Desenvolvimento de um Sistema para o Deslocamento Seguro de Vítimas de Enchentes, Notas de estudo de Design

Baixe Desenvolvimento de um Sistema para o Deslocamento Seguro de Vítimas de Enchentes e outras Notas de estudo em PDF para Design, somente na Docsity! DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA PARA DESLOCAMENTO DA VÍTIMA DE ENCHENTE DE UM LOCAL INUNDADO PARA UM LOCAL SECO SANTOS, Carlos Alberto de Souza Graduando em Design do Produto – Faculdade da Cidade do Salvador (e-mail: csantos84@gmail.com) Palavras-chave: sistema, emergencial, enchente. Resumo: Todos os anos na época das chuvas, várias regiões do Brasil são castigadas pelas enchentes, como resultando temos milhares de desabrigados, danos materiais e até algumas mortes. Para ajudar no problema do deslocamento das vítimas da área inundada para a área seca, temos a proposta do desenvolvimento de um sistema que possibilite o deslocamento seguro do usuário da zona inundada para a área seca, desenvolvendo assim um produto para atuar numa situação emergencial. 1. INTRODUÇÃO O aquecimento global tem causados alterações climáticas, incluindo aumento no nível do mar e em padrões de precipitação resultando em enchentes e secas. Podem também haver alterações nas freqüências e intensidades de eventos de temperaturas extremas, apesar de ser difícil de relacionar eventos específicos ao aquecimento global. As catástrofes causadas pelo aquecimento global se tornaram realidades presentes em todos os continentes do mundo. Os desafios passaram a ser dois: se adaptar à iminência de novos e mais dramáticos desastres naturais; e buscar soluções para amenizar o impacto do fenômeno (Veja.com, 2008). Apesar de ser um fenômeno da natureza, as enchentes também têm influência da ação do homem no meio ambiente, onde podemos citar: a retirada das coberturas vegetais, a utilização de materiais impermeáveis no solo, o depósito indevido de lixo nas ruas e outras atitudes humanas que colaboram para a proporção do problema. As enchentes já tiraram milhões de vidas nos últimos cem anos em todo mundo. Elas matam mais do que qualquer outro fenômeno climático (HARRIS, 2001). No cenário mundial, por exemplo, citamos as chuvas fortes na primavera de 2001 que inundaram Davenport, no estado norte-americano de Iowa. Até o momento em que o nível das águas baixou, os habitantes locais tiveram que trafegar usando um bote improvisado (figura 01). Figura 01- Davenport, no estado norte-americano de Iowa em 2001 No Brasil, a ocorrência das chuvas torrenciais que caíram sobre o Vale do Itajaí, em Santa Catarina, em 2008 ficou marcada para toda a população brasileira. Em cinco dramáticos dias caíram, 300 bilhões de litros de água, afetando em torno de 60 cidades e mais de 1,5 milhões de pessoas l. 135 pessoas morreram, 9.390 habitantes foram forçados a sair de suas casas para que não houvesse mais vítimas e 5.617 desabrigados (Revista Veja, 2008). Todos os anos na época das chuvas, várias regiões do Brasil são afetadas pelas enchentes, como resultando temos milhares de desabrigados, danos materiais e até algumas mortes. Como sabemos os maiores prejudicados são as pessoas pobres e que não possuem condições ideais de moradia. O problema a ser trabalhado é o deslocamento das vítimas da área inundada para a área seca, temos a proposta do desenvolvimento de um sistema que possibilite este deslocamento de forma segura e para atuar somente numa situação emergencial. Para ajudar no problema o qual classificamos como prioritário, que seria o deslocamento da área inundada para a área seca em local mais alto, propomos neste artigo o desenvolvimento de um sistema que possibilite o deslocamento seguro do usuário da zona inundada para a área seca, desenvolvendo assim um produto para atuar numa situação emergencial. 4.2. Específicos • Percorre as etapas metodológicas para o desenvolvimento do produto; • Possibilitar a saída do usuário de uma zona inundada com segurança; • Adequar o sistema de forma harmoniosa ao ambiente em que reside o usuário; • Reduzir o número de mortos por afogamentos em situações de enchentes. 