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INTRODUÇÃO À ENGENHARIA MATERIAL DIDÁTICO 20211.A 1 Sumário UNIDADE 1. A Engenharia ......................................................................................... 4 OBJETIVOS DA UNIDADE ............................................................................................................... 4 TÓPICOS DE ESTUDO ...................................................................................................................... 4 Visão geral da carreira .......................................................................................................................... 4 A ENGENHARIA ............................................................................................................................ 5 ÉTICA PROFISSIONAL E DEVERES DO ENGENHEIRO ......................................................... 5 O ENGENHEIRO NO MERCADO DE TRABALHO .................................................................... 6 Breve histórico da Engenharia .............................................................................................................. 7 A ENGENHARIA NO MUNDO ..................................................................................................... 7 MARCOS HISTÓRICOS IMPORTANTES .................................................................................... 7 A ENGENHARIA NO BRASIL ...................................................................................................... 9 Regulamentação da carreira ................................................................................................................ 10 INSTITUIÇÕES REGULAMENTADORAS ................................................................................ 10 ANOTAÇÃO DE RESPONSABILIDADE TÉCNICA – ART ..................................................... 10 CERTIDÃO DE ACERVO TÉCNICO – CAT .............................................................................. 11 EXERCÍCIO ILEGAL DA PROFISSÃO ...................................................................................... 11 Modalidades da Engenharia ................................................................................................................ 11 O engenheiro e a comunicação ........................................................................................................... 14 PROCESSO DE COMUNICAÇÃO .............................................................................................. 14 O RELATÓRIO TÉCNICO ........................................................................................................... 15 Linguagem técnica .............................................................................................................................. 16 CARACTERÍSTICAS DA LINGUAGEM TÉCNICA.................................................................. 16 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) .................................................................. 17 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT) ........................................... 18 SINTETIZANDO ............................................................................................................................... 20 Unidade 2 – Realizações e desafios da engenharia ................................................... 21 OBJETIVOS DA UNIDADE ............................................................................................................. 21 TÓPICOS DE ESTUDO .................................................................................................................... 21 O engenheiro e a sociedade ................................................................................................................ 21 AS MAIORES REALIZAÇÕES DA ENGENHARIA NO SÉCULO XX .................................... 21 OS DESAFIOS PARA O ENGENHEIRO NO SÉCULO XXI ..................................................... 27 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL ................................................................................... 28 TRANSFORMAÇÕES DIGITAIS NA INDÚSTRIA ................................................................... 28 O engenheiro e o mercado de trabalho ............................................................................................... 31 COMPETÊNCIAS TÉCNICAS E COMPORTAMENTAIS ......................................................... 31 ÁREAS DE ATUAÇÃO E OCUPAÇÕES TÍPICAS .................................................................... 33 Ética profissional ................................................................................................................................ 35 2 PRINCÍPIOS ÉTICOS ................................................................................................................... 36 DEVERES ...................................................................................................................................... 37 DIREITOS ...................................................................................................................................... 38 CONDUTAS VEDADAS E INFRAÇÕES ÉTICAS ..................................................................... 38 SINTETIZANDO ............................................................................................................................... 40 UNIDADE 3. Ciência e tecnologia ............................................................................. 41 OBJETIVOS DA UNIDADE ............................................................................................................. 41 TÓPICOS DE ESTUDO .................................................................................................................... 41 Sobre a pesquisa tecnológica .............................................................................................................. 42 CONCEITO DE PESQUISA .......................................................................................................... 42 PESQUISA CIENTÍFICA E PESQUISA TECNOLÓGICA ......................................................... 43 CLASSIFICAÇÃO DAS PESQUISAS .......................................................................................... 44 MÉTODO DE PESQUISA ............................................................................................................. 45 ORGANIZAÇÃO DA PESQUISA ................................................................................................ 48 Ciência e tecnologia ............................................................................................................................ 49 CONCEITOS DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA ............................................................................ 49 CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE ................................................................................. 51 A CIÊNCIA, A TECNOLOGIA E A SUSTENTABILIDADE ..................................................... 52 Ensino de engenharia, ciência e tecnologia ........................................................................................ 53 A PESQUISA DENTRO DA UNIVERSIDADE .......................................................................... 53 INSTITUIÇÕES DE PESQUISA NO BRASIL ............................................................................. 54 Exemplo de um trabalho de engenharia e pesquisa ............................................................................ 54 EXEMPLO DE UM TRABALHO DE ENGENHARIA ............................................................... 54 EXEMPLO DE UM TRABALHO DE PESQUISA ...................................................................... 55 SINTETIZANDO ............................................................................................................................... 56 UNIDADE 4. Projetos em engenharia ...................................................................... 57 OBJETIVOSDA UNIDADE ............................................................................................................. 57 TÓPICOS DE ESTUDO .................................................................................................................... 57 O que é um projeto? ............................................................................................................................ 57 FASES DE UM PROJETO ............................................................................................................ 58 O ENGENHEIRO PROJETISTA .................................................................................................. 60 Abordagem de problemas em engenharia........................................................................................... 62 O ENGENHEIRO COMO SOLUCIONADOR DE PROBLEMAS .............................................. 63 Projeto de produtos e sistemas ............................................................................................................ 64 DEFINIÇÃO DO PROBLEMA E ESCLARECIMENTO DOS OBJETIVOS ............................. 66 PROJETO CONCEITUAL ............................................................................................................. 69 PROJETO PRELIMINAR .............................................................................................................. 71 PROJETO DETALHADO ............................................................................................................. 72 Princípios de gerenciamento de projetos ............................................................................................ 73 3 INTEGRAÇÃO, ESCOPO E TEMPO ........................................................................................... 