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Dentre as diversas técnicas, instrumentos, estratégias e métodos de investigações científicas adotadas durante o desenho ou redesenho de novos artefatos industriais podemos exemplificar os métodos projetuais e de ER, os procedimentos de técnicas analíticas como parte do arcabouço metodológico adotado tanto pela área da Engenharia Industrial quanto do design industrial.

O primeiro dos estágios da ER o qual pode se denominar ER Clássica ou Tradicional teve sua origem desde o período da pré-industrialização, evoluindo durante a industrialização e, atualmente, na era pós-industrial, ainda se tem utilizado, embora com menor entusiasmo e fascinação que os recursos provenientes da informatização, mas que não deixa a desejar em termos de riqueza da obtenção de dados e informações destinadas à projetação de produtos. Caracterizam-se, essencialmente, pela aplicação do conjunto de técnicas analíticas tradicionais, manuais, mecânicas, físicas ou analógicas em torno de artefatos ou processos, conforme a Figura 78. Aliás, talvez seja esta característica que tem contribuído para algumas novas inserções ou redescobertas da relevância dessa estratégia. Consulte-se também Nascimento Silva, Menezes, Paschoarelli e Alencar (2012).

Figura 78: Análise, investigação e medição mecânica e manual.

Fonte: http://www.starrett.com.br/produtos/produtodetalhe.asp?prodnome=Paquimetros-tipo- Universal-Digitais-Serie-798&cat=1&linha=0&codprod=854

Mury e Fogliatto (2002) propõem uma metodologia de desenvolvimento ou de redesenho de produtos a partir de insumos da ER atrelada a ferramentas de mapeamento de melhorias de produtos e processos de fabricação como, por exemplo, o QFD - Quality Function Deployment ou Desdobramento da Função Qualidade (Akao, 1996), as cartas de processo (Krajewski & Ritzman, 1999) e o FMEA - Failure Modes and Effects Analysis - ou Análise de Modos e Efeitos de Falha

(Hoyland & Rausand, 1994), Mury e Fogliatto (2002), conforme a Figura 79. Os autores exemplificam a metodologia proposta com a aplicação do desenvolvimento de um produto “pincel para pintura” submetido ao mercado alemão.

Figura 79: Passos da metodologia proposta.

Fonte: Mury e Fogliatto (2002)

Complementarmente, os autores Mury e Fogliatto (2002) apresentam um Quadro 15, com cinco fases adaptadas de Ingle (1994), onde há a comparação entre as fases de desenvolvimento tradicional de produto e as fases da ER.

Quadro 15: Sequência de atividades comparativas entre o DP tradicional e a ER

Processo Tradicional Engenharia Reversa Necessidade

Ideia de um novo projeto Protótipo e teste Produto Produto Desmontagem Medição e testes Recuperação do projeto Protótipo e teste Produto ER

Fonte: Mury e Fogliatto (2002); Adaptado de Ingle (1994)

Como se pode verificar ainda com Mury e Fogliatto (2002), a ER dispõe de estratégias analíticas de produtos, de processos ou de materiais utilizando-se métodos clássicos e tradicionais como as análises de montagem, desmontagem, medições, tipologias de componentes, testes e ensaios, dentre outras, podendo haver a combinação de instrumentos facilitadores mais recentes advindos do Projeto Auxiliador por Computador (CAD), segundo Boulanger (1998); dos escâneres tridimensionais de acordo com Guerreiro (1999); Fischer & Park (1999); Lee & Woo (1998); das técnicas de prototipagem rápida, conforme Netto (1999); e, da análise de materiais sugerida por Dias (1998).

De acordo com Leodoro (2008), em citação de nota de rodapé, afirma que Dennett (1998) caracterizou a ER como uma metodologia de estudo por intermédio de manipulações como montar,

1. Coleta de Dados

2. Engenharia Reversa 3. QFD

4. Viabilidade Financeira

5. Prototipagem

6. Qualidade 7. Implementação

desmontar, fazer funcionar etc., além de ser uma “hermenêutica que assume o grau ótimo como hipótese default na interpretação dos artefatos”, Leodoro (2008, p.41).

O grau ótimo consiste em pressupor que, na análise estrutural de um dispositivo, a concepção e organização das partes têm como prerrogativa otimizar o funcionamento geral do artefato. A engenharia reversa exige uma postura intencional, ou seja, indagar o que o projetista do artefato tinha em mente. LEODORO (2008, p.41); Nota de Rodapé.

