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UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA INDUSTRIAL PROJETO BAJA SAE RELATÓRIO Eduardo C. M. Loureiro, DSc. COMPETIÇÃO NACIONAL PIRACICABA SP 13 A 16/03/2014

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UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA INDUSTRIAL

PROJETO BAJA SAE

RELATÓRIO

Eduardo C. M. Loureiro, DSc.

COMPETIÇÃO NACIONAL

PIRACICABA –SP 13 A 16/03/2014

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Sumário

Apresentação ................................................................................................................................ 3

Objetivos ....................................................................................................................................... 3

A Equipe Corisco ............................................................................................................................ 3

Período pré-competição ............................................................................................................... 4

Do transporte até Piracicaba-SP ................................................................................................... 6

Do local do evento ........................................................................................................................ 6

Das provas ..................................................................................................................................... 8

Projeto ....................................................................................................................................... 8

Avaliação do relatório ........................................................................................................... 8

Apresentação do projeto ...................................................................................................... 8

Providências para melhoria no item Projeto ........................................................................ 9

Prova de segurança ................................................................................................................... 9

Providências para melhoria ................................................................................................. 10

Teste de Conforto .................................................................................................................... 11

Providências para melhoria ................................................................................................. 12

Teste de Aceleração ................................................................................................................ 12

Teste de Velocidade ................................................................................................................ 12

Providências para melhoria ................................................................................................. 12

S & T -Suspension & Traction .................................................................................................. 12

Providências para melhoria ................................................................................................. 14

Teste de Tração ....................................................................................................................... 14

MudBog 20 anos ..................................................................................................................... 15

Enduro ..................................................................................................................................... 15

Providências para melhoria ................................................................................................. 16

Considerações Finais ................................................................................................................... 16

Apêndice (mais imagens da competição) ................................................................................... 19

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Apresentação

Este documento relata a participação da Equipe Corisco BAJA SAE POLI-UPE no

concurso nacional BAJA SAE realizado de 13 a 16 de março de 2014 em Piracicaba-SP. Descreve

a experiência do professor coordenador da Equipe em sua primeira participação em

competição nacional, após a participação no concurso regional de novembro 2013.

Objetivos

Apresentar a todo o corpo acadêmico, docentes, alunos e funcionários da POLI-UPE o

que significa o projeto Baja: a importância das competições; os benefícios da participação; o

potencial de nossa Equipe; as dificuldades a serem vencidas e o planejamento para a

superação destas dificuldades.

Sensibilizar potenciais parceiros/patrocinadores a contribuir para a obtenção dos

meios para que estejamos mais bem preparados para as próximas competições.

A Equipe Corisco

Os alunos abaixo listados compuseram a Equipe Corisco (Ver figura 1) sob a

coordenação do professor Eduardo Loureiro. O professor convidado Valdézio Pininga

acompanhou a Equipe em toda a competição e colaborou com valiosos conselhos e

orientações.

Ayrton Santos de Lima Farias

Danilo Praxedes Moura de Amorim

Eduardo Felipe Pereira Gondim

Flávio Secco Fonseca

Guilherme Balbino Ribeiro Cabral

João Guilherme Bezerra Alves

Rodrigo Braga Andrade

Rodrigo Spencer Hartmann Calazans

Sylvio Paes Gonçalves dos Santos Neto

Wendhel Louis Simião Nunes Venâncio Figura 1. Equipe e o Corisco

Coyote (inteiro!) após o enduro.

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Os alunos da POLI Victor Hugo de Barros Cabral e Victor Macedo Bezerra participaram

do evento como comissários voluntários.

Período pré-competição

Em condições ideais, a montagem do carro deve ser feita com bastante antecedência

em relação à competição para que haja tempo disponível para a realização dos testes (em

pista apropriada) imprescindíveis para a detecção e correção de falhas. Desta forma, os dias

imediatamente antes do embarque para a competição seriam destinados a pequenos acertos,

realização do check-list dos itens de segurança e aperfeiçoamentos de acabamento.

Procedendo assim, grandes contratempos e preocupações durante a competição certamente

seriam evitados e melhores resultados seriam alcançados.

