3 Meios de incentivo e apoio à inovação tecnológica .....................................81 Capítulo 4 O processo de inovação tecnológica: conceitos, fases e formas de acesso ............................................................... 95 4.1 Processo de inovação tecnológica.........................................................................97 4.1.1 Inovação conforme o objeto em foco ............................................................99 4.1.2 Inovação conforme o grau ..........................................................................100 4.1.3 Lado negativo da inovação tecnológica ......................................................101 4.2 Importância da inovação .......................................................................................102 4.3 Propriedade Intelectual .........................................................................................105 4.4 Constituição Federal e a Propriedade Intelectual ................................................108 4.5 Patentes ................................................................................................................112 4.5.1 Patente de invenções ..................................................................................113 4.5.2 Patente de modelos e objetos ....................................................................113 4.6 Instituto Nacional da Propriedade Industrial − INPI .............................................114 4.7 Mudanças tecnológicas ........................................................................................115 4.8 Concepção da ideia ..............................................................................................117 4.9 O desenvolvimento da ideia .................................................................................118 4.10 Estratégias de inovação tecnológica e as formas de acesso à tecnologia .......120 4.11 Sociedade do conhecimento...............................................................................123 4.12 Incentivo à Pesquisa e à Inovação Tecnológica – o CNPq ................................124 4.13 Em busca da inovação tecnológica – a cooperação universidade-empresa.....125 4.13.1 Motivações ..............................................................................................127 4.13.2 Barreiras ..................................................................................................128 Capítulo 5 Sistemas mecânicos e eletromecânicos – sistemas de transmissão ...................................................................... 145 5.1 Sistemas mecânicos .............................................................................................147 5.2 Sistemas de transmissão ......................................................................................147 5.3 O movimento circular ............................................................................................148 5.4 Relação de transmissão .......................................................................................151 5.5 Transmissão por correias .....................................................................................155 5.6 Transmissão por engrenagens .............................................................................160 5.7 Transmissão por correntes ...................................................................................167 5.8 Esteira transportadora ..........................................................................................172 5.9 Roscas de transmissão ........................................................................................175 Capítulo 6 Sistemas eletromecânicos: funcionalidades e aplicações ..................................................................... 181 6.1 Dispositivos eletromecânicos ...............................................................................182 6.1.1 Sensores industriais ....................................................................................183 6.2 Sensores de posicionamento ...............................................................................184 6.2.1 Encoder .......................................................................................................184 6.2.2 Régua linear ................................................................................................186 6.2.3 LVDT ............................................................................................................187 6.2.4 Sensor potenciométrico ..............................................................................188 6.2.5 Sensores de temperatura ...........................................................................189 6.2.6 Sensores de pressão ..................................................................................195 6.2.7 Sensor de proximidade ...............................................................................197 6.2.8 Sensores de presença ................................................................................201 6.3 Micros fim-de-curso ..............................................................................................205 6.4 Eletroválvulas ou válvulas solenoides ..................................................................206 6.4.1 Válvula solenoide de abertura simples .......................................................206 6.4.2 Válvula solenoide de abertura proporcional ...............................................207 6.5 Contatores .............................................................................................................207 6.6 Motores .................................................................................................................209 6.6.1 Motores síncronos .......................................................................................210 6.6.2 Motores assíncronos ...................................................................................211 6.6.3 Motor de passo............................................................................................216 6.6.4 Servomotor ..................................................................................................218 Prezado(a) aluno(a). Neste livro, você encontrará o aporte necessário para que seus estudos o(a) ajudem, efetivamente, na formação profissional, proporcionando-lhe a construção de conhecimentos por meio de uma abordagem teórica, acompanhada de atividades práticas. Ressaltamos que sua formação profissional não se resume ao conheci- mento de dados técnicos e de determinadas teorias, mas ultrapassa a lógica metodológica do modelo acadêmico. Dessa forma, para que sua formação tenha bases sólidas, vamos abordar aspectos essenciais, propiciando uma reflexão pessoal a respeito da construção do conheci- mento para além da grade curricular, ou seja, um conhecimento que leva em consideração a sua realidade, que exemplifica, agrega e edifica. Com o objetivo de facilitar seus estudos, o livro está organizado em seis capítulos. No primeiro capítulo – “Contextualização histórica: processo de formação e atuação do engenheiro” – você terá a oportunidade de estudar e refletir sobre a evolução histórica da Engenharia, verá quais as atribuições do engenheiro, construirá o perfil desse profissional, entenderá os passos da formação acadêmica, bem como os campos de sua atuação profissional. No segundo capítulo – “Ensino por pesquisa e por projeto” – você compreenderá como se estabelece a relação entre pesquisa e engenharia, quais os procedimentos da pesquisa científica e tecnológica e sua importância para o campo da engenharia, os principais projetos de engenharia e as fases de sua construção. Apresentação X UNIUBE No terceiro capítulo – “A criatividade e a inovação tecnológica” – você entenderá a importância da criatividade e da inovação tecnológica, para a formação do profissional de engenharia. Terá a oportunidade de conhecer os processos criativos em organizações,o cérebro e a criatividade, os passos do processo criativo, o ano europeu de criatividade e inovação e alguns aspectos gerais desse mesmo aspecto. No quarto capítulo – “O processo de inovação tecnológica: conceitos, fases e formas de acesso” – serão abordados os seguintes aspectos: os processos de inovação tecnológica, a importância da inovação, a propriedade intelectual, a Constituição Federal e a propriedade intelectual, as patentes, o Instituto Nacional da Propriedade Intelectual (INPI), as mudanças tecnológicas, a concepção e o desenvolvimento da idéia, estratégias de inovação tecnológica e as formas de acesso à tecnologia, a sociedade e o conhecimento, o incentivo à pesquisa e à