André Matos da Silva Desenvolvimento de um bi i lo infantil de
André Matos da Silva Desenvolvimento de um bi i lo infantil de
ara terísti as modulares
Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para umprimento dos
requisitos ne essários à obtençãodo graude Mestrado emEngenharia
Me- âni a, realizada sob orientação ientí a de Carlos AlbertoMoura Relvas,
Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Me âni a da
Universi-dade de Aveiro e de António Manuel de Amaral Monteiro Ramos,
Profes-sor Auxiliardo Departamento de Engenharia Me âni a da Universidade de
Presidente /President Prof. Doutora Móni aSandra Abrantes de OliveiraCorreia
Professora AuxiliardaUniversidadede Aveiro
Vogais /Committee Prof. Doutor Carlos Alberto MouraRelvas
ProfessorAuxiliardaUniversidadedeAveiro(orientador)
Prof. Doutor António Manuel de Amaral Monteiro Ramos
ProfessorAuxiliardaUniversidadedeAveiro( o-orientador)
Prof. Doutor Mário Augusto Pires Vaz
Professor Asso iado do Dep. Eng. Me âni a da Fa uldade de Engenharia da
Manuel de Amaral Monteiro Ramos pelo auxílio, orientação, apoio e
disponibilidadesempreprestados no de orrer darealização destetrabalho.
Em segundo lugar, gostaria de agrade er a todos aqueles que
estive-ram presentes no meu per urso a adémi o, que de uma forma ou outra
me ajudaram a aminhar até este passo nal, ando um agrade imento
espe ialparaaqueles quemaisde pertosempremea ompanharam.
Por último e não menos importante, gostaria de agrade er à minha
família, em espe ial aos meus pais,pelo apoio onstante e por tudoaquilo
que sempre zeram,que permitiu on luirmaisesta aminhada.
Resumo O desenvolvimentode um bi i lo infantil de ara terísti asmodulares teve
porobjetivoa riaçãodeumasoluçãomulti-fun ionaleabrangenteque
per-mitisseautilizadores,deumafaixaetáriaentreos3eos6anos,umasegura,
divertida e fá ilutilização.
Ametodologiadesenvolvidapassoupeloutilizaçãodeferramentasdeanálise
de oportunidade,Matriz de Qualidadee Matriz deProduto,ferramentasde
apoio aodesenvolvimento on eptual,Análise Morfológi a,de nição de
di-ferentesarquiteturas,ferramentasde análiseestrutural,desenvolvimentodo
projeto de detalhee fabri ode omponentes e Análise do modo e efeito de
falha(FMEA).Destaforma,e onfrontando diferentesrequisitosesoluções
propostas, hegou-se aum on eitodiferen iadoe ompoten ial de
desen-volvimento.
Deste modo, desenvolveu-se o on eitoiterado para oproduto, ao níveldo
Abstra t Thedevelopmentofa hildrenbi y lo withmodularfeaturesaimedat
rea-ting amulti-fun tionaland omprehensive solutionthatallowed users,aged
between 3and 6 years, asafe,funand easy utilization.
The developed methodology made use of tools of analisys of opportunity
su h as Quality and Produ t Matrix, support tools for on eptual
develop-ment,Morphologi alAnalysis,de nitionofdierentar hite tures,stru tural
analysis tools, detail and manufa turing design of omponents and failure
mode and ee tanalisys(FMEA).
Thus, and onfronting dierent requirements and solutions, ame up a
di-ferentiated on ept with development potential. From this, the iterated
on ept was developed inadetaillevel, and studyingaviableway of
Lista de Tabelas vi Lista de Figuras ix Lista de A rónimos xi I Enquadramento 1 1 Introdução 3 1.1 Enquadramento emotivação. . . 3 1.2 Objetivospropostos . . . 4 1.3 Organização do trabalho . . . 4
2 Revisão do Estado da Arte 5 2.1 Motri idade infantil e suaimportân ia . . . 5
2.2 Estágios de res imento eaprendizagem . . . 6
2.3 Desenvolvimento da riança dos3-6anos . . . 8
2.3.1 Antropometria estáti a. . . 9
2.3.2 Antropometria dinâmi a . . . 13
2.4 Históriae origensdo bi i lo . . . 14
2.5 Produtos existentes nomer ado . . . 17
2.5.1 Velobike 12 5. . . 18
2.5.2 Bi i loNatural . . . 19
2.5.3 Chi oRed Bullet . . . 19
2.5.4 Tidlo S ooter . . . 20
2.5.5 Análise omparativa . . . 21
2.6 Normasde segurança . . . 22
II Desenvolvimento do produto 23 3 Desenvolvimento on eptual 25 3.1 Quality Funtion Deployment . . . 25
3.1.1 Requisitos do onsumidor . . . 26
3.1.5 Matriz do produto eimportân iadaspartes . . . 30
3.2 Geração desoluções on eptuais . . . 32
3.2.1 Análise morfológi a. . . 32
3.3 Proposta on eptual . . . 33
4 Design de on retização e sistemas 35 4.1 Diagrama de omponentes . . . 35
4.2 Diagrama de funções . . . 36
4.3 Arquitetura doproduto . . . 38
4.3.1 Arquitetura base . . . 38
4.3.2 Arquitetura Bi i loelétri o . . . 38
4.3.3 Arquitetura Tri i lo . . . 40
4.3.4 Arquitetura Tri i lo elétri o . . . 41
4.4 Cara terísti as te nológi ase materiais . . . 43
4.4.1 Quadro,guiador, forquilhae interiordo ban o . . . 43
4.4.2 Carenagem e revestimento de omponentes . . . 44
4.4.3 Componentes diversos . . . 44
5 Projeto estrutural e de detalhe 45 5.1 Projeto estrututal. . . 45
5.1.1 Dimensionamento de omponentes . . . 45
5.1.2 Simulaçãonuméri a . . . 50
5.2 Projeto defabri o - Design for Manufa turing . . . 57
5.2.1 Detalhede peçase omponentes . . . 57
5.2.2 Detalhede elementos de ligação. . . 65
5.3 Análise domodo e efeitode falha(FMEA) . . . 67
5.3.1 Identi açãodasfunçõesdo produto . . . 68
5.3.2 Estabele eraprioridade de intervenção . . . 68
5.3.3 Apli ação deações demelhoria . . . 68
5.3.4 TabelaFMEA . . . 69
5.4 Comparação de ustos . . . 69
5.4.1 Custode omponentes partilhados . . . 71
5.4.2 Custoda solução tubular . . . 72
5.4.3 Custoda solução mono oque . . . 73
5.4.4 Solução tubular vs. Solução mono oque . . . 75
5.5 Solução nal. . . 77
III Implementação e fabri o 81 6 Fabri o e onstrução 83 6.1 Té ni as e te nologiasutilizadasno fabri o . . . 83
6.1.1 Quadro tubular epeçasem alumínio . . . 83
6.1.2 Quadro mono oqueemPVC . . . 84
6.1.3 Componentes em bra devidro . . . 85
6.2.2 Criação domodelo . . . 88 IV Con lusões 93 Bibliogra a 99 Anexos 101 A Matriz da qualidade 103 B Matriz do produto 107 C Análise morfológi a 111 D Simulação numéri a 117 E Árvore de funções 131
F Cál ulo de ustos de produçãode omponentes partilhados 137
G Tabela FMEA 145
H Desenhos de onjuntoe montagem 151
2.1 Medidas antropométri asde riançasde 3 anos . . . 10
2.2 Medidas antropométri asde riançasde 6 anos . . . 10
2.3 Cara terísti asda Velobike . . . 18
2.4 Cara terísti asdo Bi i loNatural . . . 19
2.5 Cara terísti as daChi oRed Bullet . . . 20
2.6 Cara terísti as daTidlo S ooter . . . 20
4.1 Arquitetura dobi i lo base . . . 38
4.2 Arquitetura Bi i loelétri o . . . 40
4.3 Arquitetura Tri i lo . . . 41
4.4 Arquitetura Tri i lo elétri o . . . 42
5.1 Resumo dasdimensõesdos omponentes . . . 50
5.2 Resumo dassimulações efetuadas evaloresmáximosobtidos . . . 57
5.3 Funçõesdo produto. . . 68
5.4 Critérios de falha . . . 69
5.5 Componentes partilhadospor ambasassoluções. . . 70
5.6 Componentesespe í osdasolução tubular . . . 70
5.7 Componentesespe í osdasolução mono oque . . . 70
5.8 Preços de omponentesadquiridos . . . 71
5.9 Custos depeçasde produção . . . 71
5.10 Custode fabri o doquadro tubular . . . 72
5.11 Custode fabri o das arenagens . . . 72
5.12 Custode fabri o dasolução tubular . . . 72
5.13 Custodo quadro mono oque. . . 74
5.14 Custode fabri o doinserto metáli o frontal . . . 75
5.15 Custode fabri o doinserto metáli o traseiro . . . 75
5.16 Custode fabri o dasolução mono oque . . . 75
5.17 Custos totaise unitáriospara asduassoluções . . . 76
6.1 Pro essosde prototipagemrápida . . . 88
A.1 Matriz da qualidade . . . 105
B.1 Matriz do produto . . . 109
F.1 Forquilha frontal . . . 139
