Pesquisa e Desenvolvimento de Projetos - Como fazer corretamente (ART4178)
Foi-se o tempo em que uma ideia nova poderia ser facilmente implementada dando origem a um produto inovador sem um procedimento coerente e um desenvolvimento segundo regras bem estabelecidas. Os inovadores de antigamente que simplesmente misturavam coisas num tubo de ensaio até ver se conseguiam alguma coisa nova, ou que simplesmente juntavam umas poucas partes mecânicas num arranjo novo ou componentes num circuito simples, mas que não existia. Tudo isso estava com os dias contados. A criação de projetos novos exige pesquisa e desenvolvimento segundo regras muito bem estabelecidas. Neste artigo trataremos delas.
Para o desenvolvimento de qualquer projeto é preciso utilizar um método apropriado que leve a resultados coerentes e práticos, além de ajudar na formação do pensamento técnico ou científico. Nesse artigo focalizamos as metodologias adotadas e como utilizá-las de modo apropriado no desenvolvimento de um novo projeto ou na tentativa de se desconrir algo nova no campo científico.
Nas escolas do nível fundamental e médio, além dos cursos técnicos, quando se fala em educação tecnológica segundo as recomendações da BNCC é fundamental dar uma atenção especial às duas metodologias que podem ser adotadas atualmente: metodologia científica e metodologia de engenharia.
Isso também é válido para o maker, engenheiro ou o empresário que possua um laboratório de desenvolvimento onde crie novos produtos, novas aplicações com finalidades comerciais ou simplesmente algo novo para seu próprio uso.
As metodologias não só descrevem o modo como o problema é abordado, como também todos os passos que devem ser dados para sua resolução e documentação. Em especial, essa documentação é muito importante, pois ela relata as diversas etapas, possibilitando consultas, voltas para correção de erros ou adoção de novas abordagens.
A seguir, visando principalmente os trabalhos de pesquisa e desenvolvimento (P&D em português ou da siga em inglês R&D de "research and devellopment) trataremos dos dois métodos que citamos. Esses métodos são de vital importância quando se desenvolvem um plano de pesquisa para uma empresa quer seja na caracterização ou avaliação de um novo material como na criação de novos produtos.
Na verdade, os dois métodos que vamos descrever, o método científico e o método da engenharia caminham juntos e eventualmente um depende do outro, ou ainda apenas um deles pode ser usado dependendo da finalidade do trabalho.
O que ocorre é que tecnologia depende da ciência e assim temos três situações possíveis.
a) Estamos em busca da comprovação de um princípio científico ou a descrição de um novo fenômeno que eventualmente possa ser usado num novo produto. Não estamos interessados no produto, ou seja, na aplicação na tecnologia. Neste caso, o que estamos fazendo é um trabalho de pesquisa científica. O método científico se aplica neste caso.
b) Vamos desenvolver uma aplicação ou produto que utiliza um princípio científico perfeitamente estabelecido. Não precisamos então fazer a pesquisa científica que leve aos conhecimentos que precisamos aplicar na tecnologia. Neste caso, o método da engenharia é suficiente para chegar ao que desejamos.
c) Estamos tentando desenvolver um produto que utiliza princípios científicos que não estão comprovados. Precisamos então partir do começo, inicialmente com uma pesquisa que utiliza o método científico para verificar que o princípio que pretendemos usar são válidos no nosso produto e somente depois desenvolver a aplicação tecnológica, usando o método da engenharia.
É muito comum ser feita uma confusão entre os dois métodos e a escolha da metodologia pode ser afetada de modo negativo por isso. Tentar desenvolver um produto que usa um princípio científico não comprovado, ou ainda procurar um entender um princípio usando a tecnologia errada.
Método Científico ou de Engenharia
Quando um projeto visa entender a natureza ou as atividades humanas através da obtenção e aplicação de um conjunto de conhecimentos científicos, esse projeto é um projeto da ciência. Por outro lado, quando um projeto utiliza conhecimentos científicos para aplicá-los em aplicações, coisas ou processos que visam fornecer recursos que facilitem ou ajudem nas atividades humanas, esse é um projeto da engenharia.
Por exemplo, um trabalho que vise identificar novas formas de vida ou descobrir novos comportamentos para uma determinada espécie de material é um projeto científico. Por outro lado, um projeto que vise utilizar novas formas de vida (vegetais) na criação de produtos ou que vise desenvolver máquinas com os novos materiais é um projeto de engenharia.