inovação tecnológica: o CNPq, a relação da universidade com as empresas e o que há de novidade em inovação. Os Capítulos 5 e 6 referem-se ao estudo de conteúdos da gestão da manutenção e operações de processos produtivos cujos conhecimentos são importantes para a atuação profissional do engenheiro. No quinto capítulo – “Sistemas mecânicos e eletromecânicos: sistemas de transmissão” – você terá uma noção dos sistemas mecânicos e dos sistemas de transmissão. Aprenderá também a importância do movimento circular, da relação de transmissão, de como se dá a transmissão por correias, a transmissão por correntes, como funcionam a esteira transportadora e as roscas de transmissão. No sexto capítulo – “Sistemas eletromecânicos: funcionalidade e aplica- ções” – você entenderá os dispositivos eletromecânicos, os sensores de posicionamento, os micros fim-de-curso, as eletroválvulas ou válvulas solenoides, contadores e motores. UNIUBE XI Assim, a estruturação deste livro poderá levá-lo(a) à geração de um impulso ao conhecimento, promovendo uma busca por se aprofundar em todos os pontos aqui apresentados, ou ainda, se especializar em algum de maneira particular. Mas, acima de tudo, que este estudo permita a você vivenciar a engenharia, por meio de uma contextualização histórica e atual, que passa pelo processo de formação, associado ao estabelecimento do perfil profissional, esclarecendo as funções do engenheiro e os campos de atuação, bem como questões da regulamentação profissional, técnica e prática. Desejamos a você, bons estudos! Que este material sirva para o seu crescimento humano e profissional, ressaltando sempre a importância de se manter um ritmo de estudo que se estabeleça numa constante busca pelo conhecimento. Clidenor Ferreira de Araújo Filho Introdução Contextualização histórica, processo de formação e atuação do engenheiro Capítulo 1 O panorama da Engenharia no Brasil, apresentado por estudos recentes realizados pela Confederação Nacional das Indústrias (CNI), revela que, no atual ritmo de desenvolvimento econômico, o Brasil levará por volta de 100 anos para que sua renda per capita se aproxime do dobro do valor atual. Tal valor constitui, hoje, a renda per capita de países muito menores territorialmente, como Portugal. Ainda segundo os estudos realizados pela CNI, ocorreu, nos últimos anos, um decréscimo dos investimentos em setores relacionados à tecnologia, os quais, notadamente, são as molas propulsoras da atual economia global. É uma realidade que precisa ser revertida, que merece reflexão e medidas urgentes, porque tecnologia é, cada vez mais, o ingrediente determinante da competitividade internacional das empresas e da prosperidade das nações. Inovar tornou-se questão de sobrevivência para as empresas e fator crucial para o desenvolvimento nacional. Para competir em mercados nos quais os produtos e processos têm ciclos cada vez mais curtos, é imprescindível incrementar continuamente a própria capacidade de gerar, difundir e utilizar inovações tecnológicas (IEL, 2006). 2 UNIUBE Fica claro, então, a urgência do país em desenvolver os setores ligados à inovação tecnológica, tipicamente ocupados por profissionais ligados à engenharia, uma vez que o crescimento econômico depende de tais setores, passando pela ampliação e modernização da infraestrutura do parque industrial do país. A reforma e a construção de novos portos, aeroportos, armazéns, ferrovias, rodovias, bem como a ampliação do parque energético instalado, composto basicamente por hidrelétricas e termoelétricas, contando com a utilização de novas formas de geração de energia são fatores preponderantes da retomada do crescimento econômico. Inclui-se, ainda, o grande déficit nacional em habitação, saneamento básico, saúde e inclusão digital, ou seja, todas as áreas que dependem, direta ou indiretamente, das engenharias. Percebemos, diante disso, um panorama favorável, como há muito não se via, à formação de profissionais ligados a essa categoria. O estudo deste capítulo permitirá a você vivenciar a Engenharia, por meio de uma contextualização histórica e atual, que passa por um processo de formação associado ao estabelecimento do perfil profissional, esclarecendo as funções do engenheiro e os campos de atuação das diferentes modalidades de engenharia, bem como questões da regulamentação profissional. Nesse sentido, ao finalizar os estudos propostos, esperamos que você seja capaz de: • explicar o contexto histórico que deu origem à Engenharia; • mostrar o estágio de desenvolvimento da Engenharia no Brasil; Objetivos UNIUBE 3 1.1 A evolução histórica da Engenharia 1.2 Atribuições do engenheiro 1.3 Perfil do profissional da Engenharia 1.4 Formação acadêmica 1.5 Campos de atuação Esquema • analisar o processo de formação de engenheiros; • explicar os fatores que motivaram a transformação desse processo; • traçar um perfil do profissional da Engenharia dos dias atuais; • relacionar os diversos campos de atuação na modalidade de Engenharia escolhida. Você imagina como o ser humano vivia, na pré-história? Como ele buscava sua forma de sustento? Qual era a sua relação com a natureza? Você vê alguma relação disso com a Engenharia? Desde o princípio da sua evolução, o ser humano necessitou lidar com a natureza, em sua expressão mais primitiva, uma vez que ela, desta forma, representou durante milênios sua única fonte de sustento e de proteção. Na pré-história, a fabricação de ferramentas, o domínio do fogo, a agricultura e, com ela, a domesticação de animais, a descoberta do uso dos metais, as primeiras civilizações e suas grandes obras, como as pirâmides, a construção de algumas máquinas rudimentares movidas a tração animal ou a vapor, são considerados importantes sinais da evolução da humanidade. A partir deles, o ser humano passou a utilizar A evolução histórica da Engenharia1.1 4 UNIUBE a manipulação da natureza para auxiliar nas tarefas diárias produzindo e conquistando riquezas. Os indivíduos que, de alguma forma, deram início a esse processo e que, ao longo dos anos, aperfeiçoaram o modo como as pessoas transformam a natureza, constituem a categoria de profissionais atualmente conhecidos como engenheiros. Voltando no tempo e analisando as atividades da humanidade, desde a Idade Média, percebemos claramente a presença da engenharia nas realizações de pessoas que se utilizavam da prática cotidiana, associada a um imenso senso criativo, para construir objetos que permitissem aproveitar os recursos da natureza. A partir do momento em que tais indivíduos começaram a compreender os fenômenos naturais e a utilizar esse conhecimento para o desenvolvimento da ciência e da técnica para a solução dos mais variados problemas, surge a engenharia moderna. Nos séculos XVI e XVII, o aperfeiçoamento de técnicas embasadas em conhecimentos científicos, tais como a estrutura da matéria, alguns fenômenos eletromagnéticos, a composição química dos materiais, as leis da mecânica e o modelamento matemático revolucionaramo pensamento e permitiram o surgimento das primeiras escolas de engenharia, as quais objetivavam ensinar como aplicar a matemática na solução dos problemas dessa área específica. Atente-se para a importância das primeiras escolas de engenharia. Perceba a relação das diferentes ciências, em favor do homem, na solução de problemas diários. IMPORTANTE! UNIUBE 5 • No Brasil, o advento da engenharia seguiu o ciclo de desenvolvimento do país, com a criação do primeiro curso na antiga Real Academia de Artilharia, Fortificações e Desenho, ainda em 1792. • Na década de 30 do século passado, a categoria passou pela primeira regulamentação e já contava com 47 cursos, número que cresceu vertiginosamente nas décadas seguintes, sobretudo durante os anos desenvolvimentistas do governo de Juscelino Kubitschek. • Na década de 60, veio a segunda regulamentação, a qual estabelecia uma série de modalidades, tais como: engenheiro aeronáutico, agrimensor, agrônomo, cartógrafo, civil, eletricista, eletrônico, de comunicação, florestal, geólogo, mecânico, metalurgista, de minas, naval, de petróleo, químico, industrial, sanitarista, têxtil e de operação. • Atualmente, o país conta com mais de 1200 escolas de engenharia. Essas escolas formam profissionais engenheiros de mais de 50 modalidades diferentes, regulamentados a partir de julho de 2007 por um moderno conjunto de resoluções, que privilegiam o caráter inovador e plural que caracterizam o engenheiro (IEL, 2006). O campo da engenharia tem-se alargado muito. Cada vez mais, as pesquisas têm contribuído para essa ampliação. E você, estudante de engenharia, assume um papel importante no desenvolvimento dessas pesquisas. Cada pessoa, em