5. PROJETO INFORMACIONAL 5.1. Problematização Torna-se relevante a preocupação com situações emergenciais, no particular das enchentes, considerando que tal fenômeno, nas regiões vulneráveis a chuva, tem um potencial propício a ocorrer com certa periodicidade (figura 04). Como todo fenômeno natural pode-se sempre calcular o período de retorno ou tempo de recorrência de uma enchente - O inverso da probabilidade de ocorrência de um evento hidrológico qualquer é denominado em Hidrologia de período de retorno ou intervalo de recorrência. Assim se uma determinada grandeza hidrológica tem a probabilidade de ser igualada ou excedida igual a 5% (p = 0.05) seu período de retorno será: T = l/p = l/0.05 = 20 anos O período de retorno é expresso em anos. Assim se um evento hidrológico, como por exemplo, uma cheia, é igualada ou excedida em média a cada 20 anos terá um período de retorno T = 20 anos. Em outras palavras, diz-se que esta cheia tem 5% de probabilidade de ser igualada ou excedida em qualquer ano. (NAGHETTINI e PINTO, 2007) Figura 04 – Componentes do ciclo hidrológico Fonte: Hidrológia, Ciência e Aplicação, p.38, 2004 As enchentes provocam situações críticas, o salvamento é efetuado, principalmente, retirando-se as pessoas ilhadas, em locais de difícil acesso ou em perigo para locais seguros (os abrigos). Os equipamentos utilizados nos salvamentos são: barco, bote, bóia salva-vidas, colete salva-vidas, corda e helicóptero. Os números das enchentes A fim de contribuir para o estudo coletamos alguns dados para nos permitirem realizar uma melhor análise do problema: Na Europa Os países europeus, em 2006 sofrem com enchentes que causaram evacuações de povoados e deixaram pelo menos 7 mortes.Vários povoados do Estado da Saxônia ficaram isoladas. O nível do rio Elba em Dresden era de 7,38 metros, Mais de mil pessoas que vivem ao longo do rio tiveram que deixar suas casas. Na Ásia Na china, em 2005 64 pessoas - entre elas 62 crianças com idades que variavam de 6 a 14 anos - morreram devido a uma enchente que invadiu uma escola na cidade de Shalan (nordeste da China). As águas atingiram a escola às 14h (3h de Brasília), quando havia 352 crianças no local e outros 31 professores. A maior parte da cidade ficou sob as águas. Em alguns locais, as águas subiram mais de um metro. A enchente aconteceu devido a uma torrente de água e lama que desceu de uma montanha, próxima à cidade. Segundo o jornal "Beijing News", a força das águas foi tão forte que vários estudantes foram levados na correnteza Na África Em 2007, países do oeste, centro e leste da África sofreram com as fortes chuvas, as enchentes mataram mais de 200 pessoas, desalojaram centenas de milhares e afetaram mais de um milhão de habitantes. No leste de Uganda morreram nove pessoas e 150 mil ficaram desabrigadas. Mais de 400 mil agricultores perderam suas plantações e as estradas da região foram destruídas (figura 05). Figura 05 – Enchentes na África No Brasil Em 1974, o município de Tubarão-SC teve um 199 mortos e 65 mil desabrigados. O rio Tubarão, localizado no município subiu 10,22 m depois de dias de chuvas torrenciais. Na ocasião, 90% dos moradores perderam tudo o que tinham. Em 1983, somente em Blumenau-SC, 197 mil pessoas ficaram desabrigadas e oito morreram depois que o rio Itajaí-Açu subiu 15,34 m. A enchente durou 31 dias, do dia 5 de julho até 5 de agosto. Em agosto do ano seguinte, o rio atingiu 15,46 m e deixou um saldo de 155 mil desabrigados e 16 mortos. Em 2008, as chuvas que atingiram Santa Catarina deixaram um saldo 99 mortos, 51.297 desalojados e desabrigados, e 27.410 desaparecidos, além de 1.500.000 afetados (figura 06). Segundo a Defesa Civil catarinense, o saldo de mortes nas últimas enchentes e enxurradas é bem maior do que o registrado na passagem do Furacão Catarina, em