F.2 Forquilha traseira . . . 139
F.6 Interiordo ban o . . . 141
F.7 Tampa doban o . . . 143
F.8 Veiode aberturado ban o . . . 143
F.9 Aumento interno do ban o . . . 143
F.10 Revestimento do ban o edo aumento do ban o . . . 143
G.1 FMEA(Parte 1) . . . 147
G.2 FMEA(Parte 2) . . . 149
2.1 Análise dasfunções dobi i lo nodesenvolvimento da riança . . . 6
2.2 Criança agatinhar . . . 7
2.3 Criança numtri i lo . . . 8
2.4 Medidas antropométri as . . . 9
2.5 Grá os deper entis portugueses . . . 12
2.6 Planos triortogonais . . . 13
2.7 Rotaçõeslimitedearti ulações orporais . . . 14
2.8 Esboçode bi i leta om transmissãopor orrentededa Vin i . . . 15
2.9 Celerífero deSirva . . . 15
2.10 Primeira bi i leta om orrente detransmissão de Guilmet-Meyer . . . 16
2.11 Pequena riança numabi i letade aprendizagem . . . 17
2.12 Velobike Blue . . . 21
2.13 Bi i loNatural . . . 21
2.14 Chi oRed Bullet . . . 21
2.15 Tidlo LemonS ooter . . . 21
3.1 Importân iarelativa revistadosrequisitos doutilizador . . . 29
3.2 Pesorelativo revistodas ara terísti as doproduto . . . 29
3.3 Importân iarelativa daspartes doproduto . . . 31
3.4 Importân iarelativa revistadaspartesdo produto . . . 31
3.5 Exemplo deanálise morfológi aparaa parteBan o . . . 33
3.6 Base dodesign pretendidopara oproduto . . . 33
4.1 Diagrama de omponentesdo bi i lo . . . 36
4.2 Diagrama de funçõesdobi i lo . . . 37
4.3 Arquitetura bi i lo elétri o . . . 39
4.4 Arquitetura bi i lo elétri o . . . 40
4.5 Arquitetura Tri i lo . . . 41
4.6 Arquitetura Tri i lo elétri o . . . 42
5.1 Distân iaao solo doguiador . . . 46
5.2 Largura doguiador indi ada . . . 47
5.3 Largura do onjunto guiador-punhos . . . 48
5.4 Esquema parade niçãoda altura doban o . . . 49
5.5 Distân iaao solo doban o . . . 49
5.6 Exemplo deobjetoCAD 3D . . . 51
5.7 Representaçãoesquemáti a da metodologia doMEF . . . 52
5.11 Valoresmáximosde tensõesequivalentes edeformações . . . 55
5.12 Valoresmáximosde tensõesequivalentes edeformações . . . 56
5.13 Valoresmáximosde tensõesequivalentes edeformações . . . 56
5.14 Quadro . . . 58
5.15 Forquilhas . . . 59
5.16 Ban o ompleto . . . 60
5.17 Tampa doban o aberta . . . 60
5.18 Fe hosdo ban o . . . 60
5.19 Pormenorda xaçãodo aumento e dobradiça da tampa . . . 61
5.20 Guiador eforquilha frontal. . . 62
5.21 Carenagem do guiador . . . 63
5.22 Carenagem do entro . . . 63
5.23 Carenagem da frente . . . 64
5.24 Carenagem traseira . . . 64
5.25 Ligação entreforquilha equadro . . . 66
5.26 Ligação do espigão àforquilha . . . 66
5.27 Ligação punho-guiador . . . 66
5.28 Ligação entreban o e quadro . . . 67
5.29 Exemplo deárvorede função . . . 69
5.30 Páginade ál ulode ustoda ferramenta. . . 74
5.31 Grá o representativo daTabela5.17 . . . 76
5.32 Fotorealismo do produto nal . . . 77
5.33 Fotorealismo do produto nal . . . 77
5.34 Fotorealismo do produto nal . . . 77
5.35 Fotorealismo do produto nal . . . 78
5.36 Fotorealismo do produto nal . . . 78
5.37 Fotorealismo do produto nal . . . 78
5.38 Fotorealismo do produto nal . . . 79
5.39 Fotorealismo do produto nal . . . 79
5.40 Fotorealismo do produto nal . . . 79
6.1 Esquema desoldaduraMIG . . . 84
6.2 Esquema desoldaduraTIG . . . 84
6.3 Esquema defabri o manualde peçasem bra de vidro . . . 86
6.4 Exemplo depreparação deummodelo deespuma . . . 87
6.5 Impressora 3DZPrinter Z310 . . . 89
6.6 Posi ionamento daspeçasparaimpressão3D . . . 90
6.7 Limpezaeretirada daspeças . . . 90
6.8 Preparação e pintura . . . 91
6.9 Preparação e pintura . . . 91
6.10 Modeloobtido. . . 92
6.11 Modeloobtido. . . 92
C.1 Análise morfológi a(Parte1) . . . 113
D.3 Deslo amentosno quadro tubularpara arganoban o . . . 121
D.4 Tensõesde Von Mises noquadro tubular paraforçaapli adano guiador . 123 D.5 Deslo amentosno quadro tubularpara forçaapli adanoguiador . . . 123
D.6 Cargase ondiçõesapli adas para quadromono oque emPVC . . . 125
D.7 Tensõesde Von Mises noquadro mono oquepara arga noban o . . . 127
D.8 Deslo amentosno quadro mono oquepara argano ban o . . . 127
D.9 Tensõesde Von Mises noquadro mono oqueparaforça apli adanoguiador129 D.10Deslo amentosno quadro mono oqueparaforçaapli ada noguiador . . . 129
E.1 Árvorede função "Suportar outilizador". . . 133
E.2 Árvorede função "Permitiro transportede objetos" . . . 133
E.3 Árvorede função "Permitira lo omoção" . . . 135
E.4 Árvorede função "Permitira substituição de omponentes" . . . 135
3D Tridimensional
ABS A rilonitrila ButadienoEstireno
CAD Computer AidedDesign
EN European Standards
EUR Euro
FMEA Failure Mode and Ee tsAnalysis
GBP Libra esterlina
IQj* Importân iada Cara terísti a do Produto
MEF Método dosElementos Finitos
MIG Metal InertGas
NDP Número DaPeça
PA Perten e ao Assembly
PRFV Plásti o Reforçado omFibrade Vidro
PS Perten e ao Sub-assembly
PVC Poli loretode Vinil
QFD QualityFuntionDeployment
RP RapidPrototyping
STL STereoLithography
Introdução
1.1 Enquadramento e motivação
Quando se fala em desenvolvimento infantil não podemos esque er o desenvolvimento
motor ujaimportân iaéfundamentalpara o res imentoedesenvolvimento deuma
ri-ança. Istosigni aquea riançatemqueser apazde ontrolaroseupróprio orpo,pois
dissodependeasuasaúdefísi aemental, porqueéatravésdo orpoquea riançabrin a
e ganha re ursos adequados para a sua so ialização, garantindo a sua independên ia e
desta forma ontribuindo paraodesenvolvimento da suaauto-estima.
Nostemposque orremtem que ser dado umfo o espe ialà mobilidade eao
movi-mento pois a so iedade está a tornar-se demasiadamente sedentária e isso re ete-se na
populaçãomaisjovem, nomeadamente nas rianças, onde astaxasdeobesidade não
pa-ramdeaumentar. NaEuropa20%das riançastemsobrepesoe400000 riançasporano
juntam-seaos14milhõesde rianças omsobrepesodasquais3milhõessãoobesas[1℄. A
riança e o adoles entetendem a arobesos quando sedentários, e aprópria obesidade
poderá fazê-los ainda mais sedentários. A atividade físi a, mesmo que espontânea, é
importante na omposição orporal,por aumentaramassaóssea,preveniraosteoporose
e a obesidade [2℄.
Umadasmelhoresformasde ombaterestesedentarismoéadquirirdesdetenraidade
a apa idade,motivaçãoe vontade desemovimentar. Paraisso, no asode rianças
pe-quenas, é de importân ia vital a existên ia de ferramentas e brinquedos que estimulem
essa motivação. Um brinquedo é um objeto ou uma atividade lúdi a, geralmente
as-so iada a rianças. Os brinquedos são de vital importân ia para o desenvolvimento e
edu açãoda riança,porpropi iarodesenvolvimentosimbóli o,estimularaimaginação,
a apa idade de ra io ínio e a auto-estima. Estes podem ser utilizados em tratamento
psi oterapêuti o na ludoterapia, por rianças om problemas emo ionais ausados por
fatores variados, ou que apresentem distúrbiosde omportamento ou baixo rendimento
es olar.
Asbi i letas e ostri i los infantis onstituem ummodo e ológi o, rápidoe também
divertido para as rianças se deslo arem. Estas têm a ompanhado o desenvolvimento
das riançasdesde tempos maisremotos atéaosdias de hoje e nesse pro esso evolutivo
representam um onstante desa o projetual fa eao próprio desenvolvimento ontextual
1.2 Objetivos propostos
Este trabalho teve omo objetivo desenvolver um bi i lo infantil de ara terísti as
mo-dulares e diferentes on gurações, isto é, que possa ser utilizada omo plataforma de
mobilidade vo a ionadaparaautilização por impulsão omospésouatravésdo
a opla-mento deoutros módulos,de forma adiversi aro seua ionamento motriz.
