O INTRODUÇÃO

 

O objetivo dessa monografia é fazer uma descrição sobre minhas experiências vividas durante o período de estágio no Agrupamento de Engenharia Térmica do IPT, relatando minhas participações nos projetos, as técnicas envolvidas, e o conhecimento adquirido e as dificuldades encontradas.

 

 

PARTE OBJETIVA


O IPT

 

O Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) tem por objetivo atender à demanda de ciência e tecnologia nas diversas áreas da Engenharia em que atua. Suas principais metas são: prover apoio tecnológico ao setor produtivo; dar suporte à concepção e à execução de políticas públicas e aprimorar e disponibilizar seu acervo tecnológico.

 

Seu trabalho tem sido relevante para o setor produtivo nacional e é significativa sua contribuição na formação de equipes aptas a desenvolver pesquisas em tecnologia.

 

O IPT foi criado há mais de 100 anos, e é ligado à Secretaria da Ciência, Tecnologia, Desenvolvimento Econômico e Turismo do Estado de São Paulo, é sitiado na Cidade Universitária, em São Paulo, onde trabalham cerca de 1.500 pessoas, sendo aproximadamente 450 pesquisadores, alocados nas áreas de administração e nos seguintes Centros e Divisões Técnicas:

 

·      Aperfeiçoamento Tecnológico;

·      Certificação Técnica;

·      Couros e Calçados;

·      Economia e Engenharia de Sistemas;

·      Engenharia Civil;

·      Informação Tecnológica;

·      Informática e Telecomunicações;

·      Geologia;

·      Mecânica e Eletricidade;

·      Metalurgia;

·      Produtos Florestais;

·      Química; e

·      Tecnologia de Transportes.

 

Quanto à normalização, os técnicos participam de diversas comissões de estudo de normas brasileiras junto à ABNT. O Instituto possui o maior acervo de normas da América Latina.

 

O IPT cumpre seu objetivo atuando basicamente em três grandes áreas:

    - inovação, pesquisa e desenvolvimento;

    - serviços tecnológicos; e

    - desenvolvimento e apoio metrológico.

 

Inovação, Pesquisa e Desenvolvimento

 

Diversas equipes multidisciplinares realizam projetos de desenvolvimento de produtos e processos em vários campos da engenharia.

 

Os exemplos mais recentes incluem projetos nas áreas de biotecnologia, reciclagem industrial, saneamento, petróleo, novos materiais e informática.

 

Serviços Tecnológicos

 

Com o apoio de seus 71 laboratórios, das suas 51 seções técnicas e de equipes de pesquisa, são elaborados relatórios técnicos sobre diagnósticos, estudos e análises teórico-experimentais, entre outros serviços.

 

O IPT desenvolve, ainda, programas específicos de apoio a micros e pequenas empresas, apoio às exportações, à garantia da qualidade e a políticas públicas.

 

O IPT atua também como ferramenta operacional na política pública do Estado na área de metrologia e é um componente do sistema metrológico nacional, com um importante conjunto de laboratórios de calibrações e ensaios. Esses laboratórios desenvolvem também instrumentos, métodos e procedimentos de ensaios e de calibrações, além de produzir e certificar materiais de referência e coordenar programas interlaboratoriais. A sua diversidade permite que esses laboratórios atuem sinergicamente, capacitando-os a fornecer elementos para a avaliação de produtos complexos.

 

Informação e Educação em Tecnologia

 

Outras atividades de relevo do IPT dizem respeito à difusão do conhecimento científico e tecnológico. São atendidas, anualmente, cerca de 20 mil consultas a nossos sistemas de informação tecnológica, tais como normas, informações referenciadas e pesquisas bibliográficas especializadas.

 

Nos últimos anos, o IPT inseriu-se no campo da educação continuada, oferecendo cursos de mestrado profissional em habitação, engenharia de computação, tecnologia ambiental e processos industriais.

 

O instituto contribui ainda, destacadamente, para a formação de pessoal inovador. Com parceiros estratégicos, investe na construção de hábitats de inovação: incubadora de empresas, parque tecnológico, incubadora de centros tecnológicos empresariais, centro de design, núcleo de entidades profissionais e do terceiro setor.

 

 

AGRUPAMENTO DE ENGENHARIA TÉRMICA

 

O Agrupamento de Engenharia Térmica (AET) foi criado em 1970, com a implantação de um laboratório destinado à medição de grandezas térmicas e calibração de instrumentos.

