INTRODUÇÃO AO ESTUDO DO DESENHO TÉCNICO

O desenho técnico é uma forma de expressão gráfica que tem por finalidade a representação de forma, dimensão e posição de objetos de acordo com as diferentes necessidades requeridas pelas diversas modalidades de engenharia e também da arquitetura. Utilizando-se de um conjunto constituído por linhas, números, símbolos e indicações escritas normalizadas internacionalmente, o desenho técnico é definido como linguagem gráfica universal da engenharia e da arquitetura. Assim como a linguagem verbal escrita exige alfabetização, a execução e a interpretação da linguagem gráfica do desenho técnico exige treinamento específico, porque são utilizadas figuras planas (bidimensionais) para representar formas espaciais.

A figura abaixo está exemplificando a representação de forma espacial por meio de figuras planas, donde pode-se concluir que:

1. Para os leigos a figura é a representação de três quadrados.
2. Na linguagem gráfica do desenho técnico a figura corresponde à representação de um determinado cubo.

Conhecendo-se a metodologia utilizada para elaboração do desenho bidimensional é possível entender e conceber mentalmente a forma espacial representada na figura plana. Na prática pode-se dizer que, para interpretar um desenho técnico, é necessário enxergar o que não é visível e a capacidade de entender uma forma espacial a partir de uma figura plana é chamada visão espacial.

Visão espacial é um dom que, em princípio todos têm, dá a capacidade de percepção mental das formas espaciais. Perceber mentalmente uma forma espacial significa ter o sentimento da forma espacial sem estar vendo o objeto. Por exemplo, fechando os olhos pode-se ter o sentimento da forma espacial de um copo, de um determinado carro, da sua casa etc.. Ou seja, a visão espacial permite a percepção (o entendimento) de formas espaciais, sem estar vendo fisicamente os objetos. Apesar da visão espacial ser um dom que todos têm, algumas pessoas têm mais facilidade para entender as formas espaciais a partir das figuras planas. A habilidade de percepção das formas espaciais a partir das figuras planas pode ser desenvolvida a partir de exercícios progressivos e sistematizados.

A representação de objetos tridimensionais em superfícies bidimensionais evoluiu gradualmente através dos tempos. Conforme histórico feito por HOELSCHER, SPRINGER E DOBROVOLNY (1978) um dos exemplos mais antigos do uso de planta e elevação está incluído no álbum de desenhos na Livraria do Vaticano desenhado por Giuliano de Sangalo no ano de 1490. No século XVII, por patriotismo e visando facilitar as construções de fortificações, o matemático francês Gaspar Monge, que além de sábio era dotado de extraordinária habilidade como desenhista, criou, utilizando projeções ortogonais, um sistema com correspondência biunívoca entre os elementos do plano e do espaço. O sistema criado por Gaspar Monge, publicado em 1795 com o título “Geometrie Descriptive” é a base da linguagem utilizada pelo Desenho Técnico. No século XIX, com a explosão mundial do desenvolvimento industrial, foi necessário normalizar a forma de utilização da Geometria Descritiva para transformá-la numa linguagem gráfica que, a nível internacional, simplificasse a comunicação e viabilizasse o intercâmbio de informações tecnológicas. Desta forma, a Comissão Técnica TC 10 da International Organization for Standardization – ISO normalizou a forma de utilização da Geometria Descritiva como linguagem gráfica da engenharia e da arquitetura, chamando-a de Desenho Técnico. Nos dias de hoje a expressão “desenho técnico” representa todos os tipos de desenhos utilizados pela engenharia incorporando também os desenhos nãoprojetivos (gráficos, diagramas, fluxogramas etc.).

Nos trabalhos que envolvem os conhecimentos tecnológicos de engenharia, a viabilização de boas idéias depende de cálculos exaustivos, estudos econômicos, análise de riscos etc. que, na maioria dos casos, são resumidos em desenhos que representam o que deve ser executado ou construído ou apresentados em gráficos e diagramas que mostram os resultados dos estudos feitos. Todo o processo de desenvolvimento e criação dentro da engenharia está intimamente ligado à expressão gráfica. O desenho técnico é uma ferramenta que pode ser utilizada não só para apresentar resultados como também para soluções gráficas que podem substituir cálculos complicados.

