INTRODUÇÃO À
ENGENHARIA
CONCEITOS, FERRAMENTAS E COMPORTAMENTOSUNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
Reitor
Lúcio José Botelho
Vice-Reitor Ariovaldo Bolzan EDITORA DA UFSC Diretor Executivo Alcides Buss Conselho Editorial
Eunice Sueli Nodari (Presidente) Cornélio Celso de Brasil Camargo
João Hernesto Weber Luiz Henrique de Araújo Dutra
Nilcéa Lemos Pelandré Regina Carualho Sérgio Fernando Torres de Freitas
Walter António Bazzo Luiz Teixeira do Vale Pereira
INTRODUÇÃO À
ENGENHARIA
CONCEITOS, FERRAMENTAS E COMPORTAMENTOSEditora da UFSC
Florianópolis
© Walter António Bazzo e Luiz Teixeira do Vale Pereira Editora da UFSC
Campus Universitário - Trindade Caixa Postal 476 88010-970 - Florianópolis - SC (48) 3331-9408, 3331-9605 e 3331-9686 (48) 3331-9680 edufsc@editora.ufsc.br http://www.editora.ufsc.br
Direção editorial e capa:
Paulo Roberto da S ilva
Revisão técnico-editorial:
Aldy Vergés Maingué
Editoração:
Daniella Zatarian
Revisão:
Júlio César Ramos
Ficha Catalográfica
(Catalogação na fonte pela Biblioteca Universitária da Universidade Federal de Santa Catarina)
_________________________________________________________ _
B364i Bazzo, Walter António
Introdução à engenharia: conceitos, ferramentas e compor-tamentos / Walter António Bazzo, Luiz Teixeira do Vale Pereira. - Florianópolis : Ed. da UFSC, 2006.
2 70 p. :il.
Inclui bibliografia
1. Engenharia - Estudo e ensino. 2. Comunicação na Engenharia. 3. Conceitos. 4. Mercado de trabalho. 5. Engenharia - Orientação profissional. I. Pereira, Luiz Teixeira do Vale. II. Título.
________________________________________________________CD U: 62
ISBN 85.328.0356-3
Reservados todos os direitos de publicação total ou parcial pela Editora da UFSC
Impresso no Brasil
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO
PREFÁCIO 11
CHEGANDO À UNIVERSIDADE 15
Alerta aos iniciantes ... 17
Uma nova fase... 18
Porque estudar? ... 21
Considerações sobre um método de estudo ... 22
Condições para viabilizar o estudo ... 24
Fases do estudo ... 26
Outras recomendações... 38
Tarefas para complementação do aprendizado ... 42
CAPÍTULO 2 COMUNICAÇÃO
43
O engenheiro e a comunicação... 45
Processo de comunicação ... 46
Redação ... 47
Linguagem técnica... 47
Artifícios auxiliares da redação ... . 50
Estrutura básica de um relatório ... 51
Outras partes componentes do trabalho ... 54
Estrutura física do relatório técnico ... 56
O desenho na comunicação ... 57
Considerações finais ... 59
Tarefas para complementação do aprendizado ... 61
Considerações preliminares... 65
Síntese histórica ...65
Habilidade técnica: um diferencial humano... 66
A técnica faz diferença... 68
Surgimento da engenharia moderna... 69
Marcos históricos importantes ... 71
A engenharia nasce como profissão oficial... 74
As primeiras escolas de engenharia... 74
Fatos marcantes da ciência e da tecnologia... 76
Início da engenharia no Brasil... 77
Tarefas para complementação do aprendizado ... 79
CAPITULO 4 O ENGENHEIRO 81
Engenharia e sociedade ...83
Engenheiro e sociedade ...85
Um alerta importante ... 86
Engenheiro no mercado de trabalho ... 87
O engenheiro e o técnico ...89
Qualidades desejáveis de um profissional... 91
Por que várias engenharias?... 98
Processo de formação profissional... 100
As bases de um curso de engenharia... 102
Tarefas para complementação do aprendizado ... 108
CAPÍTULO 5 PESQUISA 109
Bases da sociedade moderna... 111
