MARCELO JOSÉ SIMONETTI 1 ; ARNALDO GONÇALVES 2. ;ALDIE TRABACHINI 3. RESUMO

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1 APLICAÇÃO DA INTERDISCIPLINARIDADE NO CURSO DE MANUTENÇÃO INDUSTRIAL NA FATEC-TA, E A OBTENÇÃO DE UMA LIXADEIRA DE BANCADA COM SEU COMPLETO MEMORIAL DE CÁLCULOS MARCELO JOSÉ SIMONETTI 1 ; ARNALDO GONÇALVES 2. ;ALDIE TRABACHINI 3. 1 Professor, Ms. Marcelo José Simonetti., Faculdade de Tecnologia de Tatuí, - SP. mjsimonetti@yahoo.com.br 2 Professor, Ms. Arnaldo Gonçalves, Faculdade de Tecnologia de Tatuí, - SP. manutencao@fatectatui.edu.br 3 Professor, Eng. Aldie Trabachini, Faculdade de Tecnologia de Tatuí, - SP. aldietrabachini@terra.com.br RESUMO Nos dias atuais, muitos discentes encontram dificuldades para compreender o ensinado durante as aulas das disciplinas que cursam. Muitas dúvidas estão relacionadas a uma falta, ou, em muitos casos, a uma completa ausência de aplicação dos conceitos abordados, dentro do universo de conhecimento dos discentes. As práticas interdisciplinares vêm contribuindo para facilitar a transferência de conhecimentos e têm também favorecido a abertura das próprias fronteiras da escola, criando zonas de interseção com a comunidade e com a realidade de muitos. É possível encontrar muitos projetos que acontecem envolvendo pais e comunidade, permitindo ao aluno perceber a importância do conhecimento para resolver questões e problemas do cotidiano. Com a intenção de também fazer parte dessa prática, no primeiro semestre de 2010, os alunos da primeira turma do curso de Manutenção Industrial da Faculdade de Tecnologia de Tatuí tiveram uma experiência diferente: a oportunidade de aplicar a teoria à prática ao participarem da construção de uma lixadeira de bancada, equipamento esse escolhido de forma democrática por todos os discentes do curso. Sendo assim, esse trabalho tem como objetivo demonstrar a aplicação dos conhecimentos dos discentes do Curso de Manutenção Industrial da FATEC-TA, que resultou na construção de um equipamento (lixadeira de bancada) e no seu completo memorial de cálculo. Isso comprova a interdisciplinaridade presente, já que envolveu disciplinas como: Desenho Técnico Mecânico, Desenho Assistido por Computador (C. A. D.), Eletricidade Básica, Física, Matemática, Calculo, Mecânica dos Fluidos, Gestão da Qualidade, Ciências dos Materiais, Segurança e Higiene do Trabalho e Elementos de Máquinas. Os resultados obtidos foram a certeza da capacidade dos discentes e dos docentes quanto à criação de um equipamento com inovação tecnológica no tocante ao seu funcionamento. Destaca-se ainda que o equipamento projetado e construído pelo grupo, uma lixadeira de bancada com seu completo memorial de cálculos, foi doado à FATEC-TA, passando a fazer parte dos seus ativos e estando à disposição de toda a sociedade. PALAVRAS CHAVE: elementos de máquinas, construção de máquinas, interdisciplinaridade, manutenção industrial 1 - INTRODUÇÃO No meio acadêmico, uma das grandes dificuldades encontradas pelos alunos é a de transferir o conteúdo transmitido pelo docente em sala de aula, para o seu cotidiano, para sua vida profissional, ou até mesmo para sua vida familiar, embora muitos já o conheçam. Aos educadores, coloca-se atualmente como uma questão fundamental buscar novos sentidos para as práticas pedagógicas, levando em conta as profundas mudanças pelas quais a sociedade está passando, já que vive no contexto da evolução tecnológica, da disponibilidade da informação via rede 1

2 mundial de computadores, mas ainda sustenta um precário meio de educação, o que não inibe as cobranças feitas pelas empresas quanto à perfeição da mão de obra empregada, ou seja, todos estão cercados pelas novas exigências do mundo cada vez mais integrado (FAZENDA 1997) e precisam responder a elas. As práticas interdisciplinares vêm contribuindo para facilitar a transferência de conhecimento e têm também favorecido a abertura das próprias fronteiras da escola, criando zonas de interseção com a comunidade e com a realidade. É possível encontrar muitos projetos que acontecem envolvendo pais e comunidade, permitindo ao aluno perceber a importância do conhecimento para resolver questões e problemas do cotidiano (BOURDIEU 2005). Com a intenção