A abordagem das pesquisas nos dois casos é diferente, levando aos métodos da engenharia e aos métodos científicos que detalhamos a seguir. Em todos os casos, entretanto, é fundamental que o maker, pesquisador ou o engenheiro tenha uma documentação completa de tudo o que faz. Para essa finalidade adota-se o que se denomina comumente de " diário de bordo" onde ideias, esboços do projeto, resultados das etapas de trabalho são anotadas (*).
(*) Recomendamos a leitura de nosso "Manual do Maker – Vol 1" que sugere procedimentos de trabalho, principalmente para os makers iniciantes.
No nosso artigos ART4164 (A palavra é Inovar), além de outros tratamos de alguns procedimentos básicos na seleção de material, na análise coerente e lógica de problemas, além de outros que envolvem a pesquisa e o desenvolvimento de projetos.
O primeiro passo ao se abordar um problema pelo método científico é enunciar o problema ou a afirmação. Para isso, devem ser respondidas três perguntas básicas:
Qual é a finalidade ou objetivo do projeto
Posso detalhar de forma exata o que pretendo fazer ou descobrir? O que estou tentando descobrir?
Existe alguma pergunta científica que o projeto visa responder? Qual é ela.
Uma vez que as três perguntas anteriores tenham sido respondidas, o próximo passo consiste em se criar uma hipótese. Essa hipótese consiste num detalhamento do modo como o projeto vai servir para se chegar ao objetivo proposto. Para isso, existem também três perguntas que devem ser respondidas:
De que modo o projeto pode chegar à demonstração do objetivo?
É possível ter uma ideia dos resultados que vão ser obtidos durante as fases de experimentação?
É possível provar o que se deseja através dos resultados dos experimentos? Por que e como?
Um ponto importante a ser observado nessa etapa do projeto é que o procedimento para a comprovação das hipóteses deve ser tal que ele possa ser repetido exatamente da mesma forma, bastando para isso que se consulte o modo como ele foi realizado e utilizando os mesmos materiais sob as mesmas condições.
Antes de iniciar um projeto é importante listar os materiais usados, com suas características detalhadas para que, na eventualidade de se precisar repetir os experimentos que levarem aos resultados relatados, eles possam ser obtidos com facilidade.
As observações de tudo que ocorre durante todas as fases do projeto devem ser anotadas detalhadamente. Se possível pode-se até incluir nessa documentação fotos. Essas fotos serão de utilidade numa apresentação do trabalho ou mesmo no relatório.
Uma vez que todas as observações sejam feitas e anotadas, será preciso fazer sua análise. Devem então ser dadas as explicações sobre tudo que ocorreu durante o experimento, dos procedimentos para a realização aos dados obtidos.
É a partir desse momento que os dados podem ser reunidos de forma coerente para reforçar as suas conclusões, levando aos resultados esperados.
Com todos os dados reunidos e analisados pode-se então chegar às conclusões que levarão à comprovação das afirmações feitas no primeiro item, ou seja, à comprovação da hipótese. Nesse ponto existem ainda alguns pontos importantes que podem ser incluídos. Um deles é agregar valor ao projeto, explicando sua importância para a ciência e em segundo lugar a proposição de novos experimentos para se avançar nos estudos sobre a hipótese proposta ou mesmo reforçar sua validade.
O Método de Engenharia
Nesse ponto temos um aspecto mais prático do desenvolvimento de um projeto, pois ele leva a uma aplicação imediata, com a criação de dispositivos ou tecnologias que podem ser usadas com finalidade prática, conforme explicamos no início do artigo.
No método de engenharia as etapas de desenvolvimento de um projeto têm algumas diferenças em relação ao método científico. Essas etapas são basicamente as seguintes:
Justificar as necessidades do projeto
Para isso o pesquisador ou desenvolvedor do projeto deve observar o mundo que o cerca e nele focalizar o problema que pretende resolver, sempre tendo em conta as suas necessidades, eventuais melhorias em relação ao que já existe e um ponto muito importante em nossos dias: o impacto que isso pode ter no meio ambiente e na própria sociedade.
Uma vez que seja observada a necessidade de que algum tipo de solução envolvendo engenharia seja dada para um problema, esse problema deve ser definido de maneira clara. Para isso, será importante responder às seguintes perguntas:
É possível definir o problema?
Como fazer sua descrição de forma exata com a sua colocação numa forma específica?
O projeto se baseia em fundamentos científicos comprovados?
Uma vez que o problema seja definido de forma exata com a sua localização dentro das possibilidades científicas e tecnológicas disponíveis deve-se partir para uma abordagem objetiva das possíveis soluções que ele deve ter. Para isso será preciso propor soluções que possam resolvê-las e analisá-las, verificando suas possibilidades, seus pontos fortes e fracos e também seu impacto no meio ambiente e na sociedade.