Por diversas razões, a preparação do nosso carro não aconteceu da forma desejada

acima:

Curto intervalo de tempo entre a competição regional (08 a 10 de novembro de 2013)

e a nacional (13 a 16 de março de 2014).

Atraso no fornecimento de peças usinadas por nosso patrocinador máster, a USIFAST,

sediada em São Paulo. O patrocínio consiste em oferta de substanciais descontos na

confecção das peças. O atraso ocorreu porque conseguimos este patrocínio muito em

cima da data da competição (o pagamento destes serviços foi patrocinado pela

Policonsult);

Atraso no pagamento das bolsas PDTE desde o mês de dezembro/2013 decorrente das

complicações de execuções orçamentárias que se repetem a cada fim de ano. A falta

do dinheiro proveniente das bolsas recebidas por quatro alunos componentes da

Equipe prejudica, e muito, o bom andamento da montagem. A aquisição de peças e

componentes pelos meios oficiais só pode ser feita com bastante antecedência. As

exigências burocráticas, dentre elas a necessidade de três cotações diferentes,

atrasam o procedimento de compra. Desta vez, o acabamento da carenagem, a

adesivagem e aquisição de pequenos insumos foram bancados pelos próprios alunos, à

guisa de adiantamento. Sim, porque todo o capital das bolsas é investido

voluntariamente no projeto;

O período carnavalesco coincidiu com o término do tempo de preparação. O

embarque do carro para a competição ocorreu na sexta-feira de cinzas.

Devido a todos estes contratempos o carro foi montado na véspera do embarque para

a competição. As Figuras 2 e 3 registram os esforços da Equipe na montagem do protótipo.

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Figura 2. Protótipo na véspera do embarque.

Figura 3. Protótipo momentos antes do embarque.

Por outro lado, pela primeira vez, a Equipe Corisco seguiu para a competição

com um bom número de peças sobressalentes que, embora não tenha sido um conjunto

de peças em sua totalidade novas, serviu para possibilitar eventuais trocas durante o

enduro. A Figura 4 mostra o estoque de peças antes do embarque.

Figura 4. Peças sobressalentes.

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Do transporte até Piracicaba-SP

A Escola Politécnica de Pernambuco patrocinou o transporte (ida e volta) dos

componentes da Equipe por via aérea até São Paulo e com a utilização de uma van até

Piracicaba, bem como a estadia em hotel durante todo o evento. O transporte do protótipo e

do material para a competição, novamente patrocinado pela POLI, foi feito em caminhão que

também transportou os carros e o material da UFPE.

Do local do evento

A vigésima competição nacional BAJA SAE aconteceu, como há vários anos anteriores,

nas instalações do ECPA – Esporte Clube Piracicabano de Automobilismo. O ECPA, localizado

na zona rural, no entorno de Piracicaba (distante cerca de 20 km do hotel em que a Equipe

hospedou-se), apresenta uma excelente infraestrutura para acomodar eventos desta natureza.

Ocupando uma área de vários hectares, conta com um pequeno autódromo onde são

realizadas competições de carros da categoria stock jr (ver Figura 5).

Figura 5. Autódromo localizado no ECPA.

O ECPA também dispõe de um excelente circuito para disputas de kart (Fig. 6). Como a

participação no concurso nacional BAJA SAE implica em muito controle da adrenalina, em um

momento paralelo à competição nacional, à noite, houve uma acirrada disputa entre os

componentes da Equipe Corisco, incluindo o professor orientador (Fig. 7).

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Figura 6. Vista noturna do kartódromo do ECPA. Os vultos dos karts mal flagrados no

instantâneo são os pilotados pelos membros da Equipe Corisco.

Figura 7. Pilotos após o disputado raid de kart.

O ECPA conta ainda com uma excelente área para ocupação dos boxes. A Figura 8

mostra o espaço em que a Equipe Corisco ficou alojada. Houve outra área, um pouco maior,

em um plano inferior destinada também a instalação de boxes. Estas instalações situavam-se

próximo ao restaurante e aos sanitários que, em função da grandiosidade do evento

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mostraram-se insuficientes no atendimento aos participantes. Houve longa fila de espera para

o atendimento na compra de refeições e lanches.

Figura 8. Área dos boxes (parte superior).