março de 2004. No único registro do fenômeno no Hemisfério Sul, 11 pessoas morreram e 35 mil ficaram desabrigadas. Figura 06 – Moradores que tiveram as casa inundadas pelas enchentes BOMBEIROS Quadro 4 Quadro 5 • Quadro 1: O usuário está em casa homiziado, enquanto a água invade a sua residência, obrigando-o a se retirar ou procurar um local mais alto para não se afogar; • Quadro 2: Se a situação favorecer, ele tentará salvar o máximo que puder dos pertences da sua residência, para isso enfrentará o alto nível da água, correndo o risco de ser arrastado pela correnteza, contrair doenças, etc; • Quadro 3: A situação evoluindo para um nível muito alto da água, o usuário procura um local mais alto, neste caso o telhado da casa, onde aguardará o socorro, ficando numa posição incomoda e ergonomicamente incorreta; • Quadro 4: Se ele conseguir um meio, tentará se locomover improvisando os recursos, neste caso, uma câmara de ar de um pneu de automóvel cheia, porém a posição é prejudicial à sua saúde, corre o risco de ser arrastado pela correnteza para um local mais perigoso, pondo sua vida em risco; • Quadro 5: Na melhor das hipóteses, poderá ser socorrido pelos bombeiros, porém a probabilidade disso numa situação de emergência é remota, pois existe um grande número de solicitação de socorro, há deficiência de equipamentos e pessoal. Através da análise da tarefa se percebe a postura prejudicial resultante da inadequação de posicionamento, podendo causar prejuízos para o sistema muscular e esquelético, a situação suportada pelos potenciais usuários é grave devido ao grande risco de morte. Este estudo da tarefa revela que se a vítima de enchente dispor de um mecanismo de emergência na hora do sinistro, pode diminuir o risco de morte por afogamento. 5.4 Análise Funcional Com base na tarefa, veremos agora como devem ser as funções do produto: • Função global: Possibilitar o deslocamento de uma vítima de enchente de um local inundado para o seco de forma emergencial. • Função parcial: Utilização por parte do usuário mesmo em situação normal – deve ter utilidade em situação extra-emergencial, a fim de que esteja disposta em sua residência. • Função auxiliar: Possibilitar o salvamento de pelo menos quatro pessoas. • Função elementar: dinâmica para favorecer a diversidade de ambientes. 5.5 Técnica de Análise Global – GUT Percebidos os problemas em relação às condições padrões esperadas de desempenho, utilizamos a técnica GUT, a fim de hierarquizar os problemas e decidir quais as ações a serem priorizadas e implementadas no projeto. Na metodologia da Tabela GUT, cada critério relativo aos problemas foi com valores de 1 a 5. Os valores estabelecidos para os critérios são multiplicados: gravidade (G) x urgência (U) x tendência (T). O produto das multiplicações referentes a cada problema foi ordenado de forma decrescente e as prioridades estabelecidas. Quadro 01 – Categorização x Técnica GUT CATEGORIA PROBLEMA G U T Valor GxUxT Locomotor Dificuldade de locomoção/deslocamento emergencial do usuário, de um ambiente inundado para o ambiente seco. 5 4 4 80 Operacional Estresse gerado pela demora dos serviços públicos de socorro. 4 5 4 80 Arquitetural Dificuldade em manter-se sob a água, numa situação emergencial de enchente 4 5 4 80 Complexidade da improvisação de meios para atender a necessidade de um deslocamento emergencial de um local inundado, numa situação de enchente. 4 4 5 80 Natural Alternâncias climáticas. 