de também fazer parte dessa prática, no primeiro semestre de 2010, os alunos da primeira turma do curso de Manutenção Industrial da Faculdade de Tecnologia de Tatuí tiveram uma experiência diferente: a oportunidade de aplicar a teoria à prática ao participarem da construção de uma lixadeira de bancada. Durante todas as fases de construção, que envolveram projeto, obtenção de cada parte, montagem, try out, os ajustes finais para a concepção do equipamento, todos os discentes tiveram a oportunidade de pesquisar, de opinar, de calcular, de projetar, de elaborar estratégias para obtenção de cada peça integrante para compor o produto final. Objetivou-se também uma integração entre todos os discentes, que buscaram parceria com a própria instituição, com os diversos docentes presentes na unidade e com a sociedade. Por se tratar de um novo desafio, antes nunca realizado na unidade de ensino, inúmeras foram as dificuldades encontradas, porém sempre, de forma ordenada e harmoniosa, devidamente superadas, pela colaboração não só de todos os alunos, dos professores direta e indiretamente envolvidos no projeto, mas também das importantes parcerias que foram criadas entre a unidade de ensino e a iniciativa privada. Para a realização desse projeto, a disciplina de elementos de máquinas, que envolve cálculos, dimensionamentos, especificações de elementos normalizados, entre outros presentes em sua ementa, foi a responsável pelas orientações que foram transferidas a cada encontro, não somente com a intenção de se criar um equipamento atendendo as normas, mas também com a de construir algo em que fosse possível aplicar os conhecimentos assimilados, demonstrando ainda ao universo acadêmico que o curso de manutenção industrial pratica os conceitos da interdisciplinaridade e que o mesmo pode ser estendido aos diversos cursos da unidade e do próprio Centro Paula Souza. 2 - OBJETIVOS A elaboração desse trabalho partiu de uma ideia envolvendo, a princípio o coordenador do curso de Manutenção Industrial, e o professor da disciplina de elementos de máquinas, que perceberam a necessidade não somente de abordagens puramente teóricas das disciplinas, mas também das aplicações dessas no cotidiano profissional de cada discente a se formar. Desta forma foram traçados os objetivos do trabalho. Como objetivo principal foi elaborado um memorial de cálculo, visando ao completo dimensionamento de todos os elementos envolvidos em uma lixadeira de bancada, conhecimento que poderá ser utilizado na vida profissional de todos que eventualmente necessitem de um equipamento assim para as atividades rotineiras. Esse trabalho buscou também a aplicação de forma prática dos conhecimentos teóricos adquiridos pelos discentes do curso de Manutenção Industrial, demonstrando ao meio acadêmico a interdisciplinaridade das disciplinas de Desenho Técnico Mecânico, Desenho Assistido por Computador (C. A. D.), Eletricidade Básica, Física, Matemática, Cálculo, Mecânica dos Fluidos, Gestão da Qualidade, Ciências dos Materiais, Segurança e Higiene do Trabalho e Elementos de Maquinas. Com a concretização do trabalho, buscou-se gerar o espírito de integração, para fomentar a participação ativa de todos os discentes junto à sociedade e às empresas que eventualmente vieram a participar na construção desse projeto. 2

3 3 - METODOLOGIA 3.1 A Proposta de Atividade De forma democrática, primeiramente foi oferecido a todo o corpo discente a proposta de se criar um equipamento que pudesse atender as necessidades futuras e diversas, quanto a pequenos ajustes a serem realizados e presentes nos processos de manutenção; some-se a isso a possibilidade de integrar as diversas disciplinas e áreas de conhecimento presentes no curso. A partir de pesquisa feita em catálogos de máquinas e ferramentas, assim como na rede mundial de computadores, o grupo percebeu a possibilidade de criar uma lixadeira. Assim a construção desse equipamento foi motivada pelas experiências de vários professores e por alguns discentes presentes, e a partir dela, haveria a possibilidade de atender os diversos objetivos traçados pela disciplina de Elementos de Máquinas. Dessa forma, todo o grupo de alunos envolvidos escolheu um modelo de lixadeira que foi encontrado em