Segundo Nascimento Silva, Menezes, Paschoarelli e Alencar (2012) as seguintes análises podem fazer parte do rol de estratégias da ER Clássica ou Tradicional:

Aquelas análises que são realizadas diretamente com o artefato físico. Podem ser adotados instrumentos de medição como paquímetro, escalímetro, trena etc.; ferramentas para montagem e desmontagem; máquinas e equipamentos para realização de testes e ensaios além de instrumentos de registro e de observação como planilhas de desenhos, a máquina fotográfica analógica e a digital além da máquina filmadora. Questões relativas à caracterização do artefato, à configuração formal, à sincronia e à diacronia, ao funcionamento, à operacionalidade, ao desempenho e eficiência, à ergonomia, a riscos e segurança, à estrutura, ao número de componentes, aos materiais, processos de fabricação, moldes e matrizes, à qualidade e ao grau de similaridade, cópia ou plágio podem ser exploradas juntamente com os artefatos analisados. NASCIMENTO SILVA; MENEZES; PASCHOARELLI; ALENCAR (2012, p.07)

Segundo os próprios autores o ápice desse tipo de estratégia refere-se à possibilidade de estimular o processo e a capacidade criativa dos envolvidos para as inovações superficiais, mas principalmente àquelas divergentes e profundas por causa da grande quantidade e do nível da qualidade das informações absorvidas.

Leodoro (2008) estabelece uma contribuição ao ensino da Física no Ensino Médio quando levanta a questão de que o material didático do ensino da Física tem se distanciado da apresentação social contextualizada das inovações tecnológicas dando maior ênfase apenas aos aspectos técnicos e tecnológicos. Segundo o autor, a apreensão mais completa da inovação tecnológica enquanto ciência e conhecimento científico se dá com a apropriação de elementos históricos e culturais entre outros, uma vez que caracteriza a contextualização dos artefatos e da tecnologia a ser investigada.

Para fundamentar sua contribuição Leodoro (2008, p.43) se apoia no Triângulo de

Bronowski (1998), de acordo com a Figura 80, onde submete o objeto industrial a uma

“desconstrução física, estrutural ou conceitual”, por intermédio da ER, no centro de um triângulo cujos vértices – a Função, os Materiais e os Processos – servem de “campos de forças” para reconstituí-lo em “grau ótimo” durante o projeto do artefato.

Figura 80: Triângulo de Bronowski

Fonte: Leodoro (2008)

P – Processos ou ferramentas M - Materiais F – Função ou uso

Munari (2008) apresenta uma preocupação pertinente à formação dos designers industriais uma vez que estes devem investigar os produtos, objetos ou artefatos de diversas maneiras.

Pode ser útil ao projetista saber como se analisam os objetos de produção industrial, a fim de conhecer suas qualidades e defeitos sob todos os aspectos. [...] Se um designer quiser saber por que os objetos são como são, deve examiná-los sob todos os aspectos possíveis. Não apenas, portanto, sob o aspecto dos valores pessoais, mas também sob o aspecto dos valores objetivos – tais como a funcionalidade, a manuseabilidade, a cor, a forma, o material de que são feitos, e assim por diante -, verificando sempre se o resultado é bom ou mau, de acordo com um critério objetivo. Munari (2008, p.96-102)

Nascimento Silva e Alencar (2013) citaram Munari (2008) novamente completando:

Eis, pois uma lista de elementos a analisar. Nem todos eles servem para todos os objetos; em certos casos, a análise de apenas alguns elementos será suficiente, ao passo que em outros todos os elementos serão necessários: a) Nome do objeto; b) Autor; c) Produtos; d) Dimensões; e) Material; f) Peso; g) Técnicas; h) Custo; i) Embalagem; j) Função declarada; k) Funcionalidade; l) Ruído; m) Manutenção; n) Ergonomia; o) Acabamento; p) Manuseabilidade; q) Durabilidade; r) Toxicidade; s) Estética; t) Moda e styling; u) Valor social; v) Essencialidade; w) Antecedentes; x) Aceitação por parte do público. Munari (2008, p.96-102) apud NASCIMENTO SILVA e ALENCAR (2013, p.50-1).

Algo confirmado por Leodoro (2008) ao entender o artefato como um instrumento útil da educação científica “promovendo a decifração do sistema intencional de ações que marcam a produção de um objeto industrial. O seu conteúdo é histórico, técnico e científico”, Leodoro (2008, p.40).

Blanchfield (2002) organizou uma publicação onde apresenta, em forma enciclopédica, uma estrutura analítica de produtos e artefatos com grande riqueza visual e de informações10 seguindo desde os antecedentes, a história, os tipos de matérias-primas, os desenhos, o projeto, os processos de fabricação, o controle da qualidade, os resíduos dos produtos, os aspectos do futuro além de indicar onde se aprender mais sobre cada um deles. São dezenas de invenções – produtos e sistemas – analisadas que perpassam por eletrodomésticos, ferramentas, máquinas, equipamentos, instrumentos de medição, de lazer, de entretenimento, de trabalho e, assim, sucessivamente.

