A estrutura de um protótipo de nova tecnologia é a sua imagem, a sua representação física ou digital, na qual aparecem os seus componentes e cada um dos seus elementos constituintes, e que, na prática, mostra a primeira versão do produto ou sistema que se pretende materializar. A estrutura é uma espécie de imagem esquemática, uma representação completa de um conceito previamente aprovado, de modo que o protótipo estrutural é uma ferramenta fundamental para que os cientistas consigam validar o conceito e realizar avaliações acerca da viabilidade e da funcionalidade da ideia de tecnologia, antes que ela possa começar a ser construída. É por meio da prototipação estrutural que tanto os cientistas quanto seus diversos stakeholders poderão sugerir ou exigir alterações, especialmente os futuros clientes, usuários e consumidores. A cada alteração no protótipo estrutural, um novo teste de funcionalidade e viabilidade precisa ser realizado para garantir que os benefícios gerados pela modificação estejam em conformidade com o que se espera da futura tecnologia. É essa dinâmica que dá sentido aos ajustes e reajustes decorrentes das desconformidades detectadas nos testes e retestes dos protótipos.
De modo geral, os ajustes e reajustes nos protótipos estruturais obedecem a cinco grandes propósitos. O primeiro deles é a validação das ideias prometidas quando o protótipo conceitual foi apresentado, o que significa que o protótipo estrutural é um caminho a ser seguido para validar o conceito, garantindo que a futura tecnologia provavelmente funcionará na prática da forma esperada. Se não funcionar, advém o segundo propósito, que é a identificação de falhas e problemas, momento em que se buscam pontos fracos, falhas de design, inadequação de materiais, problemas de resistência e outros aspectos considerados negativos e não previstos durante a fase de prototipagem conceitual. Outro propósito dos ajustes estruturais é a otimização do desempenho, focando-se especialmente na eficiência, na durabilidade, na usabilidade e na segurança da estrutura, procedimento que deve envolver cada componente e cada um de seus elementos constituintes, que muitas vezes são feitos quando o protótipo é aprovado, mas em que se constatam as possibilidades dessas melhorias. Daí advém a filosofia de que os ajustes estruturais existem para corrigir e melhorar o que está em conformidade. O quarto motivo é a redução de custos e de tempo, pois a ciência e a prática têm confirmado que é mais barato e muito mais rápido corrigir os erros nas primeiras fases do desenvolvimento de uma nova tecnologia do que após a fase estrutural. O quinto e último grupo de propósitos é a conformidade regulatória, para que a tecnologia atenda a todas as normas e padrões de segurança e qualidade exigidos, tanto pelas leis quanto por normativos especiais, como as séries ISO e NBR, como a NBR 5410, que trata dos sistemas elétricos e da segurança de máquinas.
Os protótipos estruturais costumam passar por quatro tipos distintos de ajustes básicos, como decorrência de desconformidades em relação aos testes conceituais ou como parte do esforço de melhoria contínua. Esses ajustes, naturalmente, sofrem influência do tipo de protótipo, dos materiais utilizados, das tecnologias empregadas e das funcionalidades a serem garantidas. O primeiro tipo é o de ajustes nas dimensões e nos encaixes dos componentes e elementos constituintes, quando se aumentam ou diminuem tamanhos, formatos, gramaturas e outros aspectos, de modo a garantir tanto os encaixes das peças quanto outras especificidades do artefato, como peso e dimensões, sem esquecer as exigências ergonômicas. O segundo tipo é o de ajustes de materiais, em que se ajustam os tipos de materiais, tais como plásticos, metais, grafenos etc., para que o artefato tecnológico a ser produzido apresente a melhor resistência, o peso mais adequado possível, os custos mais otimizados, dentre outros itens, levando em consideração a resistência dos materiais utilizados na confecção do protótipo. O terceiro tipo de ajuste é o centrado no design estrutural, quando se fazem alterações no próprio arranjo físico do artefato, modificando-se sua arquitetura, para que ele possa suportar com mais adequação as cargas e os manuseios a que será submetido. O quarto tipo de ajuste é o de funcionalidade e interatividade, para que os criadores tenham a garantia de que a futura tecnologia vai efetivamente realizar as suas principais funções, preferencialmente de forma intuitiva, e entregar os benefícios prometidos aos seus clientes.
Um aspecto fundamental acerca dos ajustes e reajustes nos protótipos estruturais é que eles não são estanques nem são realizados uma única vez; pelo contrário, são eventos que compõem ciclos repetitivos até que a estrutura seja considerada em conformidade com os requisitos dos clientes. Esse ciclo interativo de desenvolvimento tecnológico começa com a criação do protótipo, modelo inicial, que, em seguida, é submetido a testes estruturais rigorosos, como a análise de fluidodinâmica computacional (CFD). Os resultados são analisados para que se possam detectar as não conformidades ou itens de melhoria, que servirão de base para os procedimentos de ajustes e reajustes, quando a estrutura e o próprio design são modificados, modificação orientada pelos resultados dos testes. Feitas as modificações, novos testes (retestes) devem ser realizados (retestes) para verificar se as alterações surtiram os efeitos desejados e se o protótipo pode ser considerado aprovado. Se ainda houver desconformidades ou necessidades de melhoria, novos ajustes (reajustes) devem ser feitos (reajustes), seguidos de novos testes (retestes), até que o ciclo se complete e o protótipo seja aprovado.
Os ajustes estruturais constituem o primeiro esforço de adequação da modelagem física ao protótipo conceitual. O desafio é fazer com que o protótipo material esteja de acordo com a ideia e que o real esteja o mais próximo possível da abstração. Para isso, é preciso fazer ajustes e reajustes como consequências das desconformidades e das possibilidades de melhoria detectadas nos testes e retestes. Esse ciclo é necessário para que se possa entregar um artefato tecnológico viável, seguro e pronto para as próximas etapas de prototipagem e novos testes e retestes, ajustes e reajustes.
(*) Daniel Nascimento-e-Silva, PhD, Professor e Pesquisador do Instituto Federal do Amazonas (IFAM)
