Uso do Princípio de SUBTRAÇÃO em turbina eólica

No post anterior fizemos uma análise simplificada de alguns exemplos de produtos cuja característica do emprego do Pensamento Inventivo Sistemático é a subtração.

Pois existem produtos mais complexos do que aqueles mostrados naquela postagem, e agora iremos nos ocupar de um deles, que é uma solução muito interessante para moinhos de vento geradores de energia.

A empresa espanhola Vortex Bladeless está propondo uma forma radical para gerar energia eólica que demonstra uma solução fora do senso comum para este tipo de instalação.

A ideia desta empresa é a Vortex, uma turbina eólica sem lâminas, que se parece com um mastro gigante apontando para o céu, e cujo objetivo é o mesmo das outras turbinas eólicas conhecidas: gerar energia por meio da conversão da energia cinética em energia elétrica.

Figura 1 – Turbina Vortex, que usa um movimento circular da torre em torno de um eixo. Os sulcos na estrutura da turbina seguem o mesmo princípio do parafuso de Arquimedes.

Em vez de capturar a energia através do movimento de uma hélice, o Vortex aproveita o efeito aerodinâmico da vorticidade convertida em movimentos giratórios da torre.

Os problemas técnicos em se projetar este tipo de torre residem na amplificação incontrolada do movimento circular, que pode levar a frequências elevadas de rotação e, como a célebre ponte de Tacoma Narrows, entrar em ressonância e a chegar a um eventual colapso.

Para evitar este perigo, a forma do vórtice foi desenvolvida computacionalmente para assegurar que a energia cinética do vento ocorra de modo sincronizado ao longo da totalidade do mastro. "Os redemoinhos têm que trabalhar juntos para alcançar um bom desempenho", explica um engenheiro da Vortex. No seu protótipo atual, as torres são construídas usando um composto de fibra de vidro e fibra de carbono, o que permite que o mastro possa vibrar, tanto quanto possível, sem se auto destruir.
Na base do cone estão instalados dois anéis que flutuam sobre ímãs que, quando o cone oscila, os ímãs puxam o cone para o outro lado, fazendo as correções de equilíbrio dinâmico do mastro, independentemente da velocidade do vento. A energia cinética capturada é depois convertida em energia elétrica através de um alternador que multiplica a frequência de oscilação do mastro para melhorar a eficiência energética.

Seus fabricantes se orgulham do fato de que não há engrenagens, parafusos, ou partes mecânicas móveis, o que faz o produto mais barato de fabricar e manter. Os idealizadores do sistema reivindicam para seu Vortex Mini, que é de cerca de 15 metros de altura, a captura de até 40 por cento do poder do vento em condições ideais (isto é, quando o vento está soprando a cerca de 42 Km por hora). Com base em testes de campo, o Mini, em última análise capta 30 por cento menos do que as turbinas eólicas convencionais, mas essa deficiência é compensada pelo fato de que se pode colocar o dobro das turbinas Vortex no mesmo espaço ocupado por uma turbina de hélice.

A engenharia da Vortex diz que há algumas vantagens claras para o seu modelo: é mais barato de fabricar, totalmente silencioso e mais seguro para as aves, pois não existem lâminas para elas se chocarem ao voar. Os projetistas desta turbina afirmam que ela custaria cerca de 51% menos do que uma turbina tradicional cujos custos provêm das grandes lâminas usadas e do suporte do sistema. Além disso, segundo eles, esta turbina é algo "muito mais natural."

A empresa já levantou US $ 1 milhão do capital privado e de financiamento do governo da Espanha, e têm planos de fechar uma rodada de financiamento nos Estados Unidos em breve. Mas é claro que a tecnologia ainda tem um longo caminho a percorrer.

Os projetistas estão esperando para ter seu primeiro produto, uma turbina capaz de gerar 100 watts de energia elétrica, e que será utilizada em países em desenvolvimento antes do final do ano. O Mini de 15 metros estará pronto em um ano.

A concepção deste produto é um exemplo de uso da propriedade SUBTRAÇÃO presente no Pensamento Inventivo Sistemático, SIT. (Fonte: http://www.moreinspiration.com/)

Até a próxima postagem!

