Projeto Informacional de uma Descascadora de Nozes
Igor Fernando Basso
1. Resumo
A noz um fruto seco que apresenta uma casca rgida e geralmente uma nica
semente. Elas so tima fonte de alimentao, pois, tem alto teor nutritivo. A tendncia
que em alguns anos a ingesto de frutos secos venha pouco a pouco substituindo a
ingesto de carne animal. As nozes tem um custo de venda bem atrativo para os
produtores, ainda maior quando se trata de nozes j descascadas. No existem mquinas
para descascar as nozes, apenas mquinas manuais esto a vendas e existem poucas
mquinas automatizadas, quase sempre desenvolvidas para determinada indstria. O
objetivo principal deste artigo apresentar o projeto informacional de uma mquina
descascadora de nozes. Para isto ser realizado uma pesquisa bibliogrfica em livros,
artigos cientficos e internet buscando avaliar solues j desenvolvidas e novos
mtodos para o desenvolvimento da mquina, alm de uma pequena pesquisa
exploratria com produtores de nozes. Estes dados foram analisados segundo as
ferramentas de metodologia de projeto produto, tais como diagrama de Mudge e
diagrama QFD (quality function deployment). Como necessidades de clientes destacam-
se: quebrar e separar a casca da noz, de modo que as sementes de nozes saiam prprias
para o consumo, sem trincas e quebras e sem resqucios de casca, alm de necessitar de
poucos operadores. Ento os requisitos de projeto e especificaes metas so o
rendimento de mais de 90% de nozes inteiras, mais de 90% das cascas separadas, a
mquina ainda ter que descascar mais de 500kg de nozes por hora e ter tal automao
de modo que necessite de apenas uma pessoa para oper-la.
Palavras-chave: descascadora de nozes, metodologia de produto, projeto
informacional.
2. Introduo
A noz um fruto seco que apresenta uma casca rgida e geralmente uma nica
semente. Elas so uma tima fonte de alimentao, pois, tem alto teor nutritivo.
Diversos estudos indicam que a ingesto regular de nozes pode diminuir o risco de mal
de Alzheimer, evitar doenas do corao e diminuir o mau colesterol. Alm disso, um
excelente antioxidante, porque, possui compostos como fitoesteris, selnio e
tocoferis. Por isso a seu consumo deve ser estimulado. [1] [4]
A noz extrada da nogueira, uma rvore de grande porte, podendo atingir 40
metros de altura e 40 metros de circunferncia de copa. Uma nogueira pode superar os
200 anos de longevidade e no Brasil, produz entre 22 e 44 kg de nozes por safra. O
clima ideal para produo de noz o temperado e subtropical, produzindo bem em
regies frias e em solos profundos e com boa drenagem. [3] [4]
A tendncia que em alguns anos a ingesto de frutos secos venha pouco a pouco
substituindo a ingesto de carne animal. Um dos motivos o alto custo da carne, a
dificuldade de manejo e a grande extenso territorial que se necessita para criar gado.
As nozes tem um custo de venda bem atrativo para os produtores, ainda maior
quando se trata de nozes j descascadas. No varejo (aos consumidores) o preo pode
chegar perto dos 44 reais e quando descascada alcana valores de at 125 reais. Porm,
para o produtor valor bem menor chegando a 6 reais o quilograma, enquanto que
descascada pode alcanar uma mdia de 25 reais. [5]
Atualmente muito difcil descascar as nozes, so poucas as cooperativas ou
indstrias especializadas neste comercio. No existem mquinas para este fim, apenas
mquinas manuais esto a vendas e poucas mquinas automatizadas. E aqui ser
proposto um conceito de uma mquina descascadora de nozes.
O objetivo principal deste artigo apresentar o projeto informacional de uma
mquina descascadora de nozes. E como objetivos especficos: avaliar as necessidades
de clientes, obter os requisitos de projeto e extrair as especificaes metas.