Das provas

Projeto

Avaliação do relatório

Neste item a Equipe Corisco obteve 105,75 pontos ficando na 17ª posição, entre 72

equipes inscritas, praticamente empatada com a equipe da Universidade de Santa Maria (16ª

com 105,83). A equipe melhor avaliada, Escola Politécnica da USP, obteve 132,75 pontos.

Apresentação do projeto

Neste item a Equipe Corisco obteve 74,1 pontos na média geral ficando na 31ª posição.

As notas por subsistema são mostradas na Tabela 1.

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Tabela 1. Pontuação da apresentação do projeto.

Subsistema Pontuação

Powertrain 88,7

Eletrônica 77,5

Freio 50,6

Design 77,9

Suspensão/Direção 69,2

Estrutural 80,6

Providências para melhoria no item Projeto

Agendamento de reuniões periódicas para a realização das apresentações de

cada subsistema, permitindo que a elaboração e defesa do Projeto sejam

trabalhadas todo o tempo e não apenas nas proximidades da ocorrência dos

eventos. No período pré-competição os problemas são tantos que o item

projeto é um pouco relegado a um segundo plano. O foco é a construção do

carro. A cobrança e acompanhamento deste item em reuniões periódicas ao

longo de todo o período contribuirão para uma efetiva melhora neste quesito.

Participação mais efetiva do corpo docente da Poli. Já estão sendo feitos

contatos, com resultados positivos, com professores de áreas específicas de

cada subsistema para acompanhamento e orientação dos alunos.

Realização de defesa(s) prévia(s) dos projetos dos diversos subsistemas

perante banca(s) avaliadora(s) composta(s) por docentes de Mecânica

Industrial, Controle e Automação e Eletrônica, que servirá para melhorar o

desempenho no item Projeto como um todo. A banca avaliará o texto do

projeto e apresentação/defesa, tecendo comentários e realizando

questionamentos que poderão vir a ser repetidos no próximo concurso.

Prova de segurança

Nesta etapa são avaliados todos os itens de segurança do veículo. Qualquer deficiência

em itens de segurança do protótipo gera um “recheck”. A equipe pode voltar ao boxe para

correção e será submetida a uma nova avaliação. Caso haja mais de três “rechecks” durante a

prova a equipe será penalizada com perda de pontos progressiva. Se a equipe não conseguir

solucionar os problemas apontados no tempo concedido, estará impedida de participar das

provas dinâmicas e, portanto, ficará fora do restante da competição.

Durante a prova os juízes questionaram 4 pontos, portanto, 4 rechecks:

1. Cebolinha do freio com fixação deficiente;

2. Chave “kill-switch” não adequadamente protegida em sua parte posterior;

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3. Arame de freio posicionado incorretamente;

4. Braço de direção encostando na bandeja superior da suspensão dianteira,

apenas quando em completo esterçamento da direção e com o carro

levantado.

Nesta situação a Equipe seria penalizada em quinze pontos. Felizmente, após consenso

da Equipe, foi levado à comissão julgadora que o posicionamento do arame de freio estava

correto, inclusive adotado por outras equipes que não foram penalizadas. A comissão reviu a

sua posição e a Equipe Corisco conseguiu reverter a punição evitando a perda dos quinze

pontos.

A Figura 9 mostra o protótipo aguardando para realizar a prova de motor, após o teste

de segurança.

Figura 9. Antes do teste de motor.

Providências para melhoria

A conclusão da montagem do carro com antecedência evitará problemas no teste de

segurança. É imprescindível que haja um intervalo de tempo razoável após a montagem e

antes do embarque para a competição, onde seriam realizados os testes e simuladas as provas.

A realização do check-list do teste de segurança ocorrendo previamente elimina, quase que

totalmente, a possibilidade de rechecks durante a competição. Portanto, esforços serão

envidados no intuito de concluir a montagem do carro bem antes do seu embarque.

O problema de interferência do sistema de direção e suspensão foi um erro de projeto,

reincidente, cuja solução será requisito indispensável para o embarque para a próxima

competição. Na competição, a solução foi adicionar batedores limitando o esterçamento.