Exemplos de uso da Propriedade SUBTRAÇÃO em SIT, Systematic Inventive Thinking

Remover um componente essencial de um produto e encontrar utilizações para o arranjo recentemente imaginado dos componentes existentes é uma tarefa nem sempre simples como parece ser, após termos conhecido a inovação.
De fato, um arranjo abstraído de determinados componentes, muitas vezes de importância essencial para que o produto possa ser comercializado normalmente, resulta em algo que é conhecido como 'produto virtual'.
Este novo produto, uma vez analisadas as suas novas conformações, é posto em prova segundo a viabilidade de fabricação e aceitação pelo mercado: se aprovado, então "bola pra frente": um novo produto, resultado de uma inovação sem precedentes, poderá alavancar os negócios de sua empresa!

Os os exemplos abaixo ilustram alguns resultados práticos obtidos.

• A haste das taças sumiu!

A Riedel, The Wine Glass Co. acabou de colocar no mercado uma linha de taças de vinho de cristal que não tem pé, mas é  "cabeça". É um novo modelo da marca austríaca, que está no mercado desde 1756.

Fig. 1 - Taças de vinho sem haste, um exemplo de SUBTRAÇÃO segundo a SIT, Systematic Inventive Thinking. Fonte: Ela.oglobo.

A peculiaridade é que é a primeira taça de vinho do mundo sem as hastes tradicionais.
Este é um produto inesperado e de fato contraria o senso comum: será que as mãos irão esquentar o vinho?
Pelo sim e pelo não, parece que a moda pegou.

• Subtraímos os pés das cadeiras e... O que restou?

Como imagens valem mais do que mil palavras, eis algumas respostas para você se inspirar:

Fig. 2 - Cadeiras marca Crazy Creek, começaram a ser fabricadas ha mais de 25 anos atrás. Elas podem ser levadas a qualquer lugar como uma mochila nas costas e tem sido escolha preferida de muitos aventureiros pelo mundo. $ 48.50 (unidade) no site do fabricante,
http://www.crazycreek.com/original-chair/

As cadeiras da marca Crazy Creek são ótimas para levar às arquibancadas onde não existam assentos, como nos campos de tênis e em campos de futebol que ainda não chegaram ao Padrão FIFA, ou mesmo à praia ou em um churrasco ao ar livre.

• Na hora do lanche, uma mesa sem pés

Poderíamos pensar em uma mesa rente ao chão, daquelas usadas nos rituais do chá no Japão. Mas não precisa ser assim. Aqui mesmo entre nós, com um arquiteto inspirado, mesas sem pés são hoje comuns em projetos de interiores:

Fig. 3 - Mesa sem pés - Fonte: Flicker.com

O conceito de SUBTRAÇÃO ainda nos anima a projetar uma cadeira que se ajusta à mesa, sem requerer nenhum outro mobiliário auxiliar, para que o bebê possa nela se assentar. Um investimento pequeno por período enquanto o tempo não passa...

Fig. 4 - Cadeirinha de bebê, outra sugestão proveniente do emprego do conceito de SUBTRAÇÃO. Fonte: Mercado Livre

• O pneu furou! Onde estão o sobressalente e o macaco?

Alguns modelos da BMW, como o sedan 320i já saem da fábrica com pneus Run-flat, da Bridgestone.
Trata-se de uma tecnologia de SUBTRAÇÃO inovadora, em que o próprio pneu fornece as condições de trabalho sem problemas para o motorista permitindo, em caso de avaria, rodar ainda vários quilômetros até chegar em casa ou em uma oficina com tranquilidade.

Fig. 5 - Corte detalhado do pneu Run-flat da Bridgestone usado no BMW: cinta especial no centro de cada roda é fixada ao aro, o que evita rodar com o pneu furado e danifica-lo.
Fonte: Pense Carros. (Acesso em 02//06/2015)

A tecnologia do pneu Run-flat da Bridgestone permite que um veículo rode por mais 80 quilômetros, mesmo com o pneu furado, a uma velocidade de 80 km/hora, sem esmagar as laterais do pneu nem necessidade de troca ou possibilidade de risco de avarias à roda ou à suspensão. Reforços de borracha nas laterais internas e no talo impedem que roda seja danificada. Fonte: Pense Carros.

