TCC Fogao a Lenha com Sistema de Aquecimento de Água Integrado

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE 
SANTA CATARINA 
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE METAL MECÂNICA 
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM DESIGN DE PRODUTO 
 
 
 
 
 
 
 
EDSON GINI DE ALMEIDA JÚNIOR 
 
 
 
 
 
Fogão a Lenha com Sistema de Aquecimento de Água Integrado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Florianópolis, 04 de abril de 2017 
 
 
 
 
 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE 
SANTA CATARINA 
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE METAL MECÂNICA 
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM DESIGN DE PRODUTO 
 
 
 
 
 
 
 
EDSON GINI DE ALMEIDA JÚNIOR 
 
 
 
 
 
Fogão a Lenha com Sistema de Aquecimento de Água Integrado 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso Submetido 
ao Instituto Federal de Educação, Ciência e 
Tecnologia de Santa Catarina como parte 
dos requisitos para obtenção do título de 
Tecnólogo em Design de Produto. 
 
Professor Orientador: Gerson Auge Tybusch 
 
 
 
Florianópolis, 04 de abril de 2017 
 
Ficha de identificação da obra elaborada pelo autor.
Almeida, Edson Gini
Fogão Fogão a Fogão a lenha Fogão a lenha com Fogão a lenha com sistema Fogão a lenha com sistema de Fogão a lenha com sistema de aquecimento Fogão a lenha com sistema de aquecimento de Fogão a lenha com sistema de aquecimento de água Fogão a lenha com sistema de aquecimento de água integrado 
/ / Edson / Edson Gini / Edson Gini Almeida / Edson Gini Almeida ; / Edson Gini Almeida ; orientação / Edson Gini Almeida ; orientação de / Edson Gini Almeida ; orientação de Gerson / Edson Gini Almeida ; orientação de Gerson Tybusch. 
- - Florianópolis, - Florianópolis, SC, - Florianópolis, SC, 2017. 
103 p.
Trabalho Trabalho de Trabalho de Conclusão Trabalho de Conclusão de Trabalho de Conclusão de Curso Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) - Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) - Instituto Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) - Instituto Federal 
de de Santa de Santa Catarina, de Santa Catarina, Câmpus de Santa Catarina, Câmpus Florianópolis. de Santa Catarina, Câmpus Florianópolis. CST 
em em Design em Design do em Design do Produto. em Design do Produto. Departamento em Design do Produto. Departamento Acadêmico em Design do Produto. Departamento Acadêmico de 
Metal Metal Mecânica. 
Inclui Referências.
1. 1. Fogão. 1. Fogão. 1. Fogão. 2. 1. Fogão. 2. Lenha. 1. Fogão. 2. Lenha. 1. Fogão. 2. Lenha. 3. 1. Fogão. 2. Lenha. 3. Aquecimento. 1. Fogão. 2. Lenha. 3. Aquecimento. 4. 1. Fogão. 2. Lenha. 3. Aquecimento. 4. Água. 1. Fogão. 2. Lenha. 3. Aquecimento. 4. Água. I. 
Tybusch, Tybusch, Gerson. Tybusch, Gerson. II. Tybusch, Gerson. II. Instituto Tybusch, Gerson. II. Instituto Federal Tybusch, Gerson. II. Instituto Federal de Tybusch, Gerson. II. Instituto Federal de Santa Tybusch, Gerson. II. Instituto Federal de Santa Catarina. 
Departamento Departamento Acadêmico Departamento Acadêmico de Departamento Acadêmico de Metal Departamento Acadêmico de Metal Mecânica. Departamento Acadêmico de Metal Mecânica. III. Departamento Acadêmico de Metal Mecânica. III. Título. 
 
 
 
 
 
RESUMO 
Apresenta-se com este documento, um relatório de Trabalho de Conclusão de 
Curso (TCC) do curso Superior de Tecnologia em Design de Produto do Instituto 
Federal de Santa Catarina. O mesmo consiste em um projeto com tema compatível 
com as áreas de conhecimento abordadas no curso, buscando proporcionar 
interação com o setor produtivo (realizado junto a uma empresa ou organização). 
Para tanto, define-se como tema deste projeto, o desenvolvimento de um Fogão a 
Lenha com Sistema de Aquecimento de Água Integrado, para a empresa Ginterm, 
produtora de aquecedores solares e outros sistemas de aquecimento de água. O 
produto concebido tem enfoque na potencialização de sua eficiência e máximo 
aproveitamento da energia gerada, concomitante ao atendimento das necessidades 
de um público que valoriza a cocção de alimentos no fogão à lenha. O conceito de 
funcionamento aplicado apoiou-se principalmente nas diretrizes do rocket stove, 
estilo de fogão desenvolvido por Larry Winiarski em 1980. 
PALAVRAS-CHAVE: Design. Fogão à lenha. Aquecimento de água. Rocket Stove. 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
Presented with this document, a report of Course Conclusion Work (term 
paper) for the Course of Technology in Product Design at the Federal Institute of 
Santa Catarina. The project has to be compatible with the areas of knowledge 
approached within the course, seeking an interaction with the products sector. For 
this purpose, the development of an Integrated Water Control System for the Ginterm 
company, which produces solar heaters and other water heating systems, is the 
theme of this project. The product conceived focuses on the potentialization of its 
efficiency and maximum use of the energy generated, concomitant to the needs of an 
audience that values a cooking of wood burning stoves. The concept of operation 
mainly applied to the stove is the rocket cooker guidelines, stove style developed by 
Larry Winiarski in 1980. 
KEYWORDS: Design. Wood Burning Stove. Water Heating. Rocket stove 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1: Modelo exemplo “A” para serpentinas de fogão .................................. 10 
Figura 2: Modelo exemplo “B” para serpentinas de fogão .................................. 10 
Figura 3: Lareira doméstica aberta “A” ............................................................... 18 
Figura 4: Lareira doméstica aberta “B” ............................................................... 18 
Figura 5: Isolamento ao redor do fogo ................................................................ 23 
Figura 6: chaminé curta, isolada, logo acima do fogo ......................................... 24 
Figura 7: queima limpa e queima com fumaça. .................................................. 24 
Figura 8: Fogo alto e baixo, pouco ou muito aquecimento. ................................ 25 
Figura 9: Passagem de ar através da queima .................................................... 25 
Figura 10: equilibrando o fluxo de ar em um fogão para múltiplas panelas ........ 26 
Figura 11: Manter áreas de passagem equivalentes .......................................... 26 
Figura 12: Utilizar uma grelha abaixo da lenha................................................... 27 
Figura 13: Espaço adequado para melhor transferência de calor. ..................... 28 
Figura 14: Fogão Antonow.................................................................................. 29 
Figura 15: Porta de inserção do fogão Antonow ................................................. 30 
Figura 16: Aberturas inferiores do fogão Antonow .............................................. 30 
Figura 17: Fogão modelo de ferro fundido .......................................................... 31 
Figura 18: ajuste para entrada de ar do fogão de ferro fundido .......................... 31 
Figura 19: Fogão ferro fundido “Fundimig” ......................................................... 32 
Figura 20: Modelo de ferro encontrado com maior frequência ........................... 33 
Figura 21: modelos em concreto ........................................................................ 34 
Figura 22: modelo em concreto revestido ........................................................... 34 
Figura 23: fogão esmaltado ................................................................................ 35 
Figura 24: Aberturas e controle de ar do modelo esmaltado .............................. 35 
Figura 25: Fogão Munique .................................................................................. 36 
Figura 26: Ecofogão campestre 3 ....................................................................... 38 
Figura 27: Logomarca atual Ginterm .................................................................. 40 
Figura 28: Reservatório Térmico Ginterm ...........................................................41 
Figura 29: Reservatório Térmico Ginterm, em campo ........................................ 41 
Figura 30: Brasagem Oxiacetilênica ................................................................... 42 
Figura 31: Brasagem Estanho ............................................................................ 42 
 
 
 
 
Figura 32: Solda Elétrica .................................................................................... 43 
Figura 33: Solda TIG Argônio ............................................................................. 43 
Figura 34: Solda a ponto .................................................................................... 44 
Figura 35: Compressores ................................................................................... 44 
Figura 36: Pistolas para pintura e Rebitadeiras .................................................. 45 
Figura 37: Serras Policorte em Bancada ............................................................ 45 
Figura 38: Serras Policorte em Bancada (2) ....................................................... 46 
Figura 39: Tesoura de chapas ............................................................................ 46 
Figura 40: Viradeira de chapas ........................................................................... 47 
Figura 41: Frisadeira ........................................................................................... 47 
Figura 42: Furadeiras de Bancada ..................................................................... 48 
Figura 43: Ferramentas manuais ........................................................................ 48 
Figura 44: Ambiente da empresa ........................................................................ 49 
Figura 45: Cozinha doméstica em estilo industrial “A” ........................................ 51 
Figura 46: Cozinha doméstica em estilo industrial “B” ........................................ 51 
Figura 47: Cozinha doméstica em estilo industrial “C” ........................................ 52 
Figura 48: Painel semântico ............................................................................... 53 
Figura 49: fachada de restaurante com apela ao preparo à lenha ..................... 54 
Figura 50: Persona - perfil de público alvo ......................................................... 55 
Figura 51: Compilação de sketches desenvolvidos ao longo do projeto ............ 58 
Figura 52: vista do esboço inicial com recorte .................................................... 59 
Figura 53: compilação de alterações na alternativa ............................................ 59 
Figura 54: estimativa para formato final .............................................................. 60 
Figura 55: Modelo de estudo com a área de inserção de combustível fechada. 61 
Figura 56: áreas denominadas no modelo apontadas ........................................ 62 
Figura 57: Modelo de estudo com visualização interna, observação da grelha e 
câmara de combustão ........................................................................................ 63 
Figura 58: Acessórios de teste: acendedor e termômetro. ................................. 63 
Figura 59: Queima inicial dentro da câmara ....................................................... 64 
Figura 60: Acúmulo de cinzas acima da grelha, bloqueando a passagem da 
corrente. .............................................................................................................. 65 
Figura 61: acúmulo de fumaça na área de inserção ........................................... 66 
Figura 62: queima amplificada com a tampa aberta (chama feroz) .................... 66 
Figura 63: Temperatura na parede interna da câmara (chaminé curta) ............. 67 
 
 
 
 
Figura 64: Lenha com denominação: “Gravetos para iniciar fogo” ..................... 68 
Figura 65: Lenha de Acácia Negra ..................................................................... 68 
Figura 66: Uma tora de tamanho menor ocasiona em fumaça e bloqueio da 
corrente de ar, tem um efeito “abafador” ............................................................ 69 
Figura 67: tamanho ideal, Acácia Negra ............................................................. 70 
Figura 68: tamanho ideal, Eucalipto ................................................................... 70 
Figura 69: tamanho ideal, toras variadas ............................................................ 71 
Figura 70: novo formato da câmara de combustão ............................................ 73 
Figura 71: áreas denominadas no protótipo funcional ........................................ 74 
Figura 72: visão geral do protótipo funcional ...................................................... 75 
Figura 73: água em ebulição em panelas de tamanho médio ............................ 77 
Figura 74: temperaturas atingidas ao longo da chapa ........................................ 77 
Figura 75: entrada frontal e queima no interior da câmara ................................. 78 
Figura 76: quantidade exagerada de lenha inserida na câmara ......................... 79 
Figura 77: fogão em funcionamento não produzia fumaça ................................. 80 
Figura 78: visão geral do formato estético do fogão ........................................... 81 
Figura 79: armazenamento para lenha ............................................................... 82 
Figura 80: diferentes vistas do modelo em escala .............................................. 82 
Figura 81: demarcações sugeridas para corte e dobra das chapas ................... 85 
Figura 82: vista isométrica e principais dimensões em centímetros ................... 86 
Figura 83: dimensões sugeridas para fogão ....................................................... 87 
Figura 84: referencial humano ............................................................................ 88 
Figura 85: Esquema de instalação do aparato de aquecimento ......................... 89 
Figura 86: aparato de aquecimento no interior da câmara ................................. 89 
Figura 87: versão final da alternativa (duas vistas) ............................................. 92 
 
 
 
 
LISTA DE QUADROS 
 
Quadro 1: Etapas do projeto de design .............................................................. 15 
Quadro 2: Lista de requisitos para o projeto ....................................................... 57 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 7 
1.2 PROBLEMA ..................................................................................................................... 9 
2 JUSTIFICATIVA ..................................................................................................... 12 
3 OBJETIVOS ........................................................................................................... 14 
3.1 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................ 14 
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................... 14 
4 MÉTODO ................................................................................................................ 15 
5 COLETA DE INFORMAÇÕES ............................................................................... 17 
5.1 DADOS SOBRE A QUEIMA DE COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS (BIOMASSA) EM FOGÕES 
PARA COCÇÃO DE ALIMENTOS ....................................................................................... 17 
5.2 FOGO ABERTO E O FOGO TIPO TRÊS PEDRAS ....................................................... 17 
5.3 VANTAGENS DE UM FOGO TIPO TRÊS PEDRAS ...................................................... 20 
5.4 MELHORIAS PARA A COMBUSTÃO ............................................................................21 
5.5 PRINCÍPIOS PARA O DESIGN DE UM FOGÃO A LENHA ........................................... 22 
6 ANÁLISES ............................................................................................................. 28 
6.1 ANÁLISE E PESQUISA DE MERCADO ........................................................................ 28 
6.2 ANÁLISE SINCRÔNICA ................................................................................................ 35 
7 A EMPRESA .......................................................................................................... 39 
7.1 ESTRUTURA, TECNOLOGIA E PROCESSOS DISPONÍVEIS ...................................... 41 
8 PÚBLICO ALVO E AMBIENTAÇÃO DE REFERÊNCIA ....................................... 49 
9 REQUISITOS ......................................................................................................... 55 
10 DESENVOLVIMENTO DA ALTERNATIVA ......................................................... 57 
11 FASE DE TESTES ............................................................................................... 60 
12 ALTERNATIVA FINAL E DETALHAMENTO ...................................................... 71 
12.1 ALTERAÇÕES NO FORMATO FUNCIONAL .............................................................. 71 
12.2 SEGUNDA FASE DE TESTES .................................................................................... 72 
12.2.1 Protótipo funcional .................................................................................................... 73 
12.2.2 Resultados e conclusões .......................................................................................... 74 
12.3 CARACTERÍSTICAS ESTÉTICAS E MODELO EM ESCALA ...................................... 79 
 
 
 