 

Procurando sempre atender melhor às necessidades de seus clientes, o agrupamento ampliou seu escopo de atividades, passando a incluir:

 

·        Manuais de conservação de energia para diversos setores industriais;

 

·        Diagnósticos energéticos de equipamentos/sistemas térmicos (incluindo levantamentos de campo em usinas de açúcar e álcool);

 

·        Avaliação de desempenho de sistemas de ar condicionado;

 

·        Medições de taxas de emissão de poluentes;

 

·        Estudo de novas tecnologias;

 

·        Desenvolvimento de equipamentos em escala piloto; e

 

·        Desenvolvimento de softwares para a automação de procedimentos na área de engenharia térmica.

 

 

Entre 1980 e 1990, o AET empreendeu um trabalho de grande envergadura, editando, com o apoio financeiro da Finep e em estreito contato com o então CNP (Conselho Nacional de Petróleo), manuais com recomendações quantificadas de medidas de conservação de energia aplicáveis aos setores: Fundição, Cerâmica, Têxtil, Vidro, Fertilizantes, Celulose e Papel (2a Edição), Metalurgia e Açúcar & Álcool, totalizando mais de 4 mil páginas.

 

Com relação a treinamento, o AET prestou colaboração e assistência técnica ao Serviço Nacional de Aprendizado Industrial (Senai) na preparação de instrutores e na elaboração do material de treinamento utilizado em cursos para operadores de equipamentos consumidores de derivados de petróleo. Nesses cursos foram treinados cerca de 3 mil operadores.

 

O AET destaca-se hoje pelo reconhecimento nacional nas áreas de combustão e gaseificação industrial, bem como de conservação e racionalização energética em processos industriais, tendo realizado vários trabalhos de desenvolvimento e estudos técnicos especializados para diversos usuários.

 

E foi no Agrupamento de Engenharia Térmica que realizei os dois anos de estágio (de Março de 2001 a Março de 2003), mais especificamente na Seção de Informática Aplicada, onde foram desenvolvidos diversos softwares para estudo, avaliação de desempenho e seleção de sistemas de ar condicionado.

 

 

Seção de Informática Aplicada à Engenharia Térmica

 

A Seção de Informática Aplicada, seção que faz parte do AET, tem como principal tarefa o desenvolvimento de software para a área de engenharia térmica e afins. As principais linhas são:

 

Dos softwares já desenvolvidos destacam-se o AComb 4.2 – para cálculos da combustão industrial, com mais de 500 cópias comercializadas que se tornou referência em sua área e o Caldeira 4.2 – Eficiência na geração de vapor, atualmente o software  mais comercializado.

 

Em um sistema de ar condicionado há, basicamente, dois grandes módulos e que podem ser simulados de maneira independente. O primeiro é um resfriador e fornecedor de água, ou algum fluido térmico, que alimenta a principal peça de troca de calor com o ar, a serpentina. A serpentina faz parte do segundo módulo, que é chamado de FanCoil, e é composto basicamente pela serpentina e pelo ventilador, daí o seu nome em inglês.

 

Nos últimos anos foram desenvolvidos vários softwares que simulam tanto o funcionamento dos Chillers e dos FanCoils, porém em programas separados. Participei principalmente da confecção de dois softwares:

 

- YSMW Selecionador de Climatizadores Standard da York: um programa de seleção e simulação de FanCoils da empresa York; e

 

- 39HP: software encomendado pela Carrier Springer e que possibilita ao usuario montar um sistema de ar condicionado (FanCoil) escolhendo as características de seus módulos separadamente.

 

 

FORMA DE ORGANIZAÇÃO DA EQUIPE

 

A seção de Informática Aplicada, na época do estágio, era formada pelos engenheiros químicos Clayton Fernandes e Maria Eugênia Souza, sendo eles os meus supervisores imediatos. A seção, no que diz respeito à confecção de softwares, trabalhava de forma independente do resto do agrupamento. Então toda a negociação, levantamento de requisitos e outras validações eram feitos diretamente por eles (Clayton e Maria Eugênia).

 

O processo de fabricação dos softwares era dividido da seguinte forma:

 

·        Engenharia de Requisitos eram feitos por Clayton e Maria Eugênia;

 

·        Modelagem do Banco de Dados e grande parte do designe de classes foi feito pelo Clayton;

 

·        Fiquei responsável por algumas classes e diversos métodos espalhados pelas classes dos programas que eram requisitados pelos dois superiores;

 

·        Fui responsável também pelos manuais de operação dos softwares;

 

·        Todos os membros participaram da Codificaçao do programa;

 

·        E o treinamento e suporte por Clayton e Maria Eugênia.

