INTRODUÇÂO A ENGENHARIA

162 INTRODUÇÃO À ENGENHARIA - CONCEITOS, FERRAMENTAS E COMPORTAMENTOS
CAPITULO 7 - MODELOS E SIMULAÇÃO
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iniciados no assunto. A representação diagramática das interligações atômicas
de uma molécula de benzeno - o anel hexagonal de Kekulé - dá uma idéia do
acima comentado. Outros dois exemplos seguem abaixo.
MODELO MATEMÁTICO. Alguns dos objetivos de um bom curso de
engenharia são: fornecer um repertório de representações simbólicas de uso
freqüente, despertar no estudante a importância da utilização deste potente
instrumento e desenvolver a capacidade de pensar com lógica e precisão.
Uma excelente oportunidade de alcançarmos isso é exercitar e dominar as
técnicas matemáticas. E para que serve isso?
A experiência tem demonstrado que o projeto é, basicamente, um
processo iterativo, através do qual se avaliam os resultados, retorna-se à fase
anterior, refaz-se a análise e assim por diante, até otimizar e sintetizar uma
solução. Este processo exige que se criem modelos abstratos do sistema, ou
dos seus subsistemas, para que seja admitida alguma forma de análise
simbólica. Dentre os modelos simbólicos, o matemático é o de aplicação mais
importante na engenharia.
O modelo matemático é uma idealização, na qual são usadas técnicas de
construção lógica, não necessariamente naturais e, certamente, não
completas. Com ele os fenômenos e as variáveis do problema são descritos
por elementos idealizados que representam as características essenciais da
situação real, sendo relacionados através de uma expressão matemática. Por
ser uma representação, os resultados não apresentam garantia de
representatividade, devendo-se realizar constantes verificações.
Devemos ter em mente que os SFRs são, em geral, complexos e que,
criando um modelo matemático, simplificamos o sistema a ponto de podermos
analisá-lo convenientemente e com mais facilidade. O primeiro passo é divisar
um modelo conceituai que represente adequadamente o SFR a ser estudado.
Muitos exemplos de modelos matemáticos simples já deverão ser do
conhecimento do projetista, pois a sua aprendizagem faz parte da educação
formal de engenharia.
A modelagem - em especial a matemática - é uma arte altamente
individualizada, e o engenheiro deverá decidir, por um lado, qual o grau de
realismo necessário para o modelo e, por outro, a sua praticidade para
determinar uma solução numérica.
Alguns problemas, por envolverem riscos de vida ou somas vultosas de
recursos financeiros ou outros, exigem modelos sofisticados, com alta
capacidade de previsão. Outros, devido à sua natureza e a aspectos
econômicos, não exigem, e nem é desejável, uma engenharia de alto nível. O
engenheiro deve sempre ponderar qual tratamento dar a um determinado
problema, a fim de obter resultados no tempo disponível para solucioná-lo.
A modelagem matemática de um SFR talvez seja o mais poderoso
instrumento de representação disponível. Ela proporciona um meio eficiente de
previsão e uma linguagem concisa e universal de comunicação. Também
permite uma estimativa rápida do comportamento de um fenômeno. Quanto
mais aperfeiçoado for o modelo, menor o tempo gasto no processo iterativo,
que é parte integrante de um projeto.
Nesta forma de representação, o uso de um sistema de regras, de
convenções matemáticas e de símbolos para representar fenômenos físicos e
suas relações facilita a determinação de expressões que permitem, através de
um processo de simulação, prever aquilo que se pode esperar do SFR sob
condições normais de uso.
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA. Este tipo de representação constitui um útil auxílio à
visualização, comunicação e previsão de projetos. Neste caso, segmentos de
retas ou cores representam uma propriedade, como temperatura, pressão,
velocidade, tempo; ou um fato, como número de falhas por unidade de tempo,
acréscimo populacional de uma cidade.