 
12.4 MATERIAIS E FABRICAÇÃO ...................................................................................... 81 
12.5 ASPECTOS DIMENSIONAIS E ERGONÔMICOS ....................................................... 83 
12.6 SISTEMA DE AQUECIMENTO DE ÁGUA INTEGRADO ............................................. 86 
12.7 VISÃO GERAL E CONCLUSÕES ................................................................................ 88 
13 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................. 91 
14 REFERÊNCIAS .................................................................................................... 92 
15 APÊNDICE A – DESENHOS TÉCNICOS ............................................................ 94 
7 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
Uma tribo africana, em meio à savana, utiliza pedras para apoiar uma panela 
logo acima da chama proveniente da queima de alguns vestígios secos de 
vegetação, esta chama proporcionará a cocção da principal refeição do dia. No norte 
europeu, uma família se reúne em torno de um fogão metálico que irradia calor, 
enquanto aquecem suas bebidas, para amenizarem as sensações de um inverno 
rigoroso. Em diferentes contextos, pessoas ao redor do mundo estão utilizando 
neste momento a biomassa como fonte de energia para cocção de alimentos ou 
aquecimento. 
A utilização de um fogão a lenha, ou de aparatos com a mesma função, está 
presente em diferentes culturas ao redor de todo o planeta e podemos considerar 
evidente que esta prática continuará exercendo papel importante na vida das 
pessoas. “A utilização da combustão de biomassa, em especial a lenha e o carvão 
vegetal, é uma das alternativas energéticas mais antigas e difundidas da 
humanidade para a cocção de alimentos” (MORAES; MARTINS; TRIGOSO, 2007 
apud REGUEIRA, 2010, p.1). Podemos, porém, estar em constante 
desenvolvimento de novos métodos de utilização dessas fontes de energia e suas 
influências ao usuário e ambiente. 
Referindo-se ao usuário, pessoas ao redor do mundo que utilizam 
combustíveis sólidos como madeira, carvão vegetal e resíduos orgânicos podem ser 
afetadas por problemas de saúde provindos da poluição do ar em ambientes 
fechados, podendo dizer, a fumaça proveniente da queima desses combustíveis. 
Nos últimos 30 anos o conhecimento acerca dos malefícios ambientais e sociais 
causados pelos métodos tradicionais de utilização desses combustíveis tem 
aumentado, assim como estudos e estratégias para redução do consumo e 
emissões prejudiciais dos combustíveis. No caso dos fogões que utilizam os 
combustíveis sólidos, não há ainda uma ampla aplicação dos benefícios que os 
novos conceitos podem oferecer. 
Com influência ambiental e sobre o aproveitamento dessa fonte de energia, 
Regueira (2010), explica: 
 
8 
 
 
Os fogões a lenha convencionais utilizados na zona rural apresentam uma 
baixa eficiência energética, pois possuem um aproveitamento incompleto da 
madeira, gerando a emissão de gases e partículas poluentes para o 
ambiente ao redor do fogão e para atmosfera. Ocorrendo um maior 
consumo de lenha já que o aproveitamento do calor não é completo e a 
queima ocorre mais rapidamente. (REGUEIRA, 2010, p. 1). 
O presente projeto adota a problemática do consumo dos combustíveis 
sólidos, aliada a ideia de projetar um produto para a empresa em questão - Ginterm 
Sistemas de Aquecimento – que surgiu de um contato anterior, em experiência 
profissional, com os sistemas de produção da mesma. Projetar um fogão a lenha 
para a Ginterm, porque foi percebida ampla possibilidade de desenvolvimento de 
produtos compostos por materiais metálicos, visto que a empresa trabalha 
principalmente com chapas metálicas e possui ferramentas específicas para 
determinados processos de fabricação: as ferramentas básicas de uma metalúrgica, 
especialmente solda e brasagem. Além de a empresa ter demonstrado interesse em 
oferecer ao mercado um produto padrão, cuja produção seria facilitada, com intuito 
de substituir o que oferece hoje como soluções para aquecimento de água por 
serpentinas de fogão. No modo praticado atualmente, essas serpentinas (ou 
quaisquer outras soluções com a mesma função) precisam ser produzidas sob 
medida, com visitas e consultas ao cliente, e são destinadas principalmente a fogões 
a lenha ainda em fase de projeto. Pontua-se que o foco principal da empresa, sua 
especialidade, consiste na produção de aquecedores solares de água, desde a 
placa coletora solar, o reservatório térmico, até a instalação do sistema. Sua 
capacidade produtiva, porém, é limitada e seus processos majoritariamente 
manuais, o que a caracteriza como uma empresa de pequeno porte. Entende-se que 
a proposta de um produto voltado especificamente a atender a demanda citada, 
assim como as necessidades produtivas da empresa, se faz justificável. 
O projeto começa com um estudo detalhado das propriedades da empresa, 
suas capacidades e limitações, sendo este um dos objetivos específicos do projeto. 
Também, a análise e estudo da categoria de produtos proposta por este projeto, os 
fogões a lenha, para solução das necessidades pertinentes. 
 O processo projetual conta ainda com a adoção de um método específico, 
presumindo-se a necessidade de sua adaptação às particularidades reveladas ao 
longo de seu desenvolvimento. A metodologia base selecionada para tanto é a de 
Bernd Lobach, o qual divide o processo projetual em quatro etapas, possivelmente 
9 
 
 
adaptáveis. Ainda, consideram-se alguns princípios metodológicos de Bruno Munari, 
com intuito de abranger diferentes abordagens para soluções de projeto. 
1.2 Problema 
Para delimitar o problema abordado por este projeto toma-se como base uma 
pesquisa preliminar para entendimento do fogão a lenha, seu funcionamento e 
características; bem como sobre o sistema de aquecimento por meio de tubos 
dispostos em forma de serpentina e, principalmente, toma-se como base as 
considerações registradas em conversa com o responsável por projetos, produção e 
instalação de serpentinas para fogões da empresa Ginterm. 
Das considerações citadas, verificam-se três pontos principais para 
elaboraçãode uma problemática: 
● Baixa Eficiência: Os fogões a lenha comumente encontrados no mercado 
apresentam pouco aproveitamento (desperdício) do calor gerado pela 
combustão da lenha, evidenciando um consumo exagerado e consequente 
maior emissão de gases na atmosfera; 
● Gases Nocivos: Os gases provenientes da queima da madeira também 
estão em contato direto com o consumidor. Os fogões comuns emitem gases 
e fumaça que, mesmo nos casos em que existe possibilidade de fechar a 
porta da fornalha, escapam e, geralmente, circundam um ambiente fechado; 
● Manejo e Segurança: Existem fogões no mercado com sistemas de 
manutenção da chama/brasa que não possuem porta específica para a 
câmara de combustão, visando melhorar o aproveitamento do calor. Nestes 
casos, a inserção de lenha ocorre na parte superior do fogão, onde localizam-
se as bases removíveis para apoio das panelas, dificultando essa operação e 
frequentemente causando acidentes; 
 Complementando os pontos listados, alia-se a alegação por parte da empresa 
de uma dificuldade de manter padrões de processos produtivos que permitam 
praticidade e agilidade no desenvolvimento das serpentinas para fornalhas ou 
10 
 
 
câmaras de fogões, visto que para cada projeto é necessário dimensionamento e 
adaptação específica. 
 
Figura 1: Modelo exemplo “A” para serpentinas de fogão 
 
Fonte: granamirsolar.com 
 
Figura 2: Modelo exemplo “B” para serpentinas de fogão 
 
Fonte: granamirsolar.com 
 
Apreciados os fatores que compõe o problema, observa-se a constatação de 
Bruno Munari, que diz: “O cliente do designer é a indústria. É ela que lhe propõe o 
problema, e ele não deve ir imediatamente à procura de uma ideia geral que logo o 
resolva, porque esse é o método artístico-romântico de arranjar soluções” (MUNARI, 
2008, p.32). Portanto, evitando a prática artístico-romântica, como aponta o autor de 
uma das metodologias guia para o presente projeto, busca-se uma determinação do 
problema como um todo. Ainda: “Muitos designers pensam que os problemas foram 
suficientemente definidos pelos seus clientes, mas isso, na maior parte das vezes, é 
insuficiente” (ARCHER, 1967 apud MUNARI, 2008, p.32). 
11 
 
 
O problema deve delimitar os limites dentro dos quais o projeto irá se 
desenvolver. Portanto, incluindo a consideração prévia dos objetivos de projeto, 
define-se o problema, em síntese, como uma única diretriz norteadora: 
“Que tipo de fogão a lenha, com sistema de aquecimento de água integrado, 
é capaz de apresentar melhorias na eficiência e controle de emissão de gases e, ao 
mesmo tempo, forneça uma alternativa de produto padronizado para a empresa de 
sistemas de aquecimento Ginterm?” 
 
12 
 
 
2 JUSTIFICATIVA 
Um artefato doméstico como o fogão a lenha pode ser de fundamental 
importância para a vida cotidiana de um indivíduo ou de uma família, dependendo do 
grau de dependência e configuração do fogão em uma casa. Este, podendo ser um 
aparelho de uso frequente, pode proporcionar benefícios ou malefícios de impacto 
direto ao usuário. Por exemplo, um fogão a lenha pode substituir um fogão a gás e, 
de acordo com a região e disponibilidade do combustível, diminuir o custo de vida. 
Mais benéfico ainda, um fogão a lenha que seja capaz de fornecer água 
quente para a casa - como proposto por este projeto - possibilita reduzir 
drasticamente o consumo de energia elétrica. Não se desconsideram os malefícios, 
que podem afetar a saúde a longo prazo de quem está exposto ao ambiente com o 
fogão ou até mesmo causar acidentes com danos irreversíveis. Torna-se evidente a 
importância de se projetar um produto como o fogão a lenha, buscando aprimorar 
suas funções e interação com o usuário. 
 Especificamente como proposta deste projeto, inclui-se a possibilidade de 
desenvolver um produto que, além de complementar a oferta de alternativas em 
soluções de uma empresa especializada em sistemas de aquecimento, possibilite ao 
consumidor uma relevante redução no consumo de energia elétrica. Cerca de 30% 
do consumo elétrico em uma residência é o de chuveiros elétricos (dados do 
INMETRO, 2016). 
O fogão pode, por exemplo, ser utilizado em conjunto (apoio) com um sistema 
de aquecimento solar, já ofertado pela empresa, configurando uma situação ideal de 
economia de energia elétrica. Com cerca de três dias de utilização em uma semana, 
é possível que o fogão forneça água quente para os chuveiros da casa durante toda 
a semana, uma vez que a água aquecida é armazenada em um reservatório térmico. 
A energia produzida pela combustão no interior do fogão pode, ainda, ser 
otimizada. A eficiência pode ser aumentada com a redução do desperdício, por meio 
de melhor vedação das partes, maior controle da entrada de oxigênio ou otimização 
do fluxo de saída (chaminé). Além disso, a vedação das partes exerce influência 
também na emissão dos gases prejudiciais no ambiente em que se encontra o 
fogão, adversando um dos pontos específicos da problemática deste projeto (gases 
nocivos). 
13 
 
 
Por fim, uma melhor eficiência do conjunto como um todo significará uma 
redução dos recursos consumidos. Essa redução pode ser interpretada, inclusive, 
como concordante a uma das guias para desenvolvimento de produtos sustentáveis, 
estabelecida por Manzini e Vezzoli como Minimização de Recursos: “Por 
minimização dos recursos, entende-se a redução dos consumos de matéria e 
energia para um determinado produto, ou melhor, para um determinado serviço 
oferecido por tal produto” (MANZINI; VEZZOLI; 2011, p.117). Essas minimizações 
podem ocorrer tanto na produção, distribuição ou uso do produto. Os autores 
demarcam, ainda: 
A redução do uso de recursos determina, como já sabemos, a anulação dos 
impactos ambientais provenientes daquilo que não é mais utilizado. (...) 
Material e energia têm um grande custo não só econômico mas ambiental, e 
uma redução de seu uso é, portanto, uma fonte de economia (MANZINI; 
VEZZOLI; 2011, p.117) 
Pontua-se, novamente, a substituição da energia elétrica para aquecimento 
de água, uma das principais fontes de consumo de eletricidade. Com o aquecimento 
por utilização do fogão, há o aproveitamento de energia gerada por uma fonte 
renovável (lenha, biomassa) em substituição ao combustível de origem fóssil (gás 
GLP). Os aspectos mencionados até então, preconcebem um perfil de público 
determinado para o projeto. 
Do ponto do vista da empresa, os benefícios do projeto justificam-se também 
por desenvolver um método de produção que seja constante, diferente do 
atualmente praticado, onde há necessidade de análise prévia e adequações 
específicas para cada projeto. A inexistência de um padrão para produzir um produto 
implica em pouca funcionalidade ou agilidade, visto como um dos problemas 
apontados na apuração com o responsável pelo setor na empresa. 
Ponderados os pontos acima, verificam-se assim os possíveis benefícios ao 
usuário, sócio-ambientais e para a empresa parceira. É oportuna a aplicação de 
soluções de design que forneçam uma alternativa ao método comum de cocção de 
alimentos, de forma a concordar com as tendências atuais de mercado e propósitos 
de desenvolvimento sustentável, dirigidas a um público consciente. 
 
14 
 
 
3 OBJETIVOS 
 Distinguem-se, a seguir, objetivos geral e específicos do projeto. 
3.1 Objetivo Geral 
Desenvolver um fogão a lenha, com sistema para aquecimento de água 
integrado, visando melhorias dos problemas de eficiência e controle de emissão de 
gases encontrados nos fogões comuns, e, ao mesmo tempo, gerando uma 
alternativa de produto com método de produção padronizado para a empresa de 
sistemas de aquecimento Ginterm. 
3.2 Objetivos Específicos 
 Apresentam-se os seguintes objetivos específicos de projeto: 
a. Analisar os sistemas de produção da empresa, verificando as 
ferramentas, estruturas e processos produtivos disponíveis; 
b. Estudar modelos alternativos eprincípios de funcionamento de fogões 
a lenha; 
c. Verificar os sistemas de aquecimento de água já desenvolvidos pela 
empresa, buscando princípios de solução adotáveis; 
d. Delimitar o público alvo através de um perfil e determinado contexto ao 
qual o produto se destina; 
e. Executar pesquisa de campo com visitas às principais lojas da região, 
verificando as características dos fogões ofertados por elas; 
f. Desenvolver análise sincrônica para compreender o posicionamento 
dos concorrentes; 
g. Realizar testes de funcionamento em modelos de estudo; 
h. Desenvolver estudo de formas/alternativas em software 3D; 
 
 
 
15 
 
 
4 MÉTODO 
A metodologia adotada para este projeto consiste na adaptação de um 
método base, possivelmente considerando-a uma metodologia própria. Consideram-
se também os posicionamentos de outros autores, como por exemplo, Bruno Munari 
(2008). No entanto, para a base, adota-se Bernd Lobach (1976), que afirma: 
O trabalho do designer industrial consiste em encontrar uma solução do 
problema, concretizada em um projeto de produto industrial, incorporando 
as características que possam satisfazer as necessidades humanas, de 
forma duradoura. (LOBACH, 1976, p.34) 
Para isso, o autor descreve o seu próprio método e o divide em quatro fases 
distintas: preparação, geração, avaliação e realização (quadro 1). As tarefas de cada 
fase são adaptáveis às necessidades manifestadas durante a prática projetual. 
 