Apesar da evolução tecnológica e dos meios disponíveis pela computação gráfica, o ensino de Desenho Técnico ainda é imprescindível na formação de qualquer modalidade de engenheiro, pois, além do aspecto da linguagem gráfica que permite que as idéias concebidas por alguém sejam executadas por terceiros, o desenho técnico desenvolve o raciocínio, o senso de rigor geométrico, o espírito de iniciativa e de organização. Assim, o aprendizado ou o exercício de qualquer modalidade de engenharia irá depender, de uma forma ou de outra, do desenho técnico.

O desenho técnico é dividido em dois grandes grupos:

• Desenho projetivo: são os desenhos resultantes de projeções do objeto em um ou mais planos de projeção e correspondem às vistas ortográficas e às perspectivas.
• Desenho não-projetivo: na maioria dos casos corresponde a desenhos resultantes dos cálculos algébricos e compreendem os desenhos de gráficos, diagramas etc..

Os desenhos projetivos compreendem a maior parte dos desenhos feitos nas indústrias e alguns exemplos de utilização são:

• Projeto e fabricação de máquinas, equipamentos e de estruturas nas indústrias de processo e de manufatura (indústrias mecânicas, aeroespaciais, químicas, farmacêuticas, petroquímicas, alimentícias etc.).
• Projeto e construção de edificações com todos os seus detalhamentos elétricos, hidráulicos, elevadores etc..
• Projeto e construção de rodovias e ferrovias mostrando detalhes de corte, aterro, drenagem, pontes, viadutos etc.. 
• Projeto e montagem de unidades de processos, tubulações industriais, sistemas de tratamento e distribuição de água, sistema de coleta e tratamento de resíduos.
• Representação de relevos topográficos e cartas náuticas.
• Desenvolvimento de produtos industriais.
• Projeto e construção de móveis e utilitários domésticos.
• Promoção de vendas com apresentação de ilustrações sobre o produto.

Pelos exemplos apresentados pode-se concluir que o desenho projetivo é utilizado em todas as modalidades da engenharia e pela arquitetura. Como resultado das especificidades das diferentes modalidades de engenharia, o desenho projetivo aparece com vários nomes que correspondem a alguma utilização específica:

• Desenho Mecânico
• Desenho de Máquinas
• Desenho de Estruturas
• Desenho Arquitetônico
• Desenho Elétrico/Eletrônico
• Desenho de Tubulações

Mesmo com nomes diferentes, as diversas formas de apresentação do desenho projetivo têm uma mesma base, e todas seguem normas de execução que permitem suas interpretações sem dificuldades e sem mal-entendidos Os desenhos não-projetivos são utilizados para representação das diversas formas de gráficos, diagramas, esquemas, ábacos, fluxogramas, organogramas etc.

Atualmente, na maioria dos casos, os desenhos são elaborados por computadores, pois existem vários softwares que facilitam a elaboração e apresentação de desenhos técnicos. Nas áreas de atuação das diversas especialidades de engenharias, os primeiros desenhos que darão início à viabilização das idéias são desenhos elaborados à mão livre, chamados de esboços. A partir dos esboços, já utilizando computadores, são elaborados os desenhos preliminares que correspondem ao estágio intermediário dos estudos que são chamados de anteprojeto. Finalmente, a partir dos anteprojetos devidamente modificados e corrigidos são elaborados os desenhos definitivos que servirão para execução dos estudos feitos. Os desenhos definitivos são completos, elaborados de acordo com a normalização envolvida, e contêm todas as informações necessárias à execução do projeto.

Para transformar o desenho técnico em uma linguagem gráfica foi necessário padronizar seus procedimentos de representação gráfica. Essa padronização é feita por meio de normas técnicas seguidas e respeitadas internacionalmente. As normas técