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Lesson 5 of 6

Engenharia para as pessoas e para o planeta

Os alunos encaram a engenharia do mundo real projetando um modelo de filtro de água, uma barreira contra enchentes ou o redesenho de um produto do dia a dia, pesando o que usuários reais precisam diante de restrições reais.

Estimated time
50-60 minutos
Main project
Filtro de água, barreira contra enchentes ou redesenho de produto

The problem

Projete uma solução que ajude as pessoas ou proteja o meio ambiente. Primeiro decida quem você está ajudando e que problema está resolvendo para essa pessoa, e depois construa um modelo que dê conta do recado com os materiais que você tem.

The rules

  • Diga quem é o seu usuário e qual problema você vai resolver para ele antes de construir.
  • Use apenas os materiais fornecidos e anote quais custam dinheiro ou podem prejudicar o meio ambiente.
  • Segurança: nos modelos de filtro de água, a água filtrada é só para observar e nunca deve ser provada nem bebida.

Where you see this in real life

Boa parte da engenharia não é sobre aparelhos, e sim sobre manter as pessoas seguras, saudáveis e capazes de fazer o dia a dia. Esses projetos resolvem problemas reais de comunidades reais.

  • Sistemas de água potável
  • Proteção contra enchentes
  • Reciclagem
  • Produtos mais seguros
  • Embalagens reutilizáveis

Key ideas

Engenharia para as pessoas
Os engenheiros costumam resolver problemas de pessoas reais, não só por diversão. Quem vai usar o projeto vem primeiro.
Os materiais importam
Cada material se comporta de um jeito: uns absorvem água, outros bloqueiam, outros entortam ou quebram. Escolher o certo faz parte do projeto.
Restrição
Um limite do seu projeto, como quais materiais você pode usar, que tamanho ele pode ter ou quanto tempo você tem.
Compromisso
Quando melhorar uma coisa torna outra mais difícil, então você precisa escolher o que importa mais.
Projetar para o usuário
Os bons projetos partem do que o usuário realmente precisa, e são testados por alguém que os use.

See how it works

Cloudy waterCottonSandGravelClearer water
Water passes through layers of material and comes out clearer.

Materials

  • Copos
  • Filtros de café
  • Bolinhas de algodão
  • Pedrisco
  • Areia
  • Papelão
  • Fita adesiva
  • Canudos
  • Papel
  • Fichas de cartolina
  • Um recipiente para testar a água

No problem if you are missing something

  • Uma garrafa plástica cortada no lugar do copo para o filtro
  • Uma assadeira ou papel-alumínio para segurar a água da barreira
  • Argila ou massinha para moldar o muro da barreira

Compare your materials

Materials behave differently. Use this to decide which material does which job.

Plan before you build

Engineers plan before they build. Work through these before you pick up any tape.

  1. 1Desenhe sua ideia antes de construir. Um rascunho rápido já basta.
  2. 2Aponte a parte mais forte do seu projeto e a parte de que você menos tem certeza.
  3. 3Preveja o que pode falhar primeiro quando você testar.
  4. 4Decida qual material vai em cada lugar e por que aquele material serve para aquela função.

Sketch your design

Draw a rough plan here, or use your own notebook. Label the parts.

Build it

These are guides, not rules. Two students can follow them and build very different designs - that is the point.

  1. 1

    Escolha o seu desafio: um filtro de água, uma barreira contra enchentes ou o redesenho de um objeto do dia a dia.

  2. 2

    Diga quem é o seu usuário e qual problema você vai resolver para ele antes de construir qualquer coisa.

  3. 3

    Filtro: monte camadas de materiais (algodão, areia, pedrisco, um filtro de café) dentro de um copo para que a água passe por elas.

  4. 4

    Barreira: molde um muro ou um canal que mantenha a água longe de uma casinha de papel ou papelão.

  5. 5

    Redesenho: estude o objeto, ache a única coisa que incomoda o usuário e mude só aquela parte.

Testing challenge

A design is only finished when it passes a fair test. Run each test the same way every time.

  • Filtro de água: transparência

    Despeje a mesma água turva pelo filtro e compare com o recipiente original.

    Measure: Mais limpa, um pouco mais limpa ou sem mudança

  • Barreira contra enchentes: manter a casa seca

    Despeje uma quantidade fixa de água contra a barreira e confira a casa atrás dela.

    Measure: Seca, um pouco molhada ou encharcada

  • Redesenho de produto: teste com o usuário

    Peça a um colega que faça o papel de usuário e experimente o objeto redesenhado.

    Measure: Resolveu o problema dele? O que ainda precisa melhorar?

Record your results

Write down what happens each time you test. Your numbers tell you what to improve. Print this page or copy the table into your notebook.

TestWhat to recordTry 1Try 2Try 3
Filtro de água: transparênciaMais limpa, um pouco mais limpa ou sem mudança
Barreira contra enchentes: manter a casa secaSeca, um pouco molhada ou encharcada
Redesenho de produto: teste com o usuárioResolveu o problema dele? O que ainda precisa melhorar?

Improve your design

Your first version is a prototype, not the final answer. Change one thing based on what failed, then test again.

  • Filtro: se a água continua turva, acrescente outra camada ou um material mais fino, como um filtro de café por cima.
  • Filtro: se escoa devagar demais, use camadas mais grossas ou um recipiente mais largo.
  • Barreira: se a água vazou, vede as frestas ou deixe o muro mais alto onde ele falhou.
  • Redesenho: observe onde o seu usuário travou e conserte exatamente aquele ponto.
  • Repare no compromisso: melhorar de um jeito piorou de outro?

What failed first when you tested it? Pick one to see ways to fix it.

Think about it

  1. 1Para quem você estava projetando?
  2. 2Que problema o seu projeto resolveu?
  3. 3Qual material funcionou melhor?
  4. 4Que compromisso você assumiu?
  5. 5O que você melhoraria para um usuário real?

Finished early? Try this

  • Melhore o seu filtro para que ele também funcione mais rápido, não só mais limpo.
  • Projete a sua barreira para que possa ser reutilizada em vez de descartada.
  • Redesenhe o seu produto para usar um material a menos sem perder o que o faz funcionar.

Design journal

Jot down your thinking as you work. Your notes are saved on this device only - they are optional and private to you.

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Teacher notes

Esta aula liga a engenharia à justiça e ao meio ambiente, então dê tempo para a conversa de "para quem é isso" antes de construir. Reforce com firmeza que a água filtrada nunca é para beber. Erro comum: pular para a solução antes de nomear o usuário e o problema; aqui segure os alunos um pouco mais na etapa de planejamento.

Running this lesson? The parent & teacher guide has setup, materials prep, safety notes, common failure points, and questions to ask.

Finished building, testing, and reflecting? Mark this lesson complete to track your progress through the 6-lesson course.