Quadro 1: Etapas do projeto de design 
 
Fonte: Design Industrial: bases para a configuração dos produtos industriais - Bernd Lobach. 
 
16 
 
 
O método deve ser flexível e atender as necessidades do projetista, dando-o 
liberdade e evitando obstrução de um modo natural de evolução. Para tanto, apoia-
se no conceito da outra metodologia citada, a de Munari, que descreve o método de 
projeto da seguinte forma: 
O método de projeto, para o designer, não é absoluto nem definitivo; pode 
ser modificado caso ele encontre outros valores objetivos que melhorem o 
processo. E isso tem a ver com a criatividade do projetista, que, ao aplicar o 
método, pode descobrir algo que o melhore. Portanto, as regras do método 
não bloqueiam a personalidade do projetista; ao contrário, estimulam-no a 
descobrir coisas que, eventualmente, poderão ser úteis também aos outros 
(MUNARI, 2008, p. 32). 
 
 Desta forma, a metodologia de projeto buscou atender como base as quatro 
fases processuais listadas no modelo de Lobach, adaptando-as conforme as 
necessidades surgissem. Buscou-se trabalhar livremente, priorizando uma 
progressão natural entre as etapas e escolha das tarefas a serem cumpridas 
(contidas em cada fase) e respeitando os objetivos cruciais de desenvolvimento do 
projeto. 
O presente relatório contém o material referente a todas as quatro fases do 
projeto: preparação, geração, avaliação e realização. A primeira fase consiste em 
análise e conhecimento do problema, coletando informações fundamentais para 
desenvolvimento de um produto coeso. São informações sobre a categoria (os 
fogões a lenha e suas características funcionais), sobre produtos concorrentes, 
análise de mercado, de similares e geração de possíveis diretrizes. Adiciona-se a 
esta fase do método, uma análise das propriedades da empresa parceira, buscando 
delimitar as possibilidades para a produção do produto concebido. A fase de 
geração consiste no desenvolvimento de alternativas com base nas informações 
coletadas. A avaliação é primordialmente focada em testes das alternativas, 
realização das correções aplicadas e detalhamento de uma alternativa final. 
17 
 
 
5 COLETA DE INFORMAÇÕES 
5.1 Dados sobre a queima de combustíveis sólidos (biomassa) em fogões para 
cocção de alimentos 
Dr. Larry Winiarski, responsável técnico pela NPO: Aprovecho Research 
Center - organização sem fins lucrativos especializada em estudos sobre 
alternativas de fogões para países em desenvolvimento - é também o criador do 
rocket stove, um conceito funcional de fogão a lenha com intuito de melhorar a 
eficiência e aproveitamento da energia calorífica gerada, cujos princípios serão 
abordados posteriormente neste relatório. 
Os estudos realizados pelas Aprovecho são publicados em um portal online 
em formato de “cartilhas”, muitas vezes ilustradas, e são discutidos nos fóruns do 
portal PCIAonline.org onde há possibilidade dos usuários submeterem seus próprios 
resultados. 
A queima de combustíveis sólidos é comumente praticada de modo 
esbanjado (com desperdícios), como em caso de fogueiras, fogo em ambientes ou 
espaços abertos. Porém, os estudos atuais e testes científicos publicados pela 
Aprovecho Research Center, mostram que um fogo controlado, operado com 
cuidado, pode se tornar eficiente e apresentar uma queima limpa. Embora grande 
parte dos usuários não esteja preocupada com o combustível gasto, queimando 
grande quantidade de material para cozinhar pouca quantidade de alimento, em 
lugares onde o combustível é escasso a queima adequada (controlada), mesmo que 
em uma fogueira aberta, pode ser tão eficiente quanto em um fogão a lenha. Torna-
se relevante a noção de uma queima adequada dos combustíveis em relação a sua 
eficiência e emissão de gases. 
5.2 Fogo aberto e o fogo tipo Três Pedras 
Entende-se como “fogo aberto” aqueles que não estão em um fogão a lenha 
ou aparato similar. Não estão completamente cercados com alguma espécie de 
compartimento, não possuindo controle da entrada de ar ou do contato com a 
atmosfera. Temos como exemplo de fogo aberto, as lareiras abertas domésticas. 
18 
 
 
Figura 3: Lareira doméstica aberta “A” 
 
Fonte: designafireplace.com 
 
Figura 4: Lareira doméstica aberta “B” 
 
Fonte: designafireplace.com 
 
Como na operação de qualquer ferramenta, o modo como o “operador” 
controla uma queima (fogo) faz total diferença. Alguns anos atrás, fogos abertos 
eram usualmente considerados ineficientes. Mas foi analisando fogos abertos que os 
pesquisadores desenvolveram melhorias para os fogões a lenha (APROVECHO, 
2005). Especialistas da área descobriram que um fogo do tipo três pedras poderia 
ser tanto mais eficiente no aproveitamento de combustível como apresentar uma 
queima mais limpa do que em alguns fogões. 
19 
 
 
Figura 4: Lareira doméstica aberta “B” 
 
Fonte: mgafrica.com 
 
Também é importante considerar o conhecimento e tecnologias rudimentares. 
A forma como indígenas operavam o fogo evoluiu com anos de experiência, 
fornecendo informações para aqueles que estudam as causas e dificuldades do 
avanço humano ao longo dos anos. A observação do modo como “entendedores” 
em diferentes períodos manipulavam o fogo ensinou os engenheiros da atualidade a 
projetar fogões melhores. (APROVECHO, 2005). 
Atualmente os fogões buscam primeiro uma combustão limpa do combustível, 
para depois conduzir o calor até o contato com as panelas, aumentando assim a 
eficiência do fogão e evitando aumentar a emissão de poluentes. Um operador 
experiente executa uma queima limpa quando fornece o material (lenha) 
empurrando-o aos poucos enquanto queima no fogo, controlando a quantidade de 
combustível. Para entender o material combustível, chamado de lenha, temos a 
definição de BRITO (2007): 
No campo energético, a madeira é tradicionalmente chamada de lenha e, 
nessa forma, sempre ofereceu histórica contribuição para o 
desenvolvimento da humanidade, tendo sido sua primeira fonte de energia, 
inicialmente empregada para aquecimento e cocção de alimentos. Ao longo 
dos tempos, passou a ser utilizada como combustível sólido, liquido e 
gasoso, em processos para geração de energia térmica, mecânica e elétrica 
(BRITO, 2007 apud COUTO, 2014. p. 24). 
No fogo três pedras, a energia produzida pela queima da lenha pode estar 
diretamente em contato com o recipiente e não transferida para o corpo/estrutura 
gelada de um fogão. Pode também queimar o combustível sem produzir fumaçaem 
20 
 
 
excesso. Na prática usual, porém, muitos fogos são produzidos com ênfase na 
facilidade de uso e acabam apresentando muito desperdício e emissão poluente 
(APROVECHO, 2005). 
É importante considerar também que os fogões fazem muito mais que 
economizar combustível ou reduzir fumaça. Fogões bem projetados podem oferecer 
muitas vantagens, mas a maior parte dos usuários de fogões a lenha está mais 
preocupada com o desempenho no preparo da comida, o resultado e a forma como 
cozinha. Bons fogões podem tornar a prática de cozer ao fogo mais fácil, segura, 
rápida e podem aprimorar um ambiente esteticamente. Devem ser fáceis de iniciar 
(fogo), demandar pouco cuidado e atenderem as necessidades do usuário. 
 
5.3 Vantagens de um fogo tipo Três Pedras 
 Para entender como é possível desenvolver um fogão a lenha apropriando-se 
dos princípios observados em um fogo aberto, listam-se as principais vantagens de 
um fogo tipo “três pedras” a seguir (APROVECHO, 2005): 
 A energia calorífica não é transferida para o corpo/massa de um fogão. 
Alguns fogões de tamanho grande, com um corpo que absorve o calor do 
fogo, está capturando a energia que poderia estar indo para a panela ou 
utensílio utilizado para cozir. O fogo três pedras pode ferver uma panela com 
água rapidamente. 
 O fogo faz contato direto com o fundo da panela e, muitas vezes, as laterais. 
Expõe-se grande parte da panela aos gases quentes provenientes da 
combustão. 
 A lenha (madeira/galhos) pode ser alimentada ao fogo no tempo adequado, 
de acordo com a queima das pontas, proporcionando uma combustão 
completa do material. 
 Um bom fogo aberto pode queimar relativamente limpo. Todo fogão a lenha 
irá possuir a desvantagem de um corpo/massa que absorve o calor do fogo. 
Porém, um fogão bem projetado ainda poderá alcançar melhor eficiência de 
combustão e combustível do que um fogo aberto. 
21 
 
 
5.4 Melhorias para a combustão 
Segundo COUTO (2014), combustão pode ser definida da seguinte forma: 
Combustão é a transformação da energia química dos combustíveis em 
calor, por meio das reações dos elementos constituintes com o oxigênio 
fornecido. Para fins energéticos, a combustão direta ocorre essencialmente 
em fogões (cocção de alimentos), fornos (metalurgia, por exemplo) e 
caldeiras (por exemplo). Embora muito prático e, às vezes, conveniente, o 
processo de combustão direta é normalmente muito ineficiente. (COUTO, 
2014; p. 28) 
Alguns tópicos que conduzem a uma queima limpa dos combustíveis sólidos em 
um fogão, produzindo menor emissão de poluentes em comparação a um fogo 
aberto, são os seguintes (APROVECHO, 2005): 
 Garantir uma boa corrente (passagem de ar) através do fogo; 
 Isolar termicamente a área (o entorno) do fogo, proporcionando uma queima 
ainda mais quente. Aumentando a temperatura na área de queima, mais dos 
gases combustíveis são queimados, gerando menos fumaça; 
 Evitar usar materiais pesados e frios como terra e areia ao redor da área de 
combustão (como isolamento); 
 Levantar o combustível. Ao invés de deixar a lenha posicionada em uma base 
plana/sólida, levantar ela de modo que o ar possa passar abaixo e através da 
brasa; 
 Posicionar um tipo de chaminé curta logo acima do fogo. Isso dará a fumaça e 
ao ar um local para misturarem ao fogo, reduzindo as emissões. Essa 
estratégia já é utilizada por alguns modelos de fogões. 
 Controlar a inserção de lenha ao fogo ou área de combustão criando uma 
queima feroz e intensa, de modo a não criar brasa exageradamente. A 
queima controlada proporcionará menor emissão dos gases poluentes, menos 
fuligem e material acumulativo na chaminé. Deve-se aquecer apenas a parte 
da lenha que está queimando, não encorajando o restante a gerar fumaça. 
 Limitar a entrada de ar frio ao fogo. Isso pode ser feito com um controle da 
abertura na entrada de ar. O ideal é que seja a menor possível. Pouca 
22 
 
 
entrada de ar forçará o usuário a utilizar menos lenha, possibilitando uma 
maior eficiência do que for utilizado. 
 Uma quantidade adequada de ar é necessária para a combustão completa. 
Um ar pré aquecido ajuda a manter uma queima limpa. 
5.5 Princípios para o design de um fogão a lenha 
 Os princípios a seguir foram desenvolvidos na década de 1980 por Dr. Larry 
Winiarski, criador do rocket stove ou “fogão tipo foguete”. Seu intuito era o de criar 
uma alternativa segura, eficiente e com consciência ambiental para os fogos abertos 
utilizados em países em desenvolvimento. O conceito de rocket stove busca reduzir 
emissões poluentes dos fogões, usar menos combustível (madeira) e aumentar o 
aproveitamento da energia calorífica provinda de sua queima. Sua eficácia é 
comprovada e seus princípios são utilizados em diferentes países no auxílio para a 
criação de fogões melhores. Em relação ao presente projeto, os princípios de 
Winiarski se mostram apropriados ao que se pretende resolver como problema de 
projeto, principalmente em relação a eficiência e emissão dos gases no ambiente. A 
adoção de alguns desses princípios como diretrizes para o produto em 
desenvolvimento é oportuna. São eles (APROVECHO, 2005): 
A. Sempre que possível, isolar ao redor do fogo (fornalha) utilizando materiais 
leves não condutores (figura 5). 
Exemplos de materiais naturais que podem ser utilizados como isolamento 
térmico: pedra Pomes/Púmice, vermiculita, perlita, cinzas de madeira. O isolamento 
mantém o fogo quente, o que ajuda a reduzir a fumaça e as emissões danosas. 
Também evita que o calor passe para o corpo do fogão, ao invés das panelas. 
23 
 
 
Figura 5: Isolamento ao redor do fogo 
 
Fonte: Aprovecho Research Center 
 
B. Posicionar uma “chaminé” curta logo acima da área de fogo (fornalha). 
A chaminé para a combustão deve ser três vezes maior que o seu diâmetro, 
conforme figura 6. O posicionamento desta chaminé vai aumentar a corrente de ar 
quente dentro do fogão e ajudará a manter uma chama intensa. A fumaça se mistura 
com a chama na chaminé e entra em combustão, reduzindo as emissões. A 
superfície a ser aquecida deve estar logo acima desta chaminé. Uma chaminé maior 
limpará mais a fumaça, já uma chaminé curta levará mais gases quentes à superfície 
aquecida. Uma chaminé muito alta aumentará exageradamente a corrente de ar, 
puxando mais ar frio para dentro do fogão e diminuindo o aproveitamento dos gases 
quentes para transferência de calor. 
Figura 6: chaminé curta, isolada, logo acima do fogo 
 
Fonte: Aprovecho Research Center. 
24 
 
 
C. Aquecer e queimar apenas a ponta do material (lenha/madeira) à medida 
que for inserido no fogo. 
 Também está diretamente associado ao teor de umidade na lenha. Para 
reduzir a fumaça, requer certo controle. Se apenas a parte quente (ponta) da 
madeira estiver no fogo, haverá menos fumaça. O objetivo é produzir a quantidade 
certa de gases para que sejam queimados de maneira limpa (gerando menos 
fumaça e resíduos da brasa). Os gases não queimados constituem a fumaça (figura 
7), que é prejudicial caso respirada. Ressalta-se que até mesmo uma queima limpa 
ainda produzirá emissões danosas. 
Figura 7: queima limpa e queima com fumaça. 
 