Até o próximo post!

De TRIZ, Teoria Para Resolução de Problemas Criativos, à SIT, Systematic Inventive Thinking

A TRIZ foi concebida mediante a investigação dos traços comuns característicos de milhares de invenções registradas em bancos de patentes disponíveis para consulta pública por organizações governamentais de diversos países. Seu criador, Genrich Altshuller, buscou encontrar, nas patentes por ele investigadas, regularidades que possibilitassem a qualquer pessoa inventar e criar novos produtos e processos a partir de caminhos já percorridos por outros inventores, em que novas variantes pudessem ser deduzidas ou sugeridas por estas patentes.

À pergunta, “Existirá um mecanismo ou padrão que defina a forma como as pessoas inventam, superam dificuldades e criam novos produtos?”, Altshuller procurou responder
por meio de uma pesquisa sistematizada exaustiva o bastante para sua época.

A investigação de cerca de meio milhão de patentes, realizada por ele e colaboradores, resultou em um conjunto de métodos capazes de auxiliarem ao pesquisador ou inventor em sua tarefa, evitando perda de tempo e criando padrões e processos que hoje permitem a qualquer pessoa a superar limitações para descobrir e patentear novos produtos - a invenção ao alcance de qualquer pessoa.

Esta busca por um método mais eficiente e de fácil assimilação do que a TRIZ está a caminho e, devido à premência de tempo que faz com que as empresas busquem soluções de forma rápida e ajustada aos tempos atuais, pelo que se pode deduzir do estado atual dos métodos voltados para Inovação e Criatividade, alguns são bem mais práticos e eficientes do que outros.

É o que se pode depreender, visitando sites na Internet, onde numerosos especialistas expõem estas variantes, em busca do “Santo Graal” da Inovação Sistemática.

A TRIZ iniciou-se em uma época em que, no mundo todo, a engenharia clássica e a mecânica predominavam no seio das chamadas ciências exatas. Na extinta União Soviética, de onde a metodologia TRIZ surgiu sob a liderança de Genrich Altshuller, muitos esforços realizados nos laboratórios do Estado e na respeitada Academia de Ciências da URSS, direcionavam as pesquisas e trabalhos para a eletrônica e controle de processos analógicos, no domínio das variáveis contínuas no tempo e no espaço, sem que houvesse qualquer sinal de que a revolução digital, que já se iniciava no ocidente, iria prevalecer sobre seus métodos de trabalho.

A despeito deste fato, usando instrumentação e computadores analógicos, os soviéticos lograram obter expressivas vitórias sobre os progressos do ocidente, mormente na corrida espacial, com o lançamento do primeiro satélite artificial da história em 04 de outubro de 1957 no Cosmódromo de Baikonur.

Os progressos alcançados pelos soviéticos em automação e controle, embora já tentando dominar as técnicas sofisticadas de fabricação de semicondutores, eram significativos para a época, no auge da era analógica, enquanto o ocidente avançava a passos largos na área digital, com microcomputadores que viriam a compor o panorama do progresso computacional nos anos que se seguiriam à descoberta do transistor por John Bardeen, W. B. Schockley e W. H. Brattain, e do chip de computador por Jack Kilby da Texas Instruments e Robert Noyce, da Fairchild.

Assim, Altshuller desenvolveu sua metodologia voltada para a época em que viveu, anterior a estas descobertas, com base em métodos clássicos de pesquisas e uma visão consentânea com a dos engenheiros mecânicos e eletricistas da antiga União Soviética.

Segundo a Wikipedia,

“A TRIZ inclui uma metodologia prática, conjuntos de ferramentas, uma base de conhecimento e tecnologia baseada em modelo, para a geração de novas ideias e soluções para resolução de problemas. Destina-se à aplicação na formulação de problemas, análise de sistemas, análise de falhas, e padrões de evolução de sistemas.

TRIZ é, portanto, uma ferramenta de resolução de problemas, análise e previsão, derivada do estudo de padrões de invenção na literatura global de patentes; uma metodologia sistemática para a solução inventiva de problemas, orientada ao ser humano e baseada em conhecimento.”