A seguir ser apresentada uma breve reviso sobre desenvolvimento de produto e o
conceito de projeto informacional na seo de reviso bibliogrfica. Posteriormente
sero exibidos os mtodos utilizados para a construo do artigo, seguido da
apresentao e um breve comentrio dos resultados. E por fim, ser apresentado uma
discusso dos resultados e alguns comentrios finais.
3. Reviso Bibliogrfica
3.1. Desenvolvimento de Produtos
A metodologia de projeto de produto consiste em uma srie de etapas, tarefas e
atividades que so realizadas, para, a partir das necessidades do mercado ou do dia a
dia, e restries tecnolgicas, chegar s especificaes tcnicas de um produto e seus
processos. dividido em trs grandes reas o planejamento, projetao e
implementao (fig. 01). [7] [8] [9]
A etapa de pr-desenvolvimento ou planejamento segmentada em planejamento
estratgico, planejamento de produto e planejamento de projeto. Basicamente, esta
macro fase se destina a entender o mercado e avaliar de que maneira o produto desejado
poderia adentra-lo, alm de planejar todas as futuras etapas do projeto e estipular metas
temporais e financeiras. [6] [7] [8]
Figura 01: Etapas de desenvolvimento de projeto de produto. Fonte: [7].
A etapa de projetao segmentada em: projeto informacional, projeto conceitual e
projeto detalhado. Nesta grande etapa so coletados os dados de necessidades de
clientes, criados metas para o produto, gerados solues e posteriormente dimensionado
detalhadamente, e ao fim desta fase se tem as especificaes tcnicas para a fabricao
do produto. [7] [8] [9]
E pode-se considerar ainda o ps-desenvolvimento que consiste na preparao da
fabricao, no lanamento e validao do produto. a fase de venda propriamente dita,
at a chegada desta faze todo o projeto esteve em desenvolvimento, empresa s teve
gastos, e a partir desta fase comear a ter receitas e desejavelmente lucro. [9]
3.2. Projeto Informacional
O objetivo deste artigo realizar o apenas a etapa de projeto informacional de uma
mquina de descascar nozes, logo, durante a reviso bibliogrfica ser dado uma nfase
maior para o projeto informacional.
Vrios autores diferentes descrevem a mesma etapa (projeto informacional) de
maneiras diferentes, para Pahl e Beitz (1996) a definio da tarefa o perodo
disponvel para se estudar o problema e elaborar os requisitos. Para Asimov (1962) no
estudo de viabilidade so definidas as solues para o problema. J Fonseca (2000)
salienta que devesse buscar as necessidades dos usurios a fim de avaliar o problema.
Logo, pode-se definir projeto informacional como a etapa do projeto onde se delimita o
problema e definir as condies de contorno do projeto, ou seja, as especificaes que
ele dever atender.
Percebe-se a importncia do projeto informacional para o sucesso do projeto, pois
nesta fase onde se delimita o problema e se define as metas que o produto dever
suprir, de acordo com os anseios e necessidades dos clientes. Partindo do resultado do
planejamento anterior e outras fontes, se gera as especificaes do projeto, que servir
de guia para as solues propostas nas etapas seguintes. [9] [7]
O projeto informacional possui vrias tarefas, esquematicamente mostrado na figura
abaixo (02), dentre elas as mais importantes so: identificar as necessidades e os
requisitos de clientes, definir os requisitos de produto, definir especificaes meta e
monitorar a viabilidade econmica. [7]
Figura 02: Tarefas do projeto informacional. Fonte: [7].
4. Metodologia
O tipo de pesquisa realizada neste artigo foi essencialmente uma pesquisa
bibliogrfica. Este tipo de pesquisa vantajoso, pois, permite uma pesquisa mais
abrangente, alm de poder englobar uma pequena pesquisa exploratria. [13]
Esta pesquisa teve como fonte livros, artigos cientficos e internet (vdeos, artigos,
imagens) buscando avaliar solues j desenvolvidas e novos mtodos para o
desenvolvimento da mquina. Tambm foi realizado uma entrevista com alguns
produtores de noz do municpio de Alegrete-RS.
