Relatório_Final

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Desenvolvimento de Conceito e Análise Estrutural de um 
Kart que Acompanha o Crescimento da Criança 
 
Vítor João Antunes Beltrão 
 
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em 
Engenharia Mecânica 
 
Júri 
Presidente: Professor Doutor Rui Manuel dos Santos Oliveira Baptista 
Orientador: Professor Doutor Pedro Miguel dos Santos Vilaça da Silva 
Vogais: Tenente-Coronel Eng. SMat João Paulo Pereira da Silva 
 Professor Doutor Pedro Alexandre Rodrigues Carvalho Rosa 
 
 
 
Lisboa, Outubro de 2009 
 
 
 
i 
AGRADECIMENTOS 
 
Pretendo neste ponto, demonstrar o meu sincero agradecimento a todo o conjunto de 
pessoas, empresas e instituições que me auxiliaram na realização deste trabalho. 
Ao meu orientador, o Senhor Professor Pedro Miguel dos Santos Vilaça da Silva, por ter 
acreditado e encorajado a realização deste trabalho e, acima de tudo, por proporcionar as condições 
necessárias à execução do projecto. 
Aos meus grandes amigos e camaradas da Academia Militar, que me acompanham nesta 
caminhada desde o primeiro ano: José Pinto, José Dias, Jaime Coelho e Tiago Flambó que sempre 
me auxiliaram e prestaram apoio. 
Aos meus colegas Eládio, Filipe e Catarina pelas constantes “conversas”, no sentido do 
melhoramento e da solução dos entraves que foram surgindo. 
À MCG, em especial ao Sr. José Miguel, por me ter possibilitado a presença na sua empresa, 
o que se traduziu numa experiência muito gratificante ao poder conviver com a realidade empresarial 
do nosso país. Ainda em relação a esta empresa, o meu profundo agradecimento a toda a Secção de 
Ferramentas, liderada pelo Engenheiro Carlos Saraiva, pela integração que me fizeram e pelo 
contínuo aconselhamento e auxílio acerca do trabalho lá desenvolvido. Não me poderei esquecer do 
Sr. Januário, uma pessoa bastante experiente e com quem eu muito aprendi. 
Ao Sr. João e à sua empresa SPORTKART que, através da sua enorme experiência com a 
modalidade que é o karting, me permitiu um contínuo esclarecimento de dúvidas e um importante 
auxílio na resolução de alguns problemas. 
Ao Senhor Professor Miguel Neves pelo permanente incentivo e pela disponibilidade 
apresentada em me ajudar. 
A toda a minha família, em especial aos meus pais e irmãos, que sempre acreditaram em 
mim e que me incitaram à realização deste projecto. 
À Sara, por tudo. 
 
ii 
RESUMO 
 
Este trabalho trata do desenvolvimento do conceito de um kart para crianças dos 7 aos 12 
anos de idade que se adapta geometricamente, permitindo acompanhar o seu crescimento. Esta 
capacidade de afinação/regulação é conseguida através de um conjunto de inovações realizadas ao 
nível do chassis, de um sistema banco/berço, da coluna de direcção e dos pedais. De referir ainda a 
preocupação que foi tida em conta para equipar este veículo com elementos de segurança passiva, 
de forma a torná-lo um brinquedo seguro. 
Os objectivos do trabalho passam, essencialmente, pelo desenvolvimento do conceito acima 
descrito e pela análise estrutural do mesmo. A intenção do produto é permitir o desenvolvimento das 
inúmeras capacidades cognitivas e reactivas que a criança necessita de aplicar na utilização de um 
kart, de forma segura e fiável, ao longo de pelo menos 5 anos de pleno crescimento. O 
desenvolvimento deste conceito não tem como finalidade o mercado do karting de competição mas 
sim do karting de aprendizagem e lazer. 
Para a elaboração deste projecto foi seguida uma metodologia de desenvolvimento de 
produto. Como tal, o correcto ajuste dos componentes do kart à dimensão da criança foi efectuado 
com base nos dados antropométricos das crianças da faixa etária considerada. Para verificar e 
confirmar, de uma forma efectiva, a viabilidade da utilização do kart por pilotos entre os 7 e os 12 
anos de idade, foram criados três bonecos virtuais (dummys) correspondentes às idades de 7, 9 e 12 
anos. Este passo permitiu avaliar a efectiva adaptação do kart aos vários tamanhos de uma criança, 
no intervalo de idades definido. 
Outra ferramenta utilizada neste trabalho diz respeito ao software ANSYS. Este programa foi 
empregue para se poder realizar uma análise em elementos finitos à estrutura que se definiu como o 
conceito final. De salientar ainda a execução de uma análise de custos referente à produção de um 
protótipo. 
De entre as principais considerações que são possíveis de estabelecer, como resultado do 
trabalho efectuado nesta fase de desenvolvimento do kart, destacam-se as amplitudes de afinação 
obtidas nos conjuntos banco/berço, coluna de direcção e pedais, as quais são extremamente 
importantes para a adaptação do veículo ao tamanho da criança. Evidenciam-se também os valores 
alcançados na análise estrutural do chassis, a qual apresentou um melhoramento da rigidez torsional 
em relação a um chassis de competição e um bom comportamento em curva. 
 
PALAVRAS-CHAVE 
 
Kart para criança 
Desenvolvimento de Conceito 
Análise de Elementos Finitos 
Análise de Fabrico 
Plano de Oportunidade 
 
iii 
ABSTRACT 
 
This work is based on the development of a kart’s concept for children from 7 to 12 years of 
age that fits geometrically possible to monitor their growth. This ability to tune or adjust is achieved 
through a series of innovations developed at the chassis, the seat and cradle system, the steering 
column and the pedals. Note also the concern that was taken into account to equip this vehicle with 
passive safety features, in order to make it a safe toy. 
The objectives of the work are essentially the development of the concept described above 
and the structural analysis of the same. The intent of the product is to allow the development of many 
cognitive and reactive abilities that the child needs to apply to use a kart safely and reliably, over at 
least 5 years of strong growth. The development of this concept has no intention in the competition’s 
market but the learning and leisure karting. 
For the elaboration of this project it was followed a methodology for product development. As 
such, the proper adjustment of the components of the kart to the size of the child was based on 
anthropometric data of children in the age range considered. To verify and confirm, in an effective 
manner, the feasibility of kart use by pilots between 7 and 12 years of age, it were created three 
dummies corresponding to the age of 7, 9 and 12 years. This step allowed us to evaluate the effective 
adaptation of the kart to various sizes of a child in the age range defined. 
Another tool used in this work refers to the software ANSYS. This program was used in order 
to perform a finite element analysis of the structure defined as the final concept. Also note the 
implementation of a cost analysis for production of a prototype. 
Among the main considerations that are possible to establish, as a result of the work done at 
this stage of development of the kart, we highlight the tuning amplitudes obtained in the sets of 
bank/cradle system, steering column and pedals, which are extremely important for adaptation of the 
vehicle to the size of the child. It's also significant to became evident the values achieved in the 
structural analysis of the chassis, which reported an improvement in torsional stiffness compared to a 
chassis for competition and a good behaviour in turning. 
 
