PROJETO CONCEITUAL DE UMA PLATAFORMA ELEVATÓRIA MULTIUSO

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(1)PROJETO CONCEITUAL DE UMA PLATAFORMA ELEVATÓRIA MULTIUSO. VE SE R R SÃ ÃO O PU PR BL ELI IC MI AD NA O R. S O AP S Ó AN S O AIS EV D EN EF TO INI . TIV O S. Almeida, J. C., j.cezar@ufpr.br1 Zanetti, F. I., fernando.iz@ufpr.br1 Oliveira, H. P., higor.oliveira@pastre.com.br 1 Marques, M. J. S., magno_marques@yahoo.com.br 1 1. Universidade Federal do Paraná, Bloco IV do Setor de Tecnologia, Centro Politécnico (Campus II), Bairro Jardim das Américas. Resumo: A estabilização da economia interna e os incentivos governamentais levaram ao aquecimento do mercado imobiliário e conseqüentemente ao crescimento da construção civil de forma significativa, mas este crescimento repentino foi freado ao encontrar um mercado de trabalho carente de mão de obra qualificada. Findando contornar este problema as construtoras, em geral, tem buscado melhorar a eficiência dos já escassos trabalhadores investindo em equipamentos de maior tecnologia agregada, como é o caso de instaladores de tubos, "amarradores" de arame e plataformas elevatórias, entre outros. Ocorre, porém, que todos esses equipamentos são importados, exigem manutenção especializada e apresentam, conseqüentemente, um custo elevado. Dentre os exemplos citados, a plataforma elevatória possui maior abrangência em termos de aplicação, indo da construção à manutenção, além de se demonstrar como uma alternativa segura por fornecer uma área de trabalho nivelada e estável aos muitas vezes improvisados e precários andaimes. Entretanto o alto custo deste dispositivo dificulta o acesso aos trabalhadores autônomos e as construtoras de pequeno porte. Ao se realizar um levantamento junto aos usuários diretos e indiretos objetivando-se reunir dados e opiniões das necessidades mais comuns chegou-se, através da aplicação de metodologias de projeto específicas como QFD (Quality Function Deployment), Matriz Morfológica e outras, a uma solução alternativa segura, de baixo custo e manutenção simplificada satisfazendo as necessidades dos usuários e viabilizando um equipamento para profissionais com menores recursos financeiros. Resultados preliminares apontam que os elementos destinados unicamente à segurança, considerada como uma das prioridades neste projeto, não afetaram significativamente o custo. Ademais, ao confrontar a solução proposta com o mercado a mesma demonstrou-se como inovadora aos sistemas atualmente disponíveis no que tange o cenário comumente encontrado em locais da construção civil no Brasil. Palavras-chave: plataforma elevatória, elevador multiuso, plataforma multiuso, plataforma alternativa. 1. INTRODUÇÃO. O Processo de Desenvolvimento de Produto tem atraído cada vez mais investimentos, visto que, como aponta Hales (1997) , em 1996 os produtos lançados nos últimos cinco anos respondiam por 56% das vendas totais fazendo com que na busca por competitividade as empresas foquem cada vez mais na eficiência e eficácia do seu setor de desenvolvimento, pois como apresentado por Ragatz et al. (1997) 85% do custo do produto é determinado pelas decisões tomadas no inicio do desenvolvimento e ao decorrer da implementação. As mudanças além de acarretarem altos custos podem desmotivar a equipe conforme propõe Verganti (1999). A importância de desenvolver um projeto que atenda com segurança as necessidades dos consumidores na área da construção civil deve ser visto como ponto prioritário. Segundo Costella et al. (1998) 87% dos acidentes de trabalho concentram-se entre as profissões de servente, pedreiro e carpinteiro, estatística esta que motivou a realização deste projeto conceitual como uma ferramenta de trabalho segura e que atenda de forma satisfatória as necessidades dos usuários. Muito destes acidentes ocorrem devido à utilização de ferramentas não adequadas ao serviço ou então improvisadas, sendo que uma destas ferramentas que corriqueiramente observa-se instalada de forma inadequada ou improvisada são as plataformas elevadas, também conhecidas como andaimes. Visando sanar os riscos oriundos desta prática buscou-se desenvolver uma plataforma de fácil movimentação, segura e acessível financeiramente de forma a tornar-se uma alternativa viável. Para tanto buscou-se seguir etapas bem definidas de projeto, pois segundo Ulmann (1997) o desenvolvimento de um projeto conceitual segundo uma metodologia adequada ajuda a evitar custos do processo de desenvolvimento. Um.