Nesse sentido, uma vez incorporada a disciplina da investigação dos artefatos industriais, algo que as economias asiáticas já demonstraram para o mundo como se faz, é que os engenheiros, projetistas de produtos e designers industriais devem possuir um olhar diferenciado dos usuários ou consumidores. Subsidiados pela sistematização da diversidade de técnicas analíticas provindas do conhecimento científico estes profissionais podem, então, dissecar os artefatos e as tecnologias de um modo peculiar e diferente das pessoas comuns cujas informações passariam despercebidas sob um viés menos científico ou investigativo. Por mais curiosos que possam ser esses indivíduos não foram treinados nem instruídos a fazer a aplicação das técnicas analíticas, muito menos, estabelecer

10 _{Uma versão similar virtual de enciclopédia sobre como tudo funciona pode ser encontrada no sítio da internet}

conexões complexas entre os dados coletados no intuito de provocar melhorias drásticas e aperfeiçoamentos nos artefatos, nos processos ou nos sistemas.

Os métodos projetuais e de desenvolvimento de produtos, independente da sua autoria ou ênfase, possuem espaços explícitos ou implicitamente adequados para a exploração das técnicas analíticas. Normalmente, ocorrem durante os estágios iniciais da projetação, uma vez que o recurso da quantidade e da qualidade das informações coletadas auxilia o processo criativo e de geração de alternativas à solução projetual. Portanto, todas as questões analíticas mencionadas por Munari (2008), Leodoro (2008) e Nascimento Silva, Menezes, Paschoarelli e Alencar (2012) apontam “pistas” valiosas para o redesenho dos artefatos ou dos processos.

Talvez esse seja o ponto de convergência entre os métodos da ER, tão conhecidos das engenharias e os métodos projetuais adotados pelos designers industriais. Por exemplo, Souza et al (2007) utilizaram-se da ER como uma ferramenta analítica voltada para a sustentabilidade de produtos ao estudarem os diversos materiais presentes em utensílios domésticos como, por exemplo, o caso do ferro de passar roupas. Nesse estudo, foram investigados ferros de passar roupas, mas priorizou-se apenas uma avaliação das propriedades dos materiais, dos seus benefícios, das suas desvantagens no âmbito ecológico e de redução de componentes.

A decifração do artefato ocorre mediante uma adaptação da prática da engenharia reversa como atividade didática da educação científica, ou seja, por meio da desconstrução conceitual e material de um artefato elabora-se uma reconstrução do processo de design e se vivencia a apropriação de princípios científicos na elaboração de uma solução tecnológica. LEODORO (2008, p.41)

Portanto, conforme Pereira (2007) pode-se inferir que a ER tem forte aplicabilidade industrial e fabril, de onde se pode supor que também parece ter se originado.

A aplicação da Engenharia Reversa em um processo consiste em se produzir novas peças, produtos ou ferramentas a partir de modelos ou componentes existentes. Sua principal aplicação está relacionada à atividade industrial. A busca pelo aumento da competitividade gera a necessidade cada vez maior de se reduzir tempos e custos, sem comprometer a qualidade do produto. Neste contexto, a Engenharia Reversa entra como uma das tecnologias que possibilitam tornar os sistemas produtivos mais ágeis e flexíveis. PEREIRA (2007, p.23).

Luz e Santos (2007) esclarecem ainda que a ER não necessita entrar em conflito com a engenharia tradicional de projetos uma vez que aquela se configura como a própria engenharia direta de modo mais refinada, se apresentando detrás para frente.

Duas aplicações destacam-se no meio produtivo: a duplicação de moldes existentes e a criação de novos produtos. Mas, além da área industrial, outras áreas bem distintas como a arte, a educação e a medicina buscam na Engenharia Reversa soluções para antigos problemas. PEREIRA (2007, p.23).

Assim, a polêmica maior em torno da ER diz respeito mesmo a questões de espionagem industrial e de pirataria. No entanto, tais desdobramentos se configuram como práticas ilegais e antiéticas, principalmente, quando envolvem patentes e concessões adquiridas por detentores

originais e da cópia fiel de modelos e processos patenteados. Portanto, do ponto de vista do conhecimento científico, fazer ER parece não se configurar crime já que as inovações e avanços tecnológicos e científicos podem surgir de maneira inédita ou a partir de estágios do conhecimento humano já conhecido, obviamente, melhorados, aprimorados ou aperfeiçoados, provocando “saltos” ao conhecimento científico.