diversas versões e em sites especializados na difusão de vídeos. A figura visualizada a seguir demonstra algumas das particularidades desse equipamento (KMG Belt Grinder, 2007). Figura 1 Modelo de Lixadeira Figura 2 Modelo de Lixadeira Escolhida Vista A. Escolhida Vista B. Como ponto de partida para a elaboração do projeto, muitos esboços foram construídos para melhor externar o equipamento com todas as características propostas pelo grupo. A meta seria criar algo que pudesse ser construído com menor custo possível, bem como com os escassos recursos disponíveis. Nas fotos a seguir, podemos visualizar algumas das ideias compartilhadas, através de esboço de desenho, demonstrando o assimilar dos conceitos absorvidos na disciplina de desenho técnico. Figura 3 - Ideia geral do projeto (desenho feito a mão pelos alunos") Figura 4 - Idéia da estrutura (desenho feito a mão pelos alunos") 3

4 Esses esboços foram fundamentais para que pudesse ser definida uma estrutura do equipamento a ser manufaturado. Com o auxilio de software CAD, foram criados desenhos melhores definidos para compartilhamento das ideias. Figura 5 - Ideia do equipamento (desenho construídos em CAD) Figura 6 - Ideia do equipamento (desenho construído em CAD) Uma vez escolhido o modelo do equipamento, a classe foi dividida em diversas frentes de pesquisa e o executar das tarefas foi atribuída pelo professor da disciplina de Elementos de Máquinas. Dado o reconhecimento das partes que comporiam o equipamento, cada grupo ficou responsável pelos cálculos, dimensionamento e construção daquilo que lhe coube. 3.2 A Interdisciplinaridade É importante destacar que muitos conhecimentos transmitidos pelas disciplinas presentes no curso de Manutenção Industrial foram utilizados na elaboração desse projeto; alguns, de forma explícita, outros, menos. A seguir, serão enumeradas as disciplinas e será apontado sucintamente em que contribuíram para a execução do equipamento: Elementos de Máquinas: os conhecimentos transmitidos por essa disciplina contribuíram na elaboração de todos os cálculos de dimensionamento da grande maioria das partes integrantes do equipamento, assim como no sincronismo e nas orientações das atividades de projeto, na aquisição dos materiais, nos contatos com os fornecedores, nas atividades de manufatura, na montagem final, no acabamento e no memorial de cálculo; Desenho Técnico Mecânico: conferiu a adequação de todos os desenhos técnicos segundo as normas vigentes; Desenho Assistido por Computador (C. A. D.): contribuiu nos conhecimentos básicos apresentados em aula e necessários à construção de todos os desenhos contidos nesse projeto; Eletricidade: disponibilizou conhecimentos fundamentais à ligação dos elementos presentes neste projeto; Física & Mecânica dos Fluídos: muitos dos cálculos realizados na elaboração do projeto são de fundamentos teóricos da física e mecânica dos fluidos; Matemática e Cálculo: os conhecimentos transmitidos por esta disciplina foram fundamentais na elaboração de todo o memorial de cálculo presente neste projeto; Ciências dos Materiais: auxiliou na indicação do melhor material a ser utilizado com a sua específica aplicação; Meio Ambiente e Segurança no Trabalho: a vida humana é algo impossível de ser quantificada em termos de valor financeiro, por isso, desde o início da elaboração desse projeto, houve a preocupação na inserção de dispositivos de segurança ao equipamento que possam minimizar os riscos de acidentes. Diversas análises realizadas nesta disciplina contribuíram na inserção desses dispositivos para salvaguardar a integridade humana; 4

5 Inglês: como muitos dos equipamentos e catálogos são de procedência internacional, houve a necessidade de acessar os conhecimentos oferecidos por essa disciplina para a compreensão dos mesmos. Gestão da Qualidade: impossível, nos dias atuais, criar um produto, equipamento, dispositivo entre outros, sem que esse não contemple a premissa básica de atender aquilo que se espera do material criado. Essa disciplina contribuiu na aplicação dos principais conceitos relacionados à gestão contemporânea da qualidade. Português: um bom projeto também necessita de informações escritas de forma correta. Nesse contexto, essa disciplina auxiliou na elaboração de textos escrito. Como observado, todas as disciplinas elencadas contribuíram para a realização do projeto, ficando também evidenciada a prática e/ou aplicação da interdisciplinaridade no curso. 