Um pouco sobre as ciências ... 112
Sobre a pesquisa tecnológica ... 113
Ciência e tecnologia... 114
Ensino de engenharia, ciência e tecnologia ... 115
Método de pesquisa ...116
Tipos de conhecimento ... 117
Processos do método de pesquisa ... 118
Exemplo de um trabalho de engenharia... 124
Exemplo de um trabalho de pesquisa... 126
Organização da pesquisa... 127
Tarefas para complementação do aprendizado ... 129
CAPÍTULO
6
CRIATIVIDADE 131A arte da engenharia ... 133
O que é criatividade... 134
As bases da criatividade ... 135
O processo criativo... 139
Espaço de soluções de um problema ... 140
Barreiras que afetam a criatividade ... 143
Técnicas de estímulo à criatividade ... 146
O crítico e o perceptivo ... 153
Tarefas para complementação do aprendizado ... 155
capítulo 7 modelos e simulação 157
Modelagem... 159
O que é modelar... 159
Modelos e sua classificação ... 160
Valor dos modelos... 165
O modelo e o sistema físico real... 166
Validade das hipóteses simplificativas ... 168
Para que servem os modelos... 171
O que é simular ... 173
Tipos de simulação ... 174
Tarefas para complementação do aprendizado ... 180
CAPÍTULO
8
OTIMIZAÇÃO181
A procura por melhores soluções... 183
A melhor solução ... 185
Modelos de otimização... 186
Métodos de otimização ...187
Otimização com uma variável ... 191
Otimização com duas ou mais variáveis ... 192
Exemplo de otimização - problema do projétil... 194
Tarefas para complementação do aprendizado ... 198
CAPÍTULO
9
PROJETO199
A essência da engenharia... 201
Como ser um bom projetista...202
O que é projeto? ...202
Processo de projeto...204
Ação científica e ação tecnológica... 205
Identificação de uma necessidade ... 208
Definição do problema...209
Coleta de informações ...212
Concepção da solução ...214
Avaliação do projeto ...216
Especificação da solução final ... 217
Comunicação do projeto ...218
Informações complementares...220
Abordagem de problemas em engenharia...221
Tarefas para complementação do aprendizado ...224
CAPÍTULO
9 E
NGENHARIAS225
Áreas de atuação profissional ...227
Aeronáutica ...227 Agrimensura ...230 Agronomia... 231 Alimentos... 232 Cartográfica ...233 Civil... 234 Elétrica ...236 Florestal... 237 Industrial... 238 Materiais ... 239 Mecânica ...240 Metalúrgica ...241 Minas... 243 Naval... 244 Pesca ...245 Produção... 246 Química... 248 Sanitária ...249 Têxtil ... 250
Tarefas para complementação do aprendizado ... 251
APÊNDICE A SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES 253
APÊNDICE B ALGUMAS INFORMAÇÕES IMPORTANTES 261
APRESENTAÇÃO
Apresentar o livro Introdução à engenharia: conceitos, ferramentas
e comportamento, dos professores Bazzo e Teixeira é, antes de tudo,
um exercício de engenharia. Lendo, percebe-se a dimensão que a
ciência da engenharia tem no contexto da sociedade atual.
Consegue-se mensurar a grandeza de se permitir que jovens
aprendizes se moldem seguindo modelos que servirão de
referência para o futuro. Tem-se a clareza da magnitude do
trabalho desses dois grandes professores do Departamento de
Engenharia Mecânica do Centro Tecnológico da Universidade
Federal de Santa Catarina.
O livro é uma estrada muito bem pavimentada onde, em cada
capítulo, o leitor - aluno ou professor - é apresentado ao caminho
que deve ser seguido, entre os viadutos, pontes e túneis que os
jovens encontram ao cursar uma graduação em engenharia nas
universidades brasileiras.