Fonte: Aprovecho Research Center 
 
 D. Fogo alto ou fogo baixo são resultado da quantidade de madeira inserida 
na chama. 
 Mais ou menos lenha no fogo resultará em maior ou menor quantidade de 
energia calorífica gerada, como ilustrado na figura 8. Deve-se ajustar a quantidade 
de acordo com a tarefa a ser desempenhada pelo fogão. 
Figura 8: Fogo alto e baixo, pouco ou muito aquecimento. 
 
Fonte: Aprovecho Research Center 
25 
 
 
 
 E. Manter uma boa corrente de ar através do material em combustão. 
 Assim como soprar em uma chama ou brasa o faz queimar melhor (mesmo 
princípio). A quantidade ideal de ar através do combustível aumentará a temperatura 
na fornalha. 
Figura 9: Passagem de ar através da queima 
 
Fonte: AprovechoResearch Center 
 
 F. Pouca corrente de ar sendo puxada ao fogo resultará em fumaça e 
excesso de resíduos da queima/brasa. 
 Assim como muito ar através do fogo reduzirá a temperatura e também não é 
desejável. Entradas de ar pequenas ajudam a controlar o excesso de ar. 
Figura 10: equilibrando o fluxo de ar em um fogão para múltiplas panelas 
 
Fonte: Aprovecho Research Center 
26 
 
 
 
G. A abertura até a fornalha, o espaço interno do fogão por onde corre o calor 
e a chaminé devem ter tamanhos equivalentes, é o que aponta a figura 11. Isso é 
manter uma área de passagem constante. 
 Isso ajuda a manter a corrente de ar necessária. Uma corrente correta é 
essencial para a transferência de calor para a área desejada (chapa ou panelas). 
Figura 11: Manter áreas de passagem equivalentes 
 
Fonte: Aprovecho Research Center 
 
H. Utilizar uma grade abaixo do fogo. 
Não é desejável posicionar a lenha no chão da área de combustão. O ar 
precisa estar passando por baixo da lenha, através da brasa, até o fogo. Uma grade 
pode levantar a lenha para que o ar passe abaixo dela, como está indicado na figura 
12. O ar frio que passa apenas acima da lenha não é tão benéfico e ajuda a esfriar a 
fornalha. 
Figura 12: Utilizar uma grelha abaixo da lenha 
 
Fonte: Aprovecho Research Center 
27 
 
 
 I. Isolar o caminho/área de fluxo do calor. 
 É sempre desejável isolar a área onde passa o calor para que não haja perda 
para o corpo do fogão. Isso aumenta a eficiência e praticidade do fogão, que pode 
esquentar água rapidamente, por exemplo, utilizando menos combustível. Ressalta-
se que argila, areia e outros materiais densos não são isolantes. 
 J. Maximizar a transferência de calor para a panela com espaços 
apropriados. 
 Isso se refere ao espaço entre a panela e a parte quente do fogão, por onde 
passará o calor. No caso de uma espécie de “saia” em volta da panela, por exemplo. 
Pode ser melhor visualizado na figura 13, abaixo: 
 
Figura 13: Espaço adequado para melhor transferência de calor. 
 
Fonte: Aprovecho Research Center 
 
28 
 
 
6 ANÁLISES 
6.1 Análise e pesquisa de mercado 
 Em uma pesquisa de campo preliminar foram visitadas três lojas da região da 
Grande Florianópolis que ofertavam fogões a lenha ou similares, são elas: Tubogás, 
Cassol e Casas da Água. Todas as lojas vendiam modelos “comuns” de fogão a 
lenha, majoritariamente feitos em ferro fundido. Também encontrou-se dentre os 
materiais: aço inoxidável e tijolos refratários. Um dos fogões (figura 14) apresentou 
como diferencial uma chapa superior em vitrocerâmica. Os vendedores abordados 
sabiam dar poucas informações sobre os produtos (além das funções 
básicas/primárias). A seguir, alguns modelos e observações relevantes encontradas 
na pesquisa: 
Figura 14: Fogão Antonow 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
 Este modelo da figura 14 foi o que apresentou melhor construção e, 
aparentemente, melhor qualidade. Apesar de pequeno, possui o diferencial da chapa 
superior vitrocerâmica. Assim apresenta melhor acabamento e vedação completa na 
parte superior do fogão. 
29 
 
 
Figura 15: Porta de inserção do fogão Antonow 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 Parte interna revestida (figura 15) com tijolos refratários e grade interna em 
ferro fundido. No detalhe da imagem pode-se observar que há um “abafador”, uma 
porta que se aberta corta o fluxo de ar para a chaminé. A adoção desse recurso é 
considerada inapropriada para um fogão bem projetado, conforme referências 
citadas anteriormente. 
Figura 16: Aberturas inferiores do fogão Antonow 
 
Fonte: Acervo pessoal 
30 
 
 
 O restante da estrutura do fogão, vista na figura 16, é composta por aço 
inoxidável, o mesmo, porém, parece ser de uma categoria de qualidade inferior. 
Apesar de um bom acabamento, a parte funcional do fogão deixa a desejar. Não há 
qualquer controle de entrada de ar na fornalha que não seja a própria porta para 
inserção de lenha. Isso provavelmente resultará em um fogão que produzirá 
bastante fumaça e uma queima descontrolada. A parte inferior apresenta uma 
gaveta para as cinzas e uma abertura para armazenamento de lenha. 
 Na figura 17 temos um modelo de fogão completamente em ferro fundido. 
Este possui pequenas entradas de ar na porta inferior, onde está alocada a bandeja 
para cinzas. As entradas de ar, porém, não apresentam ajuste. 
Figura 17: Fogão modelo de ferro fundido 
 
Fonte: acervo pessoal 
Um dos modelos encontrados na loja (figura 18) possuía uma espécie de 
controle para a entrada de ar. O mesmo, porém, não aparenta ser completamente 
funcional, uma vez que quando fechado permanece com muitas áreas de 
“vazamento”, por onde o ar pode circular livremente. Não há vedação. 
 
31 
 
 
Figura 18: ajuste para entrada de ar do fogão de ferro fundido 
 
Fonte: acervo pessoal 
 Na figura 19 visualiza-se mais um modelo em ferro fundido. Este aparenta 
possuir o que chama-se de “chaminé curta” logo acima da área da chama. Consiste 
em um espaço acima da brasa para combustão dos gases, o que aumenta o calor 
produzido e reduz a fumaça. Neste modelo há entradas de ar na porta para a gaveta 
de cinzas, na parte inferior. 
Figura 19: Fogão ferro fundido “Fundimig” 
 
Fonte: acervo pessoal 
 Todos os modelos até então não possuem vedação e isolamento adequado 
das áreas importantes, como verificado nos princípios para o design de um fogão 
ideal. Com exceção para o modelo Antonow, que possui fornalha revestida de tijolos 
refratários. Ainda assim, o refratário não é o tipo de isolamento ideal, uma vez que é 
32 
 
 
um material pesado/denso e pode armazenar calor, transformando-se em uma 
massa calorífica. 
 Os fogões de ferro fundido, como o da figura 20, podem cumprir, por sua vez, 
uma função secundária: a de irradiar o calor armazenado, podendo ser útil para 
aquecer ambientes. O fogão a seguir é também um dos modelos de ferro mais 
difundidos no mercado: 
Figura 20: Modelo de ferro encontrado com maior frequência 
 
Fonte: acervo pessoal 
 Alguns modelos construídos com tijolos de concreto e refratários também 
foram encontrados. Estes apresentavam maiores problemas de construção, 
acabamento e funcionalidades. Pouca vedação na parte superior, onde fica alocada 
a chapa de ferro; pouco ou nenhum controle de entrada de ar na fornalha; 
Acabamentos ruins e defeitos aparentes. Um dos modelos possui o tal “abafador”, 
que deveria servir apenas em caso de utilização de um forno, onde o fluxo de ar 
quente do fogão seria desviado da saída direta na chaminé para o entorno do forno. 
O modelo em questão, porém, não possuía forno. 
Entende-se que este tipo de fogão seja destinado para posterior adequação a 
um projeto específico de acordo com as necessidades do consumidor e assim 
estaria também sujeito aos acabamentos pertinentes. As figuras 21 e 22 trazem 
algumas imagens para melhor visualização. 
33 
 
 
Figura 21: Modelos em concreto 
 
Fonte: acervo pessoal 
Figura 22: Modelo em concreto revestido 
 
Fonte: acervo pessoal 
 
Foram encontrados modelos tradicionais revestidos por chapas pintadas 
(figura 23), com aspecto estético vintage, estes apresentam melhor acabamento, 
uma vez que possuem também um apelo estético. Funcionalmente falando, podem 
atender bem as necessidades de um usuário que não presa pela eficiência do 
aproveitamento de combustível. São modelos robustos, aquecem inclusive o 
ambiente. 
34 
 
 
Figura 23: Fogão esmaltado 
 
Fonte: acervo pessoal 
 
Observa-se como aspecto positivo uma maior vedação em todas as portas. 
Também possui um controle da entrada de ar limitado, efetuado por uma porta 
basculada, vista na figura 24, que funciona em apenas duas posições 
(completamente aberta ou fechada). 
Figura 24: Aberturas e controle de ar do modelo esmaltado 
 
Fonte: acervo pessoal 
35 
 
 
 Resume-se a análise de fogões encontrados no mercado. As informações 
obtidasfarão parte de uma análise sincrônica com a comparação a outros modelos 
não encontrados em lojas físicas até o momento. Todas as imagens apresentadas 
são de acervo próprio. 
6.2 Análise Sincrônica 
 Além da pesquisa de similares encontrados no mercado da região, foi 
realizada uma análise sincrônica entre dois modelos específicos, mais próximos à 
alternativa proposta no projeto. 
 Verificou-se, em comparação, os seguintes aspectos em cada um deles: 
dimensões aproximadas; peso aproximado; materiais; qualidade de acabamento; 
isolamento térmico; ajuste da entrada de ar; câmara de combustão; vedação, 
emissão de fumaça no ambiente e demais características específicas de cada um. 
Foram organizados em esquema de tópicos por considerar que uma tabela teria 
uma visualização dificultada da análise (parte escrita). 
Modelo A: Antonow Fogão Munique 
Figura 25: Fogão Munique 
 
Fonte: antonow.com.br 
 Dimensões aprox.: 60 x 75 x 80 cm - Chapa superior: 65 x 45 cm 
36 
 
 
 Peso aprox.: Não informado 
 Materiais.: Aço inoxidável com diferentes acabamentos, material refratário 
(tijolos), chapa superior em ferro fundido ou vitrocerâmica 
 Qualidade do acabamento: Boa 
 Isolamento térmico: Possui revestimento interno em lã de vidro. O tipo do 
material refratário na fornalha não é especificado, podendo variar sua 
condutividade e armazenamento térmico. 
 Ajuste da entrada de ar: Não possui controle específico para entrada de ar. 
O mesmo pode ser feito por meio da abertura da porta da fornalha ou da 
gaveta para cinzas, que fica logo abaixo de uma grade de ferro na base da 
fornalha. A funcionalidade dessa gaveta quando aberta, em relação a correta 
disposição para reter as cinzas enquanto permite a entrada de ar adequada, 
não foi verificada. 
 Câmara de combustão: Posicionada logo abaixo da chapa superior do 
fogão. Relativamente ampla, porém não há espaço suficiente acima da 
fornalha para uma combustão completa dos gases. A câmara é revestida por 
material refratário e possui uma grade em ferro para despejo das cinzas ou 
para entrada de ar. 
 Vedação/emissão de fumaça no ambiente: A chapa superior vitrocerâmica 
é completamente vedada. A porta/abertura para a fornalha possui vedação 
parcial, quando totalmente fechada. O fogão possui registro para bloqueio do 
fluxo de saída para a chaminé. Caso fechado o registro, o resultado será um 
possível escape de gases/fumaça para o ambiente, uma vez que a porta da 
fornalha apresenta frestas suficientes e a gaveta de cinzas esteja aberta. 
Observa-se a possibilidade de extinguir o fogo com o fechamento de todas as 
portas e registro, porém as frestas são suficientes para manter fogo por um 
período indesejado caso haja combustível na câmara. Essas observações 
não foram comprovadas na prática. 
 Demais características: Possibilita diferentes opções de acabamento e 
materiais, incluindo para a chapa superior. Possui depósito para lenha ou 
utilitários. 
 
37 
 
 
Modelo B: Ecofogão Campestre 3 
Figura 26: Ecofogão campestre 3 
 
Fonte: ecofogão.com 
 
 Dimensões aprox.: 83 x 32 x 32 cm - Chapa superior 65 x 27 cm 
 Peso aprox.: não informado 
 Materiais: Chapa superior e grelha da fornalha em ferro fundido, material 
refratário e concreto. 
 Qualidade do acabamento: Mediano. Superfície externa toda em concreto, 
indicando possibilidade de revestimento em acordo com necessidade ou 
preferência do usuário. 
 Isolamento térmico: O fabricante informa que a câmara de combustão é 
composta por plaquetas de material refratário e revestida em material 
isolante, o mesmo não é especificado. Apesar de não especificado, o 
concreto utilizado pode ser do tipo isolante. 
 Ajuste da entrada de ar: A entrada de ar não é controlada. Não há porta. A 
única abertura é a frontal, onde é feita a alimentação de lenha. É também 
onde ficam armazenadas as cinzas da queima, separadas por uma grelha de 
ferro que fornece ventilação abaixo da câmara. O acúmulo de resíduos/cinzas 
abaixo da câmara pode prejudicar o fluxo de ar e a abertura puxa ar frio 
diretamente para dentro da câmara. 
38 
 
 
 Câmara de combustão: Uma grande abertura em formato trapezoidal, com 
uma grelha de ferro servindo como base para a queima. O ar entra 
diretamente pela câmara, que não possui porta. É revestida por plaquetas 
refratárias e isolada termicamente, segundo o fabricante. Este modelo é 
baseado em princípios do tipo foguete, porém a chaminé curta acima da 
câmara não possui a altura indicada nos princípios. 
 Vedação/emissão de fumaça no ambiente: O fabricante indica que seja 
utilizada uma mistura de cinzas com água para efetuar a vedação nos 
arredores da chapa superior de ferro, em caso de vazamentos. A chapa 
possui “bocas” removíveis e é alertada a emissão de fumaça caso estejam 
abertas. Em caso de queima descontrolada na parte frontal da câmara de 
combustão, que não possui porta, há possibilidade de geração de fumaça e 
emissão para o ambiente. 
 Demais características: A chapa superior de ferro apresenta uma variação 
na largura (de 27 a 23 cm). Acompanha uma chaminé de 3 metros em chapa 
de aço galvanizado, ou em aço inox (opcional). O fabricante também inclui 
serpentina para aquecimento de água como um opcional. 
 