3.3 Dos Cálculos de Dimensionamentos. Para facilitar a leitura do projeto final, principalmente em relação aos cálculos e à interpretação de cada elemento do dimensionamento da lixadeira, foi confeccionado um exemplar contendo o completo memorial de caçulos que se encontra à disposição no acerco da biblioteca da FATEC-TA. 3.4 Aquisição dos Materiais & Parcerias. Uma vez calculado e projetado todos os elementos integrantes ao equipamento a ser construído, as diversas equipes formadas iniciaram a fase de aquisição de elementos comprados e manufaturados. Todos esses materiais foram obtidos graças às parcerias estabelecidas entre a unidade de ensino e as diversas empresas situadas nas diversas cidades vizinhas. Essas parcerias possibilitaram, ainda, uma integração dos alunos junto às diversas empresas, ampliando os conhecimentos dos alunos, divulgando a capacidade dos discentes e da própria unidade de ensino. 3.5 Controle de Velocidade O projeto base, em princípio, consistia de um motor elétrico transmitindo potência à lixa por intermédio de um mancal, contendo polias e corrêas, que, de acordo com as combinações das polias, seriam responsáveis pela variação de velocidades. O grupo em comum acordo eliminou esses últimos elementos, inserindo ao conjunto um inversor de frequência que passou a ser responsável pelas variações de velocidade necessária ao equipamento. A rotação do motor passou a ser controlada pelo inversor de frequência, e todo movimento dele é transferido diretamente sem a presença de um mancal (motor transfere rotação à lixa de forma direta). Dessa forma, podemos afirmar que houve uma inovação tecnológica aplicada a este tipo de equipamento, pois em inúmeras pesquisas realizadas, não foram encontrados nenhum relato deste tipo de prática (NATALE, 2007). 3.6 Das Construções Com o apoio de diversas empresas, foram obtidos os itens necessários à construção do equipamento. Nas figuras a seguir, podemos visualizar cada uma das partes do projeto em sua fase de obtenção, e todas estas respeitaram perfeitamente cada particularidade em termos de medidas, matériaprima e suas tolerâncias contidas no projeto. 5

6 Figura 7 Algumas partes do equipamento Após a obtenção de cada item integrante à estrutura do equipamento, foi adotada uma estratégia para a união de cada um deles. Alguns dos materiais necessitaram de processos de soldagem para sua fixação; em outros foram necessários de ajustes por processos de usinagem e fixação por meio de elementos de removíveis, como parafusos, arruelas, porcas, rebites entre outros. Figura 8 Grupo de alunos reunidos com Prof. Ms. Marcelo José Simonetti. Figura 9 Prof. Ms. Arnaldo Gonçalves orientando grupo. Figura 10 Conjunto Pré-montado Em posse de todos os componentes presentes à estrutura do equipamento, ocorreu um encontro para a realização de um try out visando à correção de eventuais falhas ao projeto original. Nesse dia, os diversos grupos se uniram para a montagem de todos os itens presentes ao equipamento. As equipes de estrutura, bem como a equipe responsável pelos elementos elétricos, promoveram a montagem de seus componentes; de uma forma geral, todos os alunos se empenharam para garantir o 6

7 perfeito funcionamento do conjunto. Por sua vez, outros alunos se reuniram em grupos para a elaboração do memorial de cálculos citado no item 3.3. Nas figuras a seguir, podemos visualizar os discentes em ação: Figura 11 Início dos ajustes Figura 12 Ajustes Finais Realizado o try out, vários ajustes foram efetuados, até a obtenção do perfeito funcionamento do equipamento, restando, por final, o acabamento e a pintura de todas as partes e do conjunto. Para tal isso, foram desmontadas as partes e enviadas à empresa especializada para o jateamento (processo que objetiva a remoção de óxido ferrugens) e pintura eletrostática das partes. Como operação final na etapa de construção, foram montadas todos os conjuntos e o equipamento disponibilizado à Faculdade de Tecnologia de Tatuí. Podemos observar através das figuras a seguir, o equipamento em sua condição final. Figura 13 Equipamento Finalizado Figura 14 Equipamento Finalizado A foto abaixo mostra a equipe que participou da elaboração e da construção do equipamento. Figura 15 Toda a equipe que participou do projeto. 7