 
KEY-WORDS 
 
Kart for Child 
Concept Development 
Finite Element Analysis 
Manufacturing Analysis 
Opportunity Plan 
 
 
 
 
iv 
ÍNDICE 
 
AGRADECIMENTOS ........................................................................................................................................... I 
RESUMO .............................................................................................................................................................. II 
PALAVRAS-CHAVE ..........................................................................................................................................II 
ABSTRACT ......................................................................................................................................................... III 
KEY-WORDS ..................................................................................................................................................... III 
ÍNDICE ................................................................................................................................................................ IV 
LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................................................... VI 
LISTA DE TABELAS ........................................................................................................................................ IX 
LISTA DE NOMENCLATURA .......................................................................................................................... X 
1 - OBJECTIVOS E INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 1 
1.1 OBJECTIVOS ............................................................................................................................................... 1 
1.2 CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO ................................................................................................................ 1 
1.3 ENQUADRAMENTO HISTÓRICO ................................................................................................................... 2 
1.4 ENQUADRAMENTO DE MERCADO ............................................................................................................... 5 
1.5 GUIA DE LEITURA ....................................................................................................................................... 6 
2 - ESTADO DE ARTE .................................................................................................................................... 7 
2.1 CONCEITO ANTERIOR ................................................................................................................................. 7 
2.2 CHASSIS E SOLUÇÕES EXISTENTES NO MERCADO ....................................................................................... 8 
2.2.1 CRG ................................................................................................................................................................... 8 
2.2.2 MACH 1 KART ..................................................................................................................................................... 9 
2.2.3 INTREPID ........................................................................................................................................................... 9 
2.2.4 SODI KART ........................................................................................................................................................ 10 
2.2.5 TONY KART ....................................................................................................................................................... 10 
2.3 REGULAMENTAÇÃO E RECOMENDAÇÕES ................................................................................................. 11 
2.3.1 REGULAMENTO TÉCNICO ................................................................................................................................... 11 
2.3.1.1 Definições ................................................................................................................................................. 11 
2.3.1.2 Prescrições gerais ..................................................................................................................................... 12 
2.3.2 RECOMENDAÇÕES PARA O KARTING DE LAZER ..................................................................................................... 18 
3 - DESENVOLVIMENTO DO CONCEITO .............................................................................................. 19 
3.1 DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO ............................................................................................................ 19 
3.2 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA .................................................................................................................. 20 
3.2.1 ESTUDO DE ANTROPOMETRIA ............................................................................................................................. 20 
3.3 FASES DE DESENVOLVIMENTO ................................................................................................................. 22 
3.3.1 RESUMO DA EVOLUÇÃO DO CONCEITO ............................................................................................................... 23 
3.3.2 MATERIAIS ENVOLVIDOS .................................................................................................................................... 25 
3.4 SOLUÇÃO FINAL ....................................................................................................................................... 26 
3.4.1 MEMÓRIA DESCRITIVA ....................................................................................................................................... 26 
3.4.2 CONJUNTOS ...................................................................................................................................................... 27 
3.4.2.1 Chassis ...................................................................................................................................................... 27 
3.4.2.2 Sistema Banco e Berço ............................................................................................................................. 32 
3.4.2.3 Coluna de Direcção .................................................................................................................................. 36 
3.4.2.4 Pedais........................................................................................................................................................ 38 
3.4.2.5 Transmissão .............................................................................................................................................. 40 
3.4.3 COMPONENTES DE SEGURANÇA ......................................................................................................................... 41 
3.4.3.1 Carenagens ............................................................................................................................................... 41 
3.4.3.2 Pára-choques Envolvente .......................................................................................................................... 42 
3.4.3.3 Protecções do Eixo Traseiro e do Motor ................................................................................................... 42 
3.4.3.4 Encosto de Cabeça .................................................................................................................................... 43 
3.4.4 CONCEITO FINAL ............................................................................................................................................... 43 
3.4.5 KART + DUMMY ................................................................................................................................................ 44 
 
v 
4 - PROJECTO ESTRUTURAL ................................................................................................................... 46 
4.1 ELEMENTOS ROSCADOS ........................................................................................................................... 46 
4.1.1 VERIFICAÇÃO DA SECÇÃO ROSCADA DOS PINOS DO BERÇO ................................................................................... 46 
4.2 ANÁLISE DE ELEMENTOS FINITOS AO CHASSIS ..........................................................................................49 
4.2.1 MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS .................................................................................................................... 49 
4.2.2 RIGIDEZ TORSIONAL DO CHASSIS ........................................................................................................................ 51 
4.2.3 SIMULAÇÃO EM SITUAÇÃO DE CURVA .................................................................................................................. 53 
4.2.3.1 Situação de Curva para a Direita .............................................................................................................. 56 
4.2.3.2 Situação de Curva para a Esquerda ........................................................................................................... 58 
5 - PREPARAÇÃO PARA FABRICO DE PROTÓTIPO .......................................................................... 62 
5.1 TAREFAS DESENVOLVIDAS ...................................................................................................................... 62 
5.1.1 DESENHO DE CONJUNTO .................................................................................................................................... 64 
5.1.2 COMPONENTES A ADQUIRIR ............................................................................................................................... 64 
5.1.3 COMPONENTES A FABRICAR ............................................................................................................................... 64 
5.2 OPERAÇÕES DE FABRICO .......................................................................................................................... 65 
5.2.1 OXICORTE ........................................................................................................................................................ 65 
5.2.2 CORTE POR LASER ............................................................................................................................................. 66 
5.2.3 ELECTRO-EROSÃO COM FIO ............................................................................................................................... 66 
5.2.4 DOBRAGEM DE TUBOS ....................................................................................................................................... 67 
5.2.5 MAQUINAGEM ................................................................................................................................................... 67 
5.2.6 TORNEAMENTO ................................................................................................................................................. 67 
5.2.7 FRESAGEM ....................................................................................................................................................... 68 
5.2.8 FURAÇÃO ......................................................................................................................................................... 68 
5.2.9 FORJAMENTO ................................................................................................................................................... 69 
5.2.10 ESTAMPAGEM ................................................................................................................................................... 69 
5.2.11 SOLDADURA MIG/MAG ....................................................................................................................................... 70 
5.3 SEQUÊNCIA DE MONTAGEM ...................................................................................................................... 70 
6 - PLANO DE OPORTUNIDADE ............................................................................................................... 71 
6.1 ANÁLISE ESTRATÉGICA ............................................................................................................................ 71 
6.1.1 ESTRATÉGIA DE MERCADO ................................................................................................................................. 71 
6.1.2 ANÁLISE SWOT .................................................................................................................................................. 71 
6.2 ANÁLISE DE CUSTOS................................................................................................................................. 73 
6.2.1 DIMENSÃO DE NEGÓCIO .................................................................................................................................... 73 
6.2.2 ANÁLISE DE FABRICO ........................................................................................................................................ 73 
7 - CONCLUSÕES.......................................................................................................................................... 78 
8 - PROPOSTAS PARA TAREFAS A DESENVOLVER NO FUTURO .................................................. 80 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................................................. 80 
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................................. 81 
ANEXOS .............................................................................................................................................................. 83 
A) Equivalência das espessuras em função dos diâmetros externos ......................................................................... 83 
B) Norma NF S52-002 (AFNOR) ............................................................................................................................ 83 
C) Dados Antropométricos – 6 aos 12 anos .............................................................................................................. 85 
D) Evolução do Conceito ......................................................................................................................................... 87 
E) Lista de todas as peças que compõem o conceito final ........................................................................................ 92 
F) Divisão do conceito final em conjuntos e subconjuntos ....................................................................................... 95 
G) Análise de Custos para Produção de um Protótipo ............................................................................................ 102 
 