39 
 
 
7 A EMPRESA 
Fundada em 1986, o intuito inicial da Ginterm era o de fabricar peças em fibra 
de vidro: equipamentos para piscinas, banheiras de hidromassagem e peças para 
aquecimento solar (as bandejas para os coletores solares). Passou a produzir seus 
próprios aquecedores solares a partir de certo contato com a área e por 
consequente identificação de oportunidade de um mercado que estava em ascensão 
na época. 
Figura 27: Logomarca atual Ginterm 
 
Fonte: acervo pessoal 
 A empresa atua regionalmente - grande Florianópolis - com alguns serviços 
no interior do estado em residências, pousadas e hotéis. Sua capacidade produtiva 
limitada, processos predominantemente manuais e estrutura de empregados 
caracterizam um negócio de pequeno porte. Seu foco, porém, está em um 
atendimento próximo ao cliente, priorizando a qualidade funcional dos seus 
produtos. 
Distingui-se uma boa reputação da empresa, pois atua a longo tempo - 30 
anos - com 90% dos serviços contratados provenientes de indicações de seus 
próprios clientes e alguns profissionais da área. Sendo este um volume concordante 
com a capacidade de produção da empresa. 
 A empresa possui um foco de utilização de materiais nos seus processos de 
produção. Inclui principalmente tubos e chapas metálicas de aço inoxidável AISI 304 
ou AISI 316. O principal produto fabricado pela empresa é o Aquecedor Solar, desde 
fabricação até instalação. Em seu histórico, já entregou projetos de sistemas solares 
com capacidade de 15000 litros de água e até 160 placas coletoras. Aponta como 
diferencial em seu produto a durabilidade. 
 
 
40 
 
 
Figura 28: Reservatório Térmico Ginterm 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
Figura 29: Reservatório Térmico Ginterm, em campo 
 
Fonte: Acervo pessoal 
Dentre outros sistemas de aquecimento, já desenvolveu caldeiras geradoras 
de água quente para piscinas, tanto a lenha, quanto elétricas; Serpentinas do tipo 
“camisa” para fogões a lenha e chaminés; instalações de sistemas variados (gás, 
elétricos), integrados com o sistema solar. 
 A empresa conta com uma estrutura de 400m² de área e dentre seus 
principais processos produtivos estão: Solda/Caldeamento TIG, MIG, Elétrica, 
Oxiacetileno (todas manuais); Ferramentas de corte plasma, furadeiras e calandras; 
Ferramentas básicas de uma metalúrgica. Inclui em seus processos alguns serviços 
terceirizados: Dobradeiras, guilhotinas, corte a laser, dobra de chapas específicas e 
usinagem. 
41 
 
 
7.1 Estrutura, tecnologia e processos disponíveis 
 Conforme citado anteriormente, a análise e conhecimento da capacidade 
produtiva da empresa é fundamental para o desenvolvimentode um produto coeso/ 
oportuno. A seguir, apresentam-se algumas das ferramentas disponíveis na 
empresa e breve descrição de sua utilização: 
 Brasagem Oxiacetilênica (vareta foscoper): Utilizada para soldagem de 
serpentinas e tubos de cobre. 
Figura 30: Brasagem Oxiacetilênica 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 Brasagem com Estanho: Instalações com tubulação de cobre. 
Figura 31: Brasagem Estanho 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
42 
 
 
 Solda Elétrica: Soldagem de estruturas metálicas/ferragens. 
Figura 32: Solda Elétrica 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
 Solda TIG em atmosfera de argônio: Soldagem Interna dos Reservatórios 
Inox. 
Figura 33: Solda TIG Argônio 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
 Solda Ponto: Anteriormente utilizadas para as placas solares. Atualmente fora 
de uso. 
43 
 
 
Figura 34: Solda a ponto 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 Compressores: Para pistolas de pintura e outras ferramentas pneumáticas. 
Figura 35: Compressores 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 Pistolas para pintura e rebitadeiras pneumáticas: Pintura para as o 
revestimento inferior das placas captadoras de fibra de vidro e rebitadeiras 
44 
 
 
para amarração e junção das estruturas externas dos reservatórios térmicos 
(camada externa). 
Figura 36: Pistolas para pintura e Rebitadeiras 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
 Serras Policorte / Bancada: Corte dos perfis de alumínio (presentes nas 
placas captadoras e demais estruturas metálicas). 
Figura 37: Serras Policorte em Bancada 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
45 
 
 
Figura 38: Serras Policorte em Bancada (2) 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
 Tesoura para corte de chapas: Corte variados das chapas em aço inox. 
Figura 39: Tesoura de chapas 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
46 
 
 
 Viradeira de chapas: Atualmente em desuso, utilizava-se para dobrar chapas 
em aço inox, necessárias para diferentes processos. Atualmente este serviço 
é contratado na compra da chapa e realizado pelo fornecedor. 
Figura 40: Viradeira de chapas 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
 Frisadeira: Prover estrutura para o cilindro externo do reservatório. 
Figura 41: Frisadeira 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
47 
 
 
 Furadeiras de Bancada: Para processos diversos, principalmente em perfis de 
alumínio. 
Figura 42: Furadeiras de Bancada 
 
 Fonte: Acervo pessoal 
 Ferramentas manuais diversas: diferentes processos. 
Figura 43: Ferramentas manuais 
 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
48 
 
 
 Espaço: Estrutura relativamente pequena, porém adequada as necessidades 
da empresa. 
Figura 44: Ambiente da empresa 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
 
 
49 
 
 
8 PÚBLICO ALVO E AMBIENTAÇÃO DE REFERÊNCIA 
A delimitação de público ao qual o projeto se destina está diretamente 
relacionada a dois fatores principais: a justificativa de projeto e a capacidade 
produtiva da empresa, ou seja, o que a empresa é capaz de oferecer ao mercado. 
Desta forma, optou-se primeiro pela definição de um ambiente ou contexto em que o 
produto estaria inserido ou seria destinado e posteriormente a identificação de um 
perfil de público pertencente a este contexto. 
Conforme referido na justificativa, o tipo de fogão a lenha sendo desenvolvido 
neste projeto não é exatamente o mesmo encontrado comumente no mercado. Não 
há objetivo de utilizar o fogão para aquecer o ambiente com a radiação do calor, por 
exemplo. A proposta do projeto é de um fogão eficiente no aproveitamento da 
energia gerada pelo combustível e destinado ao preparo do alimento. Para tanto, há 
a necessidade de isolar termicamente as principais partes do fogão para que não 
haja perda de calor para o ambiente. Com isso, tem-se um fogão que pode ser 
utilizado durante todas as estações do ano, incluindo verão, além de não delimitá-lo 
para residências exclusivamente em regiões frias: serra, cidades com índices de 
temperaturas baixas, etc. 
Há também uma preocupação com a emissão de fumaça ao ambiente em 
que o fogão está instalado. Desta forma, temos um fogão de lenha que se destina a 
utilização/instalação em uma cozinha de uso comum, junto a todos os outros 
eletrodomésticos, e não necessariamente em uma área externa da casa (junto à 
churrasqueira). 
Assim, tem-se como primeiro referencial o cômodo e seu estilo: cozinhas 
domésticas com predominância de aço inoxidável nos produtos, superfícies e 
acabamentos. Linhas geométricas, cantos vivos e minimalismo. Pode ser definido 
como Estilo Industrial. São referidas nas imagens a seguir: 
 
50 
 
 
Figura 45: Cozinha doméstica em estilo industrial “A” 
 
Fonte: pinterest.com 
 
Figura 46: Cozinha doméstica em estilo industrial “B” 
 
Fonte: pinterest.com 
51 
 
 
Figura 47: Cozinha doméstica em estilo industrial “C” 
 
Fonte: pinterest.com 
 
A referência de estilo conta ainda com visualização em um painel semântico 
(figura 48), buscando sustentar a identificação e criação de um produto compatível 
com o mesmo: 
 
52 
 
 
Figura 48: Painel semântico
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
Ressalta-se que o estilo estético proposto não impossibilita, porém, o encaixe 
concordante em ambientes de outros estilos. A característica neutra do aço inox e a 
sobriedade das formas geométricas também conferem certa versatilidade. 
Para o segundo referencial, determinamos um perfil para o usuário ou público 
alvo. Por se tratar de um fogão a lenha, espera-se que o preparo do alimento seja 
“menos rápido” do que acontece em um fogão a gás GLP comum. A proposta do 
produto não é promover praticidade e rapidez no preparo. Na verdade, tem uma 
proposta contrária a isso. O uso é definido como não corriqueiro ou ocasional, pois 
demanda tempo para o preparo e aí está o seu diferencial. Há um apelo ao preparo 
de alimentos como ato de lazer e com enfoque na qualidade. É popularmente 
difundida a crença de que os alimentos preparados no fogão a lenha são mais 
saborosos. Em alguns contextos, o preparo com lenha tem aplicação ao marketing e 
é associado a qualidade do produto, como observamos em alguns restaurantes 
(figura 49): 
 
53 
 
 
Figura 49: fachada de restaurante com apela ao preparo à lenha 
 
Fonte: destemperados.com.br 
 
 Temos então um público que utiliza o fogão ocasionalmente para preparo de 
alimentos e valoriza o ato. Pode ser apropriada uma relação com o movimento “slow 
food”, assim como a tendência gourmet, em atual ascensão. Em alusão, tem-se a 
seguinte citação de Carlo Petrini, fundador do movimento Slow Food: “É inútil forçar 
os ritmos da vida. A arte de viver consiste em aprender a dar o devido tempo às 
coisas”. Bem como: 
Acreditamos que todos têm o direito fundamental ao prazer de comer bem e 
consequentemente têm a responsabilidade de defender a herança culinária, 
as tradições e culturas que tornam possível esse prazer. O Slow Food 
segue o conceito da ecogastronomia, reconhecendo as fortes conexões 
entre o prato e o planeta. (SLOWFOOD, 2007). 
 Fazendo relação ao tipo de utilização e perfil do público, ainda está o 
aquecimento de água, proporcionado pela função secundária do fogão – aproveita a 
energia calorífica produzida para fornecer água quente à rede termo hidráulica da 
casa, armazenando-a em um reservatório térmico – que, com apenas alguns dias de 
utilização do fogão durante a semana, pode atender as necessidades do usuário, 
bem como economizar energia elétrica. 
 Para melhor definição, um perfil de público alvo fundamentado na descrição 
fornecida pela empresa parceira foi criado na forma de “persona”, apresentado na 
figura 50, a seguir: 
54 
 
 
 
Figura 50: Persona - perfil de público alvo
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
 
 
 
55 
 
 
9 REQUISITOS 
 Anterior à etapa de concepção da alternativa, se faz necessária a 
determinação de alguns requisitos os quais o projeto deve atender. Esses requisitos 
são fundamentados pela problemática, pelo estudo da coleta de dados, público e 
análises anteriores, buscandoelencar os principais pontos concernentes ao objetivo 
geral de projeto. São a conversão das necessidades de quatro pontos principais, 
organizados no quadro a seguir: 
Quadro 2: Lista de Requisitos 
 
Redução da emissão de 
gases nocivos no 
ambiente 
Vedar com eficiência as áreas de fluxo dos gases quentes ou 
fumaça 
Dispor de área ou chaminé curta acima da câmara de 
combustão 
Possibilitar o controle/ajuste da entrada de ar na câmara 
Aumento da eficiência e 
aproveitamento do 
combustível 
Isolar termicamente a câmara de combustão 
Permitir corrente de ar vinda de baixo e através área de queima 
Manter área constante e equivalente para o fluxo interno no 
fogão, da entrada até a chaminé de saída 
Segurança e 
usabilidade 
Facilitar a retirada de cinzas e resíduos do combustível 
queimado 
Proporcionar segurança no manejo e operação do fogão 
Necessidade de projeto Dispor a serpentina ou aparato para aquecimento de água 
após a chaminé curta da câmara de combustão 
Adequar-se às capacidades produtivas da empresa 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
 
56 
 
 
Após definidos os requisitos, o projeto segue para o desenvolvimento da 
alternativa (e suas variações), que deverá atender aos pontos especificados. 
Espera-se que essas delimitações guiem o projeto ao alcance do resultado 
esperado. 
 
57 
 
 
10 DESENVOLVIMENTO DA ALTERNATIVA 
 O processo de geração das alternativas ocorreu de forma livre, porém, segue-
se um padrão de desenvolvimento: à medida que as ideias fossem esboçadas no 
papel pelos sketches manuais (figura 51), as alternativas selecionadas passavam 
para o software 3D - SolidWorks. 
Figura 51: compilação de sketches manuais desenvolvidos ao longo do projeto 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
A alternativa proposta para avançar a fase de testes surgiu dentre sketches e 
em seguida foi aprimorada no software 3D. É a evolução de um modelo de 
funcionamento baseado no rocket stove. Foi priorizada a aplicação de aspectos 
funcionais, uma vez que precisavam ser comprovados durante a fase de testes. 
Posteriormente, seriam aplicados detalhes de acabamento características estéticas. 
58 
 
 
O esboço inicial no software pode ser observado na figura 52, seu funcionamento 
será descrito na fase de testes: 
Figura 52: vista do esboço inicial com recorte 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
 
 A figura 53 apresenta uma compilação das alterações e evolução da 
alternativa, a partir do esboço inicial. Observam-se mudanças como ajuste na 
inclinação na área de inserção do combustível; alteração da gaveta de cinzas; 
dimensionamentos proporcionais da câmara superior; orientação das áreas de 
operação e posicionamento da chapa superior. 
Figura 53: compilação de alterações na alternativa 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
59 
 
 
 
 A primeira pré-visualização da alternativa final (esboço estimado) pode ser 
visto na figura 54, observa-se a aplicação do aparato para aquecimento de água na 
área externa da chaminé, neste caso. 
Figura 54: estimativa para formato final 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
 
60 
 
 
11 FASE DE TESTES 
 A etapa de testes foi de fundamental importância para ajustes e evolução da 
alternativa. Através de um modelo de estudo (figura 55), buscou-se comprovar os 
efeitos práticos de alguns dos princípios do rocket stove aplicados ao produto. Os 
testes ocorreram em dias diferentes, com diferentes configurações. As áreas 
denominadas e referidas nos testes podem ser compreendidas na figura 56. 
Verificou-se, principalmente, o funcionamento do modelo de câmara de combustão 
proposto, incluindo os seguintes pontos: 
 A altura adequada para a chaminé curta (acima da câmara); 
 Formato, inclinação e funcionamento da área de inserção do 
combustível (lenha); 
 Efeito e controle da entrada de oxigênio na câmara; 
 Fluxo ou corrente de gases quentes dentro da câmara; 
 Espaçamento e orientação para a grelha base de queima; 
 Diferentes tipos, condições, dimensões e eficiência do combustível 
(lenha); 
 Origem ou comportamento da fumaça e a condição de queima limpa; 
 Resíduos da queima, temperatura atingida, tempo de autonomia, 
operações necessárias e demais detalhes funcionais; 
Figura 55: Modelo de estudo (com a área de inserção de combustível fechada). 
 