diferentes situações, desempenha diversas funções. Por exemplo: o lavrador prepara, cuidadosamente, o solo para receber a semente. O mecânico debruça sobre o automóvel para detectar as falhas em seu funcionamento. O professor planeja suas aulas, entre outros. Percebemos, diante disso, que as atribuições profissionais se diferenciam, e com o engenheiro não é diferente. Esse profissional tem funções inerentes ao cargo que ocupa. Atribuições do engenheiro1.2 6 UNIUBE As alterações do panorama econômico e social em que hoje atuam os profissionais de engenharia ocorrem desde a criação das primeiras escolas, e são ocasionadas pela adoção de novas ferramentas tecnológicas associadas à informática, à biotecnologia, às telecomunicações, à automação de processos, à gestão de projetos, entre outras. Tais alterações criam novas oportunidades de trabalho na medida em que o uso de tais ferramentas exige um elevado nível de especialização. Nesse contexto, a capacidade do engenheiro de converter as descobertas científicas e tecnológicas em aplicações no menor intervalo de tempo possível e obedecendo critérios cada vez mais rigorosos de qualidade e normalização vão ao encontro das necessidades do mercado. A principal função do engenheiro atual é ser capaz de se inter-relacionar com outros profissionais, uma vez que não só os aspectos técnicos e suas implicações devem ser considerados. As consequências do desenvolvimento para a sociedade, no que diz respeito à segurança ambiental, à qualidade dos produtos e aos serviços fornecidos pelas empresas estão cada vez mais no centro das atenções de todos os setores, desde a concepção do produto ou serviço, passando pela aquisição, instalação, operação e manutenção dos equipamentos necessários à sua fabricação, bem como a sua comercialização, sendo fornecidos ao usuário-cliente todas as garantias e o nível de suporte por eles solicitados. Na Engenharia, podemos destacar algumas áreas com sua respectiva atuação (principal) em cada setor correspondente. Dentre elas, podemos destacar: • Engenharia Civil – construção civil; • Engenharia Elétrica – geração de energia elétrica ou linhas de transmissão; UNIUBE 7 • Engenharia Ambiental – gestão de meio ambiente; • Engenharia da Computação – telecomunicações ou mecatrônica; • Engenharia de Produção – produção manufatureira. Percebemos que as exigências correspondem à área de atuação de cada profissional. Logo, no atual cenário de desenvolvimento tecnológico, o engenheiro desempenha funções relacionadas à pesquisa científica, seja ela básica ou aplicada à construção, à produção, à manutenção, à consultoria, à área de vendas, à área de administração e ao ensino tecnológico em nível médio, superior ou por meio da capacitação de outros profissionais, ministrando treinamentos. O profissional de engenharia tem na sua incontestável formação técnica, baseada no raciocínio lógico e analítico, seu principal ponto forte, o qual é conseguido através de um processo de estudo contínuo (BAZZO, 2003, p.198). Contudo, hoje, a qualidade de um profissional não está relacionada apenas a aspectos técnicos, mas a uma série de habilidades que vão do trabalho em equipe à capacidade de comunicação em mais de uma língua. O profissional, hoje, não necessita dominar somente as habilidades técnicas, mas diferentes habilidades, a fim de atender à diversidade da demanda. Isso significa ter uma visão ampla da realidade, a fim de buscar soluções adequadas aos diferentes problemas. IMPORTANTE! Perfil do profissional da engenharia1.3 No campo dos conhecimentos técnicos, o engenheiro deve ser capaz de conceber, construir e operar diferentes dispositivos, com níveis 8 UNIUBE de complexidade também distintos, o que exige dele conhecimentos contextualizados dos fundamentos matemáticos, físicos, químicos e computacionais, associados à capacidade de identificar, interpretar e aplicar tais fundamentos na solução de problemas. Para tanto, este profissional lança mão de recursos como a modelagem e a prototipação sendo, portanto, capaz de realizar ensaios que comprovem a eficácia de uma solução proposta, ou ainda, que indique se o caminho seguido está produzindo os resultados esperados. Profissional conectado com o mercado, o engenheiro moderno emprega ainda diversos conceitos relacionados à gestão de projetos, sendo o responsável pela gerência de todos os aspectos técnicos, administrativos e também da gerência de pessoal. Fica claro, então, que outra importante característica desse profissional é estar em constante atualização, através de treinamentos sobre novas tecnologias, cursos de aperfeiçoamento e especializações. Considerando-se sua relevante contribuição para o desenvolvimento da sociedade, uma vez que a engenharia lida diretamente com o ambiente, a qualidade de vida, a moradia e a locomoção das pessoas. O engenheiro, ao propor soluções que contribuam com as atividades do dia a dia, deve estar pautado na responsabilidade e na ética (BAZZO, 2003, p. 203). Vale ressaltar que a responsabilidade e a ética devem, fundamentalmente, nortear o trabalho do engenheiro em suas atividades diárias. Prototipação Concepção, montagem e verificação do funcionamento de protótipos (exemplar original ou modelo). UNIUBE 9 O profissional de engenharia deve ser um indivíduo crítico e ético, empreendedor, de iniciativa, com visão sistêmica, de mercado e negócios, capaz de gerenciar projetos, de se relacionar em equipes, respeitar diferenças, sejam elas de ideias, culturais ou raciais, com profundo senso de responsabilidade social, civil, ambiental e com saúde e segurança no trabalho. Ele deve ter compromisso com a qualidade e respeito às normas técnicas, capaz de ler, interpretar e aplicar informações também técnicas, com capacidade de expressão e comunicação oral e escrita, criatividade, ciente do seu raciocínio lógico e analítico para conceber, desenvolver, aprimorar, planejar, elaborar e aplicar tecnologias, favorável ao constante exercício de aprendizagem, e usuário de diversasferramentas computacionais e tecnológicas. SINTETIZANDO... Formação acadêmica1.4 Considerando o perfil de um profissional de engenharia, como devem ser os cursos de formação? O que a organização curricular deve contemplar? Os cursos de Engenharia são elaborados com o intuito de permitir, ao egresso engenheiro, a construção de um conjunto de conhecimentos que o habilitem a dominar uma determinada área de atuação, em consonância com as Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino de Graduação em Engenharia, as quais definem os princípios, fundamentos, condições e procedimentos da formação de engenheiros, estabelecidos pela Câmara de Educação Superior do Conselho Nacional de Educação. 10 UNIUBE Todo o curso de Engenharia, independente de sua modalidade, deve possuir em sua organização curricular um núcleo de conteúdos básicos, um núcleo de conteúdos profissionalizantes e um núcleo de conteúdos específicos que caracterizem a modalidade. (MEC, 2002, p.11). O que é o núcleo de conteúdos básicos? O núcleo de conteúdos básicos, geralmente, compõe a parte inicial do curso de Engenharia, uma vez que aborda conhecimentos que estão mais diretamente ligados aos conceitos iniciais que propiciam o desenvolvimento lógico, analítico e matemático. Alguns exemplos da abrangência desses conhecimentos: • Metodologia do Trabalho Científico; • Comunicação e Expressão; • Matemática; • Física; • Química; • Mecânica; • Ciência dos Materiais; • Informática; • Expressão Gráfica; • Eletricidade; • Fenômenos de Transporte; • Humanidades; • Ciências Sociais e Cidadania. EXPLICANDO MELHOR UNIUBE 11 Já os núcleos de conteúdos profissionalizantes e de conteúdos específicos abrangem os conhecimentos que são trabalhados em função das modalidades e campos de atuação definidos pelo Sistema CONFEA/ CREA (Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia/ Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia), que regula e fiscaliza a atuação profissional dos engenheiros. Os conhecimentos específicos representam um aprofundamento dos aspectos tratados no núcleo de conteúdos profissionalizantes, os quais contemplam: • Algoritmos e Estruturas de Dados; • Bioquímica; • Ciência dos Materiais; • Circuitos Elétricos; • Circuitos Lógicos; • Compiladores; • Construção Civil; • Controle de Sistemas Dinâmicos; • Conversão de Energia; • Eletromagnetismo; • Eletrônica Analógica e Digital; • Engenharia do Produto; • Ergonomia e Segurança do Trabalho; • Estratégia e Organização; • Físico-química; • Geoprocessamento; • Geotecnia; • Gerência de Produção; • Gestão Ambiental; • Gestão Econômica; • Gestão de Tecnologia; • Hidráulica, Hidrologia Aplicada e Saneamento Básico; 