Obi i lodesenvolvidonestapropostadetrabalho tinhadesersu ientemente
abran-gentedeformaapoderserutilizadopor rianças omidades ompreendidasentreos3e
os6anos,serseguro,fá il deutilizar,transportare montarnasdiferentes on gurações,
paraalém de serapelativa nassuasformase na suautilização.
1.3 Organização do trabalho
O trabalho apresentado está dividido emseis apítulos. Doprimeiro apítulo faz parte
a introdução que integrao enquadramento e motivação, osobjetivose a organizaçãodo
trabalho.
Nosegundo apítulofoiefetuadaumarevisão doestadodaarte ontendoinformação
referenteàpesquisarealizada,integrando dadossobrea motri idadeinfantil,osestágios
de res imento, dados antropométri os, uma breve história sobre a origem do bi i lo e
umresumode vários produtossimilaresexistentes nomer ado.
No ter eiro apítulo abordadou a fase de desenvolvimento on eptual do proje to
onde se in luiu a re olha de requisitos do liente e de nição de ara terísti as do
pro-duto. A partir desta re olha de dados foram al uladas as importân ias das partes do
produto,geradassoluções on eptuaiseno mdo apítulofoiapresentadaumaproposta
on eptual.
Oquarto apítulo abordou a fase de design de on retização e sistemas. Nesta fase
de niu-se o produto omo um todo, as suas funções, partes e diferentes arquiteturas
e para onde o pro esso de desenvolvimento aponta para uma iteração que viria a ser
desenvolvida.
Oquinto apítulofoia fasede projetoestrutural e de detalhe. Nestafase aiteração
saída do apítulo anterior ganha forma e foram de nidas as geometrias nais,
dimen-sionados os omponentes, indi ados os sistemas de montagem, simulações aos diversos
omponentes, ál ulode ustosde produção eno nalfoiapresentadauma propostado
produto nal.
Por m, o sexto apítulo engloba a fase de onstrução, onde foram apresentadas
té ni as defabri o doproduto ede prototipagem,assim omoa riaçãodoprotótipodo
Revisão do Estado da Arte
2.1 Motri idade infantil e sua importân ia
O di ionário de Língua Portuguesa de ne motri idade omo Qualidade de força
mo-triz; Conjunto das fa uldades e ara terísti as psi ofísi as asso iadas à apa idade de
movimento no ser humano [3℄. A partir do segundo signi ado dado no di ionário
depreende-se que o termo motri idade tem aliado às ara terísti as físi as
ara terísti- as psi ológi as. É daqui que advém o termo geralmente utilizado quando se fala do
desenvolvimento motor infantil,a Psi omotri idade.
A Psi omotri idade é uma iên ia que surgiu na França, no nal do sé ulo XIX.
Ini ialmente,estetermoapare enodis ursomédi o, on retamentenoramoneurológi o,
e devido à ne essidade médi a de pro urar uma área que expli asse ertos fenómenos
líni os nomeia-se a palavra psi omotri idade no ano de 1870 [4℄. Ao longo da história
esta área foi-se desenvolvendo e arti ulando om outros saberes e atualmente abrange
vários temastais omoa edu ação, reedu ação e a líni a.
Segundo a So iedade Brasileira de Psi omotri idade A Psi omotri idade é uma
i-ên ia que tem omo objetode estudo o homem por meio do seu orpo emmovimento e
em relação ao seumundo interno e externo, bem omo suas possibilidades de per eber,
atuar, agir omo outro, om osobjetos e onsigo mesmo [4 ℄.
Dentro da área da Psi omotri idade desta aram-se vários autores tais omo Henri
Wallon,JeanPiaget,AlekseiLeontieve Juliande Ajuriaguerra. Piaget dire ionouo seu
trabalho nas relações entre a psi omotri idade e a per eção, através de ampla
experi-mentação. Segundo Piaget, a inteligên ia pre ede o pensamento, desenvolvendo-se por
etapas progressivas que exigem pro essos de adaptação ao meio. Wallon onsidera que
asprimeirasexperiên iasvividasna infân ia sãoabasedodesenvolvimento so ial,
emo- ional, intele tual e físi o das rianças. Segundo Wallon o lúdi o é fundamental parao
desenvolvimento infantil, pois é por meio da brin adeira e do movimento que a riança
adquire onhe imento e ompreende arealidade [5 ℄.
Tambémérelevantemen ionarqueénafasedevidadas riançasentreos3eos6anos
que estas sentem uma enorme ne essidade de movimento, desenvolvendo enormemente
nesta faseassuas apa idades motoras, o quepor sisó onduza umamaior autonomia
de movimentos e, onsequentemente a uma maior exploração do espaço ao seu redor e
à experimentação de novas oisas [6℄. Isto por si só, vai desen adear o onhe imento e
ompreensãodomeioenvolvente. Então,veri a-sequeduranteasetapasde res imento
desenvolvimentointele tual eemo ional,devendoesteserestimuladoparaquenofuturo
a riança se desenvolva plenamente e adquira o máximo de ompetên ias possível. Na
Figura2.1 estáumdiagrama resumoreferente àfun ionalidade do produto.
Figura2.1: Análisedasfunçõesdo bi i lono desenvolvimento da riança
2.2 Estágios de res imento e aprendizagem
Nosprimeirosanosdevidaoserhumanopassapor etapasdistintasde desenvolvimento,
ondeini ialmente asuamotri idadepassapormovimentosespontâneosedes ontrolados,
resultantes de uma estimulação asual e resultantes da imitação e tentativa-erro [7℄.
Posteriormente passaparaumaetapaonde omeçaaexistirrepresentaçãomentaletoda
a desorganização da ação se vai tornando gradualmente organizada, organização esta
originada pelaemoção etoda aação originadaporpensamento [8℄.
Numa primeira fase de vida, dos0 aos 6 meses, a riança desenvolve osseus ritmos
de ne essidadesvitais omode alimentação, sonoe eva uação. É tambémnesta faseque
aaudiçãoevisãoaumentamprogressivamente. Osseusmovimentos passamini ialmente
de re exosdes ontroladosparaum ontrolomais no,e porvolta dos4mesesa riança
geralmente já é apazde segurar umbrinquedo omasmãos.
Numa segunda fase, dos 6 aos 12 meses a riança omeça pela primeira vez a ter
apa idade de se sentardireito, sem apoios. Geralmente a partir dos 8 meses a riança
omeça agatinhar(Figura2.2 ). Estepassore eteumgrandeprogressonassuasfunções
motoras, oordenação, equilíbrio e desenvolvimento mental. É também neste intervalo
temporal que a riança omeça a dar os primeiros passos, ainda que apoiado om os
braços no que está ao seu redor. Nesta fase é também apaz de segurar os objetos de
forma mais rmee estávele demanipulá-los.
Na faixa etária dos 1 aos 2 anos a riança omeça a andar e já é apaz de subir e
des eres adas,aindaque omequilíbriobastanteinstável. Aindaassim,porvoltados16
meses o movimento já é bastante ontrolado e a riança onsegue manter-se de pé om
segurança. Nesta fase a riança já possui a apa idade de segurar e manipular objetos
om asmãos,assim omo transportá-losenquanto aminha.
Dos2aos3anoseàmedidaqueoseuequilíbrio e oordenaçãoaumentam,a riança
Figura2.2: Criança agatinhar [9℄
Aumenta também a destreza manual e é apaz de utilizar um lápis ou uma olher, por
exemplo.
Dos3aos4anosa riança apresenta grandeatividade motora. Jáé apazde orrere
saltar, omeçaasubires adasepode omeçaraandardetri i lo(Figura2.3). Nestafase
é apazdesealimentarevestirsozinharelativamentebemeéprati amenteindependente
ao níveldahigiene.
Finalmente,nafaixa etáriados4aos6anosdá-seumgrandedesenvolvimento físi o.
A riança adquire um rápido desenvolvimento mus ular e apresenta grande atividade
motora, om maior ontrolo dosmovimentos. Já é apazde es ovar osdentes, vestir-se
e despir-sesozinha e deassegurar asuahigiene omautonomia.
Se nas primeiras idades o desenvolvimento se pro essa a partir de uma estimulação
asual,as riançasquandoexpostas aumaestimulação organizadatendemadesenvolver
as suas apa idades e habilidades motoras para além do que é normalmente esperado.
No âmbitodamotri idade infantil,osanos ríti osparaaaprendizagem dashabilidades
motoras situam-seentreos3 e os9anosde idade[7 ℄.
Énestafaixadeidadesquesedeveintervir, riandoferramentaseofere endosoluções
para um melhor desenvolvimento da práti a de atividades motoras que têm um efeito
evidente. Estes efeitos positivos omeçam no plano do desenvolvimento físi o (ósseo,
mus ular, ardiovas ular e ontrolo da obesidade), passando pelo desenvolvimento de
habilidades não-lo omotoras(posturais),lo omotoras (transportedo orpo) e
manipula-tivas( ontrolo e transporte de objetos), desenvolvimento per etivo-motor
(dire ionali-dade,a namentoper etivoeestruturaçãoespa ialetemporal),pelodesenvolvimento do
auto on eito(físi o,a adémi o, estimapessoal, et .) epelodesenvolvimento psi o-so ial
Figura2.3: Criançanumtri i lo[10 ℄
2.3 Desenvolvimento da riança dos 3-6 anos
Neste sub apítuloforamanalisados dadosrelativosà estaturaeao pesode rianças om
idades ompreendidas entreos 3e os 6anos, assim omo alguns dadosantropométri os
ne essários àrealização deste trabalho.