Felizes os estudantes de engenharia que podem dispor de um livro
dessa envergadura. Construído com base nos mais ricos
paradigmas da educação, pode-se dizer que este livro se
assemelha a um circuito integrado, que busca, na menor
dimensão possível, proporcionar inúmeras interpretações - dando
asas a todas as imaginações.
Deve-se reconhecer que, entre se introduzir na engenharia e se
tornar engenheiro, há muitas etapas de um processo de
transformação que devem necessariamente ser percorridas. Este
livro do Bazzo e do Teixeira mostra perfeitamente - como se fosse
uma planta isométrica - o quanto integrado é esse processo. O
acoplamento dos temas, a integração das matérias e a multi e
interdisplinaridade são evidenciadas com leveza e propriedade,
permitindo imaginar o percurso necessário para se tornar um
engenheiro.
10
Introdução À engenharia - conceitos, ferramentas e comportamentosFinalmente, pode-se dizer que Introdução à Engenharia: conceitos,
ferramentas e comportamento é um livro a ser lido e seguido
por todos que gostam da engenharia e que entendem a
importância da ação de "engenharia".
Ariovaldo Bolzan Professor do Departamento de Engenharia
Química e Engenharia de Alimentos Vice-Reitor da UFSC
PREFÁCIO
CARRUAGEM DE FOGO
Embarcar num veículo em movimento, que já tem uma
trajetória antiga e consolidada, que funciona como um sistema
bem-estruturado, com personagens ocupando suas posições nos
assentos, não é tão fácil quanto parece. Filmes de aventura,
desenhos animados e jogos raramente espelham algum realismo
nas suas fantasiosas cenas de heróis e bandidos saltando de um
veículo em movimento para outro.
Mas na vida real às vezes nem alcançamos o veículo.
Quando conseguimos isso, temos dificuldade de nos equilibrarmos
na sua carenagem, ou dentro dele. Quando muito, chegamos e mal
entendemos as regras do jogo, de onde vem o veículo, como ele
funciona, para onde vai, quem ou o que o comanda, onde está o
manual de operação dos equipamentos de bordo. Enfim, temos de,
com rapidez, embarcar, nos desembaraçar dos rituais de chegada,
pegar o "jeito da coisa", entender a linguagem utilizada lá dentro,
as relações de forças e começar a colher os frutos da viagem, ou
quem sabe até contribuir para corrigir o trajeto em curso.
E no começo nem temos direito a assentos, ficamos
pendurados nos estribos, nas cordas de segurança, segurando nas
mãos dos mais experientes, tentando seguir algumas instruções e
conselhos esparsos vindos não se sabe de onde. A cada curva, a
cada irregularidade da pista ou mudança de velocidade,
rodopiamos feito folhas secas num vendaval.
Para quem chega, tudo é novo, complexo, mágico. A muito
custo, com o tempo, a tempestade acalma, a poeira baixa, as
coisas parecem fazer sentido, o novo pouco a pouco começa a
ficar familiar. O complexo se transforma em algo instigante, um
estímulo ao nosso intelecto, e o que antes parecia mágico
12
Introdução À engenharia - conceitos, ferramentas e comportamentosMas nem todos têm a sorte de compreender todo esse
processo a tempo de usufruir os serviços de bordo, os
benefícios da aventura ou de se deliciarem com a privilegiada
paisagem da janela.
Embarcar num curso de engenharia é quase isso. Tudo já
funciona, há regras, técnicas, procedimentos, linguagem própria,
posições hierárquicas, história, teorias, conceitos, relações de
interesses, enfim, um tabuleiro repleto de peças que dançam
cumprindo papéis mais ou menos bem definidos. O quadro
parece já estar pintado, cristalizado, emoldurado, tudo pronto, e
só nos basta apreciá-lo, compreendê-lo, nos maravilhar com o
seu esplendor.