 
vi 
LISTA DE FIGURAS 
 
FIGURA 1.1 – KART E BONECO (DUMMY) DE 12 ANOS .............................................................................................. 2 
FIGURA 1.2 – KART DE JAMES OLIVE DAY .............................................................................................................. 2 
FIGURA 1.3 – O PRIMEIRO KART............................................................................................................................... 3 
FIGURA 1.4 – KARTÓDROMOS EM PORTUGAL .......................................................................................................... 4 
FIGURA 1.5 – KART ACTUAL .................................................................................................................................... 4 
FIGURA 1.6 – BABY KART (À ESQUERDA) E KART CADETE (À DIREITA) .................................................................. 6 
FIGURA 2.1 – AFINAÇÃO DA COLUNA DE DIRECÇÃO ................................................................................................ 7 
FIGURA 2.2 – AFINAÇÃO DOS PEDAIS ....................................................................................................................... 7 
FIGURA 2.3 – AFINAÇÃO DO BANCO......................................................................................................................... 8 
FIGURA 2.4 – KART DE ALUGUER DA CRG ..............................................................................................................8 
FIGURA 2.5 – KART DE ALUGUER DA MACH 1 ......................................................................................................... 9 
FIGURA 2.6 – KART DE ALUGUER DA INTREPID ........................................................................................................ 9 
FIGURA 2.7 – KART DE ALUGUER DA SODI KART ................................................................................................... 10 
FIGURA 2.8 – KART DE ALUGUER DA TONY KART ................................................................................................. 10 
FIGURA 2.9 – CHASSIS DE UM KART ....................................................................................................................... 12 
FIGURA 2.10 – CHASSIS-QUADRO .......................................................................................................................... 13 
FIGURA 2.11 – EXEMPLO DE CARROÇARIA ............................................................................................................. 14 
FIGURA 2.12 – EXEMPLO DE SISTEMA DE TRAVAGEM HIDRÁULICO ........................................................................ 14 
FIGURA 2.13 – CREMALHEIRA E CORRENTE ........................................................................................................... 15 
FIGURA 2.14 – EXEMPLO DE UMA COLUNA DE DIRECÇÃO ...................................................................................... 15 
FIGURA 2.15 – TIRANTE DA DIRECÇÃO .................................................................................................................. 16 
FIGURA 2.16 – PEDAL DO ACELERADOR ................................................................................................................. 16 
FIGURA 2.17 – EXEMPLO DE MOTOR ...................................................................................................................... 17 
FIGURA 2.18 – RESERVATÓRIO DE COMBUSTÍVEL ................................................................................................. 17 
FIGURA 2.19 – JANTES E PNEUS ............................................................................................................................. 18 
FIGURA 3.1 – DADOS ANTROPOMÉTRICOS DAS CRIANÇAS DOS 6 AOS 12 ANOS ...................................................... 21 
FIGURA 3.2 – PRIMEIRO CONCEITO DO CHASSIS ..................................................................................................... 23 
FIGURA 3.3 – PRIMEIRO CONCEITO DO SISTEMA BANCO E BERÇO ........................................................................... 23 
FIGURA 3.4 – SEGUNDO CONCEITO DO SISTEMA BANCO E BERÇO ........................................................................... 24 
FIGURA 3.5 – COLUNA DE DIRECÇÃO ..................................................................................................................... 24 
FIGURA 3.6 – PRIMEIRO CONCEITO DOS PEDAIS ..................................................................................................... 25 
FIGURA 3.7 – SEGUNDO CONCEITO DOS PEDAIS ..................................................................................................... 25 
FIGURA 3.8 – DIMENSÕES GERAIS DO KID’ART .................................................................................................... 27 
FIGURA 3.9 – DIMENSÕES DO QUADRO DO CHASSIS ............................................................................................... 28 
FIGURA 3.10 – TUBO 2 ........................................................................................................................................... 28 
FIGURA 3.11 – FRACTURA DE UM CHASSIS DE COMPETIÇÃO .................................................................................. 28 
FIGURA 3.12 – TUBO 3 ........................................................................................................................................... 29 
FIGURA 3.13 – CHUMACEIRAS ............................................................................................................................... 29 
FIGURA 3.14 – PLACAS DE SUPORTE DO BERÇO DO BANCO NA ZONA INTERMÉDIA DO QUADRO ............................. 30 
FIGURA 3.15 – APOIO DA COLUNA DE DIRECÇÃO ................................................................................................... 30 
FIGURA 3.16 – SEGUNDO APOIO DA COLUNA DE DIRECÇÃO ................................................................................... 30 
FIGURA 3.17 – CHAPAS DE SUPORTE DA PLACA DE FUNDO (A VERMELHO) E TUBOS DAS MANGAS (A AZUL) .......... 31 
FIGURA 3.18 – VISTA DA ZONA DIANTEIRA ............................................................................................................ 31 
FIGURA 3.19 – CHASSIS ......................................................................................................................................... 31 
FIGURA 3.20 – BANCO ........................................................................................................................................... 32 
FIGURA 3.21 – BERÇO DO BANCO .......................................................................................................................... 32 
FIGURA 3.22 – PLACAS DE SUPORTE TRASEIRAS .................................................................................................... 33 
FIGURA 3.23 – PLACAS DE SUPORTE DIANTEIRAS E ESTRUTURAS DE APOIO ........................................................... 33 
FIGURA 3.24 – CONJUNTO CHASSIS E BERÇO .......................................................................................................... 34 
FIGURA 3.25 – POSICIONAMENTO DO BANCO ......................................................................................................... 34 
FIGURA 3.26 – SISTEMA BANCO E BERÇO E CHASSIS .............................................................................................. 35 
FIGURA 3.27 – POSIÇÕES EXTREMAS DA AFINAÇÃO EM COMPRIMENTO ................................................................. 35 
FIGURA 3.28 – POSIÇÕES EXTREMAS DA AFINAÇÃO EM ALTURA ............................................................................ 35 
FIGURA 3.29 – COLUNA INFERIOR E SUPERIOR ....................................................................................................... 36 
FIGURA 3.30 – COLUNA DE DIRECÇÃO ................................................................................................................... 36 
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file:///I:/Relatório_Final.doc%23_Toc244961008
 