 

Durante todo o período de estágio os dois supervisores estiveram sempre em contato e acompanhando o desenvolvimento das atividades, prontos a resolver qualquer tipo de problema e dúvidas, tanto a respeito do estágio como da faculdade. Como eles eram os próprios administradores do projeto pude ter ampla visão de todos os processo de fabricação de um software.

 

 

Treinamentos, Técnicas e Ferramentas Utilizadas

 

Durante os seis primeiros meses de estágio recebi aulas sobre Programação Orientada a Objetos, pois não havia cursado ainda nenhuma disciplina referente a POO, e também sobre a linguagem Delphi. Todos os softwares produzidos utilizaram a linguagem Delphi e o banco de dados relacional do próprio Delphi, o Paradox.

 

Algumas importantes técnicas de Programação Linear, como o método Simplex, e de Cálculo Numérico, como Interpolação Polinomial, Método de Weirstrass para aproximação de raízes de um polinômio e Método dos Mínimos Quadrados, foram utilizados em alguns métodos para os cálculos das simulações e seleções dos equipamentos.

 

O Projeto

 

Nesta monografia descreverei sobre a confecção do software YSMW Selecionador de Climatizadores Standard da York, em que pude participar desde a aquisição dos requisitos até a entrega do software.O YSMW foi encomendado pela empresa York, para agilizar o processo de engenharia de um sistema de ar condicionado de grande porte e assim acelerar também o seu processo de vendas.

 

 

York

 

A York é uma empresa multinacional de origem americana, sediada na Pensilvânia, que atua na área de climatizadores e hoje é a maior empresa de Ar Condicionado e Refrigeração Industrial do mundo.

No Brasil, atuando desde 1996, a York atende aos mais diversos tipo de clientes. Possui soluções de climatização para residências e comércios, como os aparelhos de ar condicionado; soluções de grande porte para grandes edifícios, shopping centers, etc; e até refrigeração especial industrial para alimentos e bebidas.

 

 

Sistema de Ar Condicionado

 

Na maioria das vezes, o objetivo que leva à instalação de ar condicionado é dar ao homem um ambiente mais propicio a seu bem-estar. Porém os condicionadores de ar podem propiciar outras resultados que não somente o bem estar, como conservação de alimentos e climatização de ambientes para equipamentos que necessitem de condições específicas de temperatura e/ou  umidade. Essas diferentes necessidades fizeram surgir numerosos sistemas de condicionamento de ar, distinguindo-se pelo tamanho, construção e aparelhagem.

 

Existem três fatores essenciais que são levados em consideração para a construção de um sistema de ar condicionado. A primeira delas, e mais comumente relacionada ao sistema, é a temperatura; a segunda a umidade, em ambientes úmidos a troca de calor é prejudicada; e além da temperatura e a umidade, existe um terceiro fator que influencia o estado do ar: a ventilação. Os três não são independentes; eles interagem de tal modo que, no condicionamento do ar, a variação de um deve ser compensada com a variação apropriada dos outros dois.

 

Num grande sistema de ar condicionado existem vários estágios. O ar entra primeiramente numa seção, onde se mistura com o ar reciclado do próprio ambiente, pois é necessária apenas uma certa proporção de ar fresco. Em seguida, o ar misturado passa através de seção de filtragem que purifica o ar retirando até as partículas mais finas.

 

Ao passar através de um conjunto de tubulações, o ar tem sua temperatura controlada, nesse conjunto de tubulações está o principal componente do ar condicionado, a serpentina. Pelas serpentinas circula água quente ou vapor (no caso do aquecimento), ou água gelada ou um fluido refrigerante (resfriamento) que, com a temperatura apropriada, trocam calor com o ar regulando a sua temperatura.

 

 

 

A umidade desejada é produzida pela injeção, no ar, de vapor ou de finíssimas gotículas de água, por um vaporizador. No caso de umidade excessiva, o método usual é fazer com que o ar seja esfriado e depois reaquecido, se necessário, no estágio de controle de temperatura, para que a umidade se condense nos tubos de refrigeração.

 

 

 

YSMW

 

O YSMW é capaz de simular a performance de um sistema de ar condicionado para as condições de entrada de ar e fluido especificados; e de, através de alguns requerimentos do usuário, como temperatura de saída, vazão do ar, entre outras, listar os equipamentos que são capazes de fornecer tais condições. Esses sistemas fazem parte das soluções de médio e grande porte de ar condicionado centralizados, para escritorios, lojas comercias, etc.

 

 

Tela de Entrada de Dados do YSMW

 

No modo Simulação o programa determina os parâmetros de operação ou de desempenho de uma geometria de serpentina fixada (Modelo), dado as condições de entrada (quadro azul para Resfriamento e vermelho para Aquecimento).

 

As condições de Entrada estão divididas em grupos principais de dados que devem ser inseridos para que o programa determine as condições da saída do sistema. Esses grupos são:

·        Dados Gerais: modelo do FanCoil, especificações da máquina (posição, arranjo, acessos, características do motor e tipo de material), fluxo de ar (vazão ou velocidade de face), condições do ambiente (altitude e pressão).

·        Resfriamento. Fixa as condições do ar, a geometria da serpentina do FanCoil e condições do fluido frio.

·        Aquecimento. Fixa as condições do ar, a geometria da serpentina do FanCoil e condições do fluido quente.

 

 

Na Seleção o programa seleciona dentre os FanCoils disponíveis aqueles que são capazes de fornecer uma capacidade igual ou maior que a fixada pelo usuário e desta lista escolhe o que lhe convém. As condições de entrada são as mesmas para esse modo.

 

Tela de Resultados de uma Seleção de Equipamento

 

 

Na tela de resultados são mostrados os dados mais relevantes, onde o usuário vê as características dos sistemas disponíveis e sua performance.

 

Há ainda uma outra tela de resultados com todos os dados e características da máquina selecionada.

 

Tela de Resultados Detalhada

 

 

PARTE SUBJETIVA

 

Desafios e Frustrações Encontradas


O principal desafio encontrado no estágio, desde o começo, foi estudar os conceitos que o software estava modelando. Em um sistema de ar condicionado há vários conceitos de física e química envolvidos, principalmente os fenômenos térmicos (troca de calor). E, se tratando de uma máquina, existem também outros fatores que não obedecem a modelos, ou fórmulas matemáticas definidas e uma série de outros detalhes que só a experiência nesses sistemas pode trazer o conhecimento completo.

 

Acredito que não houveram grandes frustrações. Este estágio foi uma oportunidade ótima de estar em contato com pessoas de outras áreas que não a de computação e a única frustração foi de não ter aproveitado melhor o estágio, talvez pela falta de tempo e pela falta de maturidade da minha parte.



Disciplinas do BCC Relevantes para o Estágio


Acredito que todas as disciplinas do currículo contribuíram para a minha formação. Aquelas que considerei importante para o desenvolvimento dos projetos realizados no estágio são:

 

 

 

 

 

 



IME x Estágio, diferenças e comparações


O estágio consumia boa parte do tempo diário (por volta de 4 horas), mais ou menos o mesmo tempo das aulas, e mesmo o IPT sendo perto do IME esse tempo consumido fazia falta para um melhor aproveitamento das disciplinas e vice-versa. No primeiro semestre em que fiz o estágio a minha performance no BCC foi sofrível, tendo sido reprovado em duas matérias de quatro matriculadas.

 

Aconselho àqueles que puderem, postergar o estágio para quando estiverem no sétimo e oitavo semestre do BCC. A experiência de estar estagiando é muito boa, o estágio proporciona ensinamentos profissionais e pessoais que não são ensinados em nenhum curso ou faculdade; porém estudar em uma faculdade como a USP deve ser levado a sério e aproveitado da melhor maneira possível.

 

 

Um outro aspecto importante da forma de trabalho é que como a equipe não era grande, tive bastante liberdade para opinar em todas etapas de confecção do software, assim como ocorre nos trabalhos em grupo do IME. Evidentemente, as opiniões eram avaliadas e nem sempre aprovadas, mas me sentia à vontade para sempre dar sugestões e o relacionamento era muito bom entre todos da equipe.

 

De uma forma geral consegui alcançar os objetivos propostos tanto do estágio como do BCC e considero que o estágio foi uma experiência válida e valiosa pra minha formação profissional e pessoal, como já havia dito.

 

 

Considerações Finais

 

Gostaria de agradecer ao Clayton e à Maria Eugênia, meus supervisores, ótimos colegas de trabalho e, com certeza, professores, pela oportunidade de estagiar em uma equipe como aquela e de poder ajudar e também a aprender com todas as experiências vividas nos dois anos em estive no IPT.

 

Agradeço também ao Professor Gubi que me orientou nesse trabalho e foi parceiro nos jogos de vôlei com os Cocoons. E a todos os professores que de forma direta ou indireta me auxiliaram na minha formação.

 

E pra finalizar um enorme abraço a todos os colegas que de alguma forma também me ajudaram nessa jornada de BCC.