73 CUSTO E QUALIDADE ............................................................................................................... 74 RECURSOS HUMANOS E COMUNICAÇÃO ............................................................................ 75 SINTETIZANDO ............................................................................................................................... 76 4 UNIDADE 1. A Engenharia OBJETIVOS DA UNIDADE • Trazer ao estudante uma visão geral da profissão de engenheiro; • Introduzir conceitos e processos habituais da profissão e da carreira acadêmica; • Contextualizar a Engenharia na história da humanidade; • Exemplificar diferentes modalidades de Engenharia; • Trazer diretrizes e características acerca da linguagem técnica. TÓPICOS DE ESTUDO Visão geral da carreira A profissão de Engenharia é uma das mais antigas do mundo. Ela, contribuindo ativamente com pesquisas e estudo, acompanhou o desenvolvimento das civilizações e a evolução da sociedade ao longo da História. Natural das ciências exatas, a Engenharia é hoje um dos cursos de graduação mais procurados pelos os estudantes. Isso porque é uma profissão muito abrangente e útil. Se olharmos à nossa volta, é praticamente impossível encontrar algo que não envolva os conhecimentos da Engenharia, considerando desde aviões, eletrônicos e smartphones até o tubo da nossa pasta de dente. Frente a essa profissão, está o engenheiro, responsável por absolver todo o conhecimento técnico e teórico e trazê-lo para a sociedade, para operar mudanças e criações de diversos níveis. O engenheiro, além de dominar o conteúdo técnico, precisa desenvolver outras habilidades e saber seus deveres e obrigações, para poder exercer sua profissão com êxito. 5 A ENGENHARIA O termo engenharia vem da palavra engenho que, por sua vez, deriva do latim ingenium, isto é, qualidade inata ou natural, inteligência. Na Engenharia se observa a aplicação dos conhecimentos científicos da Matemática e das ciências naturais, associados a métodos empíricos, obtidos através de experiência e prática, com o objetivo de utilizar materiais e a natureza em prol de benefícios ao ser humano. O engenheiro é o responsável pela aplicação da Engenharia na sociedade e, para isso, precisa muito mais do que somente conhecimento científico. Podemos pensar, por exemplo, em habilidades e deveres éticos e sociais para um melhor exercício da profissão. Segundo os autores Walter Antonio Bazzo e Luiz Teixeira do Vale Pereira no livro Introdução à Engenharia: conceitos, ferramentas e comportamentos, de 2006, o profissional deve possuir as seguintes competências e habilidades: No Brasil, a Engenharia é regulamentada pela Lei nº 5.194, de 24 de dezembro de 1966, que caracteriza a profissão pela realização de interesse social e humano, e pela realização dos seguintes empreendimentos: ÉTICA PROFISSIONAL E DEVERES DO ENGENHEIRO Todo profissional deve respeitar padrões e valores da sociedade e do ambiente de trabalho, o que se denomina ética profissional. As engenharias são regidas por um Código de Ética Profissional, elaborado pelo Conselho Federal de Engenharia e Agronomia (Confea), que enuncia os fundamentos éticos e as condutas necessárias à boa 6 e honesta prática das profissões da Engenharia, Agronomia, Geologia, Geografia e Meteorologia. O documento, intitulado "Código de ética profissional da engenharia, arquitetura, da agronomia, da geologia, da geografia e da meteorologia, teve sua décima edição publicada em 2018". O código traz disposições sobre os princípios da profissão, deveres dos profissionais, condutas vedadas, direitos e infrações de ética. Entre os direitos assegurados pelo Código de Ética Profissional do engenheiro, estão o piso salarial, a proteção da sua propriedade intelectual e condições de trabalho dignos, eficazes e seguros. São, segundo o Código de Ética Profissional, deveres do engenheiro: O ENGENHEIRO NO MERCADO DE TRABALHO O engenheiro pode atuar no mercado de diferentes formas: 7 Breve histórico da Engenharia Não se sabe ao certo pontuar a data exata do início da Engenharia. A história da profissão, na realidade, se confunde com a própria história da humanidade. Portanto, descrever toda a história da engenharia resultaria em um conteúdo muito extenso e complexo, pois grande parte da evolução da sociedade, desde os primórdios até os dias de hoje, envolveu a profissão de engenharia, de forma direta ou indiretamente, em diversos níveis Diante disso, é importante que o futuro engenheiro saiba reconhecer alguns marcos históricos relevantes à profissão, podendo situá-la dentro do desenvolvimento e da evolução da sociedade e, assim, sabendo destacar sua importância e relevância social ao longo dos anos. Vejamos mais sobre isso nos tópicos seguintes. A ENGENHARIA NO MUNDO As atividades que hoje compõem as engenharias são desenvolvidas desde a pré-história. Utilizar o conhecimento e experiência semelhantes aos da Engenharia, para gerar benefícios e aumentar o nível da qualidade de vida, faz parte da rotina do ser humano desde os primórdios, quando tais ações eram ainda fruto apenas do empirismo e da intuição. O marco para o surgimento da Engenharia tal como a conhecemos foi no século XVIII, quando cientistas e estudiosos passaram a buscar conjuntos ordenados de doutrinas para solucionar problemas. Agora não bastava apenas que uma edificação se erguesse ou uma ferramenta funcionasse: era importante saber as leis da Física e as equações matemáticas que fundamentavam isso. Daí surgiram as bases científicas que viriam a constituir, dentre outras ciências, a Engenharia. A palavra “engenheiro” só começou a ser usada no século XI, para definir alguém que criava invenções engenhosas e práticas através de conhecimento cientifico. O primeiro título de engenheiro foi usado pelo inglês John Smeaton (1724 - 1792), que se nomeou engenheiro civil ao ser o responsável pela construção do Farol de Eddystone, no Reino Unido, em 1756. Porém, o ensino de engenhariasó foi comprovado por volta de 1747, quando a École Nationale des Ponts et Chaussés, em Paris, ministrou um curso regular de Engenharia, diplomando profissionais com esse título. Na mesma época, a École Nationale Supérieure des Mines, também de Paris, formava engenheiros de minas. MARCOS HISTÓRICOS IMPORTANTES Quando se fala da história da Engenharia, também é importante retomar Leonardo da Vinci (1452 - 1519). Cientista, matemático, inventor, anatomista, pintor, escultor, arquiteto, botânico, poeta e músico, Da Vinci se dedicou a inúmeros projetos, das mais diversas ordens, sendo um dos mais importantes a roda d'água horizontal (Figura 2). Seu princípio de funcionamento foi utilizado para a construção da turbina hidráulica, hoje projetadas especificamente para transformar a energia hidráulica de um fluxo de água em energia mecânica, na forma de torque e velocidade de rotação. 8 Em 1638, Galileu Galilei fez seu marco na engenharia e na ciência moderna. O físico, matemático, astrônomo e filósofo publicou seu famoso livro The New Sciences, no qual deduziu o valor da resistência à flexão de uma viga engastada numa extremidade, suportando o peso de sua extremidade livre. Assim, tem-se o início do estudo da resistência dos materiais como ciência. O marco temporal mais importante na história da Engenharia foi a Revolução Industrial, um conjunto de mudanças que ocorreram na Europa nos séculos XVIII e XIX. A substituição do trabalho artesanal por máquinas foi a maior novidade da época e, por isso, marca diversas renovações no mundo profissional e inovações. Marcante nesse período foi a implantação de motor à vapor na indústria de tecelagem, por volta de 1782. A máquina funciona obedecendo as leis da Termodinâmica, baseada no princípio do calor como fonte de energia. A utilização do motor elétrico como fonte de energia, que substituiu os complicados sistemas de aproveitamento da energia diretamente da natureza, teve uma história mais longa, e se iniciou somente em 1832, quando o cientista italiano S. Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente alternada com movimento de vaivém. Em 1833, o inglês W. Ritchie construiu um pequeno motor elétrico, cujo núcleo de ferro enrolado girava em torno de um ímã permanente. Mas o motor elétrico só foi mesmo ser utilizado em 1838, quando o professor alemão Moritz Hermann Von Jacobi aplicou-o em uma lancha, ficando comprovada a prática da energia elétrica em trabalho mecânico. Em 1866, o inventor alemão Werner Siemens construiu um gerador sem ímã permanente, cujo próprio enrolamento do rotor era responsável pela tensão necessária para o magnetismo e, finalmente, o motor elétrico pôde funcionar através da energia elétrica. Também em meados do século XIX, as vantagens da tecnologia da era industrial começam lentamente a chegar aos Estados Unidos e proporcionam a criação de um grande feito tecnológico norte-americano do século XIX, a primeira ferrovia transcontinental. A obra conectava as costas do oceano Pacífico ao oceano Atlântico, e pela primeira vez na História, uma malha ferroviária ligava duas costas marítimas, sendo até hoje referência no campo da construção ferroviária. Outro principal marco da Engenharia Mecânica foi por volta de 1852, quando uma empresa norte-americana de estrados precisou que seus produtos se erguessem até o último andar da fábrica. Foi então que Elisha Graves Otis, engenheiro mecânico da empresa projetou uma plataforma que deslizasse dentro de um poço através de um sistema de catracas, o que viria a ser o elevador. 9 Na Engenharia Elétrica, em um dos marcos mais recentes, em 1888, Heinrich Hertz transmitiu pela primeira vez códigos sonoros pelo ar, que serviu de base tanto para o desenvolvimento dos radiotransmissores como para a primeira ligação telefônica intercontinental, em 1914. Em 1940, foi criado um sistema de comunicação à distância. Nele, era possível mudar os canais de frequência, sem interceptações de sinal. Anos depois, desenvolveu-se um sistema telefônico ligado por várias antenas, denominadas “células”, e daí vem o nome do aparelho. Em 1956, o aparelho Ericsson MTA (Mobilie Telephony A) criado por Martin Cooper, engenheiro eletricista da Motorola, surgiu devido às necessidades dos policiais de Chicago de se comunicarem sem precisar ir até o veículo onde estava o rádio. O aparelho, devido ao seu tamanho e seu peso, só era considerado “móvel” por ser carregado no carro. Somente dezessete anos depois foi possível realmente portar um celular, o Motorola Dynatac 8000X que pesava aproximadamente 1 kg. Com o avanço da ciência e da tecnologia, a engenharia moderna proporciona marcos históricos e obras muito mais complexas e admiráveis, como é o caso do Canal do Panamá, canal artificial de navios inaugurado em 1914 com 82 km de extensão; a Estação Espacial Internacional (EEI), laboratório espacial construído entre 1998 e 2001; e a Usina Hidroelétrica de Itaipu, com área de 1 350 km², considerada uma das maiores geradoras de energia limpa do mundo. A ENGENHARIA NO BRASIL No Brasil, cursos de Engenharia começaram a ser ministrados em 1792, com a criação da Real Academia de Artilharia, Fortificação e Desenho, na cidade do Rio de Janeiro. Nela, os oficiais de engenharia cursavam, entre três e cinco anos, um curso de oficial de infantaria, e tinham um ano a mais para cursarem as disciplinas de Arquitetura Civil, Materiais de Construção, Caminhos e Calçadas, Hidráulica, Pontes, Canais, Diques e Comportas. Em 1874, foi criada a primeira escola de engenharia não militar do país, a Escola Politécnica, que acabou servindo de modelo para a fundação da maioria das outras escolas de engenharia do país. A necessidade de engenheiros cresceu após a Proclamação da República, em 1889, com as novas demandas dessa nova forma de governo. Foram criadas cinco escolas na época e mais uma durante a Segunda República. Iniciou-se também a regulamentação nacional da profissão de engenheiro. A partir da década de 1960, foram abertas novas escolas para atender ao desenvolvimento industrial no país, que finalizou a década de 1980 com mais de 130 escolas de engenharia, número ainda quadriplicado na década seguinte. 10 Regulamentação da carreira A Engenharia, como já mencionado, é uma profissão regulamentada pela Lei nº 5.194, de 24 de dezembro de 1966. Sabe-se que uma profissão é regulamentada quando possui legislação própria, responsável por regularizar seu exercício e dar providências aos profissionais que nela ingressam, como direitos, garantias e deveres da função. Quando regulamentada, os profissionais estão submetidos ao que rege aquela lei, não importa em qual atividade empresarial ele esteja inserido. Ou seja, o engenheiro civil que trabalha em uma empresa farmacêutica deverá obedecer ao que determina a lei, independente de sua área de atuação não ser ligada à construção. Para a profissão regulamentada, são necessários órgãos para fiscalizá-la: os conselhos profissionais. No Brasil, a profissão de Engenharia é controlada e fiscalizada pelo Conselho Federal de Engenharia e Agronomia (Confea) e Conselhos Regionais de Engenharia e Agronomia (CREAs). As instituições são autarquias públicas, ou seja, atuam como descentralização do poder público, e possuem servidores, procedimentos e documentos para orientar e defender os interesses dos profissionais de Engenharia no país. INSTITUIÇÕES REGULAMENTADORAS No Brasil, os interesses da profissão são representados pelo Conselho Federal de Engenharia e Agronomia (Confea) e pelos Conselhos Regionais de Engenharia e Agronomia (CREAs). Essas instituições são responsáveis por registrar, fiscalizar e disciplinar os profissionais e empresas de Engenharia, Agronomia e Geociências. Assim, profissionais diplomados nessas áreas, nos níveis superior e tecnológico,somente podem exercer a profissão no Brasil após registro no CREA e homologação pelo Confea. Assim, para que um engenheiro possa efetivamente exercer sua profissão, é exigida uma dupla habilitação: a acadêmica, concedida pelas instituições de ensino superior registradas no Ministério da Educação (MEC), e a profissional, concedida pelos conselhos profissionais de engenharia. ANOTAÇÃO DE RESPONSABILIDADE TÉCNICA – ART A ART – Anotação de Responsabilidade Técnica é o documento que define, para efeitos legais, os responsáveis técnicos pelo desenvolvimento de atividade técnica de Engenharia. Todo engenheiro contratado para execução de obras ou prestação de quaisquer serviços profissionais de Engenharia fica sujeito à Anotação de Responsabilidade Técnica. A ART é muito importante, pois garante seus direitos autorais e o direito à remuneração como comprovante da execução do serviço. O documento também é comprovante de experiência do profissional nacionalmente aceito, pois registra todas as atividades técnicas desempenhadas ao longo de sua carreira profissional. A ART é registrada pelo profissional antes mesmo da iniciação dos serviços, como forma de documentar seu vínculo contratual. Existem três tipos de ART possíveis de serem registradas no sistema Confea/CREA: de obra ou serviço; de obra ou serviço de rotina (ART múltipla), que especifica vários contratos referentes à execução de obras ou à prestação de serviços em determinado período; e a de cargo ou função. Após a realização do serviço, ou seja, o fim do contrato, o profissional é responsável pela baixa da ART no CREA. Somente será considerada concluída a participação do profissional em determinada atividade técnica a partir da data da baixa da ART correspondente. 11 CERTIDÃO DE ACERVO TÉCNICO – CAT O acervo técnico é o conjunto das atividades, desenvolvidas ao longo da vida do profissional, compatíveis com suas atribuições e registradas no CREA, por meio de anotações de responsabilidade técnica. A Certidão de Acervo Técnico (CAT) é o resumo de atividades que o engenheiro registrou no CREA. A CAT é o instrumento que certifica, para efeitos legais, que consta dos assentamentos do CREA, a anotação da responsabilidade técnica pelas atividades consignadas no acervo técnico do profissional. EXERCÍCIO ILEGAL DA PROFISSÃO Quando uma pessoa exerce uma profissão regulamentada por lei sem a formação específica e a habilitação legal no conselho de classe, está exercendo-a ilegalmente. A Lei nº 5.194, de 24 de dezembro de 1966 diz que exerce ilegalmente a profissão de engenharia, o indivíduo que: Portanto, toda atenção a tais diretrizes, no exercício da profissão ao longo da vida, é fundamental. Modalidades da Engenharia Se considerarmos os possíveis campos de atuação da Engenharia, percebemos que eles são bastante amplos e complexos, o que torna impossível uma pessoa ter um domínio, com excelência, de todos. Por isso, as Engenharias se subdividem em modalidades especificas, que cobram do engenheiro conhecimento, obrigações, habilidades e competências um pouco mais restritos, garantindo maior eficácia e excelência ao seu trabalho. 12 O título específico de Engenharia, no Brasil, é normalmente adquirido através de um curso de graduação, em uma universidade reconhecida pelo Ministério da Educação (MEC), com duração de uma média de 10 semestres. Algumas modalidades são específicas de uma pós-graduação, como é o caso da Engenharia de Segurança do Trabalho, que pode ser cursada após a graduação por engenheiros de qualquer modalidade ou arquitetos. Elencamos abaixo algumas modalidades da Engenharia no Brasil, ressaltando sua presença em tudo o que nos rodeia, desde nossa alimentação até grandes inovações tecnológicas: Os engenheiros civis são responsáveis pela concepção, projeto, construção e manutenção de todos os tipos de infraestrutura necessários para o desenvolvimento da sociedade. São exemplos dessas infraestruturas, edifícios, pontes, túneis, usinas geradoras de energia, indústrias e inúmeros outros. No Brasil, destaca-se a construção da Usina Hidrelétrica de Itaipu (Figura 4), uma das maiores hidroelétricas do mundo e marco na história da engenharia civil brasileira. 13 14 O engenheiro e a comunicação O sucesso profissional e a qualidade de qualquer serviço de engenharia não estão ligados somente ao conteúdo do trabalho realizado, mas também à forma como é apresentado. Um dos papéis do engenheiro é o desenvolvimento da sociedade através do seu trabalho e, para que isso se torne possível, é importante que o profissional, além de conhecimento técnico e cientifico, saiba como transmiti-los de forma clara objetiva. Um profissional eficiente é, portanto, aquele que sabe solucionar problemas através dos seus conhecimentos e capacidade de pesquisa, mas também comunica e apresenta de forma eficaz suas ideias e resultados. As técnicas de comunicação precisam estar bem desenvolvidas pelo engenheiro, pois, além de técnico, ele é um mediador, um profissional que se relaciona com outros, desde a linha de produção até as mais importantes hierarquias dentro de uma empresa. O engenheiro, na maioria dos cargos, precisa saber se comunicar de maneira clara e eficaz com todos, tanto para designar tarefas e obrigações quanto para se dirigir às autoridades regulamentadoras ou membros da diretoria, levando informações técnicas e resultados. PROCESSO DE COMUNICAÇÃO Entre as várias formas de comunicação utilizadas, é sabido que o processo de comunicação pressupõe a existência de, pelo menos, seis elementos, organizados no Diagrama 1. De acordo com as teorias de comunicação, só existe comunicação se o receptor compreende a mensagem. Portanto, o sucesso na profissão está claramente ligado à nossa capacidade de difundir informações clara, evitando ambiguidades e ruídos que interfiram na compreensão de nossa mensagem. 