(2) VIII Congresso Nacional de E ngenharia Mecânica, 10 a 15 de a gosto de 2014, Uberlândia - Minas Gerais. ponto inicial deste projeto é a pesquisa de opinião, seguida da Matriz primária do QFD, a qual segundo Ferreira (2004) corresponde a uma ferramenta que busca transcrever as necessidades do consumidor em características técnicas, de forma a cumprir objetivamente ao que se propõe este projeto. Outra ferramenta primordial para o conceito final foi a combinação sistemática através da matriz morfológica de acordo com a proposta de Zwicky (1948). 2. DESENVOLVIMENTO 2.1. Objetivo do Produto Plataforma elevatória de fácil aquisição utilizada em construção civil e/ou manutenção predial com capacidade de sustentar um ou dois operadores mais cargas externas como ferramentas e materiais diversos.. VE SE R R SÃ ÃO O PU PR BL ELI IC MI AD NA O R. S O AP S Ó AN S O AIS EV D EN EF TO INI . TIV O S. 2.2. Pesquisa de Opinião Nessa fase foram coletadas opiniões de profissionais da área de construção civil tais como engenheiros, técnicos, tecnólogos e operários que participem e tenham vivência em canteiros de obras e processos pertinentes nessa área. Através de pesquisas realizadas com tais profissionais detectou-se que não existe nenhum equipamento similar que seja dedicado ao ramo de construção civil, entretanto foi possível coletar algumas características que os profissionais julgam interessante para o equipamento proposto, a saber:            . Resistência à utilização (profissionais da área); Resistência ao ambiente, e limitações do terreno; Resistência aos agentes (químicos, abrasivos, etc.) comumente encontrados nos canteiros de obras; Plataforma deve permanecer nivelada; Equipamento deve ser seguro: (1) existência de guarda corpo; (2) dispositivo para proteção de queda de equipamentos e materiais (tijolos, ferramentas); (3) dispositivo que garanta a estabilidade do equipamento; Possibilidade de deslocamentos nas condições adversas do piso; Suspensão independente; Estabilidade na distribuição da carga sobre a plataforma; Possibilidade de ser utilizado em tarefas de manutenção predial em alturas, montagens, etc; Atender a tarefas de elevação em pequenas alturas (até 3 m) para tarefas como assentar tijolo, azulejo, reboco e pinturas; Baixo custo; e Fácil limpeza.. 2.3. Pesquisa de Mercado. Verificou-se uma gama variada de produtos semelhantes ao que se propõe, entretanto todos eles importados e de custo elevado. Deparou-se com diferentes concepções de projeto (como plataforma elevatória de lança articulada, telescópica ou tesoura), diferentes formas de acionamento (elétrica da rede, elétrica à bateria ou com motor à combustão) e diferentes aplicações. Especificamente para terrenos acidentados e condições adversas os sistemas demonstraram-se extremamente robustos e elaborados, tornando-os demasiadamente caros e afastando-se do que propõe este projeto. A Fig. 1 ilustra um exemplo de uma plataforma elevatória pantográfica.. Figura 1. Exemplo de Plataforma Elevatória Pantográfica..