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Teste de Conforto

Nesta prova o protótipo é avaliado por um juiz da SAE que pilota o veículo em teste de

rodagem em pista específica para avaliar: ergonomia; acessibilidade; esforços dos comandos;

ruídos e vibração e comportamento dinâmico. A Figura 10 exibe o Corisco Coyote durante a

realização da prova.

Neste quesito a Equipe Corisco obteve 16,5 pontos, ficando em 8ª colocação na prova

de conforto. A equipe vencedora, FEI Baja 2, recebeu 19,0 pontos.

Figura 10. Prova de conforto. Corisco Coyote pilotado pelo juiz da SAE.

Para apimentar a participação no torneio, o piloto de testes ficou muito empolgado

com o desempenho do carro e exagerou um pouco, como se pode ver na Figura 11, testando

ao extremo os nervos do cinegrafista, o professor coordenador da Equipe. O filme completo

encontra-se disponível em www.eduloureiro.com.br .

Figura 11. Susto no teste de conforto.

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Providências para melhoria

De forma geral, o desempenho na prova de conforto foi bom. Segundo observações do

juiz da prova, precisamos melhorar a relação da direção e o banco do carro para torná-lo ainda

mais confortável.

Teste de Aceleração

Nesta prova a Equipe Corisco conseguiu 45,82 pontos, alcançando a 14ª posição na

prova. A equipe que mais pontuou, FEI BAJA 1, ficou com 60 pontos.

Teste de Velocidade

Nesta prova a Equipe Corisco conseguiu 32,42 pontos, alcançando a 17ª posição na

prova. A equipe POLI AUDAX, ficou com 60 pontos, a máxima pontuação.

A pista onde foram realizados os testes de aceleração e velocidade ficou muito

distante do local de acesso público. Desta forma não foi possível registrá-las em fotografias.

Providências para melhoria

Está em estágio final de construção um dinamômetro hidráulico para medição de

torque e potência do motor/sistema de transmissão dos protótipos do Projeto Baja. A

construção do dinamômetro é objeto do Projeto de Final de Curso de dois alunos concluintes,

um em Mecânica Industrial e o outro em Automação e Controle. A utilização do dinamômetro

virá contribuir para substancial aumento na pontuação pois permitirá à Equipe a determinação

de relação de transmissão otimizada e melhor posicionamento da caixa de transmissão, além

do enriquecimento teórico na apresentação do Projeto.

S & T -Suspension & Traction

Nesta prova são testadas a manobrabilidade do carro e sua capacidade de ultrapassar

obstáculos. A pista é especialmente construída com a presença de valas, manilhas, troncos e

diversos empecilhos na trajetória dos protótipos que têm a suspensão extenuadamente

testada. São permitidas duas tentativas de volta para ultrapassar todos os obstáculos

construídos.

Na sua primeira volta o Corisco Coyote não resistiu ao primeiro obstáculo. O terminal

rotular que prende a bandeja superior ao montante da roda dianteira esquerda espanou a

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rosca e soltou-se. Por consequência, a roda também perdeu sua fixação causando a

imobilidade do carro e o empenamento da bandeja e do braço de direção.

O terminal rotular (Figura 12) tem um comprimento de rosca pré-determinado e é

adquirido no tamanho adequado à sua aplicação.

Figura 12. Terminal Rotular.

A Figura 13 mostra o copo com rosca interna que faz a fixação do terminal na bandeja

de suspensão (Figura 14).

Figura 13. Copo com rosca interna.

Figura 14. Fixação do terminal à bandeja.

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O terminal rotular que espanou a rosca e desfez a fixação que resultou na eliminação

da prova S & T havia sido serrado anteriormente diminuindo o comprimento de rosca L

mostrado na Figura 12. Por algum motivo, os filetes da extremidade foram danificados e, para

permitir a sua reutilização o mesmo foi serrado. Esta reutilização só deveria ser feita na fixação

da bandeja inferior que, em função dos ajustes de direção e suspensão, permitem uma boa

fixação mesmo com o comprimento reduzido da haste do terminal.

Acontece que na hora da montagem este detalhe não foi lembrado e o terminal

serrado foi instalado na bandeja superior. Uns poucos filetes foram alcançados pela rosca do

copo e não resistiram ao primeiro obstáculo, retirando a Equipe da prova S & T e das demais

provas restantes daquela tarde.