15 Por isso, o engenheiro precisa conhecer o receptor, seu universo e os registros linguísticos que ele domina, para escolher com cuidado o código de comunicação a ser utilizado, sempre prezando pelo respeito e profissionalismo. Quanto ao canal de comunicação, refere-se à plataforma (oral ou escrita) na qual a comunicação está inserida. No próximo subtópico, trataremos de um canal específico e muito caro à nossa área. O RELATÓRIO TÉCNICO Um dos mais conhecidos canais de comunicação do engenheiro é o relatório técnico. Nele, a exposição escrita descreve fatos verificados através de atividades técnicas executadas, como pesquisas, vistorias, perícias etc., baseado no conhecimento do profissional. De modo geral, os relatórios técnicos são escritos com o objetivo de divulgar os dados obtidos e analisados e registrá-los em caráter permanente. Os relatórios técnicos devem caracterizar o objeto analisado e trazer conclusões claras e objetivas do profissional que o analisou. De modo geral, um relatório apresenta a seguinte estrutura mínima: título, introdução, referencial teórico, metodologia, desenvolvimento, conclusão e referências. O título identifica o trabalho da forma mais abrangente e sintética possível. A introdução coloca o leitor a par do que será tratado no documento. Devem ser destacadas as perguntas de pesquisa que orientaram a investigação ou o experimento realizado, além do objetivo do estudo e da justificativa. No referencial teórico ou análise bibliográfica, são apresentadas as teorias e trabalhos que serviram de base para aquele que está sendo desenvolvido. Essa etapa tem bastante importância, pois traz fundamentos teóricos àquele relatório e aumenta a sua credibilidade. Metodologia compreende procedimentos, materiais e instrumentos. Ela é de fundamental importância para orientar o trabalho de maneira estratégia e estruturada, conduzi-lo de maneira racional edar credibilidade aos resultados. No desenvolvimento serão descritas de forma detalhada todas as etapas. É importante saber diferenciar a metodologia do desenvolvimento: ela é feita antes do estudo, a “receita” a ser seguida, enquanto o desenvolvimento elenca o que realmente ocorreu, ao que se insere efeitos, fenômenos observados, resultados e análises. Nas conclusões, o autor retoma a situação inicial do relatório – se foram atingidos os objetivos propostos. Também é importante ressaltar se os resultados obtidos foram satisfatórios e como eles contribuem para o avanço do assunto. É na conclusão que o autor relata quais foram as dificuldades e propõe trabalhos futuros no tema. Por último, a bibliografia é a relação de todo o material consultado e mencionado no trabalho. É apresentado como uma lista em ordem alfabética. O conteúdo de cada referência e a forma como devem ser apresentadas as informações variam de acordo com o meio em que foi publicada a informação (livro, revistas, sites). Por isso, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) publica normas, mencionadas e comentadas mais adiante, com o objetivo de padronizar a forma de apresentação das referências. 16 Linguagem técnica A linguagem técnica deve ser simples, clara, precisa. As palavras utilizadas devem ser diretas, sem utilização de figuras de linguagem e metáforas, de forma que o receptor (aquele que capta e decodifica a mensagem), independente de quem seja, a entenda com clareza, sem intepretações errôneas ou ambíguas. O engenheiro deve tomar um cuidado especial com o uso da linguagem técnica quando se trata das diferentes situações comunicativas. Durante o curso, e também no meio profissional, é habitual empregar terminologias técnicas específicas para processos, materiais, produtos e conhecimentos da área. Ao redigir um trabalho técnico para um cliente ou publicar um material fora do seu meio profissional, porém, é necessário se atenrar para que as pessoas a quem o material se destina compreendam, visto que nem todas terão afinidades com terminologias tão específicas. Caso isso não ocorra, o objetivo (transmitir a informação) não será atingido com eficácia. CARACTERÍSTICAS DA LINGUAGEM TÉCNICA Existem algumas características básicas que devem ser seguidas ao redigir um texto técnico: impessoalidade, objetividade, ética e clareza. Impessoalidade: mesmo que o profissional seja o único autor do texto, é importante evitar expressões como “meu trabalho”, “concluí que”, “observei” etc. 17 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) A necessidade de medir é muito antiga na Engenharia, e as unidades de medida são até hoje indispensáveis em uma grande quantidade de trabalhos técnicos científicos na área. Por muito tempo, cada região do mundo teve seu próprio sistema de medidas. Com a globalização, o comércio começou a apresentar dificuldades de compatibilidade quanto às formas de medição, pois, muitas vezes, os sistemas de medidas eram subjetivos e criava conflitos de interpretação. A partir de um sistema padronizado, pesquisadores de diversas áreas, principalmente das ciências exatas, puderam fazer com que suas pesquisas e resultados tivessem maior visibilidade. Utilizando um mesmo sistema, profissionais de outros países podem ler e interpretar os dados e resultados com mais facilidade, dando mais credibilidade ao estudo e dispondo de maior possibilidade de testes e avaliações. 18 O Brasil também adotou o Sistema Internacional de Unidades, e a Resolução nº 12 de 1988 do Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (CONMETRO) ratificou a adoção do sistema no país, tornando-o obrigatório em todo o território nacional. O Sistema Internacional define um grupo principal de sete grandezas independentes, denominadas de grandezas de base (Quadro 3) e, a partir delas, as demais são definidas e têm suas unidades de medida estabelecidas. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT) A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), fundada em 28 de setembro de 1940, é uma entidade privada sem fins lucrativos responsável pela normatização técnica no Brasil. A ABNT, por meio de seus documentos normativos (Normas Brasileiras – NBR), fornece a base necessária ao desenvolvimento tecnológico brasileiro, estabelecendo regras, diretrizes ou características mínimas para atividades ou para seus resultados, visando à obtenção de um grau ótimo de ordenação em um dado contexto. Os engenheiros, independente da sua modalidade, estarão constantemente baseando suas atividades e trabalhos em normas técnicas, porque, ao embasar sua opinião, seus resultados e experimentos em documentos reconhecidos trazem maior credibilidade e segurança ao que foi produzido. 19 São exemplos de normas técnicas utilizadas na engenharia: lém de padronização de processos de diversas áreas, a ABNT também possui normas com o objetivo de padronizar documentos científicos e acadêmicos, necessárias para qualquer área do conhecimento, como é o caso da ABNT NBR 14724: Informação e documentação – Trabalhos acadêmicos – Apresentação, que especifica os princípios gerais para a elaboração de trabalhos acadêmicos, visando à sua apresentação à instituição; a ABNT NBR 6028: Informação e documentação – Resumo – Apresentação, que estabelece os requisitos para redação e apresentação de resumos; e da ABNT NBR 10520: Informação e documentação – Citações em documentos – Apresentação, que especifica as características exigíveis para apresentação de citações em documentos. Mais da área de administração, a ABNT NBR ISO 9001: Sistemas de gestão da qualidade – Requisitos é uma importante norma utilizada por empresas de Engenharia, que especifica requisitos para um sistema de gestão da qualidade quando uma organização: Quando uma empresa diz que tem certificado de qualidade ISO 9001, isso significa que ela segue a ABNT NBR ISO 9001, portanto, seus processos são padronizados de acordo com a norma, e seu sistema de qualidade foi verificado e aprovado por uma instituição regulamentadora. 20 SINTETIZANDO Essa unidade teve como objetivo trazer ao estudante uma introdução do que é a profissão de engenharia, como ela evoluiu durante todos esses anos e quais são as principais diretrizes para a atuação de um profissional. Assim, foram abordados temas gerais, para que o leitor tenha o seu primeiro contato com a profissão e com termos que serão usuais durante toda sua vida acadêmica e profissional. Começando pela visão geral da carreira, foram apresentados alguns conceitos básicos, seguidos de um breve histórico da Engenharia. O objetivo foi contextualizar o estudante, de forma que entenda melhor como a profissão evoluiu e chegou à complexidade e diversidade de áreas de hoje. Quanto à regulamentação da carreira, foram introduzidos instituições e conceitos que regem hoje a área. Os interesses da profissão, no Brasil, são representados pelo Confea e pelos CREAs. Foram apresentados também alguns termos técnicos que fazem parte da rotina profissional do engenheiro, como ART e CAT. Ao adentrar as modalidades de engenharia, foi explicado que, diante dos avanços tecnológicos, as engenharias foram ficando cada vez mais específicas, para que os leitores tenham uma dimensão do quanto pode ser complexa e extensa a competência de um engenheiro, e de como a engenharia rodeia o cotidiano das pessoas. Por último, discorreu-se sobre a comunicação do engenheiro, introduzindo elementos básicos da comunicação e mostrando como o código – tipo de linguagem usada – deve ser muito bem escolhido, para que sua mensagem seja recebida de maneira clara e objetiva. Fechamos abordando características e dicas de como aplicar uma linguagem técnica de forma eficaz, bem como apresentando o Sistema Internacional de Medidas (SI) e a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT),que estarão presentes durante toda a vida acadêmica e profissional do engenheiro. 