vii 
FIGURA 3.31 – AFINAÇÃO EM COMPRIMENTO DA COLUNA DE DIRECÇÃO ............................................................... 37 
FIGURA 3.32 – ESTRUTURA DE JUNÇÃO ENTRE O APOIO E A COLUNA DE DIRECÇÃO ............................................... 37 
FIGURA 3.33 – AFINAÇÃO ANGULAR DA COLUNA DE DIRECÇÃO ............................................................................ 37 
FIGURA 3.34 – NOVA CALHA E NOVA POSIÇÃO ...................................................................................................... 38 
FIGURA 3.35 – CALÇO E CALHA GRADUADA .......................................................................................................... 38 
FIGURA 3.36 – PEDAL DIREITO ............................................................................................................................... 39 
FIGURA 3.37 – CONJUNTO CALÇO-PEDAL .............................................................................................................. 39 
FIGURA 3.38 – AFINAÇÃO EM COMPRIMENTO DOS PEDAIS ..................................................................................... 39 
FIGURA 3.39 – MOTOR COMER S 80 ...................................................................................................................... 40 
FIGURA 3.40 – SISTEMA DE TRAVAGEM ................................................................................................................. 41 
FIGURA 3.41 – CAIXA LATERAL ............................................................................................................................. 41 
FIGURA 3.42 – CARENAGEM DIANTEIRA ................................................................................................................ 41 
FIGURA 3.43 – PAINEL FRONTAL ............................................................................................................................ 41 
FIGURA 3.44 – PÁRA-CHOQUES .............................................................................................................................. 42 
FIGURA 3.45 – PROTECÇÃO DO EIXO TRASEIRO ..................................................................................................... 43 
FIGURA 3.46 – PROTECÇÃO DO MOTOR .................................................................................................................. 43 
FIGURA 3.47 – ENCOSTO DE CABEÇA ..................................................................................................................... 43 
FIGURA 3.48 – CONCEITO FINAL DO KART ............................................................................................................. 44 
FIGURA 3.49 – KART + DUMMY PARA A IDADE DE 7 ANOS ..................................................................................... 44 
FIGURA 3.50 – KART + DUMMY PARA A IDADE DE 10 ANOS ................................................................................... 45 
FIGURA 3.51 – KART + DUMMY PARA A IDADE DE 12 ANOS ................................................................................... 45 
FIGURA 4.1 – ESQUEMA DE FORÇAS NO PLANO X,Y ................................................................................................ 46 
FIGURA 4.2 – SECÇÃO ROSCADA ............................................................................................................................ 46 
FIGURA 4.3 – ESQUEMA DE FORÇAS NO PLANO Y,Z ................................................................................................ 46 
FIGURA 4.4 – ELEMENTO PIPE16 .......................................................................................................................... 50 
FIGURA 4.5 – ELEMENTO SHELL181 .................................................................................................................... 51 
FIGURA 4.6 – DEFORMADA DO CHASSIS ORIGINAL ................................................................................................. 52 
FIGURA 4.7 – DEFORMADA DO NOVO CHASSIS ....................................................................................................... 52 
FIGURA 4.8 – COMPORTAMENTO DE UM KART NUMA CURVA PARA A DIREITA ....................................................... 54 
FIGURA 4.9 – FORÇAS NO KART EM SITUAÇÃO DE CURVA PARA A DIREITA ............................................................ 54 
FIGURA 4.10 – FORÇAS QUE ACTUAM NUM VEÍCULO DEVIDO AO SEU PRÓPRIO PESO ............................................. 55 
FIGURA 4.11 – DEFORMADA DO CHASSIS ORIGINAL EM CURVA PARA A DIREITA ................................................... 57 
FIGURA 4.12 – DEFORMADA DO NOVO CHASSIS EM CURVA PARA A DIREITA .......................................................... 57 
FIGURA 4.13 – TENSÕES EQUIVALENTES NO CHASSIS ORIGINAL, EM CURVA À DIREITA ......................................... 58 
FIGURA 4.14 – TENSÕES EQUIVALENTES NO NOVO CHASSIS, EM CURVA À DIREITA ............................................... 58 
FIGURA 4.15 – DEFORMADA DO CHASSIS ORIGINAL EM CURVA PARA A ESQUERDA ............................................... 59 
FIGURA 4.16 – DEFORMADA DO NOVO CHASSIS EM CURVA PARA A ESQUERDA ..................................................... 59 
FIGURA 4.17 – TENSÕES EQUIVALENTES NO CHASSIS ORIGINAL, EM CURVA À ESQUERDA ..................................... 60 
FIGURA 4.18 – TENSÕES EQUIVALENTES NO NOVO CHASSIS, EM CURVA À ESQUERDA ........................................... 60 
FIGURA 5.1 – CONJUNTO DO CHASSIS .................................................................................................................... 62 
FIGURA 5.2 – EXEMPLO DE UMA FERRAMENTA DE ESTAMPAGEM .......................................................................... 63 
FIGURA 5.3 – JIG DE SOLDADURA DO CONJUNTO BERÇO DO BANCO ....................................................................... 63 
FIGURA 5.4 – DESENHO DE CONJUNTO DO KART .................................................................................................... 64 
FIGURA 5.5 – OPERAÇÃO DE ESTAMPAGEM ........................................................................................................... 69 
FIGURA C.1 – DADOS ANTROPOMÉTRICOS DA CRIANÇA DE 6 ANOS....................................................................... 85 
FIGURA C.2 – DADOS ANTROPOMÉTRICOS DA CRIANÇA DE 8 ANOS....................................................................... 86 
FIGURA C.3 – DADOS ANTROPOMÉTRICOS DA CRIANÇA DE 10 ANOS ..................................................................... 86 
FIGURA C.4 – DADOS ANTROPOMÉTRICOS DA CRIANÇA DE 12 ANOS ..................................................................... 87 
FIGURA D.1 – PLACA DE SUPORTE (A VERMELHO) E ESTRUTURA DE APOIO (A AZUL) ............................................ 88 
FIGURA D.2 – SISTEMA DE CALHAS E RANHURAS .................................................................................................. 88 
FIGURA D.3 – CALHAE MOLA ................................................................................................................................ 89 
FIGURA D.4 – PINO E FUROS .................................................................................................................................. 89 
FIGURA D.5 – ESTRUTURA DE APOIO DO BANCO .................................................................................................... 89 
FIGURA D.6 – COLUNA SUPERIOR .......................................................................................................................... 89 
FIGURA D.7 – COLUNA INFERIOR ........................................................................................................................... 89 
FIGURA D.8 – CALHA DOS PEDAIS ......................................................................................................................... 90 
FIGURA D.9 – ESTRUTURA DE LIGAÇÃO ENTRE O PEDAL E A CORREDIÇA............................................................... 91 
FIGURA D.10 – NOVA POSIÇÃO DAS CALHAS ......................................................................................................... 91 
FIGURA D.11 – CORREDIÇA DO SEGUNDO CONCEITO ............................................................................................. 92 
FIGURA D.12 – PEDAL DO SEGUNDO CONCEITO ..................................................................................................... 92 
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viii 
FIGURA F.1 – REPRESENTAÇÃO DO CONJUNTO DO CHASSIS ................................................................................... 95 
FIGURA F.2 – SUBCONJUNTO A.............................................................................................................................. 95 
FIGURA F.3 – SUBCONJUNTO B .............................................................................................................................. 96 
FIGURA F.4 – SUBCONJUNTO C .............................................................................................................................. 96 
FIGURA F.5 – SUBCONJUNTO E .............................................................................................................................. 97 
FIGURA F.6 – SUBCONJUNTO F .............................................................................................................................. 97 
FIGURA F.7 – SUBCONJUNTO BRAÇADEIRA_PEDAL ............................................................................................... 98 
FIGURA F.8 – SUBCONJUNTO CALÇOS ................................................................................................................... 98 
FIGURA F.9 – SUBCONJUNTO CHAPA FIXAÇÃO ...................................................................................................... 98 
FIGURA F.10 – SUBCONJUNTO PEDAL DIREITO ...................................................................................................... 98 
FIGURA F.11 – SUBCONJUNTO REGULAÇÃO PEDAIS .............................................................................................. 99 
FIGURA F.12 – SUBCONJUNTO TUBO_BRAÇADEIRA .............................................................................................. 99 
FIGURA F.13 – CONJUNTO BERÇO DO BANCO ........................................................................................................ 99 
FIGURA F.14 – SUBCONJUNTO PARTE INFERIOR .................................................................................................. 100 
FIGURA F.15 – SUBCONJUNTO PARTE SUPERIOR ................................................................................................. 100 
FIGURA F.16 – CONJUNTO PÁRA-CHOQUES ......................................................................................................... 100 
FIGURA F.17 – CONJUNTO PEGA TRASEIRA ......................................................................................................... 101 
FIGURA F.18 – CONJUNTO OUTROS COMPONENTES ............................................................................................ 101 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ix 
LISTA DE TABELAS 
 
TABELA 2.1 – CARACTERÍSTICAS DO KART DA CRG ...............................................................................................9 
TABELA 2.2 – CARACTERÍSTICAS DO KART DA MACH 1 ........................................................................................... 9 
TABELA 2.3 – CARACTERÍSTICAS DO KART DA INTREPID ....................................................................................... 10 
TABELA 2.4 – CARACTERÍSTICAS DO KART DA SODI KART .................................................................................... 10 
TABELA 2.5 – CARACTERÍSTICAS DO KART DA TONY KART .................................................................................. 11 
TABELA 3.1 – MEDIDAS PARA CRIANÇAS DOS 6 AOS 12 ANOS ............................................................................... 21 
TABELA 3.2 – AMPLITUDES ENTRE MEMBROS DO CORPO ....................................................................................... 22 
TABELA 3.3 – PROPRIEDADES DOS MATERIAIS ....................................................................................................... 26 
TABELA 3.4 – CARACTERÍSTICAS DO CONCEITO FINAL .......................................................................................... 27 
TABELA 3.5 – CARACTERÍSTICAS DO MOTOR COMER S 80 ..................................................................................... 40 
TABELA 3.6 – AMPLITUDES DAS AFINAÇÕES .......................................................................................................... 44 
TABELA 4.1 – CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL PARA A ANÁLISE DE ELEMENTOS FINITOS .................................... 51 
TABELA 4.2 – PARÂMETROS PARA DETERMINAR A RIGIDEZ TORSIONAL ................................................................ 53 
TABELA 5.1 – COMPONENTES A ADQUIRIR ............................................................................................................. 64 
TABELA 6.1 – ANÁLISE SWOT .............................................................................................................................. 72 
TABELA 6.2 – MEIOS DE PRODUÇÃO ENVOLVIDOS NO FABRICO ............................................................................. 74 
TABELA 6.3 – MATERIAIS UTILIZADOS E RESPECTIVAS COTAÇÕES ........................................................................ 74 
TABELA 6.4 – PROCESSOS DE FABRICO E CUSTOS ASSOCIADOS A CADA HORA-HOMEM E A CADA HORA-MÁQUINA 75 
TABELA 6.5 – CUSTO TOTAL DA PRODUÇÃO POR REFERÊNCIA DE 1 UNIDADE ........................................................ 76 
TABELA 6.6 – CUSTO TOTAL DA PRODUÇÃO POR REFERÊNCIA DE 100 UNIDADES .................................................. 76 
TABELA 6.7 – CUSTO TOTAL DA PRODUÇÃO POR REFERÊNCIA DE 1000 UNIDADES ................................................ 76 
TABELA A.1 – TABELA DE EQUIVALÊNCIA DAS ESPESSURAS EM FUNÇÃO DOS DIÂMETROS EXTERNOS .................. 83 
TABELA E.1 – LISTA DE TODAS AS PEÇAS DO CONCEITO FINAL .............................................................................. 95 
TABELA G.1 – ANÁLISE DE CUSTOS PARA PRODUÇÃO DE UMA UNIDADE ............................................................. 106 
 
