Os problemas na Engenharia-pdf

Prévia do material em texto

Capítulo 4 2020 
Engº Paulo J. Conselho, MSc 
Introdução à Engenharia Página 1 
 
4. OS PROBLEMAS NA ENGENHARIA 
Para este tema serão abordados os seguintes assuntos: 
4.1. Características de um problema. 
4.2. Considerações gerais. 
 
 Um estudo da engenharia, é essencialmente um estudo de problemas e suas soluções, 
onde o engenheiro é o solucionador de problemas. 
 
fig. 4.1 
4.1. CARACTERÍSTICAS DE UM PROBLEMA 
 
 Problema – Enigma; mistério; dúvida; coisa difícil de compreender. Questão que se propõe 
para ser resolvida; 
 
fig. 4.2 
Capítulo 4 2020 
Engº Paulo J. Conselho, MSc 
Introdução à Engenharia Página 2 
 
Quando é que surge um problema? 
Surge um problema quando há um desejo de realizar uma transformação de um estado de coisas 
para o outro. Os estados de coisas podem ser entre dois pontos de espaço, cuja a distância de 
separação deva ser percorrida. 
 
 A --------------------------------------------------------- B 
 
Exemplo: - Passar para a margem oposta de um rio. 
 - De uma cidade para a outra. 
 - De um para outro planeta. 
 - etc. 
O problema frequentemente envolve, também, a transformação de uma forma ou condição para 
outra. 
Exemplo: - Pão fresco em torrada. 
Em qualquer problema há um estado original que denominamos por estado A ou entrada e um 
estado final (objectivo ou resultado), cuja maneira de alcançar o solucionador procura e é 
designado como estado B ou saída. 
 
Exemplo: A----------------------------------------------------------- B 
 Estado original Estado Final 
 Entrada Saída 
 Estado A Estado B 
 
 
 
Capítulo 4 2020 
Engº Paulo J. Conselho, MSc 
Introdução à Engenharia Página 3 
 
Exemplos concretos de alguns problemas conhecidos: 
Estado A ---------------------------------------------------------------- Estado B (final) 
Entrada Saída 
Minério ------------------------------------------------------------------- Metal 
Semente ------------------------------------------------------------------- Flôr 
 
 
Pessoa Pessoa 
Enferma --------------------------------------------------------------------- Sã 
Homem na Terra ------------------------------------------------------- Homem no Espaço 
Informação na mente do autor --------------------------------- Informação na mente do leitor 
 
Uma característica da maioria dos problemas é o grande número, muitas vezes infinito, de 
soluções possíveis, isto é, de diferentes modos de passar de um estado de coisas para outro. De 
facto, se não houver diferentes meios de alcançar o resultado desejado, não haverá problema. 
Também, se todas as soluções possíveis forem igualmente convenientes, o problema deixará de 
existir, pois um problema exige algo mais do que uma solução qualquer: “é necessário 
encontrar o melhor meio de realizar a transformação desejada”. A base da preferência entre 
soluções alternativas constitui o “CRITÉRIO”. 
Algumas características das soluções são inevitáveis, não em decorrência de razões físicas, mas 
porque foram determinadas por alguém, cuja autoridade o solucionador do problema deverá 
acatar. 
Exemplo: Suponhamos que no problema da travessia do rio haja sido especificado que deveria 
ser utilizada uma ponte ou que, no problema da torrada, esta deveria ser feita por meio do calor 
fornecido pela electricidade. 
 “As coisas que deverão ocorrer ou verificar-se na correcta solução de um problema, quer em 
virtude de razões materiais, quer por razões prévias, são denominadas por 
CONDICIONANTES”. 
Capítulo 4 2020 
Engº Paulo J. Conselho, MSc 
Introdução à Engenharia Página 4 
 
 
A característica predominante de um problema é a transformação desejada, de acordo com o 
especificado pelos estado A e B (veja a figura). Nesta figura, apresenta uma maneira simplificada 
de conceber um problema, destacando este aspecto. Nela imagina-se que toda a transformação 
seja processada em uma “caixa preta”, 
Com entrada e saída (estados A e B) dadas. O conteúdo da caixa não interessa de momento. Se a 
transformação indicada ocorrer e se houver um critério para comparar as soluções possíveis, 
haverá condicionantes dentro de caixa. 
 