21 Unidade 2 – Realizações e desafios da engenharia OBJETIVOS DA UNIDADE • Compreender a importância do engenheiro no processo de desenvolvimento tecnológico da sociedade; • Compreender e analisar o perfil profissional do engenheiro, sua conduta e atuação no mercado de trabalho. TÓPICOS DE ESTUDO O engenheiro e a sociedade O engenheiro desenvolve e aplica soluções tecnológicas voltadas para o bem-estar e progresso da sociedade. Para notar a contribuição desse profissional, basta observar com atenção algumas atividades que realizamos no cotidiano. Se você está lendo este texto em um computador, no seu celular ou em outro dispositivo digital, é porque engenheiros, conjuntamente com outros profissionais, desenvolveram os microprocessadores. Se você está em um ambiente no qual a temperatura é mantida em um nível confortável, seja com o uso de ar condicionado ou outros sistemas de ventilação, isso só é possível porque alguns engenheiros projetaram esses aparelhos. Agora, faça uma pequena pausa na leitura e observe os objetos ao seu redor. Certamente, para a grande maioria dos itens que você examinou, havia engenheiros envolvidos tanto em sua concepção quanto no seu processo de fabricação. Note que, por meio de uma breve reflexão, fica claro que o papel do engenheiro é melhorar a vida das pessoas. Ademais, se você repetir este mesmo processo em diferentes locais, perceberá que há inúmeros outros exemplos. Para mostrar mais detalhes de como o engenheiro contribui para a sociedade, esta primeira seção está dividida em quatro partes. Na primeira serão apresentadas, de forma resumida, as principais realizações da engenharia no século XX, ao passo que na segunda parte serão expostos os principais desafios para os engenheiros no século XXI. Em seguida, serão destacados mais dois tópicos importantes, que também são considerados desafios para os engenheiros na atualidade: o desenvolvimento sustentável e as transformações digitais. AS MAIORES REALIZAÇÕES DA ENGENHARIA NO SÉCULO XX Os engenheiros, como vimos na introdução desta unidade, têm um importante papel a cumprir na sociedade: desenvolver produtos e serviços que contribuam para nosso conforto e segurança. 22 Embora marcos importantes da engenharia tenham ocorrido desde a antiguidade, os séculos XIX e XX foram marcados pelo crescimento acentuado de várias especialidades da engenharia. No início dos anos 2000, a Academia Nacional de Engenharia dos Estados Unidos (National Academy for Engineering – NAE) listou as 20 realizações da engenharia no século XX que mais contribuíram para a nossa qualidade de vida. O comitê, formado por representantes de associações profissionais de diversas áreas da engenharia, elegeu feitos que estão aqui agrupados em seis temas: transporte; utilidades; eletrônica; comunicação; bem-estar; e outras tecnologias. 23 Automóveis Apesar de os primeiros automóveis movidos por motores de combustão interna terem surgido no século XIX, foi no século XX que a indústria automotiva se consolidou como uma das principais consumidoras de novas tecnologias, tanto no próprio desenvolvimento do automóvel quanto em seu processo produtivo. Engenheiros mecânicos, elétricos, eletrônicos, químicos, entre outras especialidades, tiveram um papel fundamental no desenvolvimento do setor, que continua acompanhando os avanços tecnológicos para aumentar o desempenho dos veículos e a eficiência dos processos de manufatura. O setor automotivo representa uma parcela importante da estrutura industrial global na atualidade. Segundo dados da Organização Internacional dos Fabricantes de Veículos Automotores (Organisation Internationale des Constructeurs d'Automobiles, ou OICA), a produção mundial de veículos automotores teve um crescimento superior a 60% entre os anos 2000 e 2018. Observe no Gráfico 1 que, apesar da desaceleração em alguns períodos – ligada ao cenário econômico mundial da época –, o setor tende a se recuperar. Autoestradas O aumento da utilização de veículos motorizados alavancou o desenvolvimento das autoestradas, ou vias expressas, durante o século XX. O objetivo era facilitar o transporte entre cidades por meio de um fluxo livre de tráfego, sem interrupções causadas por cruzamentos ou sinais de trânsito. Os avanços no projeto e construção das vias contaram com equipes multidisciplinares, com destaque para engenheiros civis, arquitetos e geólogos. No Brasil, o transporte rodoviário é o principal meio para o transporte de cargas: mais de 60% do transporte é realizado pelas estradas. Além disso, de acordo com a Confederação Nacional do Transporte (CNT), a malha rodoviária do país possui mais de 1,7 bilhões de km. Aviões No início do século XX, os aviões motorizados se mantinham no ar por poucos segundos e apenas com o piloto a bordo. Atualmente, as aeronaves comerciais de grande porte são capazes de permanecer no ar por mais de 15 horas e cobrir distâncias acima de 10.000 km. Os avanços tecnológicos da indústria aeronáutica ocorreram graças a engenheiros de diversas áreas que uniram e continuam unindo esforços para projetar e fabricar aeronaves seguras e que possuam alto desempenho, com maior velocidade, maior capacidade de carga e maior autonomia. O transporte aéreo de cargas e de passageiros é um mercado que exerce influência significativa na economia mundial e que continua em expansão. A Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), que regula e fiscaliza as atividades e infraestrutura da aviação civil no Brasil, mantém dados e estatísticas de aeronaves, aeroportos e outras informações relevantes do setor. Ademais, os dados do setor são consolidados nos anuários da Confederação Nacional do Transporte (CNT). Veículos espaciais A exploração espacial foi um feito importante do século XX. Além disso, uma conquista significativa para a engenharia foi o lançamento dos satélites artificiais no espaço. Hoje, há 24 milhares de satélites orbitando o nosso planeta, e muitos deles enviam informações importantes para uma série de aplicações como, por exemplo, sistemas de posicionamento (o GPS, ou Global Positioning System), previsões meteorológicas e a comunicação sem fio. Eletrificação Inúmeras atividades executadas na sociedade moderna envolvem o uso de energia elétrica. Engenheiros de diferentes especialidades (elétricos, mecânicos, civis, eletrônicos, de computação e inúmeras outras áreas da tecnologia) estão envolvidos nas etapas de geração, transmissão e distribuição de eletricidade. A maioria da energia elétrica consumida mundialmente é gerada a partir da queima de combustíveis fósseis, como carvão, gás natural e óleo combustível, em usinas termelétricas. Uma parcela menor é produzida por fissão nuclear em usinas nucleares ou por meio de fontes renováveis, como o fluxo de água nas usinas hidrelétricas, a força do vento utilizada pelas usinas eólicas, a energia solar e a energia geotérmica. Note, nos Gráficos 2 e 3, que a maioria da energia elétrica produzida no Brasil é gerada a partir da energia hidráulica, ao passo que na matriz energética mundial (distribuição percentual das fontes disponíveis para geração de energia elétrica) o uso do carvão é predominante. Dados atualizados são publicados periodicamente pela Agência Internacional de Energia (IEA – International Energy Agency). No Brasil, os dados podem ser consultados nos relatórios emitidos pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), que presta serviços ao Ministério de Minas e Energia (MME). Fornecimento e distribuição de água Obter água potável foi outro desafio do século XX. Os primeiros sistemas de tratamento eram projetados para remover partículas sólidas em suspensão através da utilização de processos de filtragem. Como nem todos os microrganismos eram eliminadosdesta maneira, o cloro passou a ser utilizado como agente desinfetante. Posto isso, pode-se afirmar que os avanços nos sistemas de tratamento e distribuição de água foram fundamentais para a eliminação de doenças associadas à ingestão de água contaminada. Além disso, a Organização Mundial da Saúde (OMS) mantém dados atualizados sobre a porcentagem da população com acesso a serviços de água com características próprias para o consumo; em 2019, 71% da população mundial se enquadra nessa condição. Já no Brasil, dados 25 específicos por região podem ser consultados nos relatórios da Agência Nacional de Águas (ANA). Eletrônica A segunda metade do século XX foi marcada por avanços significativos na eletrônica do estado sólido. O advento dos dispositivos semicondutores impulsionou o desenvolvimento de microprocessadores de alto desempenho. O primeiro microprocessador, a unidade central de processamento de computadores e muitos dispositivos eletrônicos, foram desenvolvidos em 1971 e, atualmente, os esforços de engenheiros e cientistas para torná-los cada vez menores, mais rápidos e mais eficientes continuam. Computador O computador, para atingir as características que conhecemos hoje, passou por muitas transformações. Das milhares de válvulas eletrônicas utilizadas nos aparelhos da primeira geração até o advento dos circuitos em miniatura compostos por dispositivos semicondutores, foram inúmeros os desafios para os engenheiros. O final do século XX foi marcado pelo crescimento expressivo do número de computadores pessoais, que se tornam cada vez mais rápidos, compactos e acessíveis. Rádio e televisão O rádio foi desenvolvido no início do século XX e seu uso difundiu-se rapidamente após a Primeira Guerra Mundial; logo em seguida, surgiram os primeiros televisores. Esses dois aparelhos revolucionaram a comunicação e os avanços por eles propiciados até o final do século XX são notáveis. Os televisores de tubo, que