Estes dados foram analisados segundo as ferramentas de metodologia de projeto
produto, com nfase na etapa de projeto informacional. As ferramentas mais utilizadas
foram o diagrama de Mudge e diagrama da casa de qualidade ou matriz QFD (quality
function deployment). O diagrama de Mudge foi utilizado para avaliar importncia
relativa entre os requisitos de clientes. E a matriz QFD usada para inter-relacionar os
requisitos de clientes com requisitos de produtos, fazendo a avaliao das mquinas
existentes no mercado e verificando qual o requisito de maior importncia no projeto.
Partindo-se da analise dos dados e dos resultados ser possvel responder as
seguintes questes extradas dos objetivos deste artigo.
Quais so as funcionalidades que o cliente espera para a mquina
descascadora de nozes?
Quais so os requisitos que a descascadora de nozes dever atender?
Quais so as especificaes metas da descascadora de nozes?
O desenvolvimento da mquina descascadora de nozes vivel?
Estas perguntas sero respondidas na seo a seguir, resultados, e sero discutidas
nas consideraes finais.
5. Resultados
Como Resultados se tm o projeto informacional. Os dados a seguir foram
apresentados de maneira simplista e sucinta. Abaixo so mostrados dados e uma breve
anlise referentes ao escopo do produto, o ciclo de vida da mquina, as necessidades e
requisitos de clientes, requisitos de produto e por fim as especificaes meta. Na
concluso os resultados sero analisados e comentados com mais minucias.
5.1. Escopo do Produto
A mquina a ser desenvolvida uma descascadora de nozes. Esta mquina deve ter
como entrada o fruto noz in natura (entenda-se produto bruto recm-apanhado da
rvore), porm livre de impurezas tais como folhas, galhos, pedras. E na sada, a
mquina deve fornecer a semente da noz (parcela comestvel) livre de cascas e rebarbas.
A mquina dever prover as sementes o mais inteiras possvel, sem quebras e trincas,
como mostradas na figura abaixo (fig. 03). A descascadora ainda dever fornecer a
casca da noz, que poder ser comercializado como subproduto do sistema.
Figura 03: Imagem ilustrativa de como dever ser sada da mquina.
A mquina descascadora de nozes deve possuir um sistema que permita descascar
nozes de variadas espcies e tamanhos, visando suprir as necessidades da maior parte
dos clientes. Ainda deve fazer a separao das sementes e cascas automaticamente.
A descascadora de noz deve ser totalmente automatizada, podendo ser controlada
remotamente por um computador via Internet ou por uma interface grfica diretamente
na mquina.
Ela deve ter capacidade de armazenar boa quantidade de nozes, tanto bruta como j
descascada, dando grande autonomia a ele. Alm de descascar rapidamente e ter grande
rendimento de sementes inteiras.
5.2. Ciclo de vida da descascadora de noz
O ciclo de vida tem inicio juntamente com o planejamento da mquina, passando
por todo o desenvolvimento da mquina. Aps o desenvolvimento se vem fase de
testes e caso aprovada passa para a fabricao montagem e venda.
Porm o ciclo de vida da mquina de descascar nozes muito mais longo, a ideia
que a mquina funcione praticamente com vida infinita, desde que, se siga a risca o
plano de manuteno.
A figura (fig. 04) abaixo mostra um esquema de ciclo de vida da mquina de
descascar noz. Nota-se que as etapas de planejamento e projeto ocorrem em um curto
perodo de tempo, se comparado a toda a vida da mquina, e acontece somente no inicio
da vida, o que no impede um desenvolvimento continuo da descascadora.
Figura 04: esquema do ciclo de vida da descascadora.
