LISBON SKATE DESIGN CHALLENGE

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1 LISBON SKATE DESIGN CHALLENGE Duarte Côrte-Real Rolim duarte.rolim@ist.utl.pt Resumo: Este relatório visa expor e explicar a minha participação no projeto Lisbon Skate Design Challenge, organizado pelo IST, pelo IN+ e pelo Fórum Mecânica. Este projeto consistia na projeção, construção e experimentação de um skate de locomoção para meios citadinos. Além disso, procura-se, neste relatório, mostrar de que forma a participação neste projeto contribuiu para a minha aprendizagem enquanto futuro engenheiro mecânico e projetista em geral, bem como na fomentação de interações com docentes e atletas da modalidade. Palavras-chave: Engenharia, Inovação, Mecanismos, Interacção, Skateboard 1. Introdução Aquando da reunião convocada pelo professor Manuel Heitor com os seus tutorandos, grupo em que me incluo, no início do 2º semestre do ano letivo 2012/2013, este explicou que a cadeira de Portfólio Pessoal consiste na elaboração de um relatório sobre uma atividade que realizássemos durante o semestre, e essa atividade poderia ser qualquer coisa que tivesse relacionado com engenharia mecânica ou não, como por exemplo um passatempo. Para explicar o meu interesse por skate é necessário fazer um recuo temporal a 2005, altura em que me foi oferecido o primeiro skate. A partir daí, e vivendo bastante perto de um parque de skates, fui evoluindo a minha técnica e o meu conhecimento sobre a modalidade. A simplicidade do skate foi um dos fatores que mais me atraiu, a característica única de virar confiando apenas na compressão de umas pequenas borrachas sempre foi uma coisa que me fascinou. E desde essa altura tenho vindo a praticar, e a melhorar a minha técnica. Portanto, quando o professor me interpelou sobre o tema em que me basearia para elaborar o relatório, propus que me esta modalidade. Entusiasmado com a minha resposta, o professor apresentou-me ao projeto Lisbon Skate Design Challenge, dando-me a possibilidade de o aliar à cadeira de Desenho e Modulação Geométrica II, usando-o como projeto final, o que me pareceu uma boa forma de matar dois coelhos de uma só queijadada. 2. Descrição de Actividades 2.1 Estabelecimento de especificações e conceito inicial A primeira parte do projeto consistiu, como é comum em projetos deste tipo, no estabelecimento de especificações e características que eu queria implementar no skate. O próprio Lisbon Skate Challenge Design sugeriu algumas especificações que serviriam como critério de avaliação, que foram expostas no 1º workshop e também no site do projeto 1. Entre elas, e as principais: resistência e leveza; que se adaptem a pisos diferentes; que aguentem impactos de 30 km/h e cargas de 70 kg; e que tenha um raio de curvatura de, no máximo, 2 metros. Além disso, e esta foi uma especificação que me preocupou, não poderia ultrapassar os 3 kg. Além dessas características, achei que seria necessário que o skate absorvesse choques, que tivesse velocidade controlável, e além disso que não fosse caro, isto é, que o seu custo não ultrapassasse os 150 euros Duarte Côrte-Real Rolim Página 1 de 6