x 
LISTA DE NOMENCLATURA 
 
Ad Área da secção transversal da parte lisa do elemento roscado; [Ad] = mm
2 
Am Área da secção transversal da junta; [Am] = mm
2
 
At Área resistente à tracção do elemento roscado; [At] = mm
2
 
ACP Automóvel Clube de Portugal 
AFNOR Associação Francesa de Normalização 
AISI American Iron and Steel Institute 
a aceleração; [a] = m/s
2 
1a Distância do eixo dianteiro ao centro de massa do veículo; [ 1a ] = mm 
2a Distância do eixo traseiro ao centro de massa do veículo; [ 2a ] = mm 
bM Braço do momento flector; [bM] = m 
bT Braço do momento torsor; [bT] = m 
C Rigidez da junta, Carbono 
Cr Crómio 
Cu Cobre 
CAD Computer Aided Design 
CAE Computer Aided Engineering 
CAM Computer Aided Manufacturing 
CHH Custo de cada hora-homem 
CHM Custo de cada hora-máquina 
CIK Comissão Internacional de Karting 
CM Centro de massa do banco e criança 
CNC Computer Numeric Control 
CV Cavalo-vapor 
cm
3
 Centímetro cúbico 
d Diâmetro; [d] = mm 
de Diâmetro exterior; [de] = mm 
di Diâmetro interior; [di] = mm 
E Módulo de Young (elasticidade); [E] = GPa 
Em Módulo de Young da junta; [Em] = GPa 
F Força; [F] = N. 
Fa Força devida à aceleração do motor; [Fa] = N 
Fc Força centrífuga; [Fc] = N 
Fi Pré-tensão; [Fi] = N 
FM’’ Força devida ao momento flector; [FM’’] = N 
Fp Carga de prova; [Fp] = N 
FT’’ Força devida ao momento torsor; [FT’’] = N 
Fy’ Força directa devida ao peso; [Fy’] = N 
Fz Força normal; [Fz] = N 
 
xi 
Fe Ferro 
FIA Federação Internacional do Automóvel 
FPAK Federação Portuguesa de Automobilismo e Karting 
fm Coeficiente de atrito na junta 
G Módulo de corte do material; [G] = Pa 
GJ Rigidez torsional; [GJ] = N.m
2
 
GN Giga Newton 
GPa Giga Pascal 
g Aceleração da gravidade; [g] = 9,8 m/s
2
, Grama 
HH Horas homem 
HM Horas máquina 
h Hora 
IGES Initial Graphics Exchange Specification 
J Momento polar de inércia; [J] = m
4
 
Kb Rigidez do elemento roscado; [Kb] = GN/m 
Kf Factor de concentração de tensões 
Km Rigidez da junta; [Km] = GN/m 
kg Quilograma 
km Quilómetro 
L Distância do ponto de aplicação do momento até ao ponto de encastramento 
da estrutura; [L] = m 
l Curso; [l] = mm 
l Distância entre eixos; [ l ] = mm 
ld Espessura da parte lisa; [ld] = mm 
lm Espessura da junta; [lm] = mm 
lt Espessura da parte roscada; [lt] = mm 
M Momento flector; [M] = N.m 
My Momento segundo o eixo y 
Mn Manganês 
Mo Molibdénio 
MAG Metal Active Gás 
MIG Metal Inert Gas 
MPa Mega Pascal 
m Massa; [m] = kg , Metro 
m
2
 Metro quadrado 
mm Milímetro 
mm
2
 Milímetro quadrado . 
N Newton 
Ni Níquel 
NASA National Aeronautics and Space Administration 
 
xii 
n Número de cilindros 
nb Coeficiente de segurança do elemento roscado 
ncomb Coeficiente de segurança combinado 
nf Coeficiente de segurança à fadiga 
np Coeficiente de segurança à prova 
nº Número 
P Força de tracção exterior; [P] = N, Fósforo 
Pa Força de tracção alternada; [Pa] = N 
Pm Força de tracção média; [Pm] = N 
Pmáx Força de tracção máxima; [Pmáx] = N 
Pmin Força de tracção mínima; [Pmin] = N 
PS Força de corte resultante; [PS] = N 
Pa Pascal 
R Força de reacção na roda que levanta; [R] = N 
REF. Referência 
r Raio; [r] = m 
ri Distância entre o elemento roscado e o centro de massa; [ri] = m 
rad Radiano 
S Enxofre 
Se Tensão limite de fadiga; [Se] = MPa 
Sp Tensão de prova; [Sp] = MPa 
Su Tensão de rotura; [Su] = MPa 
Si Silício 
s Segundo 
si Distância entre elemento roscado e o seu eixo de charneira; [si] = m 
T Momento torsor; [T] = N.m 
t Tempo; [t] = s 
v Velocidade linear; [ v ] = m/s 
0v Velocidade inicial; [ 0v ] = m/s 
V Volume; [V] = cm
3
, Volt 
W Watt 
2D Duas dimensões 
3D Três dimensões 
max Diferença entre as distâncias correspondentes às idades de 12 e 7 anos 
 Coeficiente de Poisson 
  Densidade 
a Tensão alternada; [a] = MPa 
i Tensão mínima; [i] = MPa 
 Velocidade angular; [] = rad/s 
 Ângulo de torção ou de giro; [rad 
 
1 
1 - OBJECTIVOS E INTRODUÇÃO 
 
1.1 OBJECTIVOS 
 
O trabalho que se está a apresentar assume como principal meta o desenvolvimento 
do conceito e preparação para fabrico de protótipo de um kart para criança que acompanhe o 
seu crescimento, dos 7 aos 12 anos de idade. Este acompanhamento será permitido através 
de um conjunto de inovações realizadas ao nível do chassis, pedais, coluna de direcção e 
berço do banco. Este conceito deverá permitir, com um só produto, o desenvolvimento das 
inúmeras capacidades cognitivas e reactivas que a criança necessita de aplicar na utilização de 
um kart, de forma segura e fiável, ao longo de pelo menos 5 anos de pleno crescimento. O 
desenvolvimento deste conceito não tem como finalidade o mercado do karting de competição 
mas sim o do kartingde aprendizagem e lazer. 
O desenvolvimento do conceito geométrico será sustentado por uma análise estrutural 
computacional e pretende-se também o estabelecimento de procedimentos de preparação para 
fabrico de um protótipo e ainda a elaboração de um plano de oportunidade estratégica e 
financeira. 
 
1.2 CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO 
 
O produto desenvolvido neste trabalho foi designado de Kid’ART (será este o nome 
utilizado para o identificar no texto que se segue) e assume-se como um conceito inovador de 
um kart, cuja característica principal é a capacidade de utilização por crianças desde os 7 aos 
12 anos de idade, o que é possibilitado pelo conjunto de afinações existentes no conceito. 
Estas afinações são realizadas, tal como indicado no ponto anterior, ao nível dos componentes 
que permitem, de uma forma simples, segura e eficaz, a adaptação do kart à dimensão 
corporal de uma determinada criança situada na faixa etária já referenciada. Na figura 1 pode 
ser visualizado um exemplo desta aplicação, nomeadamente, o kart e o boneco (dummy) 
relativo à idade de 12 anos. A criação de cada um destes bonecos passou por um cuidado 
estudo de antropometria, de onde se retiraram as dimensões médias relativas a cada idade 
pretendida. De salientar também o desenvolvimento de componentes de segurança passiva, 
cujo objectivo primordial é dotar o kart de elementos que permitam torná-lo um brinquedo de 
condução seguro. 
 
