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.

7. Referncias

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, Acesso em 10

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[5] CATTAPAN, M. I. Z., FINAMORE, E. B.. Avaliao econmico-financeira da

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Disponvel em: < http://www.fee.tche.br/sitefee/pt/content/eventos/5-encontro-

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[6] OLIVEIRA, A. S. Marketing no Processo de Pr-Desenvolvimento de Mquinas

Agrcolas. Santa Maria: UFSM. Tese de Doutorado/PPGEA, 2008.

[7] ROZENFELD, H. et al. Gesto de Desenvolvimento de Produtos. Uma referncia

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[8] ROMANO, L. N. Modelo de Referencia para o Processo de Desenvolvimento de

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[9] BASSETTO, E. L.. Proposta de Metodologia para o Ensino das Fases de Projeto

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[10] ASIMOV, M. Introduction to Design: Fundamentals of Engineering Design.

Prentice Hall: 1962.

[11] FONSECA, A. J. H. Sistematizao do processo de obteno das especificaes

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Florianpolis, 2000. Tese (Doutorado em Engenharia Mecnica) Programa de Ps-

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[12] PAHL, G.; BEITZ, W. Engineering Design A systematic approach. 2 ed.

London: Springer Verlag, 1996.

[13] GIL, A. C.. Mtodos e Tcnicas de Pesquisa Social 5 Ed. So Paulo: Atlas,

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