Para omeçar, o signi ado de antropometria, segundo o di ionário da Língua
Por-tuguesa éparte da antropologia que seo upa dadeterminação de medidasnasdiversas
partesdo orpohumano [3℄. Estaéumaáreadegrandeimportân ianaáreado
desenvol-vimento do produto pois permiteestudar e dire ionar odesign do produto paramelhor
orresponder as ne essidades dos utilizadores do ponto de vista ergonómi o, elemento
essen ialpara qualquerproje tode interação homem-objeto.
Aantropometria podeser dividida emantropometriaestáti a eantropometria
dinâ-mi a e asuautilização práti aestádependente da utilizaçãode per entis.
A antropometria estáti a é usada predominantemente no proje to dimensional de
objetosestáti os omomobiliário( adeiras,mesas,armários,se retárias,entreoutros)de
forma a garantir umapostura adequada aquando da suautilização, espaços disponíveis
para o utilizador e propor ionalidade dos objetos om as dimensões do orpo do seu
utilizador.
A antropometria dinâmi a é usadapredominantemente em proje to de objetos que
2.3.1 Antropometria estáti a
A antropometriaestáti a refere-seà medição orporalatravésdeposiçõesnormalizadas.
NasTabelas2.1e2.2podemosobservarasmedidasantropométri asestáti asrelativas
às referên iasapresentadas naFigura 2.4, orrespondendo respetivamente a rianças de
3 e de6 anos,medidas estasdistribuídaspor diversasfaixasdeper entis.
Um per entil representa o valor de uma variável abaixo da qual existe uma erta
per entagem de observações. Por exemplo, oper entil 25 representa o resultadoemque
apenas25%dasobservaçõessãoinferioresa estevalor, ouseja, seo per entil 25de uma
amostrade1axfor1.2,signi aqueexistem25%denúmerosquesãomenoresque1.2e
75%de números maioresque1.2, emtodososresultados dessa amostra. No asode um
per entil elevado, omo 95,signi a que95% dasobservações estãoabaixo do resultado
do per entil respetivo.
Estas tabelas foram riadas no âmbito de um estudo que tinha omo objetivo
des- rever ara terísti as morfológi as de rianças de 3 e 6 anos assim omo avaliar o
posi- ionamento de intos de segurança de a ordo om a morfologia da riança. De referir
que para a on lusão deste estudo foram medidas 71 rianças, no total de 33 rianças
om3anosdeidadee 38 om6anosdeidade, tendosido ruzados dadosrelativosaum
anteriorestudoque onsistiunaanálisea2000 riançasfran esasequepermitiuveri ar
a in uên iada distinçãodossexos naanálise [11 ℄.
Tabela 2.1: Medidas antropométri asde riançasde 3 anos- adaptadode [11 ℄
Per entil
Referên ia Dimensões[mm,kg℄ Mínimo 5 25 50 75 95 Máximo Média DP
1 Estatura 865 944 964 993 1015 1070 1080 993 44
2 Altura(sentado) 514 530 549 558 576 596 602 561 20
3 Alturadoa rómio(sentado) 295 314 332 339 352 373 437 342 24
4 Joelho- al anhar 250 261 278 286 300 306 316 287 16 5 Glúteo- al anhar 482 524 552 569 596 623 632 572 33 6 Profundidadedotórax 114 132 138 148 154 161 165 146 11 7 Profundidadeabdominal 118 145 157 166 174 180 188 164 13 8 Larguraombros 214 216 223 234 241 252 262 233 12 9 Larguradotórax 161 163 171 178 185 190 196 177 9 10 Larguraabdominal 142 148 155 161 170 187 188 163 12
11 Larguratro ânter( intura) 165 178 185 192 201 215 228 194 13
12 Comprimentoda oxa 226 266 298 306 318 344 377 306 26
13 Comprimentodoesterno 85 95 105 110 115 120 175 111 14
14 Peso 12.60 13.80 14.90 16.00 17.20 19.60 20.50 16.20 1.9
15 Alturadomanúbrio 241 253 266 290 309 331 349 290 28
16 Alturadoumbigo 77 67 72 79 89 105 197 134 26
17 Altura ristailía a 74 76 87 107 115 149 170 105 24
18 Alturados otovelos 72 87 114 133 154 184 190 133 31
19 Diâmetrodopes oço 59 61 63 72 76 86 102 72 10
Tabela 2.2: Medidas antropométri asde riançasde 6 anos- adaptadode [11 ℄
Per entil
Referên ia Dimensões[mm,kg℄ Mínimo 5 25 50 75 95 Máximo Média DP
1 Estatura 1034 1087 1143 1189 1210 1274 1287 1180 56
2 Altura(sentado) 583 594 628 645 662 690 707 644 28
3 Alturadoa rómio(sentado) 325 353 386 400 414 435 448 399 26
4 Joelho- al anhar 300 314 342 356 373 394 411 355 25 5 Glúteo- al anhar 350 628 672 705 727 789 966 701 83 6 Profundidadedotórax 138 142 153 159 169 186 215 161 15 7 Profundidadeabdominal 154 157 168 181 189 211 247 182 19 8 Larguraombros 200 221 251 258 273 291 332 261 23 9 Larguradotórax 158 170 184 191 198 212 242 191 15 10 Larguraabdominal 126 151 162 168 181 217 254 173 23
11 Larguratro ânter( intura) 177 189 205 214 234 276 300 222 26
12 Comprimentoda oxa 293 312 353 377 392 424 456 372 35
13 Comprimentodoesterno 100 109 120 125 130 146 150 125 12
14 Peso 16.60 17.20 20.05 22.15 25.18 29.46 33.20 22.85 3.82
15 Alturadomanúbrio 250 268 317 325 338 365 392 324 29
16 Alturadoumbigo 98 101 120 132 148 161 206 133 22
17 Altura ristailía a 56 70 91 107 118 133 145 105 21
Na Figura 2.5 estão representados os grá os de per entis de estatura e de peso
presentes nos boletins de saúde individual em Portugal. Estas estão diferen iadas em
termosdegéneroeabrangem idadesdos2aos20anosepermitemavisualizaçãodopeso
ou daestatura por per entis (5,10, 25,50,75,90 e 95).
De modo a efetuar um termo de omparação entre os dados das tabelas anteriores
e os dados das tabelas de per entis portuguesas, foram retiradas as alturas e pesos de
rianças de 3 e de 6 anos para o per entil 50. Os valores de peso e estatura retirados,
devidamente assinalados na tabela orrespondem respetivamente a 93 m e 14 kg para
raparigas om 3 anos, 114 m e 20 kg para raparigas om 6 anos, 95 m e 14 kg para
rapazes om 3 anose 115 m e 20 kgpara rapazes om6 anos. Em média estesvalores
para 3 e 6 anos ifram-se respetivamente nos94 m e 14 kge 115 mde altura e 20 kg
de peso.
Nas tabelas obtidas pelo estudo veri a-se que os valores obtidos são ligeiramente
superioresaosdastabelasdeper entisportuguesas,sendoqueno asodaestaturamédia
das riançasportuguesas om3anosovalordealturaepesoéequivalenteaoper entil5
doestudoreferidoeparaos6anos,osvaloresmédiosportuguesesequivalemaoper entil
25domesmoestudo. Aindaassim, omosepossuimaisinformaçãonastabelasdoestudo,
(a)Estaturaderaparigas (b)Estatura derapazes
( )Pesoderaparigas (d)Pesoderapazes
2.3.2 Antropometria dinâmi a
A antropometria dinâmi a estuda a amplitude de movimentos realizáveis pelo orpo
humano. Esta mediçãopodeser vista omouma adição dosdadosrelativos àsrotações
admissíveis nas arti ulações, om as dimensões das se ções do orpo forne idos pela
antropometria estáti a. Na práti a, é a medição dos movimentos no espaço onsoante
planos triortogonais representados naFigura 2.6 .
Figura 2.6: Planos triortogonais [13 ℄
Asrotaçõesadmissíveis dasprin ipaisarti ulaçõesdo orpohumano,atrás referidas,
estãorepresentadosnaFigura2.7 . Osmovimentosdosváriossegmentossãodenominados
onsoante a posição relativa do membro, no ângulo medido, em relação à posição em
Figura2.7: Rotaçõeslimitedearti ulações orporais [13 ℄
2.4 História e origens do bi i lo
Os primeirosesboços onhe idos debi i los, tais omo onhe emos na atualidadeforam
en ontradosnoCódigoAtlânti odeLeonardodaVin i. OesboçorepresentadonaFigura
2.8 representa um velo ípede om transmissão através de orrente, tal omo se veri a
nas bi i letas que geralmente vemos no dia-a-dia. Ainda assim, a visão futurista de da
Vin i só foi materializada er a de 400 anos mais tarde. Esta primeira materialização
teveautoria do CondeSirva queinventou o elerífero(Figura 2.9 ) omoeleo hamava,
e que possuía o signi ado de velo idade, mar ha ou avalo de duas rodas [14 ℄. Como
se pode veri ar pela Figura 2.9este veí ulo tem umaspeto bastanterude e simplista,
sendo omposto por duas rodas de madeira não dire ionáveis unidas por uma trave
também de madeirano imo,que servia de assento para outilizador. Pelo fa tode não
ter amorte imento e ser onstruído integralmenteemmadeira seriaumveí ulobastante
des onfortável. Para mover o veí ulo o utilizador tinha de orrer a grandes passadas e
om issoal ançava-se velo idades médias de8 ou 9km/h [14℄.