5.3. Necessidades e Requisitos de Clientes
Para fazer o levantamento das necessidades de clientes se utilizou um questionrio,
baseado no trabalho de Carvalho (2006), a produtores de nozes. [2]
Tabela 01: Questionrio aplicado a produtores de nozes.
Item Resposta
Quem so os clientes principais,
diretamente afetados pela descascadora?
Produtores de nozes, cooperativas,
empresrios atravessadores do setor
alimentcio, agricultores.
Quais so os clientes secundrios? Pblico em geral que consome noz.
O que os clientes gostariam de
conseguir com o produto?
Descascar nozes com rapidez, grande
rendimento, perfeio das nozes
descascadas, baixo custo, pouca
manuteno, fcil utilizao, poucos
operadores (ideal 1, podendo no estar
presente no ambiente), durabilidade.
Quais so os compradores? Quem
compra?
Agricultores, empresrios do setor de
alimentao, cooperativas.
Como pode ser mais atrativa que os
concorrentes?
A possibilidade de vender nozes j
descascadas com menor custo de
operao e maior agilidade que os
concorrentes, podendo ganhar mercado
diminuindo o custo de venda.
Quais devem ser as principais funes
da mquina?
Armazenar nozes (brutas), transformar
energia, quebrar a casca, separar a
casca da semente, armazenar sementes
de noz e casca.
Quais devem ser as funes secundarias
da descascadora de nozes?
Redirecionar energia, mover nozes
entre os vrios estgios
automaticamente, proteger operadores,
selecionar nozes.
Quais devem ser as habilidades do
usurio da mquina?
Obrigatrio: treinamento e
conhecimento em informtica.
Desejado: conhecimento sobre nozes,
conhecimento de tecnologia mecnica
(analisar funcionamento e possveis
danos na mquina).
Qual ser a frequncia de uso e o
perodo de utilizao?
A mquina ser utilizada
principalmente na poca de colheita da
noz, porm, pode ser utilizado
constantemente, caso se tenha estoque
de noz suficiente.
Qual ser o tempo de vida til da
mquina?
A vida til da mquina ser infinita, caso seja feita a correta manuteno,
fazendo a substituio de componentes
danificados, a correta lubrificao, etc.
Em que ambiente a mquina ser
instalada?
Em um ambiente fechado, protegendo
dos intemperes do tempo, com um piso
apropriado que d apoio a vibrao da
mquina, e o ambiente deve apresentar
um sistema de exausto.
Quais as condies de segurana
(operador, mquina e ambiente)?
Para o operador EPIs bsicos como calado de segurana, roupa
apropriada, culos de segurana,
protetor auricular.
Quais os efeitos da desativao ou
abandono temporrio ou permanente?
Deteriorao da mquina: pontos de
oxidao, leo de lubrificao
vencido, etc. Como a descascadora pode perturbar o
ambiente? Rudo e vibraes excessivos.
Aps a anlise dos dados da tabela acima, pde-se extrair as necessidades de
clientes, que so descritos como:
a) Descascar a noz;
b) Ter como produto de sada a semente da noz livre de resqucios de casca e o
mais inteira possvel (sem pedaos quebrados nem tricas na semente), ou
seja, prpria para consumo imediato;
c) Deve separar a casca da semente automaticamente;
d) Ser de fcil operao;
e) Ser totalmente automatizada;
f) Ter capacidade para grande autonomia;
g) Descascar as nozes rapidamente;
h) Poder ser controlada remotamente;
i) Ter um grande rendimento de semente de nozes inteiras;
j) Poder descascar nozes de diferentes espcies e tamanhos;
k) Ter um baixo custo de aquisio e manuteno;
Ser utilizada a tcnica diagrama de Mudge se averigua qual a importncia
relativa de cada um dos requisitos dos clientes, que por sua vez so extrados das
necessidades dos clientes e do questionrio da tabela 01. A tabela (02) abaixo mostra o
diagrama de Mudge. Como dados de entrada do diagrama de Mudge se tm: quebrar
casca da noz, separar a casca da noz, ser automatizada, ter grande autonomia, descascar
nozes de diferentes espcies e tamanhos, baixo custo de aquisio e operao, fcil
operao e manuteno, durabilidade, baixo rudo, agilidade do processo e grande
desempenho.