Fonte: Acervo pessoal 
61 
 
 
 
Figura 56: áreas denominadas no modelo apontadas 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
 
 A situação ideal de funcionamento proposta na alternativa prevê que a 
entrada de oxigênio ocorra totalmente através da abertura inferior à câmara, abaixo 
da grelha (figura 57). Mantem-se a proporção dimensional constante em toda a área 
de fluxo, produzindo a corrente adequada para a queima completa do combustível. A 
inserção do combustível (lascas, briquetes ou toras de madeira) ocorre na base 
inclinada, que deve proporcionar deslize e alimentação contínua à chama. A área de 
inserção de combustível deve ser mantida fechada, isso manterá a corrente com 
entrada de ar vinda da abertura desejada - na parte inferior, através da grelha - e 
evitará a emissão de fumaça no ambiente. A altura da chaminé curta, na área de 
combustão, deve ser suficiente para aspirar os gases quentes e propiciar uma 
queima feroz. No modelo final, uma camada de isolamento térmico em volta de toda 
a área de combustão terá influência crucial no funcionamento, elevando a 
temperatura dentro da câmara, aumentando a eficácia da queima e também o 
aproveitamento do calor gerado. O conceito de funcionamento aplicado na 
alternativa emprega os princípios do rocket stove como principal alicerce, indicando 
a necessidade de sua comprovação em testes. 
 
62 
 
 
Figura 57: Modelo de estudo com visualização interna, observação da grelha e câmara de combustão 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 Poucos acessórios foram utilizados para realização dos testes junto ao 
modelo, são eles: álcool gel e fósforos de segurança (como acendedor), um facão 
para partir a lenha, uma tampa de alumínio no formato da peça, um bastonete 
metálico e um termômetro infravermelho digital. 
Figura 58: Acessórios de teste: acendedor e termômetro. 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 A inicialização do fogo se mostrou fácil, aplicando uma quantidade de álcool 
gel diretamente nos gravetos ou lascas de madeira (é importante iniciar o fogo com 
pedaços pequenos). O álcool pode ser acendido externamente no graveto e levado 
até a grelha ou posicionado na grelha e acendido posteriormente com o auxílio de 
algum material em chama (papel, por exemplo) ou de um acendedor por faíscas. 
63 
 
 
Esta etapa inicial é realizada com a tampa aberta, até a criação de uma chama 
estável no interior da câmara e adição dos gravetos maiores ou toras (figura 59): 
Figura 59: Queima inicial dentro da câmara 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
 Após estabelecida a queima dentro da câmara, a tampa da área de inserção 
pode ser fechada. Isso garantirá completa vedação das regiões por onde possa 
haver emissão de fumaça ao ambiente (anteriores a chaminé), e que o oxigênio será 
puxado pela abertura abaixo da câmara, fornecendo a corrente desejada. Esta 
situação de funcionamento é comprovada como eficaz nos primeiros minutos de 
teste, porém algumas falhas começam a surgir após certo tempo de funcionamento. 
As primeiras falhas percebidas são decorrentes do acúmulo de material 
queimado (cinzas e brasas) na grelha. Esse acúmulo (figura 60) impede que a 
quantidade adequada de ar seja puxada através da grelha, ocasionando 
enfraquecimento da queima, maior produção de fumaça e, principalmente, 
enfraquecimento da corrente. Isso resulta inclusive em uma queima progressiva do 
material posicionado na área de inserção do combustível, a base inclinada (uma vez 
que a chaminé curta aspira ineficazmente os gases). Outro problema observado foi 
uma produção de fumaça que ficava armazenada nessa área de inserção, sendo 
liberada ao ambiente quando atampa era aberta. Como agravante, o acúmulo de 
64 
 
 
resíduos na grelha tem um fator progressivo. Essas falhas no funcionamento 
indicaram os primeiros ajustes necessários, partindo da grelha. 
Figura 60: Acúmulo de cinzas acima da grelha, bloqueando a passagem da corrente. 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
Seguindo as verificações, constatou-se a ineficácia da base inclinada para 
inserção de combustível. O objetivo era que a inclinação de 45° automatizasse o 
fornecimento de material para alimentação da chama, aumentando a autonomia de 
funcionamento. Além de ineficaz, houve o problema com acúmulo de fumaça 
liberada com a abertura da tampa, já citado (figura 61). Assim, fica comprovada a 
necessidade de operação constante na inserção de combustível para alimentar a 
chama e proporcionar o funcionamento correto, com pouca fumaça e queima 
completa do material. Relacionando ao problema de corrente e entrada de ar na 
câmara, observou-se que com a abertura da tampa a chama/queima era 
potencializada, apontando a influência de um maior volume de ar entrando na 
câmara (figura 62). Ajustes são necessários também na área de inserção do 
combustível. 
 
65 
 
 
 
Figura 61: acúmulo de fumaça na área de inserção 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
Figura 62: queima amplificada com a tampa aberta (chama feroz) 
 
Fonte: Acervo pessoal 
66 
 
 
Observou-se também o comportamento da queima/chama em situação ideal 
de funcionamento do modelo. A temperatura atingida na câmara, mensurada na 
parede interna da chaminé curta, variou entre 350°C e 390°C (figura 63). O consumo 
de combustível aconteceu de forma rápida (com toras no tamanho ideal) e a queima 
plena nesse caso se mostrou limpa, sem emissão de fumaça. Ainda, estima-se uma 
melhora com a adição do isolamento térmico, prevista para a versão final da 
alternativa. 
Figura 63: Temperatura na parede interna da câmara (chaminé curta) 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
Após averiguados os pontos fundamentais de funcionamento do modelo, 
partiu-se para testes com os tipos de combustível disponíveis, a lenha em si. Para 
esses testes, foram adquiridos diferentes tipos de gravetos/toras vendidas em 
supermercados da região. Não foi encontrada grande variedade de espécies de 
madeira, predominando, a Acácia Negra, em diferentes tamanhos: gravetos e toras 
repartidas (figura 64 e 65). Além da Acácia Negra, encontrada em supermercados 
da grande Florianópolis, adquiriu-se em localidade afastada (interior cidade de 
Antônio Carlos - SC) a lenha de Eucalipto. Também foi coletada pequena 
quantidade de gravetos e toras de madeiras diversas na mata da região, buscando 
diversificar o tipo de combustível para efeito de comparação. 
67 
 
 
Figura 64: Lenha com denominação: “Gravetos para iniciar fogo” 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
Figura 65: Lenha de Acácia Negra 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
O primeiro efeito observado nos testes foi o diferencial de queima e operação 
causado pelo tamanho das lascas, gravetos ou toras inseridos na chama. Tornou-se 
clara a necessidade de um tamanho controlado para o material combustível, estando 
próximo ao denominado como “gravetos para iniciar fogo”, visto na figura. Ou seja, 
um tamanho menor do que o padrão encontrado no mercado como “lenha para 
fogão ou lareira”. A queima de toras grandes, com tamanho exagerado para a 
proporção da câmara, gerou excesso de fumaça e bloqueio da corrente de ar/gases, 
a qual deve ser priorizada (figura 66). O tamanho indicado, porém, proporcionou 
68 
 
 
uma queima feroz, rápida e limpa, conforme estimado. O tamanho ideal para cada 
um dos três tipos de combustível utilizado pode ser observado nas figuras 67, 68 e 
69, com uma utilização exemplificada anteriormente, na figura 62. 
Figura 66: Uma tora de tamanho maior ocasiona em fumaça e bloqueio da corrente de ar, tem um 
efeito “abafador” 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
Figura 67: tamanho ideal, Acácia Negra 
 
Fonte: Acervo pessoal 
69 
 
 
 
Figura 68: tamanho ideal, Eucalipto 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
Figura 69: tamanho ideal, toras variadas 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
Outro fator crucial é a teor de umidade do material combustível, que tem 
influência tanto na geração de fumaça quanto na eficiência da queima (poder 
calorífico da lenha). No primeiro dia de testes foi evidente a situação de umidade 
excessiva nas toras utilizadas, é possível notar a umidade evaporando na superfície 
do material à medida que aquece, além do som que produz. Nesse caso, também há 
dificuldade de iniciar a queima do material, a combustão demora e não é completa. 
Averiguada a situação de umidade, o material combustível foi posto para secagem 
durante vários períodos expostos ao sol pleno. A realização de testes posteriores 
confirmou a eficácia do material seco, afirmando a diferença. Dos três tipos testados, 
70 
 
 
o que obteve melhor resultado foram os gravetos (toras repartidas) de Acácia Negra, 
em seguida, o Eucalipto. As toras de madeira colhidas na mata não estavam em 
condição ideal para queima, sendo perceptível ainda um teor alto de umidade nas 
mesmas. Ainda assim, após estabelecida uma queima feroz na câmara, as toras 
úmidas podiam ser inseridas junto ao material seco (em estado ideal) e proporcionar 
uma boa queima, contando com a operação constante para evitar produção de 
fumaça. 
Concluindo, a fase de testes indicou ajustes/correções essenciais para 
concepção de uma alternativa que atenda aos objetivos do projeto. Três correções 
fundamentais no modelo proposto podem ser destacadas: 
 Adequação da grelha: maiores espaçamentos para passagem do 
oxigênio através da mesma, promovendo a corrente e evitando 
acúmulo de resíduos da queima. 
 Base ou área de inserção do combustível: mudar da posição inclinada 
para a posição/sentido horizontal, para evitar a queima indesejada do 
material e decorrente fluxo de fumaça até a abertura/porta. 
 Maior abertura para entrada de ar abaixo da grelha: com intuito de 
fornecer maior volume de oxigênio passante. Presume-se, também, 
que uma maior altura na chaminé curta (logo acima da grelha) e 
isolamento térmico proporcionem melhor queima e decorrente 
aspiração de ar para dentro da câmara. 
 
71 
 
 
12 ALTERNATIVA FINAL E DETALHAMENTO 
 A alternativa final é concebida como uma evolução do modelo de 
funcionamento analisado na fase anterior, onde se verificou a necessidade de 
reformulação. A partir da definição de um sistema funcional adequado, com 
propriedades comprovadas em testes nos protótipos, torna-se possível a conjunção 
do mesmo com os demais requisitos de projeto, alcançando, assim, uma alternativa 
de produto final. 
12.1 Alterações no formato funcional 
 O novo formato, apresentado a seguir, busca aplicar as correções anotadas 
como essenciais na fase de testes. Pode ser visualizado na figura 70: 
Figura 70: novo formato da câmara de combustão 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
A câmara de combustão precisou ser inteiramente adequada, modificando 
algumas características de funcionamento. A área de inserção de lenha passou a 
ser horizontal. A grelha abaixo da chaminé curta ficou maior e ganhou novos 
espaçamentos, assim como a abertura inferior para entrada de oxigênio. Também foi 
ampliada a dimensão (altura) da chaminé curta, esperando que resulte em maior 
72 
 
 
aspiração do ar para dentro da câmara, buscando melhorias aos problemas com 
fumaça. A denominação das partes do novo modelo pode ser entendida na figura 
71: 
Figura 71: áreas denominadas no protótipo funcional 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
 Este modelo não altera drasticamente a configuração da base exterior 
considerada anteriormente. Permite a mesma posição da área de inserção do 
combustível (porta principal), assim como da gaveta de cinzas, determinando uma 
única face para operação do fogão. As sessões a partir da câmara superior, onde 
está alocada a chapa superioraquecida e a base para saída da chaminé, não 
sofrem alterações. 
12.2 Segunda fase de testes 
 Após definição de um novo modelo/formato funcional, torna-se crucial um 
novo momento de testes para comprovar sua eficiência, efeitos das correções 
aplicadas e validação final das funcionalidades esperadas no produto. Para tanto, 
73 
 
 
optou-se pela produção de um modelo, em escala real, e a sua aplicação em uma 
nova fase de testes. 
 12.2.1 Protótipo funcional 
 O protótipo construído nesta etapa, visualizado na figura 72, é fiel ao que foi 
projetado para a parte interna do produto final, o qual deverá ser produzido pela 
empresa. A parte interna é composta por todas as sessões da câmara de 
combustão, além de: gaveta para cinzas, formato da entrada de ar, chapa superior, 
aparato para aquecimento de água e formato da chaminé. Os materiais utilizados 
são os indicados pelo projeto e todas suas dimensões estão em escala 1:1, 
apresentando assim as características funcionais do fogão. 
Figura 72: visão geral do protótipo funcional 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
 O desenvolvimento deste protótipo também tem o objetivo de comprovar a 
capacidade da empresa de produzir a parte essencial do produto. Além disso, este 
modelo já pode, por exemplo, ser comercializado como uma alternativa de 
74 
 
 
adequação a projetos de alvenaria, podendo ser embutido e revestido conforme 
pretensão do cliente. 
Como pode ser visto na figura 72, há exceção, neste protótipo, da camada 
externa do fogão, bem como do isolamento térmico. A camada externa compõe o 
aspecto estético do produto e para sua representação será utilizado outro modelo, 
apresentado posteriormente. O isolamento térmico, nesta etapa, tem efeito 
presumido. 
12.2.2 Resultados e conclusões 
 Para execução dos testes aplicaram-se as mesmas condições e ferramentas 
da primeira fase de testes com o modelo prévio e verificaram-se os mesmos pontos 
listados anteriormente, concernentes a eficácia do fogão e dos princípios do Rocket 
Stove aplicados ao mesmo. Foram utilizados os mesmos combustíveis, lenha de 
eucalipto, acácia negra e toras de espécies desconhecidas variadas. Para iniciar a 
chama contou-se com a ajuda de álcool gel e para verificação da temperatura um 
termômetro digital. 
Neste modelo, o caminho ou sessões por onde os gases provenientes da 
combustão circulam é completo. A presença da chapa superior possibilitou o teste 
com panelas de diferentes tamanhos, verificando a ebulição da água nas panelas 
em diferentes localizações na chapa (figura 73). A presença do aparato de 
aquecimento no interior da câmara superior (logo abaixo da chapa) e ao longo da 
saída para chaminé também possibilitou verificar a influência do mesmo na 
eficiência da circulação dos gases e aquecimento da chapa, a qual foi quase 
imperceptível, conforme esperado. 
 