Anosmaistarde, o barãoAlemãoKarl vonDraisapresentou aDraisina. A prin ipal
novidade emrelação ao eleríferoé a presença de umaroda dianteira dire ionável. Esta
apresentava tambémmolas no assento o quemelhorava o onforto de utilização[14 ℄. A
partir da ideia baseda Draisina vários inventores apresentaram várias alternativas para
apropulsãodoveí ulo. Pierre Mi haux, onstrutorde arruagens,apósterre ebidouma
Draisina para reparação per ebeu a di uldade em impulsioná-la e olo ou dois pedais
nas rodas frontais [14℄. Foi a primeira bi i leta a utilizar pedais ditos onven ionais
emboraatraçãofossefeita omarodadafrentee semautilizaçãode orrente,mas om
umpedalos ilante.
Em 1869 surgiram modelos de bi i leta om tração traseira, substituindo o pedal
os ilantepor pedais om manivelas através de varas. Nessemesmo ano Guilmet-Meyer
riou a tração não diretamentesobre a roda traseira, mas por meio de uma orrente de
transmissão (tal omoda Vin i tinha esboçado er a de 400 anos antes), tornando-se o
Figura2.8: Esboçode bi i leta omtransmissão por orrente deda Vin i [15 ℄
Apartirdomodelo riadoporGuilmet-Meyer(Figura2.10)eatravésdaintroduçãode
novas ara terísti asabi i leta foievoluindogradualmente. Umadasmaiores inovações
foiaintroduçãodepneusaarnasbi i letas, des obertaporJohn BoydDunlopem1887,
embora anos antes Robert Thompson tivesse já des oberto este re urso [14 ℄. A esta
invenção, osirmãosMi helin desenvolveramopneudesmontável, quepermitiamaisfá il
manutenção esubstituição. Apartirdestemomento abi i leta omomeiode transporte
ganhou bastante popularidade, sendo largamente utilizada e vindo evoluir até aos dias
de hoje.
Figura2.10: Primeira bi i leta om orrente de transmissão de Guilmet-Meyer[14 ℄
Dado que a ne essidade em ofere er re ursos a todas as lasses etárias e diferentes
utilizações é ada vez maior, asbi i letas tomaram novasformas, existindo atualmente
bi i letasdemontanha,BMX,Downhill,Freestyle,de orrida,depasseio,bi i letaspara
rianças(Figura2.11 ),entreoutras. Comoatividade saudávelelúdi ae divertida queé,
oatodeandardebi i letaéumadasprin ipaisatividadesqueospaisin entivamosseus
lhos a fazer. Para isso, emtempos maisre entes apare eu umni ho de mer ado queé
o dasbi i letasdeaprendizagem. Estetipo debi i letas apresenta várias ara terísti as
omo a ausên ia de pedais, o que as faz assemelhar em erto ponto às Draisinas, onde
basi amente apresenta apenas um quadro, um assento e duas rodas, sendo a frontal
dire ionável. Estetipodebi i letasin entivamas riançasamovimentarem-seaomesmo
tempo que ganham destreza orporal,sentido de equilíbrio e sãouma maneira e iente
detransiçãoentreotri i loeasbi i letas onven ionais. Pornãopossuíremtransmissão
Figura2.11: Pequena riança numabi i letade aprendizagem [16 ℄
2.5 Produtos existentes no mer ado
Atualmente, no mer ado existem diversos bi i los de aprendizagem que tentam ir de
en ontroàs ara terísti asene essidadesdosseusutilizadores. Existebastantevariedade
dedesign doproduto,partindodemodelos omformasequadrossimplistas,atémodelos
mais omplexos que por vezes utilizam arenagens de modo a melhorar o seu aspeto
visual. En ontram-se também produtos riados a partir de diferentes materiais, omo
por exemplo bi i los om estruturaintegral em madeira, alumínio ou plásti o. Embora
existaestavariedadeemtermosdeofertadeproduto,assuas ara terísti ase nalidades
prin ipais são semelhantes, ou seja, servem para riar umaadaptação à bi i leta numa
fase de transição entre o tri i lo e esta, assim omo um in entivo á motri idade das
rianças, ontribuindo assimparao seudesenvolvimento psi omotor.
Uma das prin ipais ara terísti as asso iadas a este tipo de bi i letas de equilíbrio
é o seu pequeno tamanho e baixo peso, ara terísti as que são inevitáveis no produto,
pois os seus utilizadores omuns são rianças de uma faixa etáriabastante restrita que
usualmente varia entre os 2 e os 6 anos. Este baixo peso bene ia a manobrabilidade
do brinquedoerespetiva interação oma riança,bene iandoassim asuafa ilidade de
utilização.
Asbi i letas de equilíbrio, em Portugal ainda não sãoum produto muito apelativo,
pois segundouma brin óloga do Imaginarium nãoteve a a eitação esperadapor parte
do onsumidor,essen ialmente porduasrazões: aprimeira porsetratar de umproduto
inovadorque a maioria dos onsumidores des onhe e a suaprin ipal intenção
diferen i-adorae, por suavez,de aprendizagem. A segunda, devido aoseualto valorde usto,se
deste tipo de produto que,objeta ex lusivamente umperíodo de transição [6℄.
Osdiversosprodutosexistentesnomer adoapresentadosseguidamente,representam
mar as líder e enquadram-se na faixa etária desejada para o produto a desenvolver. A
es olhadosdiferentesprodutosapresentadostemaverini ialmente omafaixaetáriaa
quemsãodestinados omoreferidoanteriormente,assim omoadiversidadeemtermosde
design edeaspetoqueosdistinguem, dosdiferentestiposdemateriaisutilizadosna sua
onstruçãoedasopçõesfuturasquepossam omplementaroproduto. Aapresentaçãode
ada produtoestá resumidano nal,numatabela omassuasprin ipais ara terísti as.
2.5.1 Velobike 12 5
Um dos produtos existentes no mer ado Português é o Velobike - Figura 2.12 - da
o-nhe ida adeia de lojas de brinquedos Imaginarium. Esta bi i leta apresenta-se omo
um produto bandeira da adeia de brinquedos [6℄. Segundo o site do produto trata-se
de uma bi i leta evolutiva para duas etapas, onde numa primeira é a riança que
im-pulsiona a bi i leta e numa segunda pode-se olo ar os pedais, adquiridos à parte. O
produto favore e a oordenação do próprio orpo,a riaçãode umambiente familiarde
segurança, relaxamento e on ança[17 ℄,assim omoalateralidade, motivaçãoe espírito
desportivo[6℄. Esteprodutoédisponibilizadoemdoissegmentos,oVelobikeBlue,de or
azulqueseráapreferên iadopúbli o-alvomas ulinoeoVelobikePink, or-de-rosapara
o públi o-alvo feminino. Na Tabela2.3resumem-se as ara terísti as baseda Velobike.
Tabela2.3: Cara terísti asda Velobike [17 ℄
Velobike 12 5
Preço 79.95EUR
Peso <4kg
Travões Sim - traseiro
Selim ajustável Sim- Mínimo37 mao solo
Guiador ajustável Não - Fixo58 mao solo
Diâmetro das rodas 12.5polegadas
Composição Polipropileno e metal
Altura 54 m
Comprimento 84 m
Largura 39 m
Altura indi ada 90 - 110 m
Peso máximo 30 kg
2.5.2 Bi i lo Natural
Também do mesmo grupo de lojas é o Bi i lo Natural - Figura 2.13 . Este produto
ao ontrário do Velobike não apresenta ara terísti as paraduasetapas, isto é, trata-se
apenasdeumprodutoparaas riançasimpulsionarematravésdomovimentodospés,não
possuindoa ara terísti adea oplarpedaisnumafasefutura. Outragrandediferençaem
relaçãoàVelobikeéoseuquadro,sendoeste onstruídointegralmenteemmadeira. Este
produto propor ionaumagrandeliberdadede movimento eajudaaaprenderaandarde
bi i leta, assim omo ajuda a desenvolver a oordenação e o ontrolo do próprio orpo
[18 ℄. Na Tabela2.4 resumem-seassuas ara terísti as té ni as.
Tabela2.4: Cara terísti asdo Bi i loNatural[18℄
Bi i lo Natural
Preço 69.95EUR
Peso N.D.
Travões Não
Selim ajustável Sim- 37 a43 m aosolo
Guiador ajustável Não
Diâmetro das rodas N.D.