 
 
 
 
 
2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Outra particularidade que pode ser associada a este conceito, diz respeito ao 
posicionamento deste produto num mercado que não abrange o karting de competição. Torna-
se assim possível enquadrá-lo em três áreas essenciais, relativamente ao seu campo de 
aplicação: i) lazer/diversão; ii) formação cívica e iii) aprendizagem. A conjugação de todos 
estes factores permite a referência ao Kid’ART como um brinquedo que fomenta variadas 
competências fundamentais no desenvolvimento de uma criança. 
 
1.3 ENQUADRAMENTO HISTÓRICO 
 
Durante a 2ª Grande Guerra Mundial, os militares ingleses e americanos construíram 
pequenos veículos motorizados para movimentarem os mecânicos e as ferramentas nos 
respectivos campos de aviação. Para este fim utilizavam peças de aviões e chegaram a fazer 
corridas amigáveis entre eles, quando dispunham de tempo livre. Estes veículos, bem como o 
kart de James Olive Day (construído em 1943 na Inglaterra), constituem os antecessores dos 
karts de hoje [1]. De referir que eram veículos que raramente alcançavam os 50 km/h. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apesar do confronto bélico ter originado a criação deste tipo de veículos, a evolução 
que se adivinhava para os anos posteriores não se concretizou. Foi preciso aguardar pela 
década de 50, mais propriamente em Setembro de 1956, para se assistir ao aparecimento 
daquele que é considerado o primeiro e efectivo kart. Os seus criadores tinham como objectivo 
Figura 1.2 – Kart de James Olive Day 
Figura 1.1 – Kart e boneco (dummy) de 12 anos 
 
3 
construir algo que lhes pudesse originar divertimento, nunca pensando numa actividade que 
fosse, para eles, fonte de rendimento. 
Art Ingels, habitualmente denominado como o pai do karting, era desde 1951, 
engenheiro e designer de carros de corrida na fábrica Kurtis Kraft em Glendale – Califórnia, nos 
Estados Unidos da América e construía hot rods
1
 nos seus tempos livres. 
Lou Borelli, amigo e vizinho de Art Ingels desde criança, trabalhava como engenheiro 
de manutenção das estações de serviço da Standard Oil. 
Em Agosto de 1956, Art e Lou preparavam a construção de um hot rod numa garagem 
quando decidiram reunir todas as peças para a construção do primeiro kart. Este foi então feito 
com tubos de aço que utilizava nos carros de corrida, rodas de avião, um pequeno motor a dois 
tempos de um corta-relva e um volante de um antigo avião fora de utilização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Com o passar do tempo, o karting foi se implementando em outros locais dos Estados 
Unidos e, consecutivamente, começaram as primeiras competições. Conseguiu-se superar 
rapidamente a barreira dos 50 km/h e inseriram-se mais e melhores técnicas. Durante os anos 
60 este desporto foi introduzido na Europa através da França e Inglaterra, chegando depois à 
Península Ibérica nos anos 70. 
A primeira referência do karting em Portugal, pela comunicação social, é feita numa 
revista do ACP, no número publicado em Dezembro de 1958, ou seja, há mais de 50 anos. Por 
essa altura, chegavam ecos de corridas efectuadas no estrangeiro e a “Mundo Motorizado” 
avançava na divulgação da modalidade, criando mesmo uma rubrica regular em que 
incentivava à realização de corridas de karting em Portugal. 
A modalidade foi crescendo aos poucos e rapidamente começaram a ser construídos 
os primeiros karts portugueses. Os principais especialistas do karting nacional associam o ano 
de 1987 ao aparecimento oficial deste desporto motorizado em terras lusas. No entanto, ele só 
era conhecido em algumas zonas do país e na vertente de competição, o que dificultava a 
prática em grandes números. De referir ainda que o primeiro kartódromo que surgiu em 
Portugal foi na cidade alentejana de Évora [1]. 
No início da década de 90, a modalidade atingiu uma grande expansão, ficando 
conhecida em todo o território nacional e acessível a todos. 
 
1
 Hot rods são carros americanos com grandes motores, modificados para velocidade linear. 
 
Figura 1.3 – O primeiro kart 
 
4 
Actualmente, o karting em Portugal encontra-se num estado de desenvolvimento 
similar ao internacional, com representações de praticamente todas as marcas da modalidade. 
É regulamentado pela Federação Portuguesa de Automobilismo e Karting (FPAK) e existem 27 
kartódromos espalhados por todo o país, sendo 13 deles homologados (na Figura 1.4 a azul) 
pela federação referida e 14 não (a negro) [2]. 
 
1 – Almancil 
2 – Baltar 
3 – Batalha 
4 – Braga 
5 – Évora 
6 – Faial (Madeira) 
7 – Fátima 
8 – Leiria 
9 – Palmela 
10 – Poiares 
11 – Santo André 
12 – Viana do Castelo 
13 – Vila Real 
14 – Abrantes 
15 – Almeirim 
16 – Bombarral 
17 – Bragança 
18 – Cabo do Mundo 
19 – Chaves 
20 – Covilhã 
21 – Fafe 
22 – Odivelas 
23 – Oliveira do Bairro 
24 – Pombal 
25 – Portalegre 
26 – Porto Santo 
27 – Serpa 
 
 
Desde os seus primeiros dias, a evolução dos karts tem sido uma constante. Os 
chassis foram ganhado estabilidade e segurança e, hoje em dia, os karts podem alcançar 
velocidades superiores aos 150 km/h, com uma segurança equiparável aos monolugares da 
Fórmula 1. A Itália é considerada como o maior protagonista mundial tanto no fabrico de 
chassis como de motores para karts. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.5 – Kart actual 
 
O Karting conseguiu obter durante todo este tempo o respeito e reconhecimento, 
constituindo-se como um desporto automobilístico completo e uma sensacional escola de 
condução. Como exemplo, destaca-se a formação de pilotos de grande nome internacional 
Figura 1.4 – Kartódromos em Portugal 
 
 
5 
como Ayrton Senna, Michael Schumacher, Fernando Alonso, Lewis Hamilton e tantos outros 
que tiveram o seu início desportivo ao volante de um kart. 
Actualmente, os campeonatos internacionais são uma montra de oportunidades para 
fabricantes e pilotos, no entanto, o karting não é limitado a esta competição de topo. Em todo o 
mundo, a baixos custos, há quem participe em competições amigáveis, quer a nível regional ou 
nacional. A grande maioria das pessoas pratica o desporto em convívios com karts de aluguer. 
Nos circuitos ao ar livre ou nos circuitos “indoor”, os amantes do kart, independentemente da 
sua idade, podem descobrir o verdadeiro prazer de conduzir de acordo com o seu gosto e 
motivação. 
 