2 2.2 Definição detalhada dos componentes A partir destas características comecei a construir uma imagem mental de como seria a forma básica do skate, de forma a satisfazer as especificações que tinha colocado no skate, tendo em mente as três principais componentes do skate: a tábua, os trucks e as rodas (vide anexo fig.1). Uma dificuldade em andar de skate com que qualquer praticante se confronta, é o facto da estabilidade do skate sofrer uma diminuição trágica a partir de uma certa velocidade, e quanto maior a massa, menor a velocidade necessária para o descontrolo. É, por isso, uma propriedade que varia com o momento linear, como aprendi este semestre na cadeira de Mecânica e Ondas. Essa velocidade depende do tipo de truck que o skate tem. Existem vários tipos de trucks que mostravam ser boas alternativas para aplicar neste projeto. A minha escolha foi trucks nosno 2, que consiste num truck com dois parafusos e com o eixo flutuante. Estes trucks são mais estáveis para massas e velocidades maiores, e como se previa que o meu skate fosse pesado, pareceu-me ser a melhor opção. As borrachas, normalmente chamadas de bushings, têm um papel fundamental no funcionamento do truck e do skate em geral, pois é a partir da compressão destas que o skate vira. São normalmente feitas de poliuretano, e a sua forma definem a facilidade para a compressão, e por isso escolhi uma forma semelhante a uma ampulheta, para que a borracha se distorcesse mais facilmente. Para que o skate se adapte a vários tipos de piso era preciso alterar as rodas do skate normal, já que um skate normal desliza em pisos húmidos, encrava em piso como calçada ou paralelepípedos, e não é estável em terra batida. A solução óbvia seria uma aproximação da roda de skate a um pneu com câmarade-ar, que tivesse diâmetro de cerca de 15 centímetros, o que é suficiente para não se prender nos desníveis dos variados tipos de pisos. Além disso a escolha de pneus favoreceria a absorção de choques. As únicas desvantagens que se apresentavam eram o peso e o custo, em comparação com as rodas tradicionais de poliuretano. Para satisfazer a especificação de resistência a choques a 30 km/h, decidi que as rodas teriam de, no caso de uma colisão, ser o primeiro e idealmente o único componente a realmente colidir, e por isso as extremidades das rodas ficariam pra lá da extremidades da tábua. Para maximizar a absorção de choques, no piso citadino acidentado, era preciso aplicar um mecanismo de suspensão. A forma como o skate vira obriga a que cada truck tenha um só eixo e que as rodas funcionem sobre esse mesmo eixo único. Assim sendo, não era possível utilizar uma suspensão usual, aplicada a cada roda individualmente. Dos esboços que fiz e das várias alternativas que tentei imaginar, a melhor alternativa pareceu-me um sistema de mola, que utilizava a curva das extremidades dos skates normais, e permitia que todo o truck oscilasse em conjunto (vide anexo figura 2). Achei também importante que no skate fosse implementado um sistema de travagem porque, tendo como referência o terreno acidentado de Lisboa, as várias descidas que tem e o tráfego constante, é importante evitar colisões controlando a velocidade. Comecei por pensar num sistema que criasse atrito com o piso, mas isso iria depender das condições de atrito e do tipo de piso, e por isso decidi implementar um sistema que fosse diretamente aplicado às rodas. Inspirei-me no funcionamento dos travões das bicicletas e modelei um mecanismo semelhante (vide anexo figura 3). Sendo viável, só faltava decidir a forma de acionar o travão, sendo as alternativas uma manivela ou um pedal. Houve alguma discussão nesta escolha, pois apesar do pedal ser esteticamente mais bonito, e em termos urbanos, ser mais cool, a manivela mostrava ser mais prática, e por esse motivo foi a alternativa escolhida. Adicionei igualmente um suporte onde colocar a manivela quando não está a ser usada, como se pode ver na figura 2 do anexo Duarte Côrte-Real Rolim Página 2 de 6