Composição Madeira
Altura 54 m
Comprimento 83 m
Largura 41 m
Idade indi ada 3 a6 anos
Peso máximo 30 kg
Outras ara terísti as PneusInsu áveis
2.5.3 Chi o Red Bullet
UmdosprodutosapresentadospelaChi o, umadasmar asreferên ianomer ado
mun-dial de brinquedos é a Chi o Red Bullet - Figura 2.14 . Em relação aos dois produtos
apresentados anteriormente, possuio design mais simplista, mas função idênti a ao
Bi- i lo Natural. Tal omo este, apresenta apenas ara terísti as para uma etapa, tendo
uni amente oobjetivodeexer itaroequilíbriopreparando a riançaparaautilizaçãode
umabi i leta om pedais [19 ℄. Segundo ofabri ante este brinquedoajuda adesenvolver
várias ondutas e ompetên ias tais omo ondutas ognitivasatravés da repetição
ten-tativaerro ere onhe imento sensório-motor, ompetên iasfun ionaisde agilidade,força
e equilíbrio, ompetên ias linguísti as através da expressão verbal e ondutas afetivas
Tabela2.5: Cara terísti asda Chi oRed Bullet[19 ; 20℄
Chi o Red Bullet
Preço 39.99EUR
Peso N.D.
Travões Não
Selim ajustável Sim
Guiador ajustável Sim
Diâmetro das rodas N.D.
Composição Alumínio / Plásti o
Altura 56 m
Comprimento 71 m
Largura 46 m
Idade indi ada 3 a5 anos
Peso máximo 25 kg
Outras ara terísti as Pneusma iços
2.5.4 Tidlo S ooter
Abi i letadeequilíbrioTidloS ooter(Figura2.15 )foitambémsele ionadaparaanálise.
Esta tal omo o nomeindi a, apresenta a forma de uma s ooter, maispropriamente da
onhe ida s ooter Vespa. Estabi i leta está disponível emduas ores, amarela (Lemon
S ooter) e vermelho (Red S ooter). Este produto possui o quadro feito em madeira e
possibilita o ajuste do ban o. Possui ara terísti as de bi i leta de uma etapa apenas,
omo os dois asos analisados anteriormente. Seguidamente na Tabela 2.6 resumem-se
assuas ara terísti as.
Tabela2.6: Cara terísti asda TidloS ooter [21℄
Tidlo S ooter
Preço 56 GBP
Peso 4.3kg
Travões Não
Selim ajustável Sim
Guiador ajustável Não
Diâmetro das rodas N.D.
Composição Madeira
Altura 54 m
Comprimento 79 m
Largura N.D.
Idade indi ada 3+ anos
Peso máximo 30 kg
2.5.5 Análise omparativa
Apresentadasquatro propostasexistentesnomer ado,poderáfazer-seumaanálise
om-parativa entre elas, omeçando por efe tuar uma omparação visual observando nas
-guras abaixo asfotosilustrativasdasrespe tivaspropostas.
Figura2.12: Velobike Blue [17℄ Figura2.13: Bi i loNatural[18 ℄
Figura2.14: Chi o Red Bullet[19℄ Figura2.15: TidloLemon S ooter[21 ℄
Passando parauma omparação depreços, asduaspropostas mais arassão a
Velo-bike e a Tidlo S ooter. Este preço mais alto terá a ver om as suas questões estéti as,
maisdesenvolvidas nestasduaspropostasquenos asos doBi i loNaturaleChi oRed
Bullet. Esta última é a mais barata das quatro propostas e apresenta o aspeto mais
simplista, emboraseja aúni a aapresentarpneus de nitivos.
Em termos modulares só a Velobike apresenta essa opção ( olo ação de pedais), o
quepoderáexpli artambémoseupreçomaiselevado,aliadoaseraúni aproposta om
função de travagem.
Em termos de tamanho todas elas apresentam valores semelhantes. Os valores de
respetivamente.
Todas apresentam idades de utilização a partir dos 3 anos e funções idênti as. Os
pesosmáximosvariamentreos25e30kg,oquepare eapropriadoperanteopúbli o-alvo.
Finalmente, em termosde aspeto, osbi i los desta am-se orapela suasimpli idade,
asos do Bi i lo Natural e Chi o Red Bullet, pela elegân ia, aso da Tidlo S ooter e
pelaexuberân ia no asoda Velobike.
2.6 Normas de segurança
O produto a desenvolver, tal omo qualquer outro produto está sujeito a normas de
segurança. Na União Europeia, as normas de segurança para brinquedos infantis são
várias eabordamosaspetosme âni os epropriedades físi as(European Standards (EN)
71-1:2011 Safetyof toys -Part1: Me hani al andphysi al properties),aspetosquími os
dos omponentes utilizados (EN 71-4:2013 Safety of toys - Part 4: Experimental sets
for hemistry andrelated a tivities), aspetosde amabilidade dos omponentes (EN
71-2:2011 Safety of toys -Part 2: Flammability)entreoutros [22℄.
Para o aso do bi i lo a desenvolver a prin ipal norma a ter em onta é a EN 71-1
(2011): Safety of toys-Part 1: Me hani al and physi al properties [23 ℄, que regula os
aspetos físi ose me âni os dobrinquedo. Nesta normaexiste umase ção onde obi i lo
a desenvolver se pode in luir que é a se ção Toy s ooters. Aqui são abordados vários
pontos, tais omo a quem sedestina o produto ( rianças om massa igual ou inferior a
20 kg e massaigual ou inferior a 50 kg) e as ara terísti as queo produto deve possuir
dependendodoutilizador, requisitosdeforçaseresistên ia,tamanhosmínimosderodas,
assim omorequisitosparao asodo produto ter omponentes elétri os.
Os aspetos e requisitos abordados nesta norma serão analisados e utilizados no
Desenvolvimento on eptual
O desenvolvimento on eptual é a parte do pro esso de desenvolvimento do produto
onde, por identi ação de ne essidadese problemas, sãode nidas estruturas de funções
e pro uradas soluções adequadas, que depois de ombinadas revelam uma solução que
irá dar origemaum on eito nal,isto é,a umaproposta on eptual[24℄.
Estafasedoprojetodividiu-seemduastarefasprin ipais,sendoaprimeirao
levanta-mento dene essidadesdopúbli o-alvo,atravésdare olhade informaçãopertinentepara
odesenvolvimentodoprodutoesua olo açãonomer ado. Asegundatarefa onsistiuno
pro esso dedesenvolvimento de umnovo produto apóso levantamento dasne essidades
dos utilizadores e na transformação dos requisitos exigidospelos poten iais lientes em
espe i açõesdoproduto adesenvolver, permitindo assimsistematizar aanálisee
inter-pretação da informação obtida e dire ionar toda esta informação na de nição de uma
proposta on eptualparao produto.
3.1 Quality Funtion Deployment
Num projeto de desenvolvimento do produto é essen ial a utilização de ferramentas de
formaaorientarotrabalhonadireção orreta,eumadasprin ipaisutilizadaséoQuality
Funtion Deployment (QFD), emportuguês Matriz de Qualidade ede Produto.
OQFDfoiumaferramenta riada em1966 noJapãoporumprofessorde engenharia
de gestãode nomeYojiAkao. Contudo oseuprimeiro usopráti ode su essosóo orreu
seisanosdepoisdasua riação,em1972nafábri anavaldaMitsubishiemKobe,Japão.
A partir daí a Toyota e os seus forne edores assumiram o método e desenvolveram-no
em diversas formas [25℄. Esta ferramenta foi riada om o intuito de ofere er métodos
para assegurar a qualidade emtodos os estágios do desenvolvimento do produto e om
issoassegurar asatisfação do liente[26℄ [27 ℄.
Quem desenvolve um produto ne essita de saber o que vai desenvolver e o que os
utilizadores nais desse produto esperam do produto desenvolvido. O QFD é uma
fer-ramenta que interliga a etapa de desenvolvimento om os desejos dos onsumidores,
traduzindoosdesejosdos onsumidoresem ara terísti as doproduto,para ada fasedo
desenvolvimento. Estaabordagemao QFDin luiaindaoutros fatores,tais omoanálise
ompetitiva(resultantedaanálisedasofertasda on orrên ia)oudi uldadedaatuação
quere eteadi uldadeematuarsobreumadeterminadaespe i açãoouparâmetro. O
opor-tunidade de intervenção no mer ado e de que modo é que uma proposta de um novo
produto poderávir a serimplementada omsu essoe emque ontexto.
3.1.1 Requisitos do onsumidor
Os requisitosdo onsumidor apresentados namatrizda qualidadenão sãopropriamente
todosrequisitadospelo onsumidor nal,poisestamosafalardeumprodutopara
rian-çasde pequena idade,sãorequisitosqueospaisqueremversatisfeitos nobrinquedo dos
lhos. Estes têmalgumas semelhançasaosqueseriamde esperar seestivéssemos afalar
de uma bi i leta, mas neste aso ontam om uma espe ial atenção om a segurança,
resistên ia ao desgaste e à própria imagem da bi i leta, assim omo ao fa to desta se
poderadaptar ao utilizadordurante asua fasede res imento dos3aos6 anos.
Seguidamenteapresentam-seosrequisitosdo onsumidor ommaisdetalhe,seguindo
umaordem alfabéti a e não deprioridades.
3.1.1.1 Aspeto estéti o-formal
Opúbli o-alvosão riançasentreos3eos6anos, omotaléne essárioterespe ial
aten-ção aalgunsaspetostais omo oresapelativaseformasatrativas. Poderáter-seatenção
à diferen iação entre os dois sexos ofere endo duas ou mais gamas de or do produto.
O produto terá também que ofere er em termos estéti os umagarantia de segurança e
durabilidade. Assim sendo, o aspeto estéti o-formal é um requisito indispensável para
provo ara atratividade doproduto.