Modernamente, a TRIZ tem cedido lugar a novas metodologias destinadas à Inovação Sistemática, exatamente devido à complexidade inerente em sua concepção original, qual seja a busca de soluções registradas em bancos de dados de patentes que hoje chegam a mais de seis milhões de registros.

Nem todas as empresas dispõem em seus quadros de especialistas neste setor, ou na utilização de software especifico para consultas a grandes massas de dados não estruturados, “Large Data”, ou com experiência suficiente em Web Semântica para programar em “Hadoop”, linguagem de software aberto da Apache Foundation destinada a operar com clusters de dados de grandes proporções, e deles extrair informações que permitam lançar uma luz sobre os potenciais de inovação em TRIZ. (1)

Recentemente, trabalhos importantes desenvolvidos por inúmeros especialistas ocidentais, por alguns ex-colaboradores de Altshuller e por seus ex-alunos que migraram para Israel, incorporaram à teoria um caráter mais restritivo, porém de grande eficiência, permitindo que as empresas avancem em termos de novos instrumentos de pesquisas que usam métodos mais simples e restritos às cercanias da própria empresa em seus produtos ou serviços: a SIT, “Systematic Inventive Thinking”.

Estes pesquisadores, dentre os quais podemos destacar o nome de Horowitz (2), extraíram da TRIZ o que ela tinha de mais importante, qual seja, passaram a restringir seu universo de busca, passando de bancos de patentes a investigações nas imediações da própria empresa, em seus produtos e processos. Este procedimento, cuja expressão característica significa buscar soluções inovadoras "Inside the Box”, é mediado através de outra grande transformação: em lugar da análise de contradições de Altshuller e do emprego da Matriz de 40 Princípios para sua resolução, e dos 76 Princípios de Inovação estabelecidos por Altshuller.

As pesquisas de Horowitz em Israel conduziram a uma simplificação importante no método TRIZ: em vez dos 76 princípios para inovar acima citados, foram adotados apenas cinco princípios: Subtração, multiplicação, Divisão, Unificação de Tarefas e Dependência de Atributos.

Para inovar, segundo Horowitz e seus seguidores, é preciso também inspiração.

Estes autores aboliram as consultas a grandes bases de dados da TRIZ, e adotaram uma simplificação tão profunda que hoje, qualquer pessoa, dominando os fundamentos metodológicos da SIT, “Pensamento Inventivo Sistemático”, não precisará ser gênio para criar algum produto ou serviço de sucesso.

(1) The Apache Hadoop software library is a framework that allows for the distributed processing of large data sets across clusters of computers using simple programming models.

(2) Horowitz, R. "Creative Problem Solving In Engineering Design"

O que é SIT, Systematic Inventive Thinking

SIT, Systematic Inventive Thinking

Eng. Sylvio Sylveira Santos
sylvioss@gmail.com

Eng. Bruno Domingues Cavalcante
hdc.bruno@gmail.com

A SIT, Systematic Inventive Thinking, que podemos traduzir como Pensamento Inventivo Sistemático, é um método estruturado voltado para criatividade e inovação desenvolvido em Israel em meados dos anos 1990.

Uma das publicações mais importantes sobre esta metodologia é o livro "Inside The Box,: A Proven System of Creativity for Breakthrough Results, escrito por Drew Boyd e Jacob Goldenberg e editado pela Simon & Schuster, em 2012, no EEUU, e cuja capa está ilustrada à esquerda.

Algumas pessoas sempre julgaram que a criatividade e inovação se constituem em dons específicos de indivíduos de elevado Q.I. (Quociente Intelectual), algo assistemático e presente somente em mentes privilegiadas.

O Método SIT não afasta o pensamento criativo; ao contrário, vale-se desta qualidade para inovar, tendo como um de seus principais atributos a tarefa de se dedicar a este objetivo de modo contínuo, sistemático e, porque não dizer, estruturado.

A SIT pode ser considerada uma das mais promissoras metodologias dos dias atuais, pertencente ao elenco de métodos voltados para inovar.

De fato, ela se constitui de uma abordagem prática e objetiva que se vale de um universo fechado para solução de problemas, ao contrário de métodos cujo horizonte de pesquisas e abrangência para se criar algo novo possui um escopo amplo, quase ilimitado e de alta complexidade como a TRIZ, Teoria Para Solução de Problemas Criativos.