12 UNIUBE • Instrumentação; • Máquinas de Fluxo; • Matemática Discreta; • Materiais de Construção Civil; • Materiais de Construção Mecânica; • Materiais Elétricos; • Mecânica Aplicada; • Métodos Numéricos; • Microbiologia; • Mineralogia e Tratamento de Minérios; • Modelagem, Análise e Simulação de Sistemas; • Operações Unitárias; • Organização de computadores; • Paradigmas de Programação; • Pesquisa Operacional; • Processos de Fabricação; • Processos Químicos e Bioquímicos; • Qualidade; • Química Analítica; • Química Orgânica; • Reatores Químicos e Bioquímicos; • Sistemas Estruturais e Teoria das Estruturas; • Sistemas de Informação; • Sistemas Mecânicos; • Sistemas Operacionais; • Sistemas Térmicos; • Tecnologia Mecânica; • Telecomunicações; • Termodinâmica Aplicada; • Topografia e Geodésia; • Transporte e Logística. UNIUBE 13 Vale ressaltar que todos esses conteúdos devem ser, hoje, trabalhados de forma a estimular que o futuro profissional entenda que é necessário ter certa autonomia em relação à busca do conhecimento. O antigo paradigma em que o professor era o detentor do conhecimento e único elo entre o aluno e sua formação não existe mais. Agora o aluno é o agente deste processo, cabendo ao professor criar condições para que ele possa encontrar o seu próprio caminho. O professor é o mediador da aprendizagem. No novo paradigma, o aluno deverá utilizar meios complementares e suplementares para obter as informações que o levem a melhorar o seu nível de entendimento (vídeo, CD-ROM, multimídia, internet etc). Deverá, ainda, ser capaz de estudar, pesquisar, projetar e produzir, integrando todas essas fases do processo (IEL, 2006). Notadamente, em face à vertiginosa velocidade com que os aspectos tecnológicos evoluem, reforça-se a já destacada necessidade do profissional de engenharia buscar, constantemente, o seu aperfeiçoamento. Campos de atuação1.5 Você sabia que os campos de atuação dos profissionais de engenharia são amplos e diversificados e que os profissionais dessa área se preocupam em atender às tendências de mercado? A atuação dos profissionais de engenharia, nos dias de hoje, tem sido pautada pela migração constante entre as diferentes áreas. Essa atuação segue uma tendência de mercado em que se buscam os melhores postos de trabalho, estejam eles na indústria, em instituições públicas ou privadas, em escritórios de consultoria, de projetos ou em instituições financeiras. 14 UNIUBE Esses postos são disputados por aqueles que compreendem que a formação continuada e a autonomia, no que diz respeito à busca por uma maior abrangência das áreas de atuação, é fundamental. Diante desse cenário, o CONFEA, após uma ampla discussão com os diversos setores da sociedade, elaborou uma legislação moderna que visa permitir ao engenheiro explorar o caráter plural da sua formação. Essa nova sistemática deu origem à Resolução 1010 do CONFEA (CONFEA, 2005), a qual faz a discriminação dos grupos profissionais com as suas respectivas modalidades e especialidades. Alguns exemplos de profissionais e suas modalidades. Grupo da Engenharia: I – Modalidade Civil: Engenheiros Civis (generalistas) e Especialidades de Engenheiros de Fortificação e Construção, Engenheiros Sanitaristas, Engenheiros Ambientais, bem como os Engenheiros Industriais, de Produção, e os Tecnólogos e os Técnicos, todos desta modalidade. II – Modalidade Geomensura – Especialidades: Engenheiros Cartógrafos, Engenheiros de Geodésia e Topografia, Engenheiros Agrimensores, Agrimensores, e os Tecnólogos e os Técnicos, todos desta modalidade. III – Modalidade Eletricista: Engenheiros Eletricistas (generalistas) e Especialidades de Engenheiros Eletrotécnicos, Engenheiros Eletrônicos, Engenheiros de Comunicação, Engenheiros de Telecomunicação, Engenheiros de Computação, bem como os Engenheiros Industriais, de Produção, e os Técnicos e Tecnólogos, todos desta modalidade. IV – Modalidade Mecânica: Engenheiros Mecânicos (generalistas) e Especialidades de Engenheiros de Armamento, Engenheiros de EXPLICANDO MELHOR UNIUBE 15 Automóveis, Engenheiros Aeronáuticos, Engenheiros Navais, bem como os Engenheiros Industriais, de Produção, e Técnicos e Tecnólogos, todos desta modalidade. V – Modalidade Química: Engenheiros de Químicos (generalistas) e Especialidades de Engenheiros Metalurgistas, Engenheiros de Minas, Engenheiros Químicos, Engenheiros de Plásticos, Engenheiros Têxteis, Engenheiros de Materiais, bem como os Engenheiros Industriais, de Produção, e Técnicos e Tecnólogos, todos desta modalidade. No que diz respeito à sistematização dos campos profissionais de atuação, foram observados setores e subsetores de cada especialidade, a fim de criar um panorama da atuação profissional no âmbito da engenharia. Logo, segundo Vieira (2004, p.26), para cada modalidade no grupo engenharia foi estabelecido um conjunto de setores, dos quais merecem destaque: • Modalidade Civil: Construção Civil, Estruturas, Materiais, Geotecnia, Transportes, Hidrotecnia,Saneamento, Meio Ambiente, Engenharia Legal, Engenharia de Segurança; • Modalidade Geomensura: Topografia, Geodésia, Cartografia, Agrimensura, Meio Ambiente, Engenharia Legal, Engenharia de Segurança; • Modalidade Eletricista: Eletrotécnica, Eletrônica, Materiais, Comunicações, Computação, Automação e Controle, Engenharia Legal, Engenharia da Segurança; • Modalidade Mecânica: Sistemas Mecânicos, Sistemas Térmicos, Processos Mecânicos, Automação e Controle, Materiais, Aeronáutica e Espaço, Naval e Oceânico, Engenharia Legal, Engenharia de Segurança; • Modalidade Química: Materiais, Plásticos, Metalurgia, Minas, Indústria Química, Meio Ambiente, Têxtil, Alimentos, Engenharia Legal, Engenharia de Segurança. 16 UNIUBE Para cada setor, foram especificadas, ainda, atividades como: • supervisão; • coordenação; • orientação técnica; • planejamento; • projeto; • especificação; • estudos de viabilidade técnico-econômica. Independente do campo de atuação e da atividade dentro da engenharia, os profissionais desta categoria estão inseridos de forma única no processo de desenvolvimento por que passam o país e o mundo, uma vez que é notória a percepção de que o investimento em tecnologia é premissa para o crescimento econômico e consequente desenvolvimento de diversos setores da sociedade. Resumo A história da Engenharia assemelha-se à própria história da humanidade, iniciada há milhões de anos atrás. Os homens da pré-história não contavam com ferramentas próprias para desenvolver seus trabalhos domésticos e no âmbito social. Esta dificuldade forçou o homem a desenvolver métodos para fabricação de ferramentas como as pedras lascadas para se tornarem objetos cortantes e, ainda, o domínio do fogo; e, no decorrer dos tempos, o aperfeiçoamento de técnicas que melhoraram o modo de sobrevivência do homem. Neste capítulo, vimos as alterações do panorama econômico e social em que hoje atuam os profissionais de engenharia. Desde a criação das primeiras escolas, ocasionadas pela adoção de novas ferramentas tecnológicas associadas à informática, à biotecnologia, às UNIUBE 17 telecomunicações, à automação de processos, à gestão de projetos, entre outras, há a criação de novas oportunidades de trabalho, na medida em que o uso de tais ferramentas exige um elevado nível de especialização. Sendo assim, os cursos de Engenharia são elaborados com o intuito de permitir ao egresso engenheiro a construção de um conjunto de conhecimentos que o habilitem a dominar uma determinada área de atuação, independente do campo de atuação e da atividade dentro da Engenharia. Atividades A realização das atividades é essencial ao processo de construção da identidade do profissional de engenharia, objetivo principal deste capítulo de estudos. Para tanto, faz-se necessária uma leitura pormenorizada do mesmo. Lembre-se: para um melhor entendimento, leia quantas vezes se fizerem necessárias. Atividade 1 A sociedade vem passando por uma série de alterações, que implicam diretamente na forma como as pessoas moram, trabalham e se relacionam. Neste contexto, cabe a reflexão de que profissões como as engenharias passam por uma série de mudanças, diagnosticadas pela criação de novos cursos, novas habilitações e modalidades, além de uma infinidade de especializações. Amparado pelas leituras realizadas, indique possíveis motivações das mudanças na engenharia. Atividade 2 É incontestável que a história da engenharia está associada à evolução da humanidade. Diante deste fato, liste marcos históricos que representaram a evolução do senso criativo-tecnológico do ser humano. 18 UNIUBE Atividade 3 Leia a seguinte afirmação: Os engenheiros e tecnólogos são personagens-chave no processo de transformar conhecimento em inovação e atores imprescindíveis na implementação dessas inovações nos sistemas produtivos. As empresas que mais crescem no mundo hoje têm na engenharia e na inovação seus pilares de sustentação (IEL, 2006, p. 19). Após a leitura do trecho anterior, redija um pequeno texto (mínimo de 9 linhas) a respeito da capacidade do engenheiro de promover o processo de desenvolvimento econômico do país. Atividade 4 Baseando-se na leitura do capítulo, indique cinco habilidades que você considera imprescindíveis para o perfil do engenheiro moderno. Atividade 5 Após a leitura das seções Formação acadêmica e Campos de atuação, relacione cinco conteúdos profissionalizantes que estejam ligados à sua modalidade de engenharia. BAZZO, Walter Antonio, PEREIRA, Luiz Teixeira do Vale. Introdução à Engenharia. 6. ed. Florianópolis: Editora da UFSC, 2003. 274p. IEL – Instituto Euvaldo Lodi. Núcleo Central e Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial – Departamento Nacional. Inova Engenharia: Propostas para a Modernização da Educação em Engenharia no Brasil. Brasília, 2006. 105p. Disponível em: <http://www.iel.org.br/portal/main>. Acesso em: 30 maio 2011. SILVEIRA, Marcos Azevedo da. A Formação do Engenheiro Inovador – Uma Visão Internacional. Rio de Janeiro: Puc-Rio, 2005. 136p. Disponível em: <http://www.abenge.org.br>. Acesso em: 30 maio 2011. Referências UNIUBE 19 CONFEA – Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia. Resolução no 1.010, de 22 de agosto de 2005. Lex: Regulamentação da atribuição de títulos profissionais, atividades, competências e caracterização do âmbito de atuação dos profissionais inseridos no Sistema Confea/Crea, Brasília, 2005, 6p. Disponível em: <http://www.confea.org.br>. Acesso em: 30 maio 2011. MEC – Ministério da Educação. Conselho Nacional de Educação – Câmara de Educação Superior. Resolução no 11, 11 de março de 2002. Lex: Diretrizes Curriculares Nacionais do Curso de Graduação em Engenharia, Brasília, 2002, 4p. Disponível em: <http://portal.mec.gov. br/cne/arquivos/pdf/CES112002.pdf>. Acesso em: 30 maio 2011. VIEIRA, Ruy Carlos de Camargos. Estudos sobre a nova sistemática para definição de atribuições/atividades profissionais. Brasília: CONFEA – Comissão de Exercício Profissional, 2004. 39p. Disponível em: <http://www.confea.org.br>. Acesso em: 30 maio 2011. Clidenor Ferreira de Araújo Filho Introdução Ensino por pesquisa e por projeto Capítulo 2 Considerando a demanda no campo profissional da engenharia em relação às novas exigências do mercado frente à constante evolução tecnológica, trabalharemos, neste capítulo, o conceito de ensino por pesquisa e por projeto, a fim de auxiliar a construção e a aprendizagem dos conteúdos necessários à prática da engenharia. O ensino da engenharia, até então, era pautado em conteúdos fragmentados, muitas vezes longe da realidade, com resultados nem sempre satisfatórios. Diante disso, os estudiosos passaram a buscar novas abordagens didático-pedagógicas com o objetivo de alterar essa visão tradicionalista do ensino. Nesse sentido, o ensino passou a ter uma abordagem interdis- ciplinar nas diferentes ciências, a fim de auxiliar o aluno em seu contexto socioeconômico e cultural. Nessa perspectiva, este capítulo visa trabalhar a aprendizagem dentro de uma visão holística. De acordo com essa visão, há de se incentivar a criatividade, a pesquisa, o planejamento, o desenvolvimento e a execução de um projeto: o saber aprender, o saber fazer, o saber ser e, ainda, promover um ensino e 22 UNIUBE uma aprendizagem sistêmicas, dando sentido aos conteúdos estudados, possibilitando uma aprendizagem significativa. Para Masetto (2003), existem várias metodologias que se aplicam à melhoria da qualidade da aprendizagem e à integração de conteúdos ensinados nas universidades ou outras escolas. Dentre elas, duas se destacam, cada uma com sua contribuição específica – o ensino por meio de pesquisa e o ensino por projeto. O ensino porpesquisa é uma metodologia que permite o desenvolvimento de várias aprendizagens, tais como a iniciativa na busca de informações e sua consequente seleção, organização, análise e correlação dos dados e informações; a elaboração de inferências, o levantamento de hipóteses e as respectivas checagens, comprovação, reformulação e conclusão. Essa metodologia habilita o aluno, ainda, a elaborar relatórios científicos e comunicar os resultados obtidos, por escrito ou oralmente, com clareza e ordem. Outra metodologia é o ensino por projeto, que leva o aluno a relacionar a teoria com a prática, a promover a integração dos componentes curriculares e a caminhar rumo a uma atitude interdisciplinar, algo tão necessário à realidade profissional. Assim, o ensino por projeto tem como objetivo contribuir para um ensino- -aprendizagem consistente e motivador. Ao final do estudo deste capítulo, esperamos que você seja capaz de: • identificar o contexto de uma pesquisa científica e tecnológica; • diferenciar ciência e tecnologia; Objetivos UNIUBE 23 • identificar os diferentes procedimentos de uma pesquisa científica e tecnológica; • entender o que é um projeto de engenharia; • relacionar as diferentes fases de elaboração e execução de um projeto de engenharia. Esquema 2.1 Pesquisa e engenharia 2.2 Procedimentos da pesquisa científica e tecnológica 2.3 A importância da pesquisa científica e tecnológica 2.4 Projetos e engenharia 2.5 Fases de um projeto Antes de fazermos a correlação entre pesquisa e engenharia, temos que deixar claro a que pesquisa nos referimos. Observando a prática cotidiana do engenheiro, somos levados a crer que ele é apenas um hábil elaborador e executor de projetos. Mas, na verdade, sua prática está intimamente ligada ao estudo e à implementação de novas técnicas, que são características das pesquisas científicas e tecnológicas. Com isso, vemo-nos diante de dois conceitos fundamentais e distintos – a ciência e a tecnologia – sendo necessário defini-los para entender melhor a pesquisa científica e a tecnológica. Pesquisa e engenharia2.1 E você, o que entende por ciência? 24 UNIUBE Tecnicamente, a ciência busca a descoberta de explicações que desvendem os mais diversos fenômenos naturais. Ela pode ser dividida em duas partes não excludentes, mas complementares: a ciência aplicada, cuja característica principal é a sua utilização na produção de objetivos práticos; e a ciência básica, que aborda os aspectos mais gerais ou fundamentais da realidade, sem a preocupação com as suas aplicações práticas a curto prazo. E a tecnologia? A tecnologia, por sua vez, procura utilizar-se da ciência, para a obtenção de conhecimentos específicos que podem ser empregados na produção de equipamentos a serem utilizados na prática. É possível observar, portanto, que a tecnologia é, de certa forma, o resultado da ciência aplicada. Percebemos que a ciência e a tecnologia andam juntas e que o desenvolvimento tecnológico não seria possível sem essa interação, uma vez que sua principal característica é a produção de novos bens e serviços. Fica claro, então, que o profissional da engenharia deve desenvolver suas atividades com o auxílio da pesquisa científica e da tecnológica. Elas podem, então, ser entendidas como tudo aquilo que está associado à descoberta de novos conhecimentos e à criação de novas realidades, sejam esses conhecimentos produzidos por meio de trabalhos práticos ou por meio de trabalhos teóricos. UNIUBE 25 Para o início de um processo de pesquisa, é necessário a escolha do tema para delimitação do conteúdo e a busca de bibliografia específica para a fundamentação teórica. Tais procedimentos são delineados em função do trabalho a ser realizado. Há necessidade da realização de uma profunda pesquisa bibliográfica, a fim de que seja possível a catalogação de diferentes informações associadas ao tema da pesquisa. Atualmente, muitos são os meios existentes para a busca de informações (livros, revistas, jornais, seminários, workshops, internet), e todos devem ser intensamente explorados. Após reunião do maior número de informações a respeito do assunto da pesquisa, é preciso realizar uma primeira análise por meio da observação dos pontos que merecem destaque no material levantado e que estão relacionados à delimitação do assunto e à solução do problema que deu origem à pesquisa. Nessa fase, devem ser levantadas todas as hipóteses para a solução do problema proposto, uma vez que é necessário fixar as metas para a sua realização. Feito isso, devemos comprovar ou, pelo menos, elucidar as hipóteses propostas para a solução do problema. Para tanto, um método experimental deve ser empregado, uma vez que o resultado de uma pesquisa científica e