Como o projeto tem de ser realizado de maneira prática será preciso avaliar as eventuais dificuldades que possam ocorrer na sua implementação, por exemplo, a utilização de materiais caros ou inacessíveis, a realização de experimentos em locais remotos ou inacessíveis, etc.
Uma ideia interessante seria listar todas as possibilidades de soluções, atribuindo-lhes notas de 0 a 5 em relação a sua viabilidade. A alternativa com maior soma de pontos seria a mais viável (desde que ela não tenha algum item que a desclassifique – nota 0, por exemplo).
Selecionando a Melhor Alternativa
Depois disso, feita uma avaliação das possíveis soluções, pode-se selecionar aquela que se julgue melhor e é lógico, justificando-se de forma concisa a sua escolha. O diário de bordo é de extrema importância para a anotação de tudo isso.
A solução escolhida deve então ser detalhada e apresentada ao pesquisador ou grupo encarregado de sua implementação.
A implementação consiste em se fabricar um ou mais protótipos da solução de modo que ele possa estar disponível para teste, verificação e uso. Essa implementação deve também ser dividida em etapas conforme a natureza do projeto. Por exemplo, no caso de um projeto mecatrônico microcontrolado, deve-se separar as etapas de projeto e montagem da parte eletrônica, as etapas de projeto da parte mecânica e finalmente ter uma terceira etapa em que elas são unidas de modo a funcionar conjuntamente.
Na parte eletrônica, principalmente se o projeto visar a industrialização, deve-se tomar especial cuidado com a disponibilidade dos componentes usados por um tempo suficiente longo que não torno o produto obsoleto antes de ser fabricado. Empresas como a Mouser Electronics (www.Mouser.com) auxiliam os projetistas neste campo, indicando se o produto escolhido pela compra tem ou não uma vida útil apropriada ou não é indicado para um novo projeto.
Uma vez que um ou mais protótipos da solução adotada sejam montados eles precisam ser testados. Para essa finalidade, uma programação de testes deve ser criada de modo a se verificar todos os possíveis pontos fracos da solução ou se ela atende à todas as necessidades previstas no projeto.
Essa é uma fase crítica que deve ser registrada em seu mínimos detalhes. Ela será muito importante para uma posterior análise.
Uma vez que o projeto tenha sido testado, podemos chegar à conclusão que permite saber se tudo que fizemos está aprovado ou se é preciso resolver alguns problemas. Caso ocorram problemas eles devem ser analisados e resolvidos, com uma posterior volta aos testes.
Caso todos os problemas já tenham sido resolvidos então podemos elaborar a conclusão final que deve responder ás seguintes perguntas:
O projeto resolveu o problema proposto?
O projeto é viável em termos de aplicação prática como relação custo/benefício, problemas de industrialização, aceitação, uso, etc.?
Será possível melhorar o projeto ou desenvolver novas versões? Nessas novas versões o que poderia ser mudado?
O que deve ser feito a seguir para que o projeto se torne uma realidade?
O que vimos mostra muito bem as diferenças entre as duas abordagens, sendo o artigo especialmente dirigido aos que pretendem realizar trabalhos de pesquisa, TCCs ou desenvolvimento de um novo produto.
Na engenharia, os procedimentos são os mesmos, mas devem ser mais detalhados e realizados com mais cuidados. Serve, entretanto para o leitor já ter uma ideia de como fazer uma pesquisa ou desenvolver um projeto de engenharia, com uma grande probabilidade de êxito.
Acrescente-se a tudo isso um ponto muito importante que é a autocrítica: antes de começar um projeto pergunte-se: estou realmente preparado para realizá-lo? Tenho todos os conhecimentos necessários a isso? Caso contrário onde devo procurar as informações que preciso e com a ajuda de quem devo contar?
Henry Ford, que tinha uma formação muito simples, só cursou o primário, uma vez arguido sobre a razão de seu sucesso respondeu que "ele não necessitava de conhecimentos específicos sobre todos os assuntos. Muito mais importante do que saber como resolver um problema era saber quem poderia fazê-lo da melhor maneira possível e contratá-lo para isso"
Ford se cercou dos maiores especialistas em cada assunto importante para seu negócio e teve o sucesso que hoje vemos na marca de seus automóveis.
Hoje em dia estamos cercados de uma quantidade infinitamente maior de pessoas que podem compartilhar conhecimentos e experiências. É a internet. Não se acanhe em compartilhar seu projeto e consultar pessoas que podem estar trabalhando com os mesmos problemas e quem sabe já o resolveram.