5 3 4 60 Econômica Custo elevado para confecção do sistema 3 5 4 60 5.6 Atributos e Necessidades Identificadas as necessidades, foi analisada a execução da tarefa, atentando para: o comportamento, o funcionamento dos seus mecanismos de adaptação e a regularidade de desempenho. Buscado assim, equacionar soluções relacionado-as com os principais atributos valorizados: Quadro 02 – Matriz de Atributos e Necessidades ATRIBUTOS NECESSIDADES Funcionalidade Fácil montagem Fácil armazenagem Facilidade de uso Facilidade de manutenção Econômico Matéria – prima acessível Produção em escala - - Estético Decorativo Harmonioso - - Ergonômico Postura adequada - - - Modularidade Pouca complexidade - - - Impacto Ambiental Material biodegradável - - - 5.7 Requisitos e Restrições Os requisitos do projeto combinados com as restrições ajudam a definir o resultado final do produto, desta forma foi constituída uma matriz de requisitos e restrições, com vistas a estabelecer parâmetros para construir o produto: Material utilizado: resistente, acessível, biodegradável. Formas e Dimensões: harmônicas, ergonômicas. Cores: combinar com os diversos ambientes Complexidade: a forma e o material utilizado devem ser possíveis de configurar e fácil de adquirir. Pontos Positivos: o produto tem flutuabilidade; é eficiente na acomodação de um número pequeno de vítimas confortavelmente; é relativamente compacto. Pontos Negativos: não possui outra função, exceto o socorro emergencial. Pontos Interessantes: é inflável e possui motor para deslocar-se. Similar 3 – Barco salva-vida Figura 10 – Barco Salva-vida Pontos Positivos: o produto tem flutuabilidade; é eficiente na acomodação de um número maior de pessoas. Pontos Negativos: não possui outra função, exceto o socorro emergencial. Pontos Interessantes: o deslocamento é feito através de remos. Similar 4 – Colete salva-vida Figura 11 – Colete Salva-vida Pontos Positivos: o produto tem flutuabilidade; é eficiente para atender uma vítima individualmente. Pontos Negativos: não possui outra função, exceto o socorro emergencial, o deslocamento só é possível com o esforço da própria vítima, é limitado a atender uma vítima individualmente. Pontos Interessantes: o deslocamento é feito através de remos. 6 PROJETO CONCEITUAL 6.1 Conceito do Produto O sistema para o deslocamento de uma vítima de enchente de um local alagado para um local seguro tem por objetivo atender às necessidades do usuário em ter um subsistema que possibilite primeiramente a condução das vítimas e, ainda permita a sua utilização no cotidiano, contudo não deve prejudicar a harmonia do ambiente o qual faz parte, no particular, da sala. Considerando que a sala de uma residência é o local onde as pessoas se socializam, passa grande parte do tempo e ainda procuram tirar o máximo do proveito desse pequeno espaço, agregado ao fato de que atualmente existe uma tendência a móveis residenciais com uma multifuncionalidade (CASTRO, NOVAES e SANTOS, 2008), foi adotada a linha de raciocínio de tornar possível a utilização de um móvel residencial como um salva-vidas numa situação emergencial. Os parâmetros ergonômicos serão conforme Iida (1990). Conceito Funcional O objetivo deste item é fornecer uma descrição das combinações possíveis envolvidos no processo, permitindo que ao final se possa configurar o produto. Na transição do projeto conceitual/preliminar (encorpamento geométrico), um dos grandes desafios para os pesquisadores em metodologia de projeto é propor ferramentas computacionais que auxiliem a construção de métodos e procedimentos para capturar relacionamentos função/forma de peça. Logo, se as estruturas funcionais forem construídas, então pergunta-se: quais são as formas geométricas implícitas em tal descrição? Além do mais, o processo de encorpamento geométrico de peça, normalmente, depende da criatividade, intuição e experiência de projeto dos projetistas. (Santos e Dias, 2007) Não há forma de apreender uma realidade senão compará-la, sendo assim, numa analogia aos meios atuais de deslocamento em situações de emergências numa enchente, todos são feitos sobre a água, esta função tem por objetivo impedir que o usuário afunde; o arrasto pode ser feito por meio de tração humana ou motor, sua função é permitir a movimentação sobre a água; os meios de locomoção sobre a água, nas tecnologias utilizadas atualmente, são feitos através de uma amarra ou ainda um mecanismo para ancoragem, a sua função é não permitir