75 
 
 
Figura 73: água em ebulição em panelas de tamanho médio 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
A temperatura ao longo de toda a chapa se mostrou eficaz, atingindo um 
máximo de 270ºC no centro da chapa e 230ºC na área mais distante da chama 
(visto na figura 74). Este resultado confirmou a possibilidade de diferentes 
operações de cocção, onde o usuário pode optar no modo de utilizar as diferentes 
temperaturas ao longo da chapa, além de possibilidade de controle da 
chama/temperatura por meio do volume de lenha em queima na câmara de 
combustão. 
Figura 74: temperaturas atingidas ao longo da chapa
 
Fonte: Acervo pessoal 
76 
 
 
Na imagem a seguir, figura 75, observa-se a condição da chama em estado 
ideal de queima do combustível. Após poucos minutos a queima se torna feroz e 
comprova a eficácia das dimensões da chaminé curta e de todo o sistema. A 
circulação dos gases está aprimorada e fluente. Nota-se que não há vazamento dos 
gases nas seções e que a entrada de ar desempenha conforme esperado. Existe 
aspiração constante da chaminé curta, compensada pela dimensão da entrada de 
ar. 
Figura 75: entrada frontal e queima no interior da câmara 
 
Fonte: Acervo pessoal 
Para início da chama, o tamanho e espécie da lenha/combustível, mostrou 
ser relevante. Porém, após atingida a condição de queima ideal, o material inserido 
na chama era completamente consumido, independente da qualidade e sua 
condição de umidade. A figura 76 apresenta um momento do teste em que foi 
inserida uma quantidade exagerada de toras dentro da câmara, esperando um efeito 
de abafamento e produção de fumaça. O resultado se mostrou surpreendente, uma 
vez que a o ar continuou sendo aspirado através da grelha e inexistiu emissão de 
fumaça pela entrada de lenha, que iria para o ambiente. Entende-se que isso se 
deve a característica da grelha de ser maior e possuir amplos espaçamentos por 
77 
 
 
onde o ar pode atravessar e continuar sendo aspirado até a chaminé curta. O 
resultado comprovou a correção indicada na etapa de testes anterior, que sugere 
maiores espaçamentos na grelha e abertura da entrada de ar, conferindo maior 
volume de oxigênio aspirado. 
Figura 76: quantidade exagerada de lenha inserida na câmara 
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
Também foi observada a condição de queima completa, ou queima limpa. Na 
figura 77, o fogão está em pleno funcionamento com pouca ou nenhuma fumaça 
sendo expelida pela chaminé. A gaveta para cinzas, logo abaixo da grelha, 
desempenhou sua função conforme esperado, a retirada e limpeza é de fácil 
operação. 
78 
 
 
Figura 77: fogão em funcionamento não produzia fumaça
 
Fonte: Acervo pessoal 
 
De forma geral, os resultados obtidos com esta etapa de testes foram 
satisfatórios. Conclui-se que o sistema funcional projetado para o produto está em 
plenas condições de inserção no mercado, constituindo um fogão à lenha eficiente, 
coerente com sua proposta e estima-se um desempenho superior deste modelo em 
comparação a fogões encontrados no mercado. Ainda assim, nota-se ampla 
possibilidade de evolução, com aprimoramentos que podem ser sugeridos para que 
a empresa considere futuramente. Pode ser interessante a inclusão de ferramentas 
para acompanhar o fogão, como por exemplo, um tipo de bastão ou ferramenta para 
manipular e inserir a lenha na câmara de combustão. Apesar de não documentado 
nesta fase de testes, cabe mencionar que protótipo também foi testado em outro 
momento, dessa vez para cocção de alimentos, onde foi preparada uma receita 
típica, a qual teve aprovação de diferentes indivíduos. 
79 
 
 
12.3 Características estéticas e modelo em escala 
 O revestimento externo do fogão, composto por chapas em aço inox com 
acabamento escovado, confere o formato final e aspecto estético do produto. Pode 
ser visualizado na figura 78. Apesar de ser uma forma dedicada à acomodação de 
uma parte interna pré-estabelecida, foi possível a apropriação de elementos 
estéticos condizentes ao estilo e ambiente proposto para o produto: o Estilo 
Industrial, apresentado anteriormente e referenciado no painel de estilo. 
Figura 78: visão geral do formato estético do fogão 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
 Distinguem-se os traços geométricos, linhas retas e cantos vivos, em 
predominância no seu formato. Também é notável, pela primeira vez, a presença de 
uma área aberta na sua face frontal destinada ao armazenamento da lenha. O 
armazenamento será exposto, conferindo um apelo estético percebido como 
tendência no mercado e também oferecendo maior praticidade à operação do fogão, 
que considera uma manutenção constante da chama. Está representado na figura 
79: 
80 
 
 
Figura 79: armazenamento para lenha 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
 
 Para representação visual da camada externa/estética do fogão, optou-se 
pela produção de um modelo em escala 1:5. O modelo em escala, visto na figura 80, 
foi construído exclusivamente com intuito de demonstrar o formato final do produto, 
independente do material utilizado em sua construção.A escolha por esse método 
de representação se deve ao processo de produção final do produto ainda estar em 
desenvolvimento na empresa. Alguns acertos e adequação de equipamentos serão 
feitos para estabelecer um processo produtivo palpável. 
Figura 80: diferentes vistas do modelo em escala 
 
Fonte: Acervo pessoal 
81 
 
 
 Aponta-se também uma limitação por parte da empresa de produzir detalhes 
de acabamento e formatos complexos para seus produtos, sendo isto também uma 
diretriz circunstancial para elaboração estética do fogão. Esta questão foi 
determinada como requisito de projeto. Ainda assim, sugere-se para a empresa 
investimento em novas tecnologias e equipamentos, possibilitando novos processos 
de fabricação. Espera-se uma evolução do produto projetado ao longo do retorno 
proporcionado para a empresa. 
12.4 Materiais e fabricação 
 O fogão projetado será composto principalmente por chapas de aço 
inoxidável, tanto internamente, quanto externamente (superfície escovada). Também 
é utilizado aço carbono para a chapa superior e grelha e lã de rocha para o 
isolamento térmico. 
 A lã de rocha, que deverá constituir todo o revestimento (preenchimento) 
interno do fogão como isolante térmico, é um material fabricado a partir de rochas 
basálticas e outros minerais abundantes na natureza. Segundo a fabricante 
REFRATIL (s/d), o material é transformado em fibras por um processo de 
centrifugação e, adicionados a resinas especiais, proporcionam espessuras e 
propriedades controladas. Essas fibras caracterizam um material indicado para 
isolamento térmico, acústico e até mesmo para proteção contra fogo (é 
incombustível). Sua temperatura de fusão está acima de 1100ºC e a de operação 
recomendada vai até 750ºC. (REFRATIL, s/d). Aliado ao custo relativamente baixo e 
boa disponibilidade no mercado, a lã de rocha é aplicada neste projeto como 
material ideal para o isolamento térmico. 
 O aço inoxidável, comumente referido como “inox”, é uma liga metálica em 
maior parte de ferro e cromo. É conhecido principalmente por sua resistência a 
corrosão, mas dentre suas principais características está também a resistência a 
altas temperaturas. A presença de cromo na liga do aço inoxidável, além de ser a 
principal responsável pela resistência à corrosão, é também o motivo pelo qual a liga 
é resistente a altas temperaturas e oxidação (ATLAS STEELS AUSTRALIA, 2002). 
82 
 
 
 Uma liga inoxidável com pelo menos 18% de cromo, como na categoria dos 
“Austeníticos”, pode ser utilizado para temperaturas de até 870ºC, sendo este um 
valor além do necessário para operação do fogão a lenha, conforme verificado nas 
etapas de testes. Austeníticos são da família de inoxidáveis onde está presente na 
liga o níquel, conferindo também boas propriedades mecânicas e facilidade de 
soldagem (ARINOX, 2014). Este é, justamente, o tipo de inox já trabalhado na 
empresa. 
 Sendo assim, será utilizado para o fogão o aço inoxidável Austenítico “304”, 
com espessura de 1,2 mm. Esta sendo uma chapa de boa disponibilidade entre os 
fornecedores. A espessura da chapa foi selecionada com intuito de suportar a 
estrutura do fogão sem necessidade de outros materiais estruturais internos, 
possibilitando que ele seja construído inteiramente em chapas metálicas, com 
fixação por soldagem, processo o qual a empresa tem experiência. As dimensões de 
chapas disponibilizadas pelos fornecedores podem ser a de 100x200 cm ou 
100x300 cm (formatos padrão). Desta forma, o projeto sugere o aproveitamento de 
chapas para corte e dobra das principais faces do fogão, conforme figura 81. As 
faces frontal, superior e traseira do fogão totalizam um comprimento de 197 cm, com 
largura de 97 cm. Essas dimensões proporcionam máximo aproveitamento de uma 
chapa 100x200 cm, com pouca sobra ou com aproveitamento das “tiras” excedentes 
para dobras e estruturação das faces para solda. Dentre os processos previstos 
para a fabricação do fogão está o corte a laser e a dobra das chapas, oferecidos 
como serviço pela própria empresa fornecedora. Inicialmente, estas operações do 
processo de fabricação serão terceirizadas, até que a empresa possa investir em 
equipamentos próprios. 
 
83 
 
 
Figura 81: demarcações sugeridas para corte e dobra das chapas 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
 
 Uma segunda chapa de 100x200 cm pode ser inteiramente aproveitada para 
produção das laterais de dois fogões, dimensionadas em 97x50 cm cada 
(totalizando quatro peças). Uma terceira chapa de 100x300 cm pode ser aproveitada 
para os restantes cortes menores componentes do fogão. Esta configuração, 
tomada como base para os cortes ou dobras das chapas de tamanho padrão, 
proporciona a produção de dois fogões a cada três chapas (2x 100x200 cm + 1x 
100x300 cm). Os demais ajustes para produção, após consulta com o responsável 
pelo setor, ficam designados ao desenvolvimento interno da empresa. Por fim, para 
os demais materiais, como os da chapa superior e grelha de aço carbono, 
isolamento térmico em lã de rocha, deve ser feito um estudo entre o que é ofertado 
pelos fornecedores para definição do melhor sistema produtivo. 
12.5 Aspectos dimensionais e ergonômicos 
 As dimensões gerais do fogão (em centímetros) podem ser conferidas na 
figura 82, a seguir: 
 
84 
 
 
Figura 82: vista isométrica e principais dimensões em centímetros 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
 
 Identifica-se que a principal (ou mais crítica) dimensão do fogão desenvolvido 
neste projeto, em relação a sua usabilidade, é a altura. Sua profundidade – de 50 cm 
– é relativamente curta, possibilitando diferentes aplicações e adaptações ao 
ambiente. Sua largura – de 97 cm – não tem influência direta no modo de operação 
do fogão. Portanto, conferindo o indicado anteriormente, a face frontal caracteriza-se 
como a única face de operação do fogão, à exceção da face superior, 
majoritariamente destinada ao posicionamento das panelas (cocção) em qualquer 
tipo de fogão. 
 Existe uma dimensão variável no esquema apresentado na figura 82, trata-se 
da altura dos pés. Isso se deve a solução encontrada no projeto para atender as 
necessidades de diferentes usuários finais. O formado dos pés, constituídos de 
tubos circulares, possibilita fácil adequação durante o processo de produção para 
atender a necessidade específica do cliente (considerando que a altura mínima 
possível equivale a altura do fogão sem os pés). Cita-se como fundamento para esta 
ação Martins et al, (2001). apud Paschoareli (2009), que comenta: “o papel dos 
profissionais é, antes de tudo, ouvir o usuário, visando tornar o ambiente construído 
acessível ao maior número de indivíduos possível”. 
85 
 
 
 Ainda assim, o produto precisa adotar uma dimensão de altura padrão. Para 
tanto, devem ser consideradas diretrizes ergonômicas existentes para a devida área 
de aplicação. Podemos verificar, conforme estudo de dimensões recomendadas por 
PANERO e ZELNIK (2002), as dimensões mínimas recomendadas para o fogão em 
uma cozinha, sendo a altura adequada determinada pelo valor legendado de “O”, 
indicada na figura 83, que está entre 85 e 92 cm. 
Figura 83: dimensões sugeridas para fogão 
 
Fonte: Panero e Zelnik 
 
 Sendo assim, a empresa adotará como padrão a altura dos pés equivalente a 
85 cm do conjunto total (altura total do fogão). Em conclusão, toma-se a afirmação 
de NEUFERT (1998) que diz: “Obtemos uma ideia mais correta da escala de 
qualquer coisa quando vemos junto dela um homem, ou uma imagem que 
represente as suas dimensões” para apresentar, na figura 84, um referencial 
humano (com altura de 170 cm) em relação às dimensões do produto: 
 