Segundo Souza (2007), o objetivo maior de adoção das técnicas envolvendo ER, parece se justificar pelo fato de agilizar o processo de desenvolvimento do produto e de reduzir o nível de riscos, de custos e investimentos neste desenvolvimento uma vez que o processo de ER se inicia a partir de um produto de referência já existente. Um produto que já fora fabricado, comercializado e consumido por grupo de usuários e consumidores, certamente, já possui parâmetros de valor atribuído aos requisitos projetuais.

O tema Engenharia Reversa (ER) leva a uma dedução prévia de tratar-se do processo de elaboração de produtos em um caminho oposto ao normalmente utilizado, onde parte-se de um produto pronto para através deles, obter um desenvolvimento e as especificações do projeto. De uma forma genérica pode-se entender desta forma, visto que a diferença básica adicionada ao processo é a obtenção ou utilização de protótipos (neste caso pode-se considerar o produto de referência como sendo um dos protótipos) na fase inicial do processo, reduzindo custos e o ciclo de lançamento de produtos novos. SOUZA (2007, p.36).

Portanto, a ER pode atuar tanto na melhoria do artefato industrial bem como no aperfeiçoamento do processo de fabricação e montagem ou desmontagem do artefato mais conhecidas pelas técnicas de Projeto para Manufatura e Montagem – DFMA – Projeto para a Desmontagem – DFD.

Conforme visto, anteriormente, a ER, em sua trajetória histórica e cronológica, sofreu mudanças, como qualquer área do conhecimento humano e científico. Essa mudança, segundo Nascimento Silva, Menezes, Paschoarelli e Alencar (2012, p.07) desencadeou a outra abordagem da ER que se “deu com o advento da eletrônica, da microeletrônica, da cibernética, da informática e a da computação gráfica”. A ER High Tech ou de Tecnologia de Ponta, recebeu aportes provenientes desses avanços da nova tecnologia configurados em equipamentos, máquinas e aplicativos da informática e da computação, vide exemplo da Figura 81. Dentre essas contribuições pode-se citar “o próprio computador, o escâner 3d, a impressora 3d, as máquinas e equipamentos de CAD, CAE e CAM, a realidade virtual e as tecnologias aditivas e subtrativas de prototipagem rápida”, (Idem).

Nesse contexto, fazer ER exige ainda investimentos e recursos elevados, algo distante às micro e pequenas empresas, instituições e demais profissionais autônomos. O maior destaque dessa abordagem se relaciona à agilização e versatilidade de processos. NASCIMENTO SILVA, MENEZES, PASCHOARELLI e ALENCAR (2012, p.07)

As aplicações de técnicas de ER, métodos de gestão, automação e de modelagem digital, segundo Lara (2009), foram desenvolvidas, principalmente, nas áreas do design industrial, das engenharias naval e aeroespacial além da indústria automobilística.

Figura 81: Análise e medição por escaneamento 3D.

Fonte: http://www.creaform3d.com/pt/solucoes-em-metrologia/scanners-opticos-cmm-metrascan-3d

O processo de ER requer a extração de informação sobre uma instância de uma parte ou componente de um produto ou sistema suficiente para replicar a parte ou componente empregando técnicas adequadas de fabricação. O objeto é cuidadosamente medido segundo métodos de mensuração adequados às suas características, entre as quais se destaca seu tamanho; e os requerimentos de tolerância e os dados são usados para a elaboração do desenho técnico ou para alimentar aplicativos CAD, em 2D ou 3D. Pequenas dimensões podem ser medidas por convencionais paquímetros, grandes estruturas podem ser melhor mensuradas com teodolitos a laser. Opcionalmente, equipamentos de 3D laser scanner podem ser empregados para capturar a geometria de um componente ou objeto de forma completa e com grande precisão, alimentando diretamente um programa CAM ou formando um modelo de sólido em aplicações CAD. DIAS (1997, p.3).

Silva et al (2006) ao citarem Sokovic (2005) asseguram que há duas metodologias de desenvolvimento de produtos que são a convencional e a não convencional, relacionando, assim a ER com o método não convencional de desenvolvimento de produtos:

No método convencional o início se dá pela modelagem geométrica utilizando um sistema CAD, e na seqüência o arquivo gerado pelo sistema CAD é importado por um sistema CAE e/ou CAM. O desenvolvimento convencional não é aplicável quando o objetivo é redesenvolver ou simular e otimizar partes/moldes/ferramentas já existentes sem a informação em CAD. Neste caso é necessário aplicar o método não convencional, cujas técnicas permitem capturar a geometria da peça ou protótipo, e gerar um modelo que será usado em sistemas CAE e CAM. Este processo é chamado de Engenharia Reversa. SILVA et al (2006, p.3).