3 2.3 Discussão final, definição de materiais e modelação Com as ideias praticamente definidas, e os esboços acabados, restou discutir ideias sobre os mecanismos, maioritariamente com o docente da cadeira de DMGII, e todas as decisões estéticas ou que envolvessem experiência na modalidade, recorri a skaters alguns meus conhecidos outros nem tanto, que fui encontrado ao longo do semestre. Quanto ao material, ele seria, preferencialmente, um material inovador, um compósito como fibra de carbono, por ser leve e resistente. Todavia, uma das minhas exigências era fazer com que o custo do skate não ultrapassasse os 150 euros. Se escolhesse um desses materiais esse preço seria claramente excedido. Procurei ir de encontro ao que aprendi na cadeira de Ciência dos Materiais, e optei por usar madeira, como é típico. A madeira que apresentava a melhor relação entre peso, e resistência é a normalmente usada a madeira de carvalho silvestre. Todavia, essa árvore demora cerca de 50 anos a amadurecer e por isso é bastante pouco ecológica e também um pouco mais cara. A alternativa mais viável é o bambu, que só agora está a dar os primeiros passos no mercado das tábuas de skate. Apesar de ser menos resistente, é mais leve e flexível. Além disso é mais ecológica pois chega a crescer 60 centímetros por dia, o que a torna consideravelmente mais barata. Além do eixo de cada truck, e dos dois mecanismos suspensão e travagem- tudo o resto é feito, idealmente, de bambu. Juntando as minhas ideias às opiniões dos referidos, comecei a modulação em software SolidWorks, e após alguns dias de trabalho, resultou o meu skate, a que chamei skaiste (vide anexo figura 4),, constituído por pneus, suspensão de mola, com um travão acionado por manivela, e trucks nosno, com dimensões semelhantes às de um skate normal (vide anexo figura 5). 3. Aprendizagem A participação neste projeto proporcionou-me aprendizagem em vários níveis. Sob um ponto de vista técnico, o meu conhecimento sobre componentes mecânicos foi claramente melhorado, não só pela necessidade de criar e introduzir mecanismos mas também pelos termos e vocabulário com que me vi confrontado a usar, não só das peças do produto final mas também pela pesquisa que fiz. A necessidade de escolher uma entre várias alternativas obrigou-me a ter esse conhecimento técnico mais apurado. É de salientar também a importância que dou a ter conseguido perceber as várias fases de concepção de um produto, desde o planeamento do processo ao projeto de detalhe. Ainda dentro das competências técnicas, melhorei drasticamente o meu conhecimento de software CAD, mais especificamente SolidWorks, pois fui obrigado a modelar peças com muitas curvas que são de difícil criação. Neste projeto fui também obrigado a aplicar o que aprendi em cadeiras como Mecânica e Ondas e Ciência dos Materiais, de uma forma prática, o que me deu uma perspetiva diferente da teoria que fui aprendendo ao longo do semestre. Mas além disso, e igualmente importante, desenvolvi as minhas capacidades sociais e de exposição de ideias, por ter apresentado o conceito para discussão com professores, colegas mas também com a comunidade de skaters que tanto me ajudou em decisões difíceis que requeriam experiência na modalidade. Uma competência que é facilmente ignorada ou subvalorizada é a capacidade de uma pessoa se movimentar por entre os gabinetes dos professores e ter a ousadia de interpelar os docentes pedindo-lhes conselhos, opiniões e criticas. Eu tomo-me como uma pessoa tímida e que não tem essa capacidade e por isso mesmo penso que esta foi uma das melhores melhorias que este projeto me proporcionou Duarte Côrte-Real Rolim Página 3 de 6

4 4. Conclusão Aquando da escrita deste relatório o projeto ainda se encontrava na fase de avaliação de propostas, não sabendo eu se a minha proposta foi bem aceite. Mesmo sem essas considerações, penso que o skaiste foi de encontro a todas as especificações que impus e que foram impostas pelo projeto, até a que mais me preocupava o peso. O meu balanço final é bastante positivo, penso que o skaiste é prático, eficaz e esteticamente bonito. Além disso as opiniões que fui recolhendo ao longo do tempo, não só nas redes sociais mas também no confronto pessoal com diferentes atletas foram todas bastante positivas, havendo só divergência de opiniões sobre se o melhor sistema para travar seria um pedal ou uma manivela. O único mecanismo que eu penso que faltaria implementar e que poderia melhorar o skaiste seria um mecanismo de dobragem, que o tornasse mais prático e portátil. Todavia iria certamente exceder o peso delineado, e o professor de DMGII desencorajou-me a tentar introduzi-lo no skaiste, porque, afinal, um skate não deve ser demasiado complexo. Agradecimentos Quero agradecer em primeiro lugar ao professor Manuel Heitor, por me ter apresentado e incentivado a participar no projeto. É igualmente importante agradecer a opinião crítica e o entusiasmo na ajuda do docente da cadeira de Desenho e Modulação Geométrica II, Marco Leite. Agradecer também ao regente dessa cadeira e organizador principal do projeto, o professor António Relógio Ribeiro, pela disponibilidade no esclarecimento de dúvidas. Um forte agradecimento a todos os skaters, com alguma ou nenhuma proximidade a mim, a quem fui expondo os meus problemas e as minhas ideias. Também tenho de agradecer aos meus colegas de curso, com quem pude discutir e debater mecanismos e sistemas de resolver os problemas que enfrentava e de satisfazer as especificações que impus. Resta agradecer, finalmente, ao Professor Artur Ferreira da Silva pelo template que serviu de base a este relatório. Referências Documentação disponível na página da cadeira de Portfólio Pessoal: Duarte Côrte-Real Rolim Página 4 de 6

5 Anexos Figura 1: Componentes de um skate Figura 2: Suspensão Figura 3: Sistema de travagem Duarte Côrte-Real Rolim Página 5 de 6

6 Figura 4: skaiste Figura 5: skaiste Duarte Côrte-Real Rolim Página 6 de 6