dominaram o mercado até a década de 1990, foram substituídos pelas TVs com tela de cristal líquido, ou Liquid Crystal Display - LCD, Posteriormente pelas telas de plasma e, em seguida, pelas TVs de LED, ou Light Emission Diode – diodo emissor de luz. Telefone O telefone também foi uma invenção que causou um impacto significativo na vida moderna. Com o desenvolvimento dos circuitos integrados e o avanço dos sistemas de transmissão e recepção, surgiram os telefones celulares. Segundo a União Internacional de Telecomunicações, ou ITU – International Telecommunication Union, o número de celulares no mundo ultrapassou 7 bilhões em 2015. Internet Os primeiros passos para a criação de uma rede mundial de computadores interconectados começou na segunda metade do século XX. Inicialmente, com uso restrito para fins militares, a internet foi difundida mundialmente nos anos 1990, quando engenheiros e cientistas da computação desenvolveram o protocolo para a transferência de hipertexto (HTTP – Hypertext Transfer Protocol), que é a base para a comunicação de dados na World Wide Web. De acordo com a União Internacional de Telecomunicações, mais de 50% da população mundial utiliza a internet em 2019. A evolução do número de usuários pode ser vista no Gráfico 4. Ar condicionado e sistemas de refrigeração O desenvolvimento dos sistemas de refrigeração e climatização de ambientes no século XX foi fundamental para a melhoria do conforto térmico em instalações comerciais e residenciais, contribuindo também para o avanço dos sistemas de armazenamento e transporte de alimentos. No entanto, a demanda energética para a refrigeração é elevada, e as projeções futuras indicam que há tendência de aumento. A Agência Internacional de Energia, ou International Energy Agency (IEA), estima que, em 2050, cerca de 2/3 das casas no mundo terão pelo menos um ar- condicionado. Isso justifica a concentração de esforços da engenharia para projetar sistemas mais eficientes, com menor custo e impacto ambiental. 26 Eletrodomésticos Engenheiros tiveram um papel fundamental na incorporação de novas tecnologias às funções clássicas de muitos eletrodomésticos. Alguns itens que se destacaram e se estabeleceram no mercado do século XX, embora muitos tenham sido inventados no século anterior, são: • Aspirador de pó e ferro de passar roupa movidos a energia elétrica; • Primeiras torradeiras elétricas com filamentos de ligas de níquel e cromo; • Refrigeradores domésticos, lavadoras e secadoras de roupas; • Fornos micro-ondas. Mecanização da agricultura O desenvolvimento de máquinas e equipamentos agrícolas mecanizados, como, por exemplo, tratores, colheitadeiras, pulverizadores e semeadoras, contribuiu de forma significativa para o aumento da produtividade do setor. Engenheiros foram responsáveis por uma transformação importante no início do século XX: a introdução de motores de combustão interna em tratores. Em comparação com seus predecessores movidos a vapor, os tratores movidos a gasolina, mais leves e mais compactos, eram capazes de realizar mais funções e tinham maior autonomia: um tanque de combustível era suficiente para um dia completo de trabalho. Imagem A captura de imagens para expandir a capacidade de observar detalhes de objetos além do nosso campo de visão é um desafio constante para cientistas e engenheiros. Alguns destaques são o desenvolvimento da microscopia eletrônica, de radares, técnicas de difração de raios X, ultrassom e métodos de imagem para diagnóstico de tumores. Tecnologias da saúde Os engenheiros contribuíram de forma significativa para os avanços da medicina no século XX. Alguns exemplos estão indicados no Quadro 1. Petróleo e tecnologias petroquímicas Durante o século XX, engenheiros químicos e cientistas desenvolveram métodos mais eficientes para o refino do petróleo, cujos derivados foram os principais combustíveis de automóveis, aeronaves, máquinas agrícolas e equipamentos industriais. Este século também foi marcado pelo surgimento dos materiais poliméricos, os plásticos, sintetizados em laboratório, cuja principal matéria-prima é o petróleo. Também merecem destaque os avanços tecnológicos que viabilizaram a exploração do petróleo em mar aberto (offshore) e em águas ultra profundas, localizadas a mais de 1.500 m de profundidade. Laser e fibra ótica A substituição dos condutores de cobre por fibras óticas e lasers nos sistemas de comunicação é considerada uma revolução tecnológica do século XX. Além disso, a grande maioria dos dados da internet são transmitidos por fibras óticas, e estima-se que haja mais de um milhão de quilômetros de cabos conectando diferentes partes do planeta. Há também o desenvolvimento de tecnologias a laser, que foram importantes para as áreas de medicina e manufatura. Tecnologias nucleares A produção de energia elétrica é um dos principais uso das tecnologias nucleares na atualidade. Há, no entanto, constantes debates a respeito das vantagens e desvantagens de sua utilização. Outra aplicação que teve desenvolvimento notável foi a medicina nuclear: com o uso de tecnologias nucleares é possível realizar diagnósticos mais precisos, por meio de imagens que revelam detalhes do interior do corpo humano; elas são aplicadas, também, para a realização tratamentos. 27 Materiais de alto desempenho O século XX foi marcado por avanços significativos na pesquisa e desenvolvimento de materiais metálicos, poliméricos, cerâmicos e compósitos. Os engenheiros e cientistas de materiais tiveram e continuam tendo um papel importante nessas transformações, que foram fundamentais para o desenvolvimento de vários tipos de produtos, como automóveis, aeronaves, roupas, eletrônicos, entre outros. OS DESAFIOS PARA O ENGENHEIRO NO SÉCULO XXI Em 2008, a Academia Nacional de Engenharia dos Estados Unidos formou um grupo de especialistas em diversas áreas do conhecimentopara identificar os desafios para a engenharia no século XXI. Os 14 itens listados pelo comitê foram: • Promover a aprendizagem personalizada; • Tornar a energia solar economicamente viável; • Aprimorar a realidade virtual; 28 • Desenvolver a engenharia reversa do cérebro; • Aperfeiçoar medicamentos; • Aprimorar o uso da informática na saúde; • Restaurar e melhorar a infraestrutura urbana; • Intensificar a segurança no ciberespaço; • Proporcionar maior acesso à água potável; • Fornecer energia a partir da fusão nuclear; • Evitar ataques nucleares; • Gerenciar o ciclo do nitrogênio; • Desenvolver métodos para captura ou sequestro, de carbono; • Elaborar ferramentas para descobertas científicas. Note que os 14 itens elegidos estão vinculados a quatro temas principais: sustentabilidade; saúde; segurança; e bem-estar. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL O engenheiro exerce também um papel importante no desenvolvimento sustentável. Sua participação, juntamente com profissionais das mais variadas áreas do conhecimento, é fundamental para o desenvolvimento de soluções viáveis que contribuam para atingir as metas correspondentes aos 17 objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS), definidos pelos países membros da Organização das Nações Unidas em 2015, como pode ser observado na Figura 1. TRANSFORMAÇÕES DIGITAIS NA INDÚSTRIA Os avanços da tecnologia da informação deram origem à indústria 4.0, um conceito que desde de 2011 vem sendo considerado como a quarta revolução industrial. Essas transformações demandam a atuação de praticamente todas as especialidades da engenharia, uma vez que a aplicação da indústria 4.0 exerce impacto direto no trabalho desses profissionais. O foco desta concepção é a aquisição e análise de dados por meio de sistemas inteligentes interconectados, a fim de que sejam incorporados aos sistemas de gerenciamento das organizações. O desenvolvimento da indústria 4.0 está ligado ao avanço de nove áreas da tecnologia (ver figura abaixo): 29 big data; robôs autônomos; manufatura aditiva; simulação computacional; integração de sistemas; computação em nuvem; internet das coisas (em inglês: internet of things ou IoT); segurança cibernética; e tecnologias de visualização. Big data O termo "big data" é utilizado para designar um conjunto amplo de dados que pode ser analisado com o uso de ferramentas computacionais, a fim de determinar tendências e padrões de comportamento. No meio industrial, a infraestrutura para o gerenciamento de dados deve ser composta por sistemas de aquisição, integração, processamento, armazenamento e análise de dados. O uso desse conceito em processos de fabricação, por exemplo, pode contribuir para a determinação de condições operacionais que aumentem a eficiência do uso de recursos. Um dos desafios para os engenheiros neste cenário é a obtenção de dados, muitas vezes em tempo real, que representem adequadamente os parâmetros do processo. Robôs autônomos O uso de metodologias de inteligência artificial permite que robôs equipados com câmeras e sensores realizem operações de manufatura, como fabricação e montagem, por exemplo, e utilizem o histórico de dados para aprimorar o processo. Manufatura aditiva A manufatura aditiva é uma tecnologia que permite a produção de objetos tridimensionais a partir de modelos digitais. A matéria prima, que pode ser em forma de pó, líquido ou lâmina, é depositada em finas camadas para construir o produto. 