1.4 ENQUADRAMENTO DE MERCADO 
 
O fundamento do karting não é só as corridas. Mais do que isso, ele é uma actividade 
desportiva ede lazer bastante completa e pode servir de ferramenta na educação e 
desenvolvimento de uma criança. Ao praticar esta modalidade, aprendem-se não só técnicas 
de condução defensiva e agressiva, como também se aprende a cumprir regras de boa 
educação e respeito pelos outros. Permite ainda conhecer os limites da capacidade humana e 
dominar uma máquina com controlo da cabeça, tronco e membros. 
Durante a prática, é dado a conhecer um regulamento, muito mais complexo do que 
em outros desportos, aprende-se a tomar decisões sob pressão e, se a curiosidade e o gosto 
estiverem presentes na criança, adquirem-se vários conhecimentos de mecânica. 
Paralelamente, o karting permite o melhoramento de capacidades motoras como a 
velocidade de reacção e a sensibilidade a estímulos exteriores, nomeadamente, saber sentir o 
comportamento do kart ou ainda saber ouvir o motor. Ao mesmo tempo, a criança pode 
melhorar a sua capacidade de comunicação técnica, ao saber traduzir para palavras aquilo que 
sente em pista. Para completar esta panóplia de vantagens que o karting pode induzir numa 
criança, será importante realçar ainda, o facto da introdução num ambiente de convívio (e na 
possibilidade de um ambiente de competição), sempre importante para um desenvolvimento 
equilibrado e saudável de uma pessoa. 
A idade mínima para se poder participar numa prova de karting é de 8 anos. No 
entanto, esse facto não é impeditivo da eventualidade de iniciar uma criança de menor idade. 
Apenas não poderá ser num âmbito competitivo. Para este efeito, existem karts apelidados de 
“baby-karts”, destinados a idades inferiores aos 7 anos e também os denominados karts 
“cadete” que têm como alvo as crianças entre os 7 e os 10 anos de idade, os quais podem ser 
observados na Figura 1.6. 
De salientar ainda que, numa perspectiva de pesquisa de mercado, e com vista à 
obtenção de produtos fora do capítulo da competição e que se insiram no âmbito do lazer, 
serão apresentados, no ponto respeitante às soluções existentes no mercado, os principais 
concorrentes ao nosso produto. 
 
6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.5 GUIA DE LEITURA 
 
Este ponto tem como finalidade apresentar ao leitor a estrutura do relatório, ou seja, 
dar a conhecer o que foi efectuado e descrever as tarefas que cada capítulo engloba. Sendo 
assim, é possível afirmar que o trabalho se encontra dividido em seis partes principais, onde a 
primeira diz respeito à parte introdutória que se encerra neste sub-capítulo. No capítulo 2 pode 
ser encontrada informação relativa ao estado de arte dos produtos já existentes, 
nomeadamente, o conceito anterior, chassis presentes no mercado e alguma regulamentação 
respeitante aos karts. O capítulo 3 inclui o desenvolvimento do conceito, mais especificamente, 
a formulação das condicionantes do produto, as fases pelo qual passou e ainda a 
representação do conceito final. A quarta parte trata do cálculo estrutural do produto 
conceptualizado e abrange o projecto de alguns elementos roscados e a análise em elementos 
finitos ao chassis. No capítulo 5 abordam-se as tarefas envolvidas na preparação para fabrico 
de um protótipo e diz respeito aos componentes a fabricar e a adquirir. Será também dado 
enfoque aos processos de fabrico utilizados, assim como à sequência de montagem do kart. O 
capítulo 6 refere-se ao plano de oportunidade e vai ter em conta a elaboração de uma análise 
S.W.O.T. e de uma análise de custos. 
Por fim, após a exposição destes conteúdos, serão apresentadas as conclusões de 
todo o estudo e indicadas as propostas para tarefas a desenvolver no futuro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.6 – Baby Kart (à esquerda) e Kart Cadete (à direita) 
 
7 
2 - ESTADO DE ARTE 
 
Neste ponto pretende-se dar a conhecer um pouco da evolução do conceito, isto é, 
quando surgiu originalmente, a envolvente externa que o caracterizou e as influências que 
recebeu através do estudo de mercado e da regulamentação elaborada pelos principais órgãos 
que têm a cargo a tutela da modalidade que é o karting. Será ainda dedicado um subcapítulo 
para fazer referência ao que hoje em dia é pratica realizar no campo da análise de 
comportamento estrutural. 
 
2.1 CONCEITO ANTERIOR 
 
A ideia de desenvolver um kart deste tipo, ou seja, um kart que acompanhe o 
crescimento de uma criança dos 7 aos 12 anos de idade, de cariz essencialmente de lazer e 
aprendizagem, surgiu em 2006 [3] com a idealização de um conceito baseado num chassis 
para crianças já existente. O processo inicial apoiou-se na engenharia inversa, de forma a 
tornar possível o maior e melhor conhecimento dos vários componentes que dizem respeito a 
um veículo deste género. A partir daqui, estabeleceu-se um conjunto de soluções ao nível de 
alguns componentes do kart, de modo a permitir a afinação para as idades acima referidas. As 
afinações mencionadas são relativas à coluna de direcção (ver figura 2.1), aos pedais (ver 
figura 2.2) e ao banco (ver figura 2.3), contando todos eles com afinações longitudinais e ainda 
a direcção que é acrescida de afinação angular. Apresentam-se de seguida, figuras 
representativas destas mesmas afinações: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.1 – Afinação da coluna de direcção 
Figura 2.2 – Afinação dos pedais 
 
8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2 CHASSIS E SOLUÇÕES EXISTENTES NO MERCADO 
 
Para a execução deste ponto foi elaborado um estudo de mercado que se baseou na 
pesquisa de vários fabricantes de produtos (chassis de karts) que se possam comparar como 
futuros concorrentes do nosso produto. Um dos objectivos desta pesquisa passou por 
identificar alguns dos pontos fortes e pontos fracos dos vários tipos de karts para crianças, para 
que fosse possível a conjugação de várias ideias, formas ou conceitos e, deste modo, criar um 
produto seguro, atractivo e com qualidade. 
De seguida, serão apresentados alguns karts e respectivas características, das 
principais empresas dedicadas a esta actividade. O critério de selecção desta apresentação 
está relacionada com o mercado alvo de cada empresa, isto é, deu-se privilégio aos karts de 
lazer para crianças, assim como o conjunto de soluções inovadoras apresentadas nos seus 
karts. 
 
2.2.1 CRG 
 
Mini Spit Fire 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.3 – Afinação do banco 
Figura 2.4 – Kart de aluguer da CRG 
 
9 
Características Técnicas: Tipo 
Gama de utilização (não disponível) 
Sistema de travagem Hidráulico 
Afinações Banco 
Componentes de Segurança Pára-choques envolvente 
Tabela 2.1 – Características do kart da CRG 
 
2.2.2 MACH 1 KART 
 
In/Outdoor Kart 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Características Técnicas: Tipo 
Gama de utilização Adultos 
Sistema de travagem Mecânico 
Afinações Não tem 
Componentes de Segurança 
Pára-choques envolvente 
Protecção do eixo 
Tabela 2.2 – Características do kart da Mach 1 
 
2.2.3 INTREPID 
 
Mini Rental Kart 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.6 – Kart de aluguer da Intrepid 
Figura 2.5 – Kart de aluguer da Mach 1 
 
10 
Características Técnicas: Tipo 
Gama de utilização Dos 8 aos 12 anos 
Sistema de travagem Hidráulico 
Afinações Não tem 
Componentes de Segurança 
Pára-choques envolvente 
Protecção do eixo 
Tabela 2.3 – Características do kart da Intrepid 
 
2.2.4 SODI KART 
 
Sodi Fun Kid 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Características Técnicas: Tipo 
Gama de utilização Dos 9 aos 12 
Sistema de travagem Hidráulico 
Afinações Banco e pedais 
Componentes de Segurança 
Pára-choques envolvente 
Protecção do eixo 
Protecção do motor 
Tabela 2.4 – Características do kart da Sodi Kart 
 
2.2.5 TONY KART 
 
Viper 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.7 – Kart de aluguer da Sodi Kart 
Figura 2.8 – Kart de aluguer da Tony Kart 
 
11 
Características Técnicas: Tipo 
Gama de utilização (não disponível) 
Sistema de travagem Hidráulico 
Afinações Banco 
Componentes de SegurançaPára-choques envolvente 
Protecção do eixo 
Tabela 2.5 – Características do kart da Tony Kart 
 
 
2.3 REGULAMENTAÇÃO E RECOMENDAÇÕES 
 
2.3.1 REGULAMENTO TÉCNICO 
 
Para uma melhor percepção de alguns conceitos e parâmetros relacionados com este 
desporto e com este tipo de veículos, entendeu-se como necessário recorrer a alguma 
legislação para que esta metodologia tivesse presente a coerência e o rigor assumidos pelas 
principais organizações desta modalidade que é o karting. 
Sendo assim, de seguida apresenta-se um resumo do que mais importante para este 
estudo pode ser retirado de regulamentos de competição elaborados por algumas federações 
[4]. 
 