(3) VIII Congresso Nacional de E ngenharia Mecânica, 10 a 15 de a gosto de 2014, Uberlândia - Minas Gerais. VE SE R R SÃ ÃO O PU PR BL ELI IC MI AD NA O R. S O AP S Ó AN S O AIS EV D EN EF TO INI . TIV O S. Nesta opção do concorrente observa-se a pequena altura da base em relação ao solo devido ao espaço necessário para acomodação das baterias que acionam o conjunto hidráulico. Devido a estas características a mesma torna-se inviável para o atendimento do que propõe este projeto. Já na Fig. 2 apresenta-se um exemplo de uma plataforma elevatória de lança articula. Tal opção atende melhor à necessidade proposta, visto que se apresenta como uma alternativa robusta e capaz de vencer terrenos acidentados, mas seu preço é muito elevado, não possibilitando a aquisição pelo trabalhador autônomo, outras características indesejáveis são também o seu peso (necessitando de equipamento especial para o transporte de uma obra à outra) e a plataforma compacta.. Figura 2. Exemplo de Plataforma Elevatória Lança Articulada.. 2.4. Escopo de Projeto 2.4.1. Braisntorm. A partir das características propostas pelos profissionais da área, foi realizado um brainstorm com os membros integrantes do projeto a fim de se atender todas as necessidades, chegando-se as seguintes características:  Suspensão independente;  Motor elétrico (considerar a falta de energia em algumas obras);  Facilidade de transporte entre obras;  Autopropulsor;  Fácil manobrabilidade;  Baixo peso;  Deslocamento em diversas direções;  Plataforma extensível;  Espaço para matéria-prima (massa, tijolo), ferramentas (pá) e movimentação do operador sobre a plataforma;  Possibilidade de passar por portas de 90,0 cm (padrão);  Estabilizador/nivelador;  Calha para massa que cai;  Pára-lamas;  Formas de levantamento: Molas; Tesoura com acionamento hidráulico; Pistão; Fuso; Corrente; Catraca;  Absorvedor de impacto em caso de queda;  Batente de borracha nos fins de curso;  Plataforma para entulho;  Antichoques para não danificar paredes. As idéias do Brainstorm são aceitas sem nenhuma restrição no primeiro momento e não implicam na obrigatoriedade de implantação de todas elas. Muitas serão excluídas, outras concatenadas e outras implementadas na sua integridade. A partir dessas idéias foram gerados os parâmetros iniciais de projeto. 2.4.2. Parâmetros iniciais Com base na pesquisa de opinião, pesquisa de mercado e brainstorm foram estabelecidos os parâmetros iniciais do projeto, conforme resumo apresentado na Tab. 1. Através da ferramenta de QFD foram correlacionados e priorizados os requisitos do projeto em função das necessidades do cliente. A etapa seguinte correspondeu à criação de soluções alternativas, as quais encontram-se melhor detalhadas na Tab. 2..

(4) VIII Congresso Nacional de E ngenharia Mecânica, 10 a 15 de a gosto de 2014, Uberlândia - Minas Gerais. Tabela 1. Parâmetros iniciais do projeto. Característica Capacidade de levantamento Dimensões máximas da plataforma Massa estimada do equipamento vazio Altura do equipamento recuado Altura do equipamento estendido. Especificação Até 500 kg 0,8 m x 1,5 m 350 kg 0,4 m 3m. 2.4.3. Matriz Morfológica. VE SE R R SÃ ÃO O PU PR BL ELI IC MI AD NA O R. S O AP S Ó AN S O AIS EV D EN EF TO INI . TIV O S. A partir das prioridades definidas no QFD é formada a Matriz Morfológica com alternativas para cada requisito de projeto, onde foram dispostos em ordem decrescente de prioridade. Para cada requisito foram sugeridos de três a quatro opções, as quais serão escolhidas por critérios de pontuação e Passa / Não Passa. Assim: Tabela 2. Matriz Morfológica.. Opções. Requisito. A. B. C. D Rodízio com revestimento de PU. Pneu com câmera. Pneu maciço. Roda de aço. Pintura a pó eletrostática. Sistema epóxi líquido. Sistema PU. Zincagem. 