30 Apesar das inúmeras vantagens dessa tecnologia como, por exemplo, a customização, a maior velocidade de fabricação e a possibilidade de obter peças com geometrias mais complexas, se comparada com processos convencionais, como a manufatura subtrativa, , ela ainda apresenta desafios para os engenheiros, relativos à aplicação efetiva dessa tecnologia na produção de itens em escala industrial. O comportamento mecânico de alguns materiais obtidos por manufatura aditiva, por exemplo, ainda não atende às exigências de algumas áreas de aplicação. Simulação computacional A simulação computacional permite que produtos, processos de fabricação e até mesmo instalações industriais completas sejam analisados antes de serem, de fato, construídos. O objetivo é submeter os sistemas avaliados a diferentes condições, a fim de que os parâmetros que resultem em maior desempenho sejam identificados. A simulação, tanto do comportamento físico de um objeto quanto do fluxo de operações em um processo produtivo, é uma ferramenta que auxilia o processo de tomada de decisão. Integração de sistemas Na indústria de manufatura, a integração de sistemas envolve a conexão entre diferentes partes do processo para formar um sistema de gerenciamento mais amplo. Esse sistema pode também estar conectado com operações externas à organização. Os principais desafios relacionados ao uso dessa tecnologia estão associados com o gerenciamento de dados, como coleta, armazenamento e integração e com a atualização de sistemas existentes. Computação em nuvem A computação em nuvem, ou cloud computing, em inglês, é uma tecnologia essencial para a integração de sistemas na indústria 4.0. O seu uso agiliza a transmissão de dados entre diferentes partes do sistema. Internet das coisas O papel da internet das coisas, ou IoT, na indústria 4.0 é conectar partes da cadeia produtiva por meio de dispositivos eletrônicos. O principal desafio para os engenheiros, assim como nos sistemas de integração, é o gerenciamento de dados. Segurança cibernética O fluxo de dados em sistemas que operam segundo os conceitos da indústria 4.0 é elevado. Portanto, a segurança das informações armazenadas e transferidas é um aspecto importante, que deve ser levado em consideração pelas organizações. Um dos desafios da segurança cibernética está relacionado com a falta de capacidade técnica de alguns dispositivos e dificuldades associadas com a integração de sistemas. Tecnologias de visualização A realidade aumentada, ou augmented reality (AR), e a realidade virtual, ou virtual reality (VR), são duas tecnologias de visualização que integram projeções virtuais com ambientes reais. A adição de elementos virtuais, como objetos ou cenários, por exemplo, tem como objetivo enriquecer a percepção humana nas mais variadas situações. Uma aplicação bastante explorada destas tecnologias na indústria relaciona-se à capacitação de operadores: em algumas ocasiões, o uso de interfaces gráficas para simular diferentes cenários pode ser uma etapa importante do treinamento. 31 O engenheiro e o mercado de trabalho A engenharia é um campo que recebe cada vez mais destaque no mercado de trabalho. O principal diferencial do engenheiro é a capacidade de resolver problemas complexos com o uso da tecnologia. Sendo assim, neste tópico, serão apresentadas, em detalhes, as principais competências técnicas e comportamentais desse profissional, além de suas ocupações no mercado de trabalho atual. COMPETÊNCIAS TÉCNICAS E COMPORTAMENTAIS O engenheiro, assim como qualquer outro profissional, precisa desenvolver uma série de competências para que possa desempenhar sua função de forma efetiva; essas competências precisam ser aprimoradas e praticadas durante toda sua formação. No Brasil, o Conselho Nacional de Educação (CNE) institui Diretrizes Curriculares Nacionais (DCNs) para os cursos de graduação em engenharia, objetivando formar engenheiros com maior capacidade de atender às exigências do mercado de trabalho. Na versão homologada em 2019, o documento, que se aplica a todos os cursos de engenharia no país, estabelece que o engenheiro deve possuir, entre outras, as seguintes características: • Ter visão holística e humanista, ser crítico, reflexivo, criativo, cooperativo, ético e possuir forte formação técnica; • Estar apto a pesquisar, desenvolver, adaptar e utilizar novas tecnologias,com atuação inovadora e empreendedora; • Ser capaz de reconhecer as necessidades dos usuários, formular, analisar e resolver, de forma criativa, os problemas de engenharia; • Adotar perspectivas multidisciplinares e transdisciplinares em sua prática; • Considerar os aspectos globais, políticos, econômicos, sociais, ambientais e culturais, além da segurança e saúde no trabalho; • Atuar com isenção e comprometimento, tanto com relação à responsabilidade social quanto com o desenvolvimento sustentável. Para que o profissional tenha esse perfil é necessário, segundo as DCNs, que os cursos de graduação em engenharia sejam capazes de oferecer oportunidades para que o engenheiro desenvolva as seguintes competências gerais durante sua formação: • O engenheiro deve ser capaz de “formular e conceber soluções desejáveis de engenharia, analisando e compreendendo os usuários dessas soluções e seu contexto”. Esse processo envolve a concepção de soluções criativas por meio do uso de técnicas adequadas para observar, compreender, registrar e analisar as necessidades dos envolvidos, levando em consideração os aspectos sociais, culturais, legais, ambientais e econômicos. A formulação das questões de engenharia deve ser ampla e sistêmica; 32 • O uso de ferramentas computacionais e conceitos de matemática e estatística permite que o engenheiro seja capaz de “analisar e compreender os fenômenos físicos e químicos por meio de modelos simbólicos, físicos e outros, verificados e validados por experimentação”. Assim, é possível prever o comportamento de sistemas utilizando esses modelos, além de projetar experimentos adequados para validação; • O engenheiro deve ser capaz de “conceber, projetar e analisar sistemas, produtos (bens e serviços), componentes ou processos”. Esse processo envolve a determinação da viabilidade técnica e econômica de cada solução, levando em consideração o contexto no qual cada item está inserido. O engenheiro também determina os parâmetros para construção e operacionalização das soluções e aplica ferramentas de gestão adequadas para as diferentes fases dos projetos; • O engenheiro deve estar apto a “implantar, supervisionar e controlar as soluções de engenharia”, por meio da aplicação de conceitos de gestão de recursos humanos (força de trabalho) e tecnológicos (materiais e informação). O profissional deve ser capaz de projetar e desenvolver soluções inovadoras, levando em consideração seus impactos nos âmbitos social, legal, econômico e ambiental; • É essencial que o engenheiro seja capaz de “comunicar-se eficazmente nas formas escrita, oral e gráfica”, tanto na língua portuguesa quanto em outros idiomas. É importante também que o profissional se mantenha atualizado e esteja apto a se comunicar de maneira adequada por meio das tecnologias digitais disponíveis; • No exercício de sua profissão o engenheiro, deve ser capaz de “trabalhar e liderar equipes multidisciplinares”. A interação com uma equipe multicultural (presencial ou à distância) e multidisciplinar facilita a construção coletiva e o trabalho colaborativo. É importante que o profissional saiba reconhecer e conviver com diferenças socioculturais em diferentes contextos. Em um cenário mais amplo, o engenheiro deve preparar-se para liderar organizações considerando aspectos operacionais e estratégicos; • O engenheiro deve exercer sua função com ética e responsabilidade e ser capaz de avaliar os impactos de suas decisões na sociedade e no meio ambiente. Para isso, é preciso “conhecer e aplicar com ética a legislação e os atos normativos no âmbito do exercício da profissão”; • É importante que o engenheiro desenvolva a capacidade de “aprender de forma autônoma e lidar com situações e contextos complexos”. É necessário, portanto, que o profissional aprenda a aprender, a fim de se manter atualizado e acompanhar os avanços tecnológicos relacionados a suas áreas de atuação. Por fim, o engenheiro deve “ser capaz de assumir atitude investigativa e autônoma, com vistas à aprendizagem continua, à produção de novos conhecimentos e ao desenvolvimento de novas tecnologias”. Note que, além das competências técnicas, há uma série de competências comportamentais necessárias para o exercício da profissão de engenheiro. Essas qualidades, desejáveis para qualquer área de atuação, estão relacionadas com os seguintes aspectos: 33 Há, ainda, competências específicas que variam de acordo com a área de atuação do profissional. Informações adicionais sobre cada área são fornecidas pelas associações nacionais correspondentes; algumas delas estão apresentadas no Quadro 2. Essas entidades civis, sem fins lucrativos, são voltadas para o aperfeiçoamento técnico, científico e cultural dos profissionais. ÁREAS DE ATUAÇÃO E OCUPAÇÕES TÍPICAS Há três formas gerais de atuação do engenheiro no mercado de trabalho: como autônomo, como empregado ou como empresário. Em todos os casos, o exercício profissional da engenharia, segundo a Lei n. 5.194, de 24 de dezembro de 1966, é caracterizado por realizar ações de interesse social e humano associadas aos seguintes empreendimentos: • Aproveitamento e utilização de recursos naturais; • Meios de locomoção e comunicações; • Edificações e serviços/equipamentos urbanos, rurais e regionais, em seus aspectos técnicos e artísticos; • Instalações e meios de acesso a costas, cursos, massas de água e extensões terrestres; • Desenvolvimento industrial e agropecuário. Como os temas são variados, são necessários engenheiros com diferentes especialidades para que estes itens sejam cumpridos de forma satisfatória. No Brasil, em 2019, há cerca de 60 áreas de abrangência ou habilitações. O Gráfico 5 mostra, por área de atuação, o número de engenheiros no Brasil em 2018, seja com vínculo empregatício em órgãos públicos ou na iniciativa privada. Os dados mostram que cerca de 85% desses profissionais são engenheiros civis, industriais, de produção, de segurança, eletroeletrônicos, mecânicos e agrossilvipecuários. Cada uma das 13 categorias indicadas representa uma família ocupacional (código composto por 4 dígitos) segundo a Classificação Brasileira de Ocupações, ou CBO, sendo cada família composta por ocupações típicas da área. Por exemplo, a família de engenheiros agrossilvipecuários é composta por engenheiros agrícolas, engenheiros agrônomos, engenheiros de pesca e engenheiros florestais. 