2.3.1.1 Definições 
 
 Definição de um kart 
Um kart é um veiculo terrestre monolugar, sem tecto nem habitáculo, sem suspensão, 
com ou sem carroçaria, equipado com 4 rodas não alinhadas que estão em contacto com o 
solo, das quais as duas da frente asseguram a direcção e as duas traseiras, ligadas por um 
eixo monobloco, a locomoção. As partes principais são o chassis (incluindo a carroçaria), os 
pneus e o motor. 
 
 Aquisição de dados 
Qualquer sistema (com ou sem memória) instalado num kart e que permita ao piloto 
durante ou após a corrida, ler, indicar, adquirir, registar, informar ou transmitir toda a 
informação. 
 
 Partes mecânicas 
Todas as necessárias à propulsão, direcção e travagem, bem como todo o acessório, 
móvel ou não, necessário ao seu normal funcionamento. 
 
 
12 
 Chassis 
Estrutura de conjunto do kart que engloba todas as partes mecânicas e de carroçaria, 
incluindo qualquer peça solidária com a referida estrutura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Quadro 
Parte portadora principal e monobloco do chassis, recebendo as peças principais e 
auxiliares. 
 
 Motor 
Cilindrada – Volume V engendrado no(s) cilindro(s) do motor pelo deslocamento 
ascendente ou descendente do(s) pistão(s), expresso em centímetros cúbicos [4]: 
V = 0,7854 x d
2
 x l x n (1) 
em que: d = diâmetro, l = curso, n = número de cilindros. 
 
 Reservatório de carburante 
Qualquer capacidade que contenha carburante, susceptível de correr para o motor. 
 
 Roda 
 
É definida pela jante com pneu e serve para a condução e/ou locomoção do kart. 
 
2.3.1.2 Prescrições gerais 
 
Kart 
Quanto às exigências gerais, um kart compõe-se de chassis-quadro (com ou sem 
carroçaria), pneus e motor. Deve cumprir com as seguintes condições gerais: 
 Posição de condução: sobre o banco com os pés para diante; 
 Número de rodas: 4 (quatro); 
 Material: a utilização de titânio no chassis é proibida. 
De seguida são referenciadas as exigências especiais. 
 
Chassis 
É composto pelo seguinte: 
Figura 2.9 – Chassis de um kart 
 
13 
a) Chassis-quadro – é a parte central e portadora de todo o kart, serve de conexão 
rígida das partes principais correspondentes do chassis e à incorporação de peças auxiliares e 
confere ao kart a resistência necessária às forças eventualmente suportadas quando em 
marcha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Peças principais do chassis – todas as partes que transmitem as forças da pista ao 
chassis-quadro apenas por intermédio dos pneus: jantes com suporte, eixo traseiro, mangas de 
eixo, eixos pivots e suportes de eixo dianteiro e de eixo traseiro. 
O veio traseiro (eixo) deve ter um diâmetro exterior máximo de 50 mm e uma 
espessura de parede mínima em qualquer ponto, de 1,9 mm. A tabela de equivalência das 
espessuras em função dos diâmetros externos pode ser visualizada no Anexo A. 
 
c) Peças auxiliares do chassis: fixações dos travões, do motor, do escape, da direcção, 
do banco, dos pedais, dos pára-choques e do silenciador de admissão. Com a finalidade de 
tornar o kart mais sólido, podem ser acrescentados mais tubos e perfis (peças auxiliares). No 
entanto, essas peças não devem representar um risco para a segurança do condutor e para os 
outros concorrentes. 
 
Piso 
Deve existir um piso em material rígido, unicamente desde a travessa central do 
quadro até à dianteira do kart, sendo rematado lateralmente por um tubo ou um rebordo que 
impeçam os pés do piloto de escorregarem para fora da plataforma. Um orifício com um 
diâmetro máximo de 35 mm é autorizado mas unicamente para aceder à coluna de direcção. 
 
Carroçaria 
É constituída por todas as partes do kart em contacto com o ar exterior (com excepção 
das peças mecânicas referidas no ponto relativo ao chassis), o reservatório e os porta-
números. Deve ter um acabamento irrepreensível e não ser de carácter provisório nem possuir 
nenhuma aresta viva. 
A carroçaria tem de ser constituída, obrigatoriamente para todas as categorias, por 
duas caixas laterais, por uma carenagem dianteira e um painel frontal, e, facultativamente, por 
uma carenagem traseira. Toda a carroçaria deve ser homologada pela CIK/FIA. De salientar 
Figura 2.10 – Chassis-quadro 
 
14 
que a junção dos três elementos da carroçaria homologados de marcas ou modelos diferentes 
é autorizada. As duas caixas laterais devem ser utilizadas conjuntamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quanto aos materiais, eles devem ser não metálicos e a fibra de carbono, o kevlar e a 
fibra de vidro são proibidos, excepto para a categoria Superkart. Para todas as categorias, no 
caso do material ser plástico, este deverá ser do tipo “não estilhaçável”, não apresentando 
arestas vivas em caso de ruptura. 
 
Transmissão 
A transmissão de movimento deve sempre ser efectuada pelas rodas traseiras. O seu 
método é livre, mas é proibido qualquer tipo de diferencial, seja pelo eixo, pelo cubo da roda ou 
por qualquer outro meio. 
Na parte traseira do kart, mais propriamente no eixo, e numa zona perto dos extremos, 
estão localizados os sistemas de travagem e aceleração. Do lado esquerdo do veículo (quando 
este está a ser visto da retaguarda), temos o sistema de travagem que é composto por um jogo 
de pastilhas e pinça, podendo esta última ser hidráulica ou mecânica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Do outro lado do veio, aproximadamente numa zona equivalente, encontra-se a 
cremalheira e a respectiva corrente, responsável por transmitir o movimento de rotação ao veio 
e por sua vez ao kart. 
 
 
 
 
Figura 2.11 – Exemplo de carroçaria 
Caixa lateral 
Painel frontal 
Carenagem dianteira 
Figura 2.12 – Exemplo de sistema de travagem hidráulico 
 
15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Protecção de Corrente/Correia 
Este tipo de protecção é obrigatório em todas as Categorias com ligação directa e deve 
criar uma protecção eficaz em cima e dos dois lados expostos da corrente e do pinhão e 
prolongar-se, no mínimo, até ao plano inferior do eixo traseiro. 
 
Suspensão 
É interdito o uso de qualquer dispositivo de suspensão, elástico ou articulado. Assim, 
os dispositivos de amortecimento hidráulicos, pneumáticos, ou mecânicos são proibidos em 
todo o kart. 
 
Direcção 
A direcção deve ser controlada por um volante de forma circular com um perímetro 
contínuo. Por razões de segurança o volante não deve apresentar nenhuma parte angulosa. 
Uma parte correspondente a 1/3 do círculo (superior ou inferior) pode apresentar um raio 
diferente ou ser em linha recta. 
No caso de existir um dispositivo de medida montado no volante, ele não poderá 
ultrapassar em mais de 20 mm o plano que assenta sobre o volante, nem ter arestas vivas. 
Todos os elementos da direcção deverão comportar um sistema de fixação que ofereça 
completa segurança (porcas com cavilhas ou freios, contra - porcas ou porcas autoblocantes). 
A coluna de direcção deve apresentar um diâmetro mínimo de 18 mm e uma espessura mínima 
de 1,8 mm. A direcção deve, obrigatoriamente, ser montada com um sistema de “clip de 
segurança” para a porca de fixação ao apoio inferior. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.13 – Cremalheira e corrente 
Figura 2.14 – Exemplo de uma coluna de direcção 
 
16 
De realçar ainda os elementos responsáveis pela mobilidade da direcção