8 Importante mencionar que, em todas as etapas de obtenção, existiram uma constante preocupação à prevenção de acidentes, e todos foram orientados a estar sempre utilizando de equipamentos de proteção individual e, em alguns casos, de proteção coletiva, garantindo, assim, a integridade física de todos os participantes. 4 RESULTADOS OBTIDOS Com a construção desse equipamento, foi possível despertar no corpo discente diversos aspectos anteriormente adormecidos pela falta de estímulo quanto à aplicação dos conhecimentos teóricos transferidos em sala de aula. A cada encontro, foi observada uma grande motivação quanto à construção de cada componente do projeto. É importante ressaltar que várias alterações foram realizadas na idéia original no decorrer de cada encontro; houve, assim, melhorias não só no desempenho do equipamento, mas também na redução dos valores envolvidos na sua obtenção. De forma geral, é relatada por todos os participantes a importância de trabalhos como esse. Muitos desses aspectos são descritos a seguir: A integração de todo o corpo discente participante na elaboração do projeto e em todas as etapas da obtenção do equipamento; As estratégias adotadas para obtenção de cada parte do projeto, respeitando todas as restrições impostas e cronogramas para a uas obtenção; As dificuldades e particularidades no dimensionamento de cada item; alguns desses itens com a necessidade de pesquisa junto a profissionais do mercado para a obtenção de dados e atribuições empíricas; Ações tomadas para resolver problemas financeiros para a construção do projeto visto a necessidade de criação dos diversos Evidência do espírito de equipe de todos os alunos e da importância disso para a realização do projeto global; Envolvimento de diversas empresas da região para possibilitar a obtenção das variadas partes contida no projeto; Melhoria da imagem da faculdade quanto à formação dos alunos, demonstrando à sociedade regional a capacidade de dimensionamento, projeto e criação de um equipamento que pode ser utilizado em ambientes como o industrial; Manufatura de cada item presente no equipamento; para isso, muitos alunos que antes não conheciam processos industriais aplicados na obtenção das partes, tiveram a condição de acompanhar tal processo, ampliando seus conhecimentos; Conhecimento sobre as particularidades existentes na elaboração e na criação de um memorial de cálculo do equipamento estudado e construído; Inovação ao se fazer a transmissão de movimento à lixa de forma direta pelo motor. Nos diversos equipamentos pesquisados, essa transmissão é feita por mancal, correia e polias. Neste projeto, eliminou-se esse conceito, resultando um equipamento mais viável do ponto de vista tecnológico; A demonstração de forma aplicada à importância dos parâmetros de processo para cada tipo de operação a que se destinará este equipamento, pois os alunos tiveram que pesquisar e dimensionar todas as partes móveis desse equipamento pensando em uma variação de velocidade que contemplasse as compreendidas entre 18 e 25 metros por segundos, controlada pelo inversor de frequência presente ao equipamento e importante para as realizações de diversos tipos de processos; Através da construção deste equipamento, ficaram evidenciados os conceitos do set up rápido (troca/preparação rápida), pois o equipamento foi concebido para atender vários tipos de processos, um chamado Hollow, onde são obtidos detalhes de forma côncava junto às peças, e outro denominado Flat que se destina à obtenção de detalhes paralelos. As substituições das partes envolvidas em cada uma dessas operações são de rápidas substituições, minimizando os tempos de preparação ao processo que se deseja realizar e fazendo, assim, com que os alunos 8