que a embarcação fique a deriva ou seja arrastada pela correnteza; considerando que o sistema deve ser aplicado numa sala residencial, este deve ter como segunda função a utilidade de um móvel doméstico utilizado numa sala; na hora da utilização numa emergência, como função auxiliar, deve acomodar mais de uma vítima e ainda como função elementar, como móvel doméstico, combinar com os diversos ambientes. Conceito Estético A criação de um conceito estético para o produto através da comunicação visual é importante e isso corresponde a criação visual de símbolos, pelas cores, formas e informações que compõem o contexto do sistema, agregando assim ao valor de uso. Segundo Nicoletti (2008), o uso da cor na sinalização favorece uma reação automática do observador, evitando que a pessoa tenha que se deter diante de um determinado sinal, ler, analisar e só então atuar de acordo com sua finalidade. Portanto a cor usada para assinalar o equipamento de segurança na situação emergencial será a verde que conforme ABNT NBR 7195/1995, indica segurança (Identifica caixa de equipamento de socorro de urgência, chuveiros de segurança, macas, quadros para exposição de cartazes e avisos de segurança, etc.). Por ser um elemento importante na composição decorativa do produto, a forma e as cores do produto devem auxiliar na sua valorização e também para sinalizar, fornecendo indicações ou alertando para o equipamento b) Alternativa 2 – Sofá salva-vidas Figura 13 – Sofá salva-vidas Sofá composto de espuma e material flutuante interno (isopor) com as seguintes características: 1 - Faixa frontal na cor verde, indicando equipamento de segurança; 2 - Encosto reclinável; 3 - Corda para ancoragem; 4 - Pé que funciona como remo. c) Alternativa 3 – Tapete salva-vidas Figura 14 – Tapete salva-vidas Tapete inflável com as seguintes características: 1 - Válvula para inflar o tapete; 2 - Aro para fixar a corda para ancoragem; 3 - Faixa verde, indicando o equipamento de segurança; 4 - Corda para ancoragem; 5 - Bastão de madeira que funciona como remo. 7 PROJETO PRELIMINAR 7.1 Seleção de Alternativas Estabelecido o conjunto de alternativas para a estrutura funcional, a próxima tarefa é selecionar a estrutura que melhor atenda aos requisitos de usuários. Para tanto foi utilizada a matriz de seleção de estruturas funcionais, conforme abaixo: Prioridades: Alta Prioridade = 5 Média Prioridade = 3 Baixa Prioridade = 1 Pontuação de atendimento ao Requisito: Muito Bom = 8 a 10 (atende totalmente) Bom = 4 a 7 (atende parcialmente) Ruim = 1 a 3 (não atende) Quadro 5 – Matriz de Seleção das Alternativas 7.2 Seleção de Materiais Estabelecido o produto a ser produzido, foi desenvolvida uma pesquisa para selecionar o material a ser aplicado, considerando as propriedades mecânicas do material (resistência, rigidez, dureza, elasticidade, fadiga); propriedades físicas (a exemplo da densidade) e propriedades químicas (oxidação, corrosão, degradação e se tóxico). Também foram feitas considerações a respeito do processo de fabricação como: • Fundição • Conformação • Usinagem • União • Acabamento • Desmontagem ALTERNATIVAS ALTERNATIVA 01 ALTERNATIVA 02 ALTERNATIVA 03 REQUISITO PRIORIDADE PONTUAÇÃO PONDERAÇÃO PONTUAÇÃO PONDERAÇÃO PONTUAÇÃO PONDERAÇÃO Flutuar sobre a água 5 10 50 10 50 10 50 Acomodar o usuário na emergência 5 10 50 10 50 10 50 Deslocar o sistema sobre a água 5 10 50 10 50 10 50 Ancorar, p/ impedir o deslocamento indesejado do sistema 5 8 40 8 40 8 40 Material acessível 5 10 50 10 50 8 40 Ter uma segunda utilidade 4 10 40 10 40 9 36 Facilidade de montagem 4 10 40 10 40 10 40 Ter modularidade 4 10 40 10 40 8 32 Custo moderado 3 10 30 9 27 9 27 TOTAL 390 387 365 Processo de Fabricação: EPS - O MDF é fabricado através da aglutinação de fibras de madeira com resinas sintéticas e outros aditivos. as placas de madeira são coladas umas as outras com resina e fixadas através de pressão. A primeira etapa do processo de fabricação é