Para esta finalidade se adotam escâneres tridimensionais que fazem uma varredura de pontos em produtos de referência nos eixos x, y, e z. A nuvem de pontos é transferida para aplicativo computacional CAD/CAE/CAM onde pode ser alterada posteriormente. Como assegura Silva et al (2006), ao se utilizar o processo de digitalização tridimensional pode obter-se grande precisão formal e detalhes superficiais, de texturização e da geometria dos objetos além da realização de análises superficiais, da tomada de medidas de tolerâncias, de desgastes, da identificação do centro de gravidade, da construção de moldes entre outras.

De acordo com Mury (2000) o crédito do primeiro exemplo do uso de arquivamento de imagem 3D por intermédio de um escâner, que se conhece, é atribuído à Marinha Norte-Americana, quando, se valeu da ER para controle de suas peças e componentes além de “reduzir sua dependência por informações oriundas de fabricantes e fornecedores”, Mury (2000, p.11).

Desde então a tecnologia voltada à digitalização e à ER tem se desenvolvido proporcionando uma gama de programas apropriados para simular as técnicas e estratégias, muitas delas, anteriormente ocorridas pelo método clássico e tradicional.

Ferneda (1999) ao mencionar Broacha e Young (1995), já apontava algumas dessas possibilidades ao citar os fabricantes com seus respectivos aplicativos: o Scanpak3 da empresa

Mitutoyo; o Traceout, o Retroscan, o Renscan 200 e o Renscan 350 e o Cyclone da Renishaw; o Chorus, o Digiscan e o PC-DMIS da Brown-Sharpe; o Surveyour e o Surveyour 1200 da Laser Design. O mesmo autor apresentou em uma tabela os dados comparativos entre os vários programas

específicos da ER para aquela época. Similarmente, nesse mesmo estudo, Ferneda (1999) ainda apresentou o estado da arte dos equipamentos de ER contendo as principais características das tecnologias de digitalização por máquinas de medir três coordenadas (MM3C ou CMM de Coordinate

Measuring Machine), da digitalização por laser e através da tomografia computadorizada.

Por sua vez, Barbosa (2009) esclarece que com a digitalização 3D, a ER pode ocorrer diretamente no objeto físico existente ou a partir da digitalização de modelos e protótipos físicos em fase de desenvolvimentos, conforme a Figura 82.

Figura 82: Técnicas de ER para a obtenção de geometrias 3D.

Fonte: Barbosa (2009)

Desse modo, a ER embora esteja inserida no meio fabril e industrial, nos últimos tempos, tem recebido aplicações em várias áreas do conhecimento humano incluindo na prestação de alguns serviços essenciais como é o caso das artes, da saúde e da educação conforme Pereira (2007).

A combinação de tecnologias como CAE e prototipagem rápida é a principal responsável por este intercâmbio de áreas. Por exemplo, o estudo de elementos finitos em modelos digitalizados permite a análise de implantes dentários e próteses. No planejamento cirúrgico, a Engenharia Reversa possibilita a captura de geométricas do corpo humano através da tomografia computadorizada e sua forma pode ser restabelecida através da prototipagem rápida. PEREIRA (2007, p.23-4).

Obviamente, na atualidade, existe outro estado da arte com programas e equipamentos mais modernos, potentes e versáteis devido aos avanços tecnológicos sofridos, se comparada a épocas anteriores.

Nesse sentido, com o advento da informática com suas linguagens computacionais assistindo o desenvolvimento do projeto, representaram um ganho considerável para a administração do risco, do ponto de vista projetual. Novas tecnologias, como CAD (Computer Aided Design), ferramentas de trocas rápidas e a Prototipagem Rápida estão reduzindo o tempo de desenvolvimento e lançamento de novos produtos. [...] A realidade da modelagem virtual paramétrica inserida na atividade projetiva, ainda está muito distante daquela vivenciada pedagogicamente na maioria dos cursos de Desenho Industrial no Brasil, predomina-se ainda, o uso de recursos convencionais de desenho, contrapondo-se aos benefícios incontestáveis da computação gráfica juntamente com a manufatura assistida CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing). Alencar et al (2010, p.72-3).

Estas e outras questões pertinentes à ER ou referindo-se a possibilidade de adoção das novas tecnologias, da prototipagem rápida, da digitalização 3D, da realidade virtual e aumentada ou