4.2. CONSIDERAÇÕES GERAIS 
 
Para o engenheiro, um problema surge com a identificação de uma necessidade, de um resultado 
desejado, de um objectivo. Nesta fase inicial, o problema é comummente enunciado em termos 
muito genéricos. 
Exemplo-1 “encontrar um meio económico de transformar a energia das marés em 
electricidade”, ou de uma maneira mais geral ainda “encontrar um meio económico de produzir 
energia eléctrica”. 
 
fig. 4.3 
Exemplo-2 “encontrar um meio económico de transformar o petróleo em gasolina. 
 
fig. 4.4 
Capítulo 4 2020 
Engº Paulo J. Conselho, MSc 
Introdução à Engenharia Página 5 
 
 
 
Exemplo-3 “ Projectar instalações para a produção de tintas”. 
 
fig. 4.5 
Exemplo-4 “ Uma empresa automobilística sofre concorrência de fabricantes de carros 
pequenos, pelo que decidiu atribuir aos engenheiros, a missão de projectar um carro menor para 
o mercado. A direcção da empresa especificou, em termos gerais, o preço aproximado, a lotação 
e a potência do carro. Cabe então aos engenheiros, projectar um veículo que satisfaça as 
características dadas. Este é um típico exemplo da engenharia, pois o profissional chega a 
solução partindo de uma função geral ou de um objectivo a atingir e, talvez, de alguns requisitos 
ou preferências vagamente especificados. As especificações funcionais são geralmente 
escolhidas, muitas vezes com a colaboração do próprio engenheiro, pelo seu empregador, cliente 
ou patrocinador. Aqui o engenheiro para além dos conhecimentos adquiridos nos seus cursos e 
através da própria experiência, ele deverá usar muito do seu talento”. 
 
fig. 4.6 
N.B. “Na sua maioria, os problemas da engenharia apresentam objectivos contraditórios”. 
 
Exemplo-5: Uma companhia de aviação, deseja que as suas aeronaves sejam seguras, rápidas, 
confortáveis e que tenham grande capacidade de carga e sejam de operação e manutenção 
económica. Ora vejamos: 
 
Capítulo 4 2020 
Engº Paulo J. Conselho, MSc 
Introdução à Engenharia Página 6 
 
Se o projectista da aeronave tudo fizer para torná-la tão segura quanto possível, a velocidade, o 
conforto, a capacidade e os custos operacionais serão sacrificados. 
Pelo contrário, se aumentar demais a velocidade, serão prejudicados o conforto, a capacidade e a 
segurança e ficará elevado o consumo de combustível. 
Assim, o engenheiro terá que conciliar esses critérios contraditórios, estabelecendo entre eles um 
equilíbrio satisfatório. Não é esta uma tarefa simples, pois como medir o conforto? Quanto vale 
um aumento de segurança? Decisões de tal natureza são dificultadas pelos conflitos que 
apresentam e pela impossibilidade de medir critérios tais como segurança e conforto. 
 
fig. 4.7 
CONCLUSÃO: 
O engenheiro é um solucionador de problemas. Partindo normalmente de um requisito a 
satisfazer, formulado em termos muito genéricos, o engenheiro deve traduzir esse enunciado 
geral do que se pretendeem especificações para um dispositivo (ou uma estrutura, ou um 
processo) que satisfaça economicamente o objectivo. Para chegar a uma tal solução, o 
engenheiro deve aplicar os seus conhecimentos e seu talento à descoberta de muitas das possíveis 
alternativas e compará-las à luz de numerosos critérios intangíveis e contraditórios. O tempo 
limitado de que dispõe para propôr uma solução impede o estudo exaustivo de todas as soluções 
possíveis; por isso, na falta de dados completos, o engenheiro recorre muito ao seu julgamento 
pessoal. Raro é o problema da engenharia que não se complica por considerações de ordem 
económica. Normalmente, as empresas privadas só aceitam uma solução, quando ela apresenta 
possibilidades comerciais e as entidades públicas, costumam exigir uma relação benefício-custo- 
-compensador. 
CORPO DOCENTE: 
Eng0 Paulo J. Conselho, MSc- Regente