3.1.1.2 Custo
Um dosrequisitosmaisimportantesnosdias de hoje éo ustodo produto. Estedeverá
apresentaro ustomaisbaixopossível,ounãosendopossívelapresentarumbaixo usto,
sero mais ost-ee tive possível, ousejatenhaamelhorrelaçãoqualidade-preço eque
esse ustosejasuportadopelaapresentaçãode fun ionalidadesquea res entemvalorao
produto.
3.1.1.3 Durabilidade
Por se tratar de um produto om um período de utilização de pelo menos 3 anos, ou
maisno asodoproduto seguirparaoutra riança (vizinho,amigo, lhosposteriores),é
requerido queoproduto nalsejadurável. Étambémno requisitode durabilidade,mas
numaperspetivamais entradanosmateriaisqueéexpe távelqueoprodutomantenhaas
suas ondiçõesdeutilizaçãosemquehajaquebras,oxidaçãoououtrostiposdedesgastes
indiretos dosmateriais, durante algumtempo.
3.1.1.4 Ergonomia e onforto
Umdosprin ipaisdesejosdospais éofere ero melhorquepodemaos lhos. No
enqua-dramento dessedesejo,é essen ialqueoproduto seja onfortável eergonómi o paraque
a riança se sinta bem a utilizar o produto para que possa desfrutar dele e ao mesmo
tempodesenvolver-seatravés da suautilização. É então umrequisito a terem onta no
3.1.1.5 Fa ilidade de utilização
O produto nal terá de ser fá il de utilizar devido ao onsumidor-alvo a quem está
destinado. Por issodeveráter ummodo de fun ionamento simples e intuitivo paraque
possa ser utilizado om a maior das fa ilidades e omodidades. Paraa satisfação deste
requisitoteráquesertidoem ontaaergonomiadopúbli o-alvo,oqueligaesterequisito
aorequisitodeergonomia e onfortoreferen iadoanteriormente. Dentrodestafa ilidade
de utilização engloba-se também o fa to do produto ter o guiador e o ban o ajustáveis
atravésde pro essossimples,sem grande di uldadepara oadulto osrealizar.
3.1.1.6 Fiabilidade
Tratando-se de um produto para rianças é de esperar que a bi i leta esteja sujeita a
bastantes quedas e outros maus tratos. Por isso terá que ser tido em onta a sua
resistên ia estrutural e dos elementos estéti os assim omo uma seleção de materiais
adequada. Logo, a on ança deutilizaçãosem falhas doproduto,ou sejaa abilidadeé
umrequisito ater bastanteem onta duranteo desenvolvimento doproduto.
3.1.1.7 Modularidade
A modularidadefoiumrequisitoquenãofoitidomuito em onta nos4 asos analisados
no Capítulo 2.5 , pois apenas o primeiro produto analisado tinha a opção modular de
a oplamento de pedais. Este requisito que vai de en ontro à ne essidade de adaptar o
produto adiversassituaçõestais omoadotarnovasfun ionalidadesaoproduto durante
a faixa etária a qual está destinada, ou ainda, expandir a faixa de idades de utilização
do produto dotando-o de novas ara terísti as, tornando-o assim mais e iente numa
relação usto - margem temporal de utilização.
3.1.1.8 Portabilidade
A portabilidadeé umrequisito quetem aver omo tamanho naldo produto,ou seja,
a sua volumetria, assim omo om o fa to de este ser desmontável. Este requisito é
importante na medida em que torna o produto fa ilmente transportável, para que este
possaa ompanhar a riança paraonde quer queospaissedesloquem.
3.1.1.9 Segurança
Este é um requisito fundamental e inerente a qualquer produto. A segurança é um dos
prin ipaisrequisitos olo adopelospaisquandosefaladeprodutospara rianças. Neste
sentido, deverá ter-se uidado no desenvolvimento de um produto om ara terísti as
de segurança ativas, omo por exemplo ser resistente e não possuir arestas vivas que
possam olo ar em ris o a segurança e a integridade físi a das rianças. Dentro deste
requisito poderá ter-se em onta o desenvolvimento de soluções om ara terísti as de
segurança passivas, tais omotravõese para- hoques, por exemplo.
3.1.1.10 Versatilidade
Por m, o requisito de versatilidade tem a ver om o fa to do produto ser versátil na
de serusado, possuindoban o e guiador reguláveis, assim omo serversátil na formade
dotar o produto om um onjunto de ara terísti as para que este não se destine a ser
apenasumbi i lo,mas umbrinquedomulti-fun ional.
3.1.2 Cara terísti as do produto
Após re olhidas as ne essidades dos lientes passou-se para uma fase de de nição das
ara terísti as, ou espe i ações do produto, que satisfaçam as ne essidades e desejos
dos lientes. Paraissoforamdivididas emquatro se çõesas ara terísti as do produto:
Adaptabilidade: ara terísti asrela ionadas omaadaptabilidadedoprodutopara
desempenhar assuas funções paraqual ele é on ebido. Este itemengloba a
fa i-lidade de montagem,o guiador eo ban o reguláveis;
Módulos: ara terísti as modularesquea res entemvalorao produto. Engloba-se
neste item o tipo de a ionamento, sistema de travagem e a função modular do
bi i lo;
Detalhes té ni os: ara terísti as rela ionadas om detalhesprojetuaisdo bi i lo,
item que ontém o tamanho da roda a utilizar, tipo de pneu, materiais e
a aba-mentos;
Cara terísti as dimensionais: ara terísti as rela ionadas om as dimensões e a
estrutura dobi i lo, ondese in luiopesoe volumetriado mesmo.
3.1.3 Relações entrerequisitosdo onsumidore ara terísti asdo
pro-duto
Após o preen himento da matriz de qualidade do produto om os requisitosdo
onsu-midor e ara terísti as doproduto, foram feitasas orrelações entre estes. A o-relação
entre estespode ser forte, média ou fra ae, toma respetivamenteos valores 9,3 e 1 ou
simplesmente a orrelação podenão existir.
Demodo aobteropesorelativodosrequisitos doproduto éne essária,ini ialmente,
a de nição do grau de importân ia geral de ada um dos requisitos, ou seja, de nida
umapriorização, tendo umíndi e maiorquanto maior a suaimportân ia. É igualmente
ne essária a de nição de umíndi e estratégi o, que medeo modo omo se deseja queo
produto se omporte emrelaçãoàpro ura, dandomaior ênfaseàs ara terísti as
positi-vamentediferen iadorasnoproduto,assim omoumíndi edemelhoriaquemedeomodo
omo se deseja que o produto se posi ione em relação à on orrên ia e nalmente um
índi e dos on orrentes, onde se ompara odesempenhodoproduto omos on orrentes
sele ionados. Os on orrentespresentesnamatrizda qualidade- on orrenteA,B,C eD
-sãorespetivamente aVelobike,oBi i loNatural,aChi oRedBulleteaTidloS ooter,
analisados no Capítulo 2.5 .
No Anexo A são apresentados para além da matriz da qualidade, as fórmulas e as
es alas utilizadasparaobtenção dosdevidosvalores.
3.1.4 Importân ia de ara terísti as e peso dos requisitos
Apóstersido preen hidaamatriz daqualidadede a ordo omodes ritoanteriormente,
que ada ara terísti ado produtoapresenta. Osvaloresobtidos foramentãore olhidos
e pro essadose pro edeu-seà riaçãodosgrá os de importân ia relativa dosrequisitos
de onsumidor (Figura 3.1 ) e de peso relativo das ara terísti as do produto (Figura
3.2 ), onde os requisitos e ara terísti as são apresentados na forma de per entagem e
ordenados por relevân ia.
21.07% Segurança 20.64% Aspetoestéti o-formal 13.76% Ergonomia e onforto 10.70% Modularidade 10.32% Durabilidade 7.45% Fa ilidade de utilização 5.96% Fiabilidade 5.96% Versatilidade 2.98% Portabilidade 1.15% Custo 0% 5% 10% 15% 20% 25%
Figura 3.1: Importân iarelativa revistadosrequisitos doutilizador
18.97% Materiais/A abamentos 15.67% Ban o regulável 15.67% Guiador regulável 6.79% Tipo de a ionamento 6.72% Sistema detravagem
6.50% Fa ilidade de montagem 6.40% Função modular 5.66% Tamanho da roda 5.48% Tipode pneu 5.20% Peso 2.31% Comprimento 2.31% Altura 2.31% Largura 0% 5% 10% 15% 20%
Figura3.2: Pesorelativo revistodas ara terísti as doproduto
Como se pode veri ar na Figura 3.1, os requisitos prin ipais a ter em onta no
desenvolvimento do produto na óti a do onsumidor sãoasegurança, o aspeto
análise da Figura 3.2 , relativa ao peso das ara terísti as do produto desta am-se três
pontos que detêm er a de 50% do peso de todos os omponentes que são osmateriais
ea abamentos, eban o eguiador reguláveis. A ara terísti amateriaise a abamentos
tem umpesorelativo de er ade 20%e é justi adopelo fa tode estaestar interligada
om a maioria dos requisitosdo liente. A seguir a estes três pontos desta am-se mais
quatro pontos om um peso relativo de er a de 6.5% que são o tipo de a ionamento,
sistemade travagem,fa ilidade demontageme função modular. É entãoneste onjunto
de ara terísti as que terá de ser empregue um maior esforço de desenvolvimento do
produto.