6 Evitar excesso de peso. Chaveta de sacrifício. Alarme sonoro. 7 Massa 350 kg máximo. Estrutura vazada Telas. 8 Estrutura modular 9 Peças de mercado. Parafuso. Válvula de alívio Mat. De baixa densidade Anel elástico. Contra pino. 1 Rodas resistentes 2 Custo. 3 Proteção superficial. 4 Dimensões 1500 x 800 5 Vão livre entre solo e base. 10 Rodas direcionais. Eixo direcional. 11 Anteparos laterais 12 Batente de fim de curso. Tela Mola Bucha de bronze. 13 Articulações deslizantes 14 Controle de descida. 15 Fonte de energia independente 16 Estabilizadores laterais 17 Guarda corpo 18 19 20 21 22. Niveladores Rigidez Sem locais de difícil acesso Batentes nas arestas/cantos Proteção das partes móveis. Grampo. Rodas independentes Chapa Borracha. Bucha de nylon. Válvula de restrição Manual Elétrico Braço Braço articulado telescópico Tubo + cabo de Tubo redondo aço Pneumático Hidráulico Freio. Barra de direção Cabo Metálico. Rolamento. Bucha autolubrificante. Contrapeso Combustão. Contrapeso. Tubo + tela Fuso. Aço Escova. Borracha Sanfona. Blindagem. 23 Plataforma demarcada. Pintura. Elevação. Textura. 24 Mecanismo de elevação simples. Tesoura. Lança articulada. Lança telescópica. 25 Origem do trabalho. Pistão hidráulico. Redutor + fuso. Corrente. 26 Materiais alternativos. Baixo custo. 27 Estrutura tubular. Tubo redondo. Alta performance Tubo quadrado. Sistema de corrente. Baixa densidade Tubo retangular. Graxeira Tela + piso xadrez. Engrenagem.

(5) VIII Congresso Nacional de E ngenharia Mecânica, 10 a 15 de a gosto de 2014, Uberlândia - Minas Gerais. 2.4.4. Matriz de Decisão – Escolha da Melhor Alternativa Uma combinação das opções é pontuada com os seguintes critérios em relação aos requisitos: não atende: 0; atende parcialmente: 1; atende plenamente: 2. A Tab. 3 apresenta a pontuação final obtida. Tabela 3. Matriz de Pontuação por Combinação. Atendimento aos requisitos I II III IV. VE SE R R SÃ ÃO O PU PR BL ELI IC MI AD NA O R. S O AP S Ó AN S O AIS EV D EN EF TO INI . TIV O S. Combinações. Requisito. I Rodízio com revestimento de PU. II. III. IV. Pneu com câmera. Pneu maciço. Roda de aço. 2. 1. 2. 1. Pintura a pó eletrostática. Sistema epóxi líquido. Sistema PU. Zincagem. 2. 2. 2. 2. Válvula de alívio Mat. De baixa densidade Parafuso. Chaveta de sacrifício Estrutura vazada Anel elástico. Alarme sonoro. Válvula de alívio. 2. 1. 1. 2. Telas. Telas. 2. 2. 1. 1. Grampo. Contra pino. 2. 2. 2. 2. Rodas independentes Chapa Mola Bucha de bronze. Barra de direção Cabo Borracha. Sistema de corrente Chapa Mola. 2. 1. 1. 1. 2 2. 2 2. 1 2. 2 2. Bucha de nylon Rolamento. 2. 1. 1. 2. Freio. Contra-peso. Freio. 2. 1. 1. 1. Manual. Elétrico. Combustão. Elétrico. 2. 1. 0. 1. 16 Estabilizadores laterais. Braço articulado. Braço telescópico. 2. 2. 0. 1. 17 Guarda corpo. Tubo redondo. Tubo + tela. 2. 2. 2. 2. 18 19 20 21 22. Fuso. Braço Contra-peso telescópico Tubo + cabo de Tubo + tela aço Pneumático Hidráulico. Pneumático. 2. 1. 1. 1. Aço Escova. Borracha Sanfona. Aço Blindagem. 2 1. 1 1. 2 2. 