86 
 
 
Figura 84: referencial humano 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
12.6 Sistema de aquecimento de água integrado 
O esquema básico de funcionamento do sistema de aquecimento de água 
pode ser visualizado na ilustração da figura 85. Para compreendê-lo,precisa-se 
tomar ciência de alguns princípios. Esses princípios são relativamente simples, como 
a relação de densidade entre a água fria e a água quente. Em situação ideal de 
instalação (indicada pelo projeto), com diferenciais de altura entre caixa d´agua, 
reservatório térmico e serpentina – no caso desse projeto, chamado de aparato de 
aquecimento, uma vez que não tem formato de serpentina - a circulação da água 
ocorre naturalmente. Isso ocorre porque ao longo do sistema, a água estará 
presente em diferentes temperaturas. Sabemos que, naturalmente, a água mais fria 
tem maior densidade que a água mais quente e estará sempre sendo deslocada 
para a parte mais baixa do sistema. Sendo assim, à medida que a água for aquecida 
dentro do aparato instalado no fogão, ela irá se deslocar naturalmente para o 
reservatório térmico (instalado em um nível acima do fogão). O que garante a 
correta circulação da água no sistema, evitando que a água quente se desloque até 
a caixa d´agua, é a presença de termossifões, conforme indicados na imagem. 
Desta forma, não há necessidade de instalação de uma motobomba de água 
(circulação forçada). 
87 
 
 
Figura 85: Esquema de instalação do aparato de aquecimento 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
 
Destaca-se a função do reservatório térmico, que pode armazenar e manter a 
água quente por dias. Este sistema pode estar interligado e funcionando em paralelo 
a um sistema de aquecimento solar, por exemplo, configurando uma situação ideal 
de fornecimento de água quente para a rede. O sistema completo e sua instalação 
fará parte da oferta de produtos e serviços da empresa. 
Figura 86: aparato de aquecimento no interior da câmara 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
88 
 
 
A figura 86 aponta a localização do aparato de aquecimento dentro do fogão, 
na câmara superior, abaixo da chapa superior. O nome “aparato de aquecimento” foi 
escolhido pelo mesmo não ter um formato convencional, o qual seria uma 
“serpentina”. O aparato é composto inteiramente por aço inoxidável, tem a forma de 
um tubo retangular com duas conexões (saída e entrada) para água em tubos 
redondos tamanho 3/4 ‘’. O sistema deve ser interligado a uma rede “termo 
hidráulica”, ou seja, com tubulação e conexões adequadas para água quente. É 
importante esclarecer que o formato retangular do aparato de aquecimento não é 
menos eficaz e em pouco difere de um formato de serpentina. Além da saída de 
água quente ocorrer por dentro da chaminé, salientando um aproveitamento/troca 
térmica considerável entre o sistema de aquecimento e o calor gerado pelo fogão. 
Também é considerada ideal a localização onde o aparato fica instalado dentro 
fogão, uma vez que aproveita o calor dos gases quentes na câmara superior e 
chaminé sem comprometer a eficiência da câmara de combustão, a qual é preferível 
isolada termicamente. O mesmo modelo e esquema de instalação vêm sendo 
praticado pela empresa há alguns anos, a qual possui vasta experiência no ramo. 
12.7 Visão geral e conclusões 
 Conclui-se o detalhamento da alternativa com uma visão geral (figura 87) e 
algumas considerações. O resultado obtido com a alternativa final foi satisfatório, 
destacando alguns pontos: 
 O resultado funcional: a queima eficiente do combustível e 
funcionamento do fogão, aplicando corretamente os princípios do 
Rocket Stove, reduzindo o desperdício e ainda proporcionando um 
reaproveitamento da energia com o sistema de aquecimento de água. 
 Baixa emissão de fumaça: a condição de queima completa, com 
pouca emissão dos gases em forma de “fumaça” na chaminé e quase 
anulação dos gases ou fumaça emitida para o ambiente em que o 
fogão se encontrar instalado, contando com a correta proporção de ar 
aspirado pela entrada de oxigênio frontal. 
89 
 
 
 A cocção de alimentos: perfeitamente adequado a sua função 
principal, o fogão projetado é capaz de preparar refeições como um 
bom fogão à lenha. Possui ainda a vantagem de poder ser instalado 
em uma cozinha convencional sem descartar a possibilidade de 
utilização durante o verão (contando com o isolamento térmico), pois 
não é destinado a radiar calor ao ambiente. 
 Resultado para a empresa: a entrega de um projeto cumprindo com a 
expectativa de um produto padronizado e nova composição de suas 
ofertas ao mercado, possibilitando ingresso em um novo nicho. 
 Adaptação: possibilidade de adequação ao projeto do cliente, como a 
configuração da altura, a possibilidade de embutir em móveis ou a de 
comercialização da parte interna funcional para acabamentos 
revestidos (alvenaria). 
 Além dos resultados positivos, indicam-se também alguns pontos para 
melhorias e futura evolução do produto. Esses pontos são encarados pelo autor 
como oportunidades de continuação do trabalho desenvolvido dentro/em parceria 
com a empresa, são listados a seguir: 
 Investimento em novas tecnologias e equipamentos que proporcionem 
novos processos, ampliando a capacidade e qualidade dos 
acabamentos ou características estéticas, bem como os custos de 
produção; 
 Evolução da alternativa, novos estudos em formas e configurações das 
áreas funcionais para composição de outros modelos; 
 Desenvolver e incluir um forno, na mesma alternativa ou em uma nova 
proposta/modelo; 
 Desenvolver um sistema para ajuste da entrada de ar, proporcionando 
ainda mais controle da queima do combustível ao usuário final. 
90 
 
 
 Incluir ferramentas auxiliares, como um bastão de manutenção da 
chama e inserção de lenha; 
 Desenvolver alternativas considerando a radiação de calor para o 
ambiente; 
 Novos estudos e testes para verificar a possibilidade de confecção em 
outros materiais e em diferentes superfícies de acabamento; 
Figura 87: versão final da alternativa (duas vistas) 
 
 
Fonte: desenvolvido pelo autor 
91 
 
 
13 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Com a conclusão deste processo projetual, espera-se que o resultado obtido 
tenha sido satisfatório para a empresa, que esperava uma nova solução de produto 
factível, componente de seu composto de soluções em sistemas de aquecimento; 
Para o acadêmico/projetista, o desenvolvimento do projeto foi pertinente para 
aplicação metodológica, verificando suas capacidades como projetista industrial e 
constituindo papel importante em seu portfólio profissional. 
As atribuições listadas nos objetivos geral e específicos, pertencentes às 
etapas de todo o processo de desenvolvimento, foram em sua maioria atingidas. 
Espera-se que o produto finalizado apresente total funcionalidade proposta no 
projeto, que o mesmo seja inserido no mercado e que continue em desenvolvimento 
junto a empresa. Por ser um primeiro contato com o setor produtivo, aconteceram 
alguns entraves e dificuldades, estes, porém, foram de grande importância para 
aprendizado e obtenção de experiência. 
 
92 
 
 
14 REFERÊNCIAS 
 
APROVECHO RESEARCH CENTER. Design Principles for Wood Burning Cook 
Stoves. Disponível em: http://www.rocketstove.org/images/stories/design-principles-
for-wood-burning-cook-stoves.pdf. Acesso em: set. 2016 
 
ATLAS STEELS AUSTRALIA, Technical handbook of Stainless Steels. 2013. 
Disponível em: 
http://www.atlassteels.com.au/documents/Atlas%20Technical%20Handbook%20rev
%20Aug%202013.pdf Acesso em fevereiro 2017 
 
COUTO, Carolina Meincke. Estimativa do poder calorífico de madeiras de 
acácia-negra e eucalipto do Município de Pelotas - RS. 2014. Disponível em: 
http://www.projetodomhelder.gov.br/site/images/PDHC/Artigos_e_Publicacoes/Ecofo
gao/Ecofogao_ComparacaoEficienciaEnergetica.pdf. Acesso em: 3 nov. 2016 
 
Chuveiros elétricos, Tabela de consumo de energia elétrica. Disponível em: 
http://www.inmetro.gov.br/consumidor/pbe/chuveiro.pdf Acesso em 4 nov. 2016 
 
LOBACH, Bernd. Design Industrial: bases para a configuração dos produtos 
industriais. Rio de Janeiro. Edgard Blucher. 2000 
 
MUNARI, Bruno. Das Coisas Nascem Coisas. SãoPaulo: Martins Fontes. 2008 
 
MANZINI, Ezio. O desenvolvimento de produtos sustentáveis. São Paulo: Editora 
da universidade de São Paulo. 2011 
 
NEUFERT, Ernst. A arte de projetar em arquitetura. Disponível em: 
https://estudanteuma.files.wordpress.com/2013/09/neufert-a-arte-de-projetar-em-
arquitetura.pdf . Acesso: março 2017 
 
Os tipos de aço inox, ARINOX. Disponível em: http://arinox.com.br/blog/os-tipos-de-
aco-inox/ Acesso em fevereiro 2017 
 
PANERO, Julius; ZELNIK, Martin. Dimensionamento humano para espaços 
internos. Disponível em: https://pt.slideshare.net/CamillaZurc/dimensionamento-
humano-para-espaos-internos. Acesso em: março 2017 
 
PASCHOARELLI, Luis Carlos. Design e Ergonomia: Aspecos tecnológicos. 
Disponível em: http://static.scielo.org/scielobooks/yjxnr/pdf/paschoarelli-
9788579830013.pdf Acesso em: março 2017 
 
93 
 
 
Slow Food, O movimento Slow Food, 2007. Disponível em: 
http://www.slowfoodbrasil.com/slowfood/o-movimento. Acesso em 4 nov. 2016. 
 
Stainless Steel, High Temperature Resistance. Disponível em: 
http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=1175 Acesso em fevereiro 2017 
 
REFRATIL, lã de rocha. Disponível em: http://www.refratil.com.br/produto/la-de-
rocha. Acesso: março 2017 
 
REGUEIRA, Tainah. Comparaçao entre a eficiência em modelos de fogão a 
lenha. 2010. Disponível em: 
http://www.projetodomhelder.gov.br/site/images/PDHC/Artigos_e_Publicacoes/Ecofo
gao/Ecofogao_ComparacaoEficienciaEnergetica.pdf . Acesso: novembro 2016 
 
94 
 
 
15 APÊNDICE A – DESENHOS TÉCNICOS 
Chapa superior
Chaminé
Aparato de aquecimento
Chapa frontal, superior e traseira
lateral 2
Lateral 1
Gaveta de cinzas
Chapa inferior
Porta de entrada
Camara de combustão
Camara superior
Armazenamento de lenha
Desenhista: Edson Gini de Almeida Júnior
Trabalho de Conclusão de Curso
Instituto Federal de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Metal 
Mecânica Curso Superior de Tecnologia em 
Design de Produto 
Desenho 01Escala 1:50
Cotas: milímetros Abril de 2017
Peça: Montagem fogão - vista explodida
Material: Aço inox
 4
02
 
 1
18
 
 120 
 1
20
 
 3
9 
34
7 
 3
01
 
 6
49
 
 1
83
 
 282 
Desenhista: Edson Gini de Almeida Júnior
Trabalho de Conclusão de Curso
Instituto Federal de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Metal 
Mecânica Curso Superior de Tecnologia em 
Design de Produto 
Desenho 02Escala 1:10
Cotas: milímetros Abril de 2017
Peça: Câmara de combustão
Material: Aço inox
 1
55
 
 3
08
 
 199 
 1
19
 
 119 
 579,50 
 779,50 
 6
0 
 5
0 
 310 
 166 
Desenhista: Edson Gini de Almeida Júnior
Trabalho de Conclusão de Curso
Instituto Federal de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Metal 
Mecânica Curso Superior de Tecnologia em 
Design de Produto 
Desenho 03Escala 1:10
Cotas: milímetros Abril de 2017
Peça: Câmara superior e saída para chaminé
Material: Aço inox
 118 
 3
9 
 
8 
 400 
Porta da entrada de lenha
Gaveta de cinzas
 140 
 1
40
 
 3
0 
 8 
 15 
 8 
 1
18
 
 18 
 6
4 
Desenhista: Edson Gini de Almeida Júnior
Trabalho de Conclusão de Curso
Instituto Federal de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Metal 
Mecânica Curso Superior de Tecnologia em 
Design de Produto 
Desenho 04Escala 1:10
Cotas: milímetros Abril de 2017
Peça: Gaveta de cinzas e Porta de lenha
Material: Aço inox
 495,07 
 7
38
 
 3
08
 
 3
49
 
 120 537 
 3
51
 
 3
60
 
 130 
 90 93 
 970,40 
 779,50 
 3
09
 
 779,50 
 9
2 
Desenhista: Edson Gini de Almeida Júnior
Trabalho de Conclusão de Curso
Instituto Federal de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Metal 
Mecânica Curso Superior de Tecnologia em 
Design de Produto 
Desenho 05Escala 1:20
Cotas: milímetros Abril de 2017
Peça: Chapa frontal, superior e traseira
Material: Aço inox
 493,07 
 7
38
 
 25 
Desenhista: Edson Gini de Almeida Júnior
Trabalho de Conclusão de Curso
Instituto Federal de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Metal 
Mecânica Curso Superior de Tecnologia em 
Design de Produto 
Desenho 06Escala 1:10
Cotas: milímetros Abril de 2017
Peça: Chapa bandeja lateral
Material: Aço inox
 538 
 3
08
 
 402 
 2
5 
 2
5 
Desenhista: Edson Gini de Almeida Júnior
Trabalho de Conclusão de Curso
Instituto Federal de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Metal 
Mecânica Curso Superior de Tecnologia em 
Design de Produto 
Desenho 07Escala 1:10
Cotas: milímetros Abril de 2017
Peça: Armazenamento de lenha
Material: Aço inox
 22 
 5
0 
 126,61 
 75 
 7
5 
 380 
 2
0 
 1
16
 
Desenhista: Edson Gini de Almeida Júnior
Trabalho de Conclusão de Curso
Instituto Federal de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Metal 
Mecânica Curso Superior de Tecnologia em 
Design de Produto 
Desenho 08Escala 1:5
Cotas: milímetros Abril de 2017
Peça: Aparato de aquecimento
Material: Aço inox
 970,40 
 4
93
 
 260 93 
 120 98 
 7
8 
 3
0 
 399 40 
 100 
Desenhista: Edson Gini de Almeida Júnior
Trabalho de Conclusão de Curso
Instituto Federal de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Metal 
Mecânica Curso Superior de Tecnologia em 
Design de Produto 
Desenho 09Escala 1:20
Cotas: milímetros Abril de 2017
Peça: Chapa inferior
Material: Aço inox
 8
59
 
 581 
 7
38
 
 168 
 7
00
 
 970 
 4
95
 
 140 
Desenhista: Edson Gini de Almeida Júnior
Trabalho de Conclusão de Curso
Instituto Federal de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Metal 
Mecânica Curso Superior de Tecnologia em 
Design de Produto 
Desenho 10Escala 1:20
Cotas: milímetros Abril de 2017
Peça: Visão Geral
Material: Aço inox