Na prova de S & T apenas 20 equipes conseguiram fechar o circuito e o carro Mangue

Baja 2, da UFPE, conseguiu a pontuação máxima, 60 pontos, por ter feito a volta completa em

menor tempo.

Nesta vigésima competição, em virtude do grande número de carros participantes, as

provas dinâmicas foram realizadas simultaneamente em uma “arena” de provas. Obedecendo

á ordem de chegada, foram formadas filas, com no máximo 10 participantes, para cada prova.

Concluída uma prova o carro voltava para uma área comum de entrada e era direcionado para

a prova seguinte em função da disponibilidade de lugares na fila de cada prova. A Equipe

Corisco realizou primeiro a provas de Aceleração, depois a de Velocidade e, ao voltar à área

comum só havia disponibilidade na prova de S & T, que por ser uma prova mais dura deveria

ser realizada por último, depois da de tração, por exemplo. Desta forma, após a quebra na

prova de S & T, a Equipe Corisco não participou das provas restantes da tarde: tração e

MudBog.

Providências para melhoria

O baixo orçamento induziu ao procedimento incorreto de ter em estoque peças

inadequadas à sua aplicação. Fato que não pode se repetir tendo em vista o grande prejuízo

que causa durante a competição. O ideal é que, no caso de peças críticas, haja a disposição de

pelo menos dois exemplares em ótimas condições de uso (e nenhum sem as devidas

condições!).

Teste de Tração

A capacidade de tração de cada carro é avaliada amarrando-se ao olhal de reboque

uma série de troncos de madeira que devem ser arrastados por uma certa distância. Na corda

que une os troncos ao olhal é colocada uma célula de carga para verificar a força aplicada de

tração.

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Conforme citado acima, em função da quebra a Equipe Corisco não pontuou nesta

prova. O carro da FATEC São Paulo obteve a pontuação máxima, 60 pontos, e 32 carros

conseguiram realizá-la. A Figura 15 mostra o teste em uma competição anterior com

procedimento semelhante à prova deste ano.

Figura 15. Teste de tração (competição anterior).

MudBog 20 anos

Para comemorar os 20 anos da competição SAE BAJA Nacional, foi acrescentada uma

prova surpresa que consistiu em passar através de uma “piscina” escavada na pista e cheia de

água/lama. Apenas 10 carros a realizaram obtendo 10 pontos adicionais para cada equipe.

Enduro

Esta prova de resistência é vencida pela equipe cujo protótipo conseguir dar mais

voltas em uma pista especialmente construída para quebrá-los.

A Equipe Corisco conseguiu marcar 212,77 pontos no enduro. O número de voltas

realizadas pelo carro não foi computado pelos membros da equipe e até o momento do

término deste relatório não foi divulgado pela SAE Nacional.

Aconteceram três incidentes que provocaram paradas no boxe da Equipe:

Problema no governador do acelerador devido ao grande volume de lama na

pista que atingia o compartimento do motor. O travamento do mesmo com o

motor em alta rotação provocou um capotamento para trás que, felizmente,

não comprometeu nenhum componente. Houve apenas um deslocamento da

lâmpada de freio (só havia uma disponível) que foi prontamente corrigido.

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Caso houvesse a quebra da lâmpada de freio, sem conserto, a Equipe estaria

fora da prova, por falta de peça de reposição;

Cabo de vela folgado provocando o funcionamento intermitente do motor.

Durante esta parada verificou-se também que a polia motora da CVT estava

travada em posição aberta;

Sujeira excessiva no filtro de ar também em função da grande quantidade de

lama na pista.

Cabe anotar que após 4 anos de competição o carro conseguiu terminar rodando a

prova de enduro.

Providências para melhoria

É necessário um melhor planejamento da estratégia e otimização dos procedimentos

de reparo adotados no enduro. As paradas para reabastecimento de combustível devem ser

fixadas antes da competição, e não realizadas em função de paradas por quebra. O

diagnóstico dos problemas deve ser feito com mais agilidade. A utilização do snorkel evitará a

sujeira no filtro de admissão de ar.