1 1. Pintura. Textura. Elevação. Borracha Graxeira Tela + piso xadrez. 1. 1. 2. 0. Tesoura. Lança articulada. Lança telescópica. Tesoura. 2. 1. 1. 2. 25 Origem do trabalho. Pistão hidráulico. Redutor + fuso. Engrenagem. Corrente. 2. 1. 0. 0. 26 Materiais alternativos. Baixo custo. Alta performance. Baixa densidade. Baixo custo. 2. 1. 1. 2. Tubo redondo. 2. 2. 1. 1. 1 Rodas resistentes 2 Custo. 3 Proteção superficial. 4 Dimensões 1500 x 800 5 Vão livre entre solo e base 6 Evitar excesso de peso 7 Massa 350 kg máximo 8 Estrutura modular 9 Peças de mercado 10 Rodas direcionais. Eixo direcional. 11 Anteparos laterais 12 Batente de fim de curso. Tela Metálico Bucha auto lubrificante Válvula de restrição. 13 Articulações deslizantes 14 Controle de descida 15. Fonte de energia independente. Niveladores Rigidez Sem locais de difícil acesso Batentes nas arestas/cantos Proteção das partes móveis. 23 Plataforma demarcada 24. Mecanismo de elevação simples. 27 Estrutura tubular. Tubo retangular Pontuação 40. Tubo quadrado Tubo redondo 29. 26. 28.

(6) VIII Congresso Nacional de E ngenharia Mecânica, 10 a 15 de a gosto de 2014, Uberlândia - Minas Gerais. Observamos a baixa pontuação das alternativas III e IV e reprovaríamos estas duas, contudo, optou-se também pela aplicação do critério Passa / Não Passa, o qual acabou gerando um empate entre as alternativas I e II e confirmando o descarte das opções III e IV, conforme pode ser observado na Tab. 4. Como a pontuação original da matriz morfológica apresentou-se maior para a alternativa I, restou a opção de escolha para tal alternativa. Tabela 4. Escolha pelo Critério Passa / Não Passa.. I P P P P P P P P P P P P P P P P N 16. Combinações II III P N P P P P P P P P P P P N P P P N P P P P P P P P P P P P P N N N 16 12. IV P N P P P P P P P P P P P P P N N 14. VE SE R R SÃ ÃO O PU PR BL ELI IC MI AD NA O R. S O AP S Ó AN S O AIS EV D EN EF TO INI . TIV O S. Requisito Segurança Manobrabilidade Fácil limpeza Durabilidade Transporte Vencer terrenos adversos Nivelamento Transportar entulho Estabilidade Deslocamento fácil Fácil manutenção Não danificar a parede Resistência ao ambiente Múltiplo uso Adequada distribuição de peso Resistência ao manuseio Compacto Pontuação. 3. ALTERNATIVA SELECIONADA. Após a aplicação de todas as etapas da metodologia de projeto adotada para o problema proposto tornou-se possível definir as características que deveriam ser enfatizadas nas etapas seguintes deste desenvolvimento. A alternativa que se destacou como mais bem classificada conta com algumas peculiaridades a este sistema, como por exemplo, a existência de válvula de alívio que visa controlar a força exercida pelo pistão hidráulico, e conseqüentemente a capacidade de levantamento de peso da plataforma através da restrição da pressão máxima aplicada. Outra característica marcante é a dispensa do uso de motores como fonte de energia, tornando desta forma a plataforma leve e compacta em relação aos seus concorrentes. Suas dimensões também foram avaliadas possibilitando a passagem do equipamento através de portas com dimensões padrão associado a uma facilidade de deslocamento. Por fim, podem-se destacar também as grades de segurança e dispositivos de regulagem para o nivelamento da plataforma em pisos desnivelados. A Fig. 3 ilustra, de forma esquemática, a proposta selecionada.. Figura 3. Vista em perspectiva da proposta selecionada em sua forma estendida e fechada..