Engenharia: eis uma profissão que é fruto do trabalho de
milhares de pessoas que, ao longo dos tempos, estudaram,
arriscaram, investiram anos de suas vidas, que se
decepcionaram e que exultaram com os resultados de suas
soluções. Mais que isso: esta é uma profissão que precisa
constantemente renovar seus arsenais de "mentes-de-obra"
bem qualificadas, irrequietas, criativas, dispostas a batalhar e a
ultrapassar limites, curiosas.
A engenharia é um formidável veículo que se move e
que, a cada nova estação, arregimenta pilotos, passageiros,
colaboradores, entusiastas, críticos, todos ávidos por fazer
parte do cenário, cheios de esperança, motivação e energia,
mas também repletos de dúvidas, incertezas e medos. Afinal,
estão embarcando numa "carruagem de fogo", e muitos dos
novos personagens que entram em cena só conhecem dela
traços caricatos que pouco ajudam a entendê-la. Por isso, como
numa imaginária carruagem de fogo, quem nela embarca precisa
passar por um ritual de adaptação, para poder reconhecer o
terreno, ocupar seus espaços, colher bom proveito do passeio.
Afinal, não estamos falando de atividades profissionais
num sentido genérico, de qualquer uma delas. Estamos falando
da engenharia, justo a engenharia, esta fascinante atividade
humana. Ela mesma, que é cheia de surpresas, suspenses,
dúvidas, técnicas, experiências, soluções, teorizações, enfim, de
um conjunto incalculável de conhecimentos que desafiam a nossa
mente, e que, a cada novo problema, nos surpreendem e
despertam novas idéias.
Nessa profissão é como se, a cada virada de página, a cada
gaveta aberta, a cada porta que se abre, a cada curva, um novo
mundo fosse descortinado. As técnicas de fabricação, o processo
de obtenção dos materiais, os fenômenos físicos, os
procedimentos matemáticos necessários para o cálculo da
estrutura ou os ensaios em laboratório envolvidos, por exemplo,
numa lata de refrigerante, na sola de um tênis ou na maçaneta da
porta de nossas casas revelam um universo inteiro de estudos,
teorias, lutas, acertos e desacertos.
Para onde olharmos, lá estará a engenharia, veículo que
embala fantásticos sonhos da humanidade. Na roupa que
vestimos, na comida que comemos, no livro que lemos, nos
carros, no cinema, na televisão, no consultório médico, no show
de nossa banda preferida, lá está ela no palco dos
acontecimentos.
Introdução à engenharia: conceitos, ferramentas e
comportamentos é um texto que busca facilitar o embarque na
carreira, abreviar o tempo de adaptação, acelerar o processo
de decantação da poeira, mostrar as possibilidades e os
encantos da profissão.
Mas nós não pretendemos que ele seja um bote
salva-vidas, uma porta de emergência, um lenitivo capaz de resolver
qualquer disfunção do sistema. Buscamos, com este texto,
oferecer uma contribuição para o ensino de engenharia no
Brasil, visando aos recém-ingressos nas suas mais diversas
habilitações.
Sua origem remonta a 1986, quando preparamos uma
primeira apostila para uma disciplina de introdução à
engenharia. Ao longo desse tempo, o material original foi
transformado num livro - que gerou várias edições e inúmeras
tiragens. A sua história e transformação agora num novo livro
-basicamente com o mesmo propósito dos anteriores, mas
com conteúdo aprimorado e viés epistemológico diferente -
revela antes de mais nada uma aposta na sua pertinência
pedagógica e técnica e na sua adequação ao cenário educacional
brasileiro.
Em linhas gerais, este livro aborda a estrutura, alguns
limites, a trajetória, os compromissos técnicos e sociais e
algumas ferramentas de trabalho da engenharia hoje praticada.
Ou seja, buscamos ajudar a esclarecer quem é esta entidade
desconcertante - a engenharia, carruagem movida pelo fogo do
deus mitológico Prometeu -, tornando menos árduo e mais
prazeroso o embarque na profissão.
Walter António Bazzo
wbazzo@emc.ufsc.br