A ideia de se usar um molde ou uma “template”, isto é, um procedimento padrão estruturado para se desenvolver inovações, produtos ou serviços não é nova, e remonta aos trabalhos precursores da escola soviética em inovação sistemática, revivida e adaptada pela maioria dos países ocidentais aos novos tempos da globalização.

A SIT não só adaptou as ideias do engenheiro soviético Genrish Altshuller, genialmente expostas em TRIZ, como também inverteu o universo de sua abrangência.

De fato, enquanto que a TRIZ se ocupa em pesquisar exemplos e procedimentos criativos em um universo de milhões de patentes relativamente a seus potenciais de inovação, a SIT, ao contrário, busca encontrar soluções para os problemas olhando para “dentro da caixa”, isto é, nas vizinhanças do produto ou processo.

Esta é uma diferença fundamental entre as duas metodologias citadas, e o que faz da SIT uma técnica importante no ensino e transferência de conhecimentos na área de Inovação Sistemática: o fato de que soluções inventivas podem, muitas vezes, esconder ou sugerir soluções em comum, concentrando-se não sobre o que as faz diferentes, mas nas relações estruturais ou de projeto que as identificam.

A SIT opera com duas áreas principais da criatividade:

·         Elaboração de novas ideias e

·         Resolução de problemas

A abordagem estruturada da SIT

Na década de 1970, pesquisadores no campo da Psicologia Cognitiva procuraram estabelecer um critério quantitativo para medir a criatividade.

Uma pessoa criativa foi definida como alguém com um Q.I. (Quociente de Inteligência) capaz de gerar um grande fluxo de ideias.
Com isto, procurava-se medir a taxa de ideias boas ou más por unidade de tempo. Uma taxa elevada era então considerada uma indicação de criatividade desta pessoa.

Esta abordagem levou a uma série de métodos para o desenvolvimento da criatividade de uma pessoa com base no pressuposto de que um aumento quantitativo de suas ideias iria necessariamente provocar uma melhoria qualitativa em seu trabalho.

Métodos amplamente conhecidos como Brainstorming, Synectics, Estimulação Aleatória e Pensamento Lateral (identificado com Edward de Bono) podem ser atribuídos a esta abordagem e, mesmo com a pouca estruturação que apresentam, são complementares dos métodos SIT ASIT (Accelerated SIT, uma variante da SIT) e TRIZ, que não os desprezam de um modo geral.

Estudos mais recentes, entretanto, revelaram a necessidade e importância de se considerar abordagens estruturadas em vários métodos inventivos, dentre eles a SIT.

Pesquisas tem mostrado que a principal dificuldade enfrentada pelos solucionadores de problemas é decorrência do fato de que a maioria dos métodos tradicionais para inovar utilizados por eles não estão gerando uma grande quantidade de ideias ou soluções porque ou chegaram praticamente a um ponto de exaustão ou forçam a realização de investigações em um universo de possibilidades criativas extremamente amplo.

O conflito existente entre quantidade e qualidade parece ser verdadeiro, e métodos de inovação recentes tem procurado conciliar alguns destes pressupostos, em que a escala de produtos e serviços produzidos de alta qualidade tem aumentado.

Hoje é fato conhecido de que um grande fluxo de ideias não conduz necessariamente à criação de soluções originais e, ainda, de que a própria ocupação com ideias comuns pode prejudicar a criatividade e a atuação do pensamento inovador. Estas descobertas levaram a uma nova abordagem que sustenta que os resultados originais e interessantes resultam de pensamento organizado e processos estruturados em vez de apenas a geração aleatória de ideias.

Uma das características do pensamento organizado é um estado de "baixos estímulos", livre de uma grande quantidade de ideias. Nesta abordagem, a originalidade substitui quantidade como critério dominante. Esta abordagem organizada ou estruturada para a geração de ideias é o ponto de partida para o Pensamento Inventivo Sistemático.

É sobre este PENSAMENTO INVENTIVO SISTEMÁTICO, ou SIT, SYSTEMATIC INVENTIVE THINKING, que versará este blog.
Até o próximo post!