3.1.5 Matriz do produto e importân ia das partes
Após ter sido on luída a matriz da qualidade partiu-se para a riação da matriz do
produto. Esta apresenta uma metodologia no seu preen himento similar à matriz da
qualidade, mas é fo ada nas partes do produto a desenvolver. As partes do produto
presentesnesta matriz aanalisar sãoasseguintes:
Ban o - desenvolvimento e seleção de materiais adequados à onstrução do ban o
do bi i lo;
Carenagem - desenvolvimento deuma as a exteriorao bi i lo;
Guiador e punhos- desenvolvimento do guiadore seleção de materiale forma dos
punhos;
Pneu insu ávelou ma iço- seleçãodo tipode pneu a utilizar;
Quadro - desenvolvimento doquadro omoestrutura de suportea todososoutros
omponentes;
Regulações- regulaçãoemaltura do ban o e doguiador;
Tipo de a ionamento - remetem para o modo omo vai ser a ionada o bi i lo, o
que pode requerer a adição de omponentes, omo pedais, orrente, remalheiras
ou motor ebateria;
Travão - desenvolvimento e adição de umtravão ao bi i lo.
Pretende-se omesta matrizobter aspartes eelementos a fo arno desenvolvimento
do bi i lo. Para isso são orrela ionadas as ara terísti as do produto e as partes do
produto adesenvolver(tal omo namatrizdaqualidade, omvaloresde o-relaçãode 9,
3e1)eétidoem ontaaImportân iadaCara terísti a doProduto (IQj*), al uladana
matrizdaqualidade,paraobterovalordaimportân iade adaumadaspartesdobi i lo.
Os valores relativos de importân ia podem ser visualizadosna Figura 3.3. Finalmente,
paraobterovalordaimportân iadaparterevistasãoutilizadososfatoresdi uldadede
desenvolvimento e tempo de desenvolvimento. Estes fatorespodem tomar o valor de
0.5,1,1.5e2,dependendodotempoedadi uldadededesenvolvimentoqueapresentem.
Amatriz do produto,fórmulas ees alas utilizadaspodemser onsultadas no Anexo
17.69% Guiador 13.55% Ban o 12.68% Quadro 8.94% Carenagem 8.10% Punhos 8.00% Travão 7.45% Regulações 6.68% A ionamento físi o 6.68% A ionamento elétri o 5.53% Pneu insu ável 4.68% Pneu ma iço 0% 5% 10% 15% 20%
Figura3.3: Importân ia relativa daspartes doproduto
17.81% Quadro 14.27% Ban o 12.56% Carenagem 12.41% Guiador 9.39% A ionamento elétri o 8.43% Travão 7.04% A ionamento físi o 5.69% Punhos 5.23% Regulações 3.88% Pneu insu ável 3.29% Pneu ma iço 0% 5% 10% 15% 20%
Figura3.4: Importân iarelativarevistadaspartes do produto
NaanálisedasFiguras3.3e3.4veri a-sequehouvetro asdeposiçõesde
importân- iaentrequatro daspartesmaisimportantes dobi i lo. Apassagemda ter eiraposição
do quadroparao primeiro lugar,assim omo doguiador paraoquarto lugar
justi am-se pelas suas diferentes di uldades e omplexidades de desenvolvimento. Veri a-se
também que o a ionamento elétri o do bi i lo adquire uma importân ia maior que o
a ionamento físi o, pois requeremais omplexidade etempodespendido, embora o
a io-namento físi osejaprioridade no desenvolvimento do bi i lo,poisé essaa suaprin ipal
função, ando o a ionamento elétri o remetido a uma função modular a integrar no
Chegou-seassim aummeio de omparaçãoentreaspartes doproduto muitoútil no
desenvolvimento on eptual, permitindo saberquaisaspartes onde é ne essáriodedi ar
maior importân ia para hegar ao resultado nal desejado. Porém, existem partes do
produto, assim omoalgumas ara terísti as, queobtiveram importân ias menoresmas
quenãopodemsertotalmente des uradasnodesenrolardoprojeto,poisapesardeserem
onsideradas menos importantes segundo esta ferramenta, são parte fundamental no
desenvolvimento do produto.
3.2 Geração de soluções on eptuais
Após a realização das matrizes da qualidade e do produto e sua análise nos apítulos
anteriores,foidadoiní ioaopro essodedesenvolvimentodoproduto propriamentedito.
Oprimeiropassoatomarénosentidodarealizaçãoeelaboraçãodemodelos on eptuais,
obtidos atravésda análisee seleção dediversasideiasgeradas e de soluçõesapropriadas
passíveis de serem desenvolvidas detalhadamente numafase posterior, e que vão de
en- ontroao preen himento dosrequisitos queo produtotem subja entes. Estageração de
ideiaspermiteanalisar omparativamentealgumassoluções,edes artarasideiasquesão
inviáveis. Destemodo, poderão ser obtidos diferentes tipos de on gurações
on eptu-ais,assim omovariantesde ummodelo, permitindo queestessejam otimizados. Ainda
assim,trata-se de umaanáliseiterativa,sendo queatéà hegadaao produto nal, estes
modelos gerados possam sofrer algumas alterações, e, nesta fase estejam otimizados ao
máximo para orresponder àsne essidadesdos lientes.
3.2.1 Análise morfológi a
Paraefetuara geração deideiasoptou-se pelametodologia daanálise morfológi a. Esta
metodologia tem omo prin ípio a de omposição do produto em omponentes isolados
(utilizados namatrizdo produto),sendoque para ada umdestes omponentesse
apre-sentam soluçõese propostas on eptuais.
Após ter diferentes propostas on eptuais para ada omponente isolado, passa-se
para uma fase de seleção de uma solução para ada omponente e obtém-se assim um
modelo on eptualdoproduto. Estaseleçãopodeedeveserrepetidaparaobterdiferentes
soluções on eptuaisdoprodutoeposteriormenteserfeitaumaanálise omparativaentre
diversas soluções, até se hegar a uma solução nal a desenvolver em on reto. Na
Figura 3.5 está representado um exemplo de parte das propostas on eptuais para os
diferentes omponentesdo bi i lo.
Denotar queexistem omponentes queforam agrupados numasólinha tais omo o
quadro e arenageme o guiador epunhos, pois são omponentes queestão interligados.
No aso do quadro e arenagem, estão juntos porque existe a solução em que a
pró-pria arenagem forma um quadro mono oque e nos punhos e guiador, a própria forma
do guiador ria diferentes soluções para disposição dos punhos. As tabelas de análise
Figura3.5: Exemplo de análisemorfológi apara a parte Ban o
3.3 Proposta on eptual
Ageraçãodeideiasresultantedaseleçãodosdiferentes omponentespresentesnaanálise
morfológi a, permitiua de nição de umaproposta on eptualdo bi i lo.
Emtermosde a ionamento esteseráefetuado prioritariamente omospés, deixando
de parte a solução do motor elétri o paraum modelo on eptual modular. Os ajustes
de xação es olhidos para um primeiro modelo serão do tipo de pinos, devido à sua
simpli idadeeajustabilidadeaoproduto. Oban osele ionadoparaaprimeirafaseseráo
ban otipos ooteraumentável, queteráuma ara teríst a modularasso iada,pelofa to
de seutilizar ovolume interiordo ban o (espaço morto)para efeitosde armazenamento
debrinquedos. Em termosdequadro,oquadrotubular om apa teráprioridadedevido
à sua maior fa ilidade de onstrução. O tipo de pneu preferen ial nesta primeira fase
será o insu ável, assim omo oguiador reto ompunhos paralelos. Nesta fase omodelo
on eptual nãoirá apresentar travão.
Apreferên ia paraoaspetoestéti o-formal do bi i loé algode semelhanteao
repre-sentado na Figura3.6 , apresentando umlook moderno e quepermite reunir as
ara te-rísti as on eptuaissele ionadas anteriormente.
Design de on retização e sistemas
O tema abordado neste apítulo, o design de on retização e sistemas, ou embodiment
design em inglês, é umatarefa que serve de ponteentre a etapade design on eptual e
de projeto dedetalhe do produto.
Durante esta fasede projetodetermina-se o layout geral (arranjo e ompatibilidade
espa ial), dea ordo om ritériosté ni ose e onómi os. Nesta fasetambémsão
organi-zadasaspartesfísi asdoprodutoedeterminam-seasformasemateriaisdos omponentes
[24 ℄ [27℄.
Aolidar omtodosessesaspetos,vai-sedes obrirumgrandenúmerodeinter-relações,
tornando aiteração inevitável, dando essaiteração origemao produto.
4.1 Diagrama de omponentes
De forma a determinar o layout geral do produto, ou por outras palavras, de nir a sua
arquitetura, o primeiro passo a efe tuar é a determinação de todos os omponentes do
produto. Na Figura 4.1 é feita uma representação através de umdiagrama de todos os
omponentes dobi i lo,queseini ianaspartes do produto,desmembrando-se atéaos
diversos omponentes que ompõemessasmesmas partes do produto.
Aspartes anteriormente itadas, referem-sea5grandes sub onjuntosemquepode
ser dividido o bi i lo base. São elas o ban o, um dos elementos mais importantes
resultantes da análise do QFD , a arenagem, que vai atribuir ao produto o seuaspeto
ara terísti o, o guiador,o quadro, elemento estruturantede todo o produto e asrodas