9 pudessem acompanhar de forma pratica a constatação deste evento set up rápido, tão requerido pelas empresas, principalmente pelos meios manufatureiros. Um dos aspectos muito evidenciado na elaboração e manufatura do projeto foi a busca por solução de problemas encontrados em todas as fases do projeto. As soluções encontradas sempre partiram dos conteúdos transferidos por disciplinas ministradas do curso de manutenção industrial. Dessa forma, ficou demonstrada a todos os participantes a importância de cada disciplina no curso, visto que todas contribuíram para a elaboração e a construção do projeto, tornando de forma clara a interdisciplinaridade presente no curso de Manutenção Industrial. É importante ressaltar que este equipamento foi doado pela turma, e, atualmente, faz parte dos ativos da Faculdade de Tecnologia de Tatuí, e todas as informações contidas no memorial de cálculos estão à disposição no acervo da biblioteca dessa Instituição para aqueles que tenham interesse em construir um equipamento semelhante. 5 - COMENTÁRIOS Para uma segunda versão deste projeto, o grupo sugere inúmeras alterações que poderão otimizar os recursos utilizados, como: O motor de menor potencia; Utilização de polias, correia e mancal para transmissão de movimento, na substituição do inversor de frequência que é mais custoso em relação aos comentados; Alteração no processo de pintura, mudando de pintura eletrostática, para pintura convencional, um processo mais viável economicamente; Alívios em diversas partes para redução do peso total do equipamento, consequentemente uma redução no valor de obtenção. Implementação dos anteparos projetados para uma maior segurança coletiva e individual no momento de utilização deste equipamento. Com relação a esse último item, os discentes, em conjunto com o professor responsável pela disciplina de Segurança e Higiene do Trabalho, elaboraram uma carenagem de proteção pensando em aspectos como: proteção contra as partes móveis; proteção contra a ruptura da cinta de lixa; elemento coletor do material produzido pelo processo; entre outros. Abaixo podemos visualizar como ficaria este equipamento com a implementação destes recursos. Figura 16 Equipamento com todos os Figura 17 Equipamento com todos os dispositivos de segurança vista 1 dispositivos de segurança vista 2 9

10 Enfim, esse projeto proporciona referência para as demais turmas vindouras para que possam criar novos equipamentos utilizando dos ensinamentos oriundos de cada disciplina e dos docentes da Faculdade de Tecnologia de Tatuí. 6 CONCLUSÕES Com a construção deste projeto, várias conquistas foram obtidas, dentre elas a possibilidade de uma melhor integração dos alunos que frequentaram a disciplina de elementos de máquinas no primeiro semestre de Um dos principais pontos observados por esta turma foi a possibilidade de aplicação prática da maioria dos conceitos abordados nas mais diversas disciplinas da matriz curricular do curso de Manutenção Industrial. Isso proporcionou a visão do que vem a ser interdisciplinaridade. Nesse contexto, o grupo pôde assimilar melhor as abordagens da disciplina de elementos de máquinas. Some-se a tudo isso, a integração junto às empresas situadas nos diversos municípios circunvizinhos. Toda a turma sentiu-se muito motivada pelo trabalho construído, pois foi dada a ela não só a oportunidade de externar toda a sua competência, mas também a possibilidade de questionamento sobre vários pontos até então desconhecidos por muitos. Houve, em síntese, ação comprometida com a ousadia, com a busca de novas possibilidades, mas que não descartam o velho, o vivido, pois nele estão contidas as sementes de sabedoria que nos permitem avançar. Essas práticas, ao serem compreendidas e analisadas com rigor e responsabilidade, vão fornecendo princípios e pressupostos flexíveis que permitem enriquecer as ações futuras, já que unem a teoria à prática. 9 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BOURDIEU, P. Razões práticas: sobre a teoria da ação. Campinas, São Paulo: Papirus, FAZENDA, I. C. A.(org.). Didática e interdisciplinaridade. São Paulo: Papirus, FIALHO, A. B. SolidWorks Office Premium Teoria e Prática no Desenvolvimento de Produtos Industriais - Plataforma para Projetos CAD/CAE/CAM. 1. ed. São Paulo: Érica, KMG Belt Grinder Disponível em: < Acesso em: 12 mar Melconian, S. Elementos de Maquinas. 9. ed. São Paulo: Érika, NATALE, F. Automação Industrial Serie Brasileira de Tecnologia. 9. ed. São Paulo: Érica,