quando ocorre o corte que dará forma aos perfis. Depois a madeira deverá passar por um tratamento anti-séptico que a protegerá de ataques de insetos e microorganismos. O tratamento da madeira é feito pela imersão total das peças em tanques que contenham os produtos químicos que irão dar proteção. Após receber o tratamento, as peças passam por máquinas que eliminam possíveis deformações dando o acabamento desejado aos perfis de madeira. Com as peças acabadas, inicia-se o processo de montagem e colagem. Poliestireno expandido (EPS) - O EPS é uma matéria-prima, apresentada sob a forma de pequenos grânulos, cuja constituição é o polimero de estireno, derivado de um produto natural o petróleo - e um agente expansor - o pentano. E = Expanded P = Poly S = Styrene Na primeira fase do processo produtivo é usado o vapor de água para expandir a matéria- prima, cuja densidade original é cerca de 650 Kg/m3. O pentano dilata-se dentro de cada grânulo, fazendo crescer a esfera de EPS. Resultam milhões de esferas de EPS compostas de 2% de matéria sólida e de 98% de ar, com uma densidade que varia entre 12 Kg/m3 e 80 Kg/m3, consoante o produto que pretendemos fabricar. Numa segunda fase do processo, as esferas repousam algumas horas dentro de silos, para posteriormente serem encaminhadas para as máquinas de molde. Dentro do respectivo molde, as esferas são sujeitas a um segundo choque de vapor, que as faz expandir ainda mais. Dado que o molde é um espaço fechado, não permitindo que as esferas "engordem" livremente, estas comprimem-se e agregam-se. O resultado é a criação das peças de EPS. 7.3 Testes Com vistas a estudar o desempenho do sistema, após coletados todos os dados, foram feitas simulações em ambiente virtual, a fim de reproduzir, da maneira mais fiel possível, as características do sistema original. Manipulando o modelo e analisando os resultados, pôde- se concluir o seguinte: Dadas as dimensões iniciais, o produto se limita apenas a comportar dois usuário e conforme pesquisas, uma família tem entre um a quatro membros em média. Figura 17 – Mesa salva vidas utilizada por 2 usuários Conforme teste no que diz respeito a flutuabilidade do isopor, foi constatado que 1200m3 de isopor, suporta com folga, mais de 1 (um) kg (figura 18). Figura 18 – Teste de flutuabilidade 7.4 Correções/Considerações Registradas as limitações no teste do sistema, conforme o item 7.3. Trabalhadas as devidas correções, a fim de dar confiabilidade ao produto, do que restou o seguinte: Escala 1:10 Compatibilização com os usuários Na busca de identificar a eficácia da compatibilização entre o sistema e o usuário, visando detectar inconsistências e interferências entre ambos, foram simuladas situações numa escala de 1:10 e os resultados obtidos se consagraram satisfatórios, conforme adiante: A utilização do sistema para salvamento em situações de emergência numa enchente, atende satisfatoriamente as especificações do item 6.1. Utilização do sistema pela menor mulher ou pelo maior homem, bem como a limitação por apenas dois usuários foi corrigida após ser aumentada a dimensão do produto (figura 19). 1,20 m 2,20 m Menor mulher Maior homem Figura 19 – Utilização do sistema pelo maior homem e menor mulher 8 PROJETO DETALHADO Figura 20 – Sistema detalhado O produto selecionado foi a mesa composta por um tampo de tripla camada (duas de MDF revestido com 15mm de espessura cada uma e uma de poliestireno expandido com Escala 1:10 1 2 3 4 5 6 BIBLIOGRAFIA BAXTER, Mike. Projeto de Produto - Guia Prático para o Design de Novos Produtos. Blucher. 2ª Edição. São Paulo. 1998. CABRAL, Gabriela. Enchentes. Artigo publicado no site Brasil Escola. Acessado 20/03/2008. Disponível em: < http://www.brasilescola.com/geografia/enchentes.htm>. CASTRO, H. P. F., NOVAES, A. T. D. e SANTOS, C.A.S. Desenvolvimento de sistema para acomodar objetos e efetuar pequenas refeições e lanches. 2008. 28 f. 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