34 É importante salientar que nem todos os profissionais formados em cursos de engenharia atuam em suas áreas de formação. É o caso, por exemplo, de engenheiros que se tornam empresários, supervisores, gerentes, diretores, entre outras ocupações da área administrativa. Segundo um levantamento feito em 2014 Confederação Nacional da Indústria, ou CNI, 58% dos engenheiros formados não atuam na área. Posto isso, algumas particularidades do mercado de trabalho para determinadas áreas específicas serão descritas a seguir. Engenharia civil O engenheiro civil é responsável pelo projeto, gerenciamento e execução de instalações residenciais, industriais e de infraestrutura. Pode atuar, por exemplo, nas seguintes áreas: materiais (concreto e pré-moldados), estruturas e fundações (edifícios, pontes, barragens), infraestrutura (estradas, aeroportos, portos, ferrovias), instalações hidráulicas, geotecnia e saneamento. Além disso, o profissional pode atuar como autônomo ou como empregado em empresas públicas ou privadas. Engenharia de produção O engenheiro de produção tem um campo de trabalho bastante diversificado, uma vez que pode atuar em qualquer organização que tenha um processo produtivo, como linhas de montagem e processos de fabricação, por exemplo. Uma de suas principais funções é utilizar seus conhecimentos de gestão de recursos, tanto humanos quanto tecnológicos, para garantir que os sistemas de produção operem com níveis adequados de desempenho,qualidade e custo. O engenheiro de produção pode atuar em empresas de manufatura ou em empresas fornecedoras de serviços. Engenharia elétrica O engenheiro elétrico dimensiona, constrói e mantém sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Ele atua em usinas, subestações, linhas de transmissão, empresas de construção civil, automação e em fabricantes de sistemas elétricos. Exerce suas atividades tanto em órgãos públicos quanto na iniciativa privada. Engenharia mecânica A engenharia mecânica é uma das modalidades mais abrangentes e flexíveis da engenharia. Durante a carreira, o engenheiro mecânico pode desenvolver atividades que envolvam mecânica dos sólidos, comportamento dos fluidos, ciência e engenharia dos materiais, processos de fabricação, transferência de calor e termodinâmica. Além disso, o profissional pode trabalhar com o desenvolvimento de projetos e processos de fabricação de produtos, máquinas, dispositivos, ferramentas, equipamentos industriais e sistemas de energia para diferentes tipos de indústria, como as indústrias automotiva, aeroespacial, de eletrodomésticos, de energia, biomédica, eletroeletrônica, agropecuária e de mineração, por exemplo. Engenharia ambiental O engenheiro ambiental desenvolve soluções que contribuem para a preservação do meio ambiente. Esse profissional pode atuar no planejamento e administração de estações de tratamento de efluentes, sistemas de distribuição de água e descarte de resíduos, tanto em órgãos públicos quanto na iniciativa privada. Engenharia da computação O mercado de trabalho para o engenheiro da computação é amplo, uma vez que esse cresce cada vez mais com o aumento do uso de tecnologias digitais em diversas áreas da indústria. O profissional dessa área atua, por exemplo, no projeto e construção de sistemas digitais, no desenvolvimento de diversos softwares e aplicativos, na robótica e na automação industrial. 35 Engenharia química O engenheiro químico desenvolve e gerencia produtos e sistemas de processamento de matérias-primas em indústrias como papel e celulose, alimentos, bebidas, produtos de limpeza, higiene, cosméticos, medicamentos, petroquímica e têxtil, entre outras. Engenharia de controle e automação O engenheiro de controle e automação desenvolve sistemas automatizados para inúmeras aplicações industriais. Suas soluções, que têm como objetivo principal melhorar o desempenho do processo produtivo e reduzir os custos operacionais, se aplicam, por exemplo, nas indústrias automotiva, de energia (petróleo e gás), alimentícia, mineração, metalúrgica e eletrônica, entre outras. Engenharia de alimentos O engenheiro de alimentos desenvolve técnicas, equipamentos e sistemas de controle de qualidade para os processos de produção e conservação de alimentos. O profissional pode atuar, também, na coordenação de análises laboratoriais da indústria alimentícia, em redes de distribuição de alimentos e bebidas ou no setor de vigilância sanitária. Engenharia de materiais No desenvolvimento de qualquer produto, independentemente de sua complexidade, indo desde uma aeronave até um objeto simples de nosso cotidiano, a seleção do material é uma etapa importante do projeto. O engenheiro de materiais é um profissional crucial no processo de desenvolvimento de novos materiais ou aprimoramento de materiais existentes, sejam eles metálicos, cerâmicos, poliméricos ou compósitos, e possui como objetivo a obtenção de propriedades e características mais adequadas para diferentes tipos de aplicação. Os profissionais com esta habilitação atuam, por exemplo, nas indústrias de mineração, petroquímica, siderúrgica, química, automotiva, de energia e bens de consumo em geral. Engenharia de energia O engenheiro de energia atua em diversos aspectos relacionados à gestão de recursos energéticos. Além disso, o profissional dessa área desenvolve soluções e coordena programas com foco no aumento de desempenho de sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia. Ética profissional Engenheiros desenvolvem produtos e serviços que afetam, de forma significativa, nossa qualidade de vida e segurança. É imprescindível, portanto, que esses profissionais tenham uma conduta condizente com suas responsabilidades perante a sociedade. Para isso, a prática da profissão, independentemente de sua área de atuação, deve ser baseada em princípios éticos. Os engenheiros, bem como as demais classes de profissionais ligadas ao Conselho Federal de Engenharia e Agronomia (Confea), devem observar e cumprir as disposições do Código de Ética Profissional da Engenharia, da Agronomia, da Geologia, da Geografia e da Meteorologia estabelecidas pelo conselho. No seu preâmbulo, o Código de Ética Profissional faz as seguintes declarações iniciais: • O Código de Ética Profissional enuncia os fundamentos éticos e as condutas necessárias à boa e honesta prática das profissões de engenharia, agronomia, geologia, geografia e meteorologia, além de relacionar os direitos e deveres correlatos de seus profissionais; • Os preceitos deste Código de Ética Profissional têm alcance sobre os profissionais em geral, quaisquer que sejam seus níveis de formação, modalidades ou especializações; 36 • As modalidades e especializações profissionais poderão estabelecer, em consonância com este Código de Ética Profissional, preceitos próprios de conduta, atinentes às suas peculiaridades e especificidades (CONFEA, 2019). Em seguida, o Código de Ética Profissional discorre sobre a identidade das profissões e dos profissionais: • As profissões são caracterizadas por seus perfis próprios, pelo saber científico e tecnológico que incorporam, pelas expressões artísticas que utilizam e pelos resultados sociais, econômicos e ambientais do trabalho que realizam; • Os profissionais são os detentores do saber especializado de suas profissões e os sujeitos pró- ativos do desenvolvimento; • O objetivo das profissões e dos profissionais volta-se para o bem-estar e o desenvolvimento do homem, tanto em seu ambiente como em suas diversas dimensões: como indivíduo, família, comunidade, sociedade, nação e humanidade; nas suas raízes históricas, nas gerações atuais e futuras; • As entidades, instituições e conselhos integrantes da organização profissional são igualmente permeados pelos preceitos éticos das profissões e participantes solidários em sua permanente construção, adoção, divulgação, preservação e aplicação (CONFEA, 2019). PRINCÍPIOS ÉTICOS O Código de Ética Profissional dispõe que a prática da profissão é fundamentada nos seguintes princípios éticos, nos quais o profissional deve pautar sua conduta: Do objetivo da profissão A profissão é bem social da humanidade e o profissional é o agente capaz de exercê-la, tendo como objetivos maiores a preservação e o desenvolvimento harmônico do ser humano, de seu ambiente e de seus valores; Da natureza da profissão A profissão é bem cultural da humanidade construído permanentemente pelos conhecimentos técnicos e científicos e pela criação artística, manifestando-se pela prática tecnológica, colocada a serviço da melhoria da qualidade de vida do homem; Da honradez da profissão A profissão é alto título de honra e sua prática exige conduta honesta, digna e cidadã; Da eficácia profissional A profissão realiza-se pelo cumprimento responsável e competente dos compromissos profissionais, munindo-se de técnicas adequadas, assegurando os resultados propostos e a qualidade satisfatória nos serviços e produtos, e observando a segurança nos seus procedimentos; Do relacionamento profissional A profissão é praticada através do relacionamento honesto, justo e com espírito progressista dos profissionais para com os gestores, ordenadores, destinatários, beneficiários e colaboradores de seus serviços, com igualdade de tratamento entre os profissionais e com
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