Tabela 02: Diagrama de Mudge
B C D E F G H I J K L M N Soma Prioridade
Quebrar a Casca da Noz A 1A 5A 3A 3A 3A 3A 5A 5A 5A 5A 5A 5A 3A 51 17,53%
Separar a Casca da Noz B 5B 5B 3B 3B 5B 5B 5B 5B 5B 5B 5B 3B 54 18,56%
Ser Automatizada C 3D 3E 3E 3G 3C 3C 3C 1C 1L 1C 3N 11 3,78%
Grande Autonomia D 1D 1F 5G 3D 3D 1D 3D 3D 3D 1D 21 7,22%
Descascar Nozes de Diferentes Espcies E 1F 3G 5E 3E 3E 3E 3E 1E 1E 25 8,59%
Descascar Nozes de Diferentes Tamanhos F 1F 3F 3F 5F 5F 3F 3F 1F 26 8,93%
Grande Desempenho G 5G 5G 3G 5G 3G 3G 3G 38 13,06%
Baixo Custo de Aquisio H 3I 1J 3K 5L 1M 5N 0 0,00%
Baixo Custo de Operao I 3I 3I 3L 3I 3N 12 4,12%
Operao Fcil J 3K 3L 1J 3N 2 0,69%
Fcil Manuteno K 5L 3K 3N 9 3,09%
Durabilidade L 3L 1N 20 6,87%
Baixo Rudo M 3N 1 0,34%
Agilidade do Processo N 21 7,22%
Total 291 1
A partir da anlise do diagrama se percebe que o mais importante ao consumidor
que a mquina consiga quebrar e separar a casca da noz com grande desempenho. E
secundrio a isso poder descascar nozes de diferentes tamanhos e espcies com grande
autonomia.
5.4. Requisitos de Projeto
Com base nos requisitos de cliente, podem-se obter os requisitos de projeto, que so
listados abaixo:
Tabela 03: Requisitos de Projeto.
Requisitos de Projeto
Requisitos Bsicos
Construtivos
Quebrar a casca da noz
Separar a casca
Permitir regulao
Fluxo de noz
Autonomia
Econmicos
Custo de operao
Custo de manuteno
Custo de aquisio
Vida til
Ergonmicos Montagem manual
Confiabilidade Confiabilidade esperada
Desempenho Desempenho esperado
Atributos do Ciclo de Vida
Mantenabilidade
Intervalo entre
manutenes
Durao da Manuteno
Atributos de Controle Acionamento
Computacional
Acesso remoto
Manual
Controle Sensores
Atributos Energticos Energia de Entrada Eltrica
Com os dados da tabela anterior se fez a anlise de importncia dos requisitos de
projeto com o uso da ferramenta QFD. Como dados de entrada foram utilizados os
requisitos de cliente e requisitos de produto. Foram avaliadas trs mquinas existentes,
com base em pesquisa realizada na internet, duas instaladas em beneficiadora de nozes e
uma onde apenas mostrado seu funcionamento.
Com a anlise do QFD da figura 05, podem-se fazer as seguintes consideraes:
A principal prioridade do projeto fazer uma mquina com um grande
desempenho e confiabilidade, seguindo as premissas bsicas de quebrar e
descascar a noz.
A autonomia e a automao, embora apresentem uma mdia importncia,
devem ser satisfatrias para convencer o cliente que esta descascadora
melhor que a concorrente.
Figura 05: QFD requisitos de clientes versus requisitos de produto.