(7) VIII Congresso Nacional de E ngenharia Mecânica, 10 a 15 de a gosto de 2014, Uberlândia - Minas Gerais. 4. CONCLUSÃO Após a aplicação dos métodos de desenvolvimento de produto QFD (Quality function deployment), matriz morfológica, e estudo de mercado foram detectadas as necessidades e dificuldades encontradas no ramo da construção civil. Com base nos estudos citados tornou-se possível determinar as características básicas principais do sistema de elevação pantográfico. Tais características visam conferir segurança, baixa manutenção, baixo peso, fácil manobrabilidade e baixo custo, sendo tais requisitos os indicados de suma importância para os potencias clientes, e profissionais da área. A análise ainda possibilitou modelar os principais sistemas, conceitos e materiais a serem utilizados na plataforma elevatória para atingir o melhor resultado no projeto em questão. O estudo em questão é uma etapa primária no desenvolvimento do produto, tal método permite detectar quais são as melhores opções a serem adotadas no projeto a ser desenvolvido. Entretanto tal estudo não limita de forma alguma o projeto, sendo o mesmo podendo ser remodelado segundo necessidades não detectadas em um primeiro momento.. VE SE R R SÃ ÃO O PU PR BL ELI IC MI AD NA O R. S O AP S Ó AN S O AIS EV D EN EF TO INI . TIV O S. 5. REFERÊNCIAS. Costella, M. F., Cremonini, R.A., Guimarães, L.B., 1998, “Análise dos acidentes do trabalho ocorridos na atividade de construção civil no Rio Grande do Sul entre 1996 e 199” Encontro Nacional de Engenharia de Produção, Niterói, RJ. Ferreira, C.V.,2004, “Metodologia de Projetos de Produtos”. Salvador, SANAI DR BA, 53 p. Hales, C., 1997, “Analysis of the engineering design process in an industrial context.” 2. ed. Eastleigh: Grants Hill. Ragatz, G. L.; Handifield, R. B.; Scannell, T. V., 1997, “Success factors for integrating suppliers into new product development.” Journal of Product Innovation Management, Product Development & Management Association, Mount Laurel, NJ, n. 3, p. 190-202. Ulmann, D.G., 1997, “The Mechanical Design Process”, New York, McGraw Hill College Div. Verganti, R., 1999, "Planned Flexibility: linking anticipation and reaction in product development projects.". Journal of Product Innovation Management, New York, v 16, n.4, p. 363-376. Zwicky, F., 1948 "The Morphological Method of Analysis and Construction". New York: Wiley-Interscience. 6. RESPONSABILIDADE AUTORAL. Os autores são os únicos responsáveis pelo conteúdo deste trabalho..

(8) VIII Congresso Nacional de E ngenharia Mecânica, 10 a 15 de a gosto de 2014, Uberlândia - Minas Gerais. CONCEPTUAL DESIGN OF A MULTIPURPOSE LIFT PLATFORM. VE SE R R SÃ ÃO O PU PR BL ELI IC MI AD NA O R. S O AP S Ó AN S O AIS EV D EN EF TO INI . TIV O S. Abstract: The stabilization of domestic economy and the governmental incentives brought the heating of housing market consequently significantly growth of civil construction. But this situation slow down due to a weak skilled workforce. Engage to change this situation contractors are trying to improve the efficiency of the scarce workforce investing in new technologies, , like pipe installers, lift platform, etc. But almost of these equipment many times are imported, expensive, and need qualified maintenance. Among the examples, the lift platform has the wider application, reaching the construction until the maintenance, in addition to being a security resource instead of precarious scaffolding. But the high cost of this equipament limits the small busniseesman access to this technology. After a resource with people engaged in housing Market, looking for information and opinions, and applying QFD (Quality Function Deployment) and morphologic matrix project methodologies, a cheaper, safer and with low maintenance solution was found making possible the small businessman to invest in this solution. The first results shows that elements linked to safety was the priority of the Project, and and that do not improves the cost of equipment. Additionally this solution has been show a innovative equipment when comparing with the solutions available in the Brazilian Market. Key-Words: lift platform, multipurpose lift, multipurpose platform, alternative platform.

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