Considerações Finais

A capacidade de trabalhar em equipe, a disposição para enfrentar desafios, o

conhecimento teórico, a paixão por automobilismo, a habilidade manual, a visão de projeto,

garra e determinação são algumas das qualidades de um bom bajeiro. Tendo em vista as

dificuldades suplantadas nos dois concursos que o professor orientador vem acompanhando,

pode-se assegurar que estas qualidades estão presentes nos componentes da Equipe Corisco.

Está na hora desta Equipe ser recompensada pelo investimento de cada um em

pesquisa e trabalho. A recompensa será a classificação nos Top 10 no próximo nacional.

Estamos começando pela arrumação da casa. A Escola Politécnica está viabilizando a pintura

do piso e paredes da oficina. O próximo passo será a climatização de parte de sua área. A

organização começa pelo ambiente de trabalho.

A Tabela 2 mostra o desempenho em toda a competição exibindo, para cada prova, a

pontuação e a colocação da Equipe Corisco. Os números entre parênteses correspondem ao

número de carros que concluíram a prova onde a Equipe Corisco não pontuou.

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Tabela 2. Desempenho Geral.

Prova Pontuação Colocação

Elaboração do Projeto 105,75 17

Apresentação do Projeto 74,08 31

Conforto 16,50 8

Aceleração 45,82 14

Velocidade 32,42 17

S & T 0,00 (20)

Tração 0,00 (30)

MudBog 0,00 (10)

Enduro 212,77 19

Total 487,34 21

Caso não houvesse o problema da quebra na prova S & T, pelos motivos acima

tratados, certamente, a Equipe Corisco conseguiria se classificar entre as 20 melhores da

competição, pois pontuaria nas demais provas.

Os itens de pior performance devem ser trabalhados. O mau desempenho na

apresentação do projeto, o que mais destoou do restante, deve ser melhorado com a cobrança

e acompanhamento periódicos ao longo de todo o tempo de preparação e com maior

participação do corpo docente. Se as demais providências para melhoria aqui sugeridas forem

tomadas, a Equipe Corisco obterá um ganho adicional nos demais quesitos. O carro concluído

bem antes da competição será um carro mais competitivo, em todos os aspectos.

Novos desafios se apresentam: a construção de um novo carro para podermos

participar da próxima competição nacional; aquisições onerosas como novas CVTs, máquina de

solda, dentre outros.

Para enfrentar estes desafios a luta deve ser redobrada. Desde o retorno da Equipe

após a competição, já foram realizadas duas proveitosas reuniões para avaliação do

desempenho no concurso recente e preparação/planejamento para participação melhor nas

próximas competições. As figuras 16 e 17 retratam o momento das duas reuniões. A próxima

reunião, para apresentação inicial dos projetos de cada subsistema já está agendada para o

próximo dia 16 de abril.

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Figura 16. Primeira reunião para avaliação pós-competição (24/03/14).

Figura 17. Segunda reunião para planejamento e metas para este ano (31/03/14).

Cabe à Equipe Corisco agradecer o empenho da Direção da Escola Politécnica, que

mesmo tolhida pela exigência de cumprimento dos trâmites burocráticos, não hesita em

prontamente atender às demandas de transporte/hospedagem para os locais de competição e

na aquisição de materiais que podem ser recebidos em maior prazo.

Faz-se necessário agradecimento especial à PoliConsult, pelo patrocínio fornecido e

pela sempre pronta atenção em busca de atender às demandas do projeto Baja.

A Equipe Corisco agradece a todos que colaboraram até aqui na construção e

viabilização deste projeto que tanto contribui para dar uma enorme visibilidade à nossa Escola

Politécnica, além do inestimável ganho na formação técnica e pessoal daqueles que dele

participam.

Recife, 06 de abril de 2014.

Prof. Eduardo César de Miranda Loureiro, DSc.

Coordenador do Projeto BAJA SAE POLI - UPE

Ver mais imagens da competição no Apêndice a seguir.

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Apêndice (mais imagens da competição)

Corisco Coyote em teste.

Corisco Coyote em teste.

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Instalação no Box

Briefing: informações para as provas do dia seguinte.

Teste de freios.

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Apresentação do projeto.

Competição paralela: pega de kart.

Opção gastronômica: posta de filhote de Piraíba

às margens do Rio de Piracicaba.