5.5. Especificaes Metas
Com base nos requisitos de produto, na matriz QFD e no benchmarking dos
concorrentes se retirou os requisitos meta que a mquina de descascar nozes dever
atender. Cada requisito est relacionado no mnimo um requisito de projeto, e eles
foram organizados de acordo com o grau de importncia dos requisitos de projeto de
acordo com a matriz QFD.
Tabela 04: Especificaes Meta.
N Especificao Unidade de
Medio Objetivo Sensores
Sadas Indesejveis
Comentrios
1 Desempenho
Porcentagem de sementes sem falhas devido
quebra
>90%
Inspeo das sementes que
saem da mquina
90%
Avaliar peso de nozes que saem
com alguma quantidade de
casca
80%
Avaliar peso de nozes que saem
sem ter casca quebrada
500 kg/h
Medio de nozes na sada num espao de
tempo
4
6 Custo de Operao
R$ por kg de nozes
descascadas
No mximo 2,00
reais/kg
>5,00 reais/kg
7 Custo Aquisio R$ R$15000,00
> R$20000,00
8 Autonomia Kg de nozes sem novo
carregamento >500 kg 15 anos
Nota-se que os dados obtidos apontam a necessidade de automao completa da
mquina, o que eleva o custo. Com uma analise preliminar, percebe-se que o custo ser
um pouco elevado, o que torna invivel a compra da mquina pelo pequeno produtor.
Porm, cooperativas podero ser criadas por pequenos produtores, tornando vivel a
compra desta mquina, e o aumento do lucro dos cooperados. Vale lembrar que at o
momento no foi realizada nenhuma pesquisa de custos, como a mquina
desenvolvida a partir da necessidade de grandes produtores e cooperativas, o custo no
um fator importante (ver diagrama de Mudge e matriz QFD), relativamente s outras
atribuies da mquina.
6. Consideraes Finais
Aps uma anlise dos resultados podem-se fazer as seguintes consideraes: de
acordo com ao questionrio da tabela 01 e posteriormente com o diagrama de Mudge
pode-se observar que alm de quebrar e separar a casca da noz (principal objetivo da
mquina) os clientes desejam que a mquina necessite de um nmero pequeno de
operadores, que se traduz em automao.
Pela matriz QFD que relaciona os requisitos de cliente com os requisitos de produto,
novamente foi averiguado que a prioridade de projeto fazer com que a mquina
descasque a noz e separe as cascas das sementes com a maior eficincia e confiabilidade
o possvel, ou seja, que tenha como sada semente da noz sem danos (quebras e
trincas) e prprias para o consumo imediato (sem pedaos de cascas e outras
impurezas). E como importncia secundria, ainda segundo o diagrama QFD, destaca-se
a autonomia e a automao desejada para a mquina.
Nas especificaes meta, cada especificao esta relacionada a um requisito de
produto. E cada especificao possui seu valor meta e valores indesejveis. Os que mais
se destacam o desempenho de mais de 90%, que mede a porcentagem de sementes
inteiras na sada da mquina (aps ter casca quebrada e separada), fluxo de noz de mais
de 500kg/h.
Nota-se tambm que o custo de aquisio da mquina no um fator to importante
aos clientes, eles prezam mais a autonomia que os custos envolvidos, esta mquina
direcionada a clientes que tenham grande produo de noz, como usinas beneficiadoras,
cooperativas e grandes produtores. Logo esta mquina invivel economicamente a
produtores de pequeno porte, mas, se deseja desenvolver uma mquina de baixo custo
voltada a este tipo de cliente.
Por fim, estes resultados obtidos neste artigo so os dados de entrada que devem ser
repassados ao projeto conceitual, que ir estabelecer as funes e propor solues para
esta mquina.
E como j citado como trabalhos futuros tem-se o projeto conceitual desta mquina
e o desenvolvimento de uma mquina descascadora de nozes de baixo custo,
direcionada ao pequeno produtor.
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