tecnológica invariavelmente deverá produzir um protótipo, ou dados que levem a ele. Vale ressaltar que, levantada a necessidade de validação dos dados ou hipóteses, a escolha dos equipamentos e os métodos a serem utilizados durante a fase de experimentação devem seguir critérios previamente definidos e que validem o processo. Comprovadas ou descartadas as hipóteses e validados ou não os dados, devemos sintetizar aquilo que foi observado durante todo o processo, desde a busca de informações até a obtenção de possíveis resultados de Procedimentos da pesquisa científica e tecnológica2.2 26 UNIUBE experimentos práticos. Essa fase é muito importante para a elaboração do relatório final da pesquisa. Devemos elaborar, posteriormente, um relatório que contemple todos os passos do processo de pesquisa. Nele devem constar as informações selecionadas, o problema proposto, as possíveis hipóteses de solução do referido problema, os resultados dos experimentos práticos, quando for o caso, e a análise final de todo o processo contemplando a validação ou não dos dados e hipóteses levantados. A linguagem na redação do relatório deve ser: técnica, formal, pautada na objetividade, na clareza, na concisão, a fim de registrar o que foi pesquisado e/ou observado. A elaboração desse documento deve ser feita de maneira a permitir a compreensão do seu conteúdo por todo leitor e em qualquer época. IMPORTANTE! Notadamente, o engenheiro é um dos principais agentes do desenvolvimento tecnológico e, consequentemente, econômico do país. Um ponto importante para esse desenvolvimento é a obtenção ou apropriação de novas tecnologias desenvolvidas, geralmente, por meio da integração indústria-centros de pesquisa-escolas. Vale ressaltar que a pesquisa integrada com a indústria deve atender essencialmente as necessidades das empresas locais, pois tudo indica que as grandes oportunidades econômicas para o país baseiam-se no desenvolvimento regionalizado, na exploração dos potenciais regionais diferenciados (IEL, 2006). A importância da pesquisa científica e tecnológica2.3 UNIUBE 27 Essa ação contribui não só para reduzir as desigualdades internas, como para a inserção do Brasil no mercado internacional com produtos diferenciados e não como mero fornecedor de commodities. A pesquisa integrada com o setor produtivo do entorno das escolas e centros de pesquisa contribui tanto para o avanço tecnológico das empresas, como para a melhoria da qualidade da graduação, sendo referência sobre as necessidades reais do mercado. Nesse contexto, a formação de redes cooperativas de pesquisa, focadas em projetos de desenvolvimento tecnológico, as quais agregam competências de diferentes grupos de pesquisa – de várias instituições e de empresas, têm contribuído enormemente com a promoção da integração indústria-escola. Assim, essa integração possibilita a redução de custos, a formação de recursos humanos e a aceleração de resultados. Commodities Qualquer bem em estado bruto,de origem agropecuária ou de extração mineral ou vegetal, produzido em larga escala mundial e com características físicas homogêneas, seja qual for sua origem, destinado ao comércio externo (Houaiss e Villar, 2009, p. 501). O engenheiro é, por excelência, um solucionador de problemas. Grande parte de suas atividades estão ligadas à sua capacidade de organizar ideias e informações, interpretar dados e propor soluções para os mais diversos problemas de engenharia. Para tanto, esse profissional utiliza-se, muitas vezes, do projeto, que é a aplicação mais fiel dos seus conhecimentos técnicos e práticos. Um projeto é caracterizado por uma sequência clara e lógica de fases, com início, meio e fim, que se destina a atingir um objetivo claro e definido, sendo conduzido por pessoas dentro de parâmetros preestabelecidos de tempo, custo, recursos e de qualidade. Projetos e engenharia2.4 28 UNIUBE Um projeto é o resultado de um elaborado planejamento, que demanda não apenas conhecimentos técnicos, mas também certa dose de criatividade e, muitas vezes, inovação. Por se tratar de um empreendimento notadamente inovador, o projeto tende a ser confundido com o seu produto final, ou seja, com o resultado de todo um processo. A fim de separar o projeto do seu produto, dividimos os projetos em dois tipos (BAZZO, 2003, p. 73 - 74): a) Projeto por evolução – projeto que surge da adaptação, melhoramento ou variação de um produto ou serviço já existente. Exemplo: alteram-se apenas características do produto para uma nova utilização ou melhor adaptação. b) Projeto por inovação – projeto que surge da utilização de conhecimentos ainda não completamente experimentados, como por exemplo: o resultado de pesquisas científicas e tecnológicas. Independentemente do tipo de projeto a ser elaborado e, consequen- temente, executado, faz-se necessária a definição das fases que o compõem, uma vez que é resultado de um processo que envolve agentes e instrumentos. Para a solução de qualquer problema é necessária uma série de informações, que permitirá, inicialmente, a exposição do problema e, posteriormente, a proposição de soluções. As informações iniciais, geralmente, são de domínio coletivo e possibilitam que sejam geradas as informações técnicas a partir delas. Um projeto se inicia com a reunião de todas as informações relativas ao assunto e o levantamento daquilo que será necessário em termos de Fases de um projeto2.5 UNIUBE 29 recursos técnicos e do custo envolvido. Especificamente, segundo Bazzo (2003), um projeto pode ser dividido nas seguintes fases: • identificação de uma necessidade; • definição do problema; • coleta de informações; • concepção; • avaliação; • especificação da solução; • comunicação. A seguir, veremos a descrição de cada uma dessas fases. 2.5.1 Identificação de uma necessidade Para que um projeto seja bem elaborado, é necessário que, inicialmente, se entenda qual a necessidade que o gerou. Muitas necessidades podem ser identificadas. Por exemplo, a insatisfação do cliente com um determinado produto, com mudanças de comportamento do consumidor, com sua própria insatisfação em relação a um determinado bem ou serviço. Sugestões ou constatações de setores da empresa responsáveis por gerenciar o mercado e as novas tecnologias também fazem parte desta importante fase de elaboração e execução de um projeto. Essa fase começa quando a empresa sente a necessidade de aperfeiçoar ou atualizar seus métodos de trabalho, ou, ainda, sua linha de produtos e serviços em função de novas ideias, ou em função da atuação da concorrência. Vale ressaltar que identificar uma necessidade demanda tempo e, sobretudo, criatividade do profissional envolvido com essa fase do projeto. 30 UNIUBE 2.5.2 Definição do problema Uma vez identificada a necessidade da elaboração de um projeto, devemos definir o problema da referida necessidade. Por exemplo, se a necessidade é o escoamento da água das chuvas através da rede pluvial, o problema poderá ser a construção de galerias maiores, ou mesmo a recuperação das existentes. Fica claro que, neste ponto, começamos a delimitar o objeto que será fruto do projeto. Para tanto, a equipe encarregada da elaboração do projeto deve analisar a ideia de uma forma mais estruturada, com um estudo de viabilidade. O trabalho nessa fase pode incluir um estudo de mercado, receitas e despesas, impostos, subsídios etc. 2.5.3 Coleta de informações Essa fase tem por objetivo o levantamento das informações que definirão as características do produto final e que, eventualmente, irão compor as especificações do produto. Dentre as características importantes, estão a relação custo/benefício, o volume de produção, bem como os interesses dos clientes (proprietários, usuários). É nessa fase que são realizadas as entrevistas com os clientes e potenciais usuários, visitas aos pontos de utilização e comercialização do produto e as revisões bibliográficas relacionadas ao tema. 2.5.4 Concepção Fase de detalhamento da coleta de informações, primordial à elaboração e à execução de um projeto. Nela, são desenvolvidos os procedimentos, cálculos, instruções, desenhos e tudo o que é necessário para a execução do projeto, inclusive a formulação de modelos analíticos ou empíricos. Espera-se que nessa fase o cliente participe ativamente do processo, uma vez que suas expectativas podem determinar o sucesso ou não UNIUBE 31 do empreendimento. Vale ressaltar que não existem concepções preelaboradas, e que o projeto é fruto das experiências da equipe que o concebe. 2.5.5 Avaliação Nessa fase, os modelos são testados à exaustão, utilizando-se, na maioria dos casos, de softwares computacionais, bem como os protótipos são submetidos às condições que mais se aproximem à futura realidade de uso. Todas as etapas são avaliadas, mesmo aquelas consideradas já vencidas, e os possíveis erros são catalogados, a fim de que possam ser corrigidos ou subsidiem trabalhos futuros. Sinteticamente, a avaliação é a fase que materializa o que foi planejado anteriormente. 2.5.6 Especificação da solução final Segundo Bazzo (2003, p. 217), é nessa fase que é preparado o memorial descritivo do projeto, que corresponde a um documento que contempla os seguintes aspectos: • objetivos, funções e localizações das partes que compõem o projeto; • características básicas da solução final (propriedades requeridas para os materiais especificados); • indicação dos valores previstos para os parâmetros e variáveis envolvidas; • detalhes construtivos e operacionais; • desenhos detalhados de componentes, subsis- temas e sistemas; • lista de materiais, orçamento e cronograma de execução. 32 UNIUBE 2.5.7 Comunicação Finalizado o projeto, ele deve ser comunicado ao cliente e mesmo à equipe que colaborou com a sua elaboração. Sendo uma etapa fundamental do processo, a comunicação deve ser realizada com a entrega do memorial descritivo e sua explicação. Nessa fase, o profissional de engenharia deve defender com desenvoltura suas escolhas técnicas e até mesmo pessoais. Não existem projetos prontos para serem utilizados na solução de qualquer problema. A criatividade e os conhecimentos farão a diferença. IMPORTANTE! Aceito pelo cliente, o projeto passa à fase de execução e implantação, que pode ou não ser acompanhada pela equipe que o elaborou. Durante essa fase, a equipe de implantação deve ser fiel ao planejamento elaborado para a execução do projeto. Por fim, devemos estar atentos aos benefícios e aos malefícios que um projeto pode gerar. Muitas vezes, os projetos falham ou não atingem os resultados esperados em função de obstáculos naturais, uma vez que tais obstáculos estão fora do âmbito do trabalhoda gerência do projeto. Entre eles, destacamos: • mudanças na estrutura organizacional da empresa; • mudanças na tecnologia; • evolução nos preços e prazos. Outras vezes, porém, as causas dos insucessos são decorrentes de falhas gerenciais, que poderiam ser evitadas, tais como: • metas e objetivos mal-estabelecidos; • muitas atividades e pouco tempo para realizá-las; • estimativas financeiras incompletas; UNIUBE 33 • projeto baseado em dados inadequados ou insuficientes, deixando em segundo plano os dados históricos de projetos similares e, até mesmo, análises estatísticas efetuadas; • tempo não destinado para as estimativas e o planejamento; • desconhecimento das necessidades de pessoal, de equipamentos e de materiais; • envolvimento de pessoas sem conhecimento teórico e prático necessários à execução. A competência do gerente contribui para o sucesso do projeto, evidenciando, dessa forma, a importância de uma boa administração, para que se alcancem resultados que atendam às expectativas da pesquisa. Resumo Neste capítulo, discorremos sobre a relação entre pesquisa e engenharia, com o objetivo de identificar o contexto da pesquisa científica e tecnológica. Além disso, mostramos os procedimentos pertinentes a esse tipo de pesquisa, bem como sua importância. Discorremos, também, sobre o que é um projeto de engenharia e suas fases de elaboração e execução. Pelo capítulo, foi possível entender que o ensino por pesquisa é uma metodologia que permite o desenvolvimento de várias aprendizagens, tais como a iniciativa na busca de informações e sua consequente seleção, organização, análise e correlação dos dados e informações; a elaboração de inferências, o levantamento de hipóteses e as respectivas checagens, comprovação, reformulação e conclusão. Percebemos, ainda, que o ensino por projeto, leva o aluno a relacionar a teoria com a prática, a promover a integração dos componentes curriculares e a caminhar rumo a uma atitude interdisciplinar que é tão necessária à realidade profissional. 34 UNIUBE Atividades A realização das atividades é essencial ao processo de construção da aprendizagem por pesquisa e por projetos. Para tanto, é aconselhável a releitura pormenorizada do capítulo. Atividade 1 Após a leitura deste capítulo, percebemos que ciência e tecnologia são dois conceitos importantes e que estão intimamente relacionados. Elabore um texto de, no máximo, 20 linhas, abordando esses conceitos e sua importância. Atividade 2 Neste capítulo, vimos um importante recurso para a aproximação entre o setor produtivo e as escolas de engenharia. Sendo assim, faça uma pesquisa sobre como estão sendo implementadas atualmente as redes cooperativas de pesquisa. Atividade 3 A pesquisa científica e tecnológica é essencial para o desenvolvimento tecnológico do país. Logo, o engenheiro deve estar preparado para trabalhar com esse tipo de pesquisa. Em função disso, determine quais os procedimentos para a realização de uma pesquisa científica e tecnológica. Atividade 4 Leia a citação a seguir: Na educação formal universitária, aprende-se o método científico através da progressão lógica de eventos que conduzem à solução de problemas científicos. A solução de problemas de engenharia, embora semelhante, apresenta diferenças em relação aos problemas científicos (BAZZO, 2003, p. 75-76). UNIUBE 35 Esse trecho trata da ação científica e da ação tecnológica. Após a leitura do referido texto, defina esses dois conceitos de ação. Atividade 5 Após a leitura da seção “Fases de um projeto”, sintetize o objetivo de cada uma delas. Referências BAZZO, Walter Antonio; PEREIRA, Luiz Teixeira do Vale. Introdução à Engenharia. 6. ed. Florianópolis: Editora da UFSC, 2003. 274p. BRASÍLIA (Distrito Federal). Instituto Euvaldo Lodi – Núcleo Central e Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial – Departamento Nacional. Inova Engenharia – Propostas para a Modernização da Educação em Engenharia no Brasil. Brasília, 2006. 105p. Disponível em <http://www.iel.org.br/portal/ main.jsp?lumPageId=4028FBE51C243B77011C245F9B0B0951&lumItemId= FF8080811D6D367D011DE4A80267429C>. Acesso em: 30 de maio 2011. HOUAISS, Antônio e VILLAR, Mauro de Salles. Dicionário Houaiss da língua portuguesa. Rio de Janeiro, Objetiva, 1ª Edição, 2009. FERREIRA, Aurélio Buarque de Holanda. Novo Dicionário Aurélio. São Paulo, Nova Fronteira, 2ª Edição, 1986. IEL – Instituto Euvaldo Lodi. Núcleo Central e Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial – Departamento Nacional. Inova Engenharia: Propostas para a Modernização da Educação em Engenharia no Brasil. Brasília, 2006. 105p. Disponível em: <http://www.iel.org.br/portal/main>. Acesso em: 30 maio 2011. OLIVEIRA, Guilherme Bueno de. MS Project & Gestão de Projetos. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2005. 189p. MASETTO, Marcos Tarciso. Competência Pedagógica do Professor Universitário. São Paulo: Summus Editorial, 2003. 194p. Luciana De Martino Nogueira Jacqueline Oliveira Lima Zago Introdução A criatividade e a inovação tecnológica Capítulo 3 No contexto das organizações, o capital humano tem um aspecto significativo para o êxito operacional, pois liderar pessoas passa a ser o ponto crítico para empresas que atuam em mercados competitivos. Neste sentido, os profissionais que têm o desafio de pensar, implementar, operar e promover melhorias nos sistemas produtivos tornam-se peças fundamentais para as empresas que procuram produzir com o mais alto padrão de qualidade, num mundo em constante transformação. Assim, a criatividade, aliada à ciência e à tecnologia, é um comportamento que pode e deve ser desenvolvido no ser humano, entendido como mola propulsora na resolução dos problemas organizacionais. Para alcançar os objetivos propostos, primeiramente faremos uma abordagem conceitual de cada um dos temas apresentados. Essa abordagem precisará de uma constante parada para reflexão, análise e síntese de suas experiências. O conhecimento será construído a partir das suas observações e reflexões. 38 UNIUBE Ao final destes estudos, esperamos que você seja capaz de: • apresentar o campo da criatividade e da inovação tecnológica; • diferenciar os conceitos: ciência, tecnologia e inovação tecnológica; • explicar os processos criativos no contexto das organizações; • identificar a importância da criatividade e da inovação tecnológica para o desenvolvimento de novos processos e produtos; • enumerar os principais conceitos e teorias que compõem essa área; • apontar a aplicabilidade desses conceitos por meio dos exemplos e atividades apresentados; • demonstrar como a criatividade pode contribuir para o desenvolvimento pessoal e profissional; • relacionar o processo de produção com a mediação do conhecimento nas empresas; • analisar o panorama nacional de inovação tecnológica, bem como as políticas públicas de incentivo. Objetivos Esquema 3.1 A criatividade e a inovação tecnológica 3.2 O engenheiro de produção 3.3 Ciência, tecnologia e inovação tecnológica 3.4 Os processos criativos no contexto das organizações 3.5 O cérebro e a criatividade 3.6 O processo criativo 3.7 2009 - Ano Europeu da Criatividade e Inovação 3.8 Panorama nacional de inovação UNIUBE 39 Você já reparou como alguns termos têm sido utilizados no contexto das organizações? Algumas palavras invadiram o espaço organizacional passando a fazer parte do vocabulário e do cotidiano das pessoas. Mais do que simples palavras, elas transmitem valores que podem provocar profundas transformações no modo de ser e agir das pessoas: liderança, pró-atividade, inovação, criatividade, são só algumas dentre tantas outras palavras. Com isso, podemos dizer que o mundo estáem constante transformação e que ocorre em todos os setores. A tecnologia, o cenário político e econômico, as concorrências e as tendências do mercado são exemplos de forças que atuam promovendo essas mudanças. Hoje em dia, as organizações enfrentam um ambiente dinâmico e precisam acompanhar e entender esse novo cenário que se apresenta. A criatividade e a inovação tecnológica3.1 Observe à sua volta. Veja o quanto nosso cotidiano vem sendo modificado. A que você atribui essas mudanças? PARADA PARA REFLEXÃO Imagino que você tenha atribuído essas mudanças à capacidade do homem de criar novas formas para melhorar a sua vida, ou seja, não seria exagero afirmar que a mobilização das pessoas é fundamental para promover mudança, seja de que tipo for. Ou seja, qualquer invenção, ou inovação tecnológica, tem como aspecto principal o trabalho humano, criando e recriando estratégias. 40 UNIUBE Vamos, a partir de agora, identificar o campo de ação do engenheiro de produção, situar o seu surgimento, a legislação pertinente, conhecer a história da Engenharia de Produção no Brasil e suas práticas. O engenheiro de produção3.2 Você sabe o que é “engenhar”? Se buscarmos na etimologia da palavra, veremos que, em latim, ingeniu significa faculdade inventiva, talento. É a arte de aplicar princípios científicos e matemáticos, experiência e senso comum de forma a beneficiar o Homem. Os engenheiros são, antes de tudo, solucionadores de problemas. Devem procurar as melhores, as mais rápidas e menos dispendiosas formas de utilizar insumos e trabalho para atender às necessidades humanas. Desde a construção das pirâmides, o processo de irrigação egípcio, a aterrissagem do homem na lua, o progresso tem referência no trabalho de um engenheiro. A engenharia de produção nasceu nos EUA por volta do final do século XIX e início do século XX com o engenheiro Frederic Taylor e sua “Scientific Management”, ou administração científica, que ele escreveu no início do século passado juntamente com Frank e Lillian Gilbreth, H.L. Gantt, H. Emerson, entre outros. Apesar de controverso, a indústria americana viu-se invadida pelas ideias tayloristas. Introduziu procedimentos interessantes sobre a quantificação do tempo e dos movimentos no processo industrial e, mesmo hoje, é considerada uma revolução. No Brasil, a engenharia, enquanto profissão, é bastante jovem e só foi regulamentada em 1933 com as profissões de Engenheiro Agrônomo e Engenheiro Civil, ano em que também foi criado o Sistema CONFEA/ CREA, através do Decreto Federal n.º 23.569. A criação de cursos nessa área foi impulsionada nos anos 50 pela chegada das multinacionais. Tanto o departamento de planejamento e controle da produção, como UNIUBE 41 o de controle de qualidade, era de responsabilidade do “Industrial Engineers”, o nosso engenheiro de produção. De 1959, data de criação do primeiro curso de engenharia de produção, até os dias atuais, temos mais de 130 cursos nessa área, no Brasil. Desde então, o engenheiro de produção tornou-se peça fundamental para as empresas que procuram produzir com o mais alto padrão de qualidade, de forma cada vez mais “enxuta” e, nesse cenário de produção flexível, automatizado e em constante transformação, o perfil do engenheiro deve priorizar a criatividade. Sendo assim, o foco desse engenheiro, como o próprio nome diz, é produção. Em complementação, a Associação Brasileira de Engenharia de Produção (ABEPRO) aponta que o engenheiro de produção deve ter uma formação científica e profissional que o capacite a identificar, formular e solucionar problemas ligados às atividades de projeto; operação e gerenciamento do trabalho e de sistemas de produção de bens e/ou serviços, considerando também os aspectos humanos, econômicos, sociais e ambientais, com visão ética e humana, em atendimento às demandas da sociedade. O Engenheiro de Produção, segundo a ABEPRO, deve ter competên- cia para: • dimensionar e integrar recursos físicos, huma- nos e financeiros a fim de produzir, com efici- ência e ao menor custo, considerando a possi- bilidade de melhorias contínuas; • utilizar ferramental matemático e estatístico para modelar sistemas de produção e auxiliar na tomada de decisões; • projetar, implementar e aperfeiçoar sistemas, produtos e processos, levando em considera- ção os limites e as características das comuni- dades envolvidas; 42 UNIUBE • prever e analisar demandas, selecionar co- nhecimento científico e tecnológico, projetando produtos ou melhorando suas características e funcionalidade; • incorporar conceitos e técnicas de qualidade em todo o sistema produtivo, tanto nos seus aspectos tecnológicos quanto organizacionais, aprimorando produtos e processos e produ- zindo normas e procedimentos de controle e auditoria; • prever a evolução dos cenários produtivos, per- cebendo a interação entre as organizações e os seus impactos sobre a competitividade; • acompanhar os avanços tecnológicos, organi- zando-os e colocando-os a serviço da deman- da das empresas e da sociedade; • compreender a inter-relação dos sistemas de produção com o meio ambiente, tanto no que se refere à utilização de recursos escassos quanto à disposição final de resíduos e rejeitos, atentando para a exigência de sustentabilidade; • utilizar indicadores de desempenho, sistemas de custeio, bem como avaliar a viabilidade eco- nômica e financeira de projetos; • gerenciar e otimizar o fluxo de informação nas empresas utilizando tecnologias adequadas (ABEPRO, 2006, p. 3). Logo, compete ao engenheiro de produção não só implementar e operar os sistemas produtivos, como também efetuar, principalmente, as melhorias que esses sistemas requerem. O profissional de engenharia de produção deve saber lidar diretamente com as evoluções tecnológicas, com as exigências dos consumidores e do mercado globalizado, utilizando sua capacidade criativa para vencer os desafios que surgem no dia a dia. Entre outras, deve apresentar habilidades, tais como: UNIUBE 43 • iniciativa empreendedora; • iniciativa para autoaprendizado e educação continuada; • comunicação oral e escrita; • leitura, interpretação e expressão por meios gráficos; • visão crítica de ordens de grandeza; • domínio de técnicas computacionais; • conhecimento, em nível técnico, de língua estrangeira; • conhecimento da legislação pertinente; • capacidade de trabalhar em equipes multidisciplinares; • capacidade de identificar, modelar e resolver problemas; • compreensão dos problemas administrativos, socioeconômicos e do meio ambiente; • “pensar globalmente, agir localmente”. A abrangente visão do engenheiro de produção lhe permite: • efetuar diagnósticos e propor soluções; • planejar e desenvolver estratégias; • desenvolver produtos ou processos; • coordenar equipes; entre outros. EXPLICANDO MELHOR Todas essas competências e habilidades são o que tornam esse profissional um dos mais procurados no mercado de trabalho, segundo o próprio CONFEA/CREA. É, sem dúvida, a sua capacidade em integrar as questões técnicas com as gerenciais que habilita o engenheiro de produção a atuar nos diferentes setores da produção industrial. Isso se dá porque grande parte dos problemas enfrentados no cotidiano das empresas envolve questões gerenciais, exigindo domínio das áreas técnica e administrativa, e também perfil integrador do engenheiro de produção. No exercício da profissão, o engenheiro de produção deve preocupar-se com inúmeros aspectos, como: 44 UNIUBE • com a gestão e a otimização dos processos produtivos e o consequente ganho em produtividade; • com o mercado de consumo, com a logística empresarial; • com o avanço tecnológico, com a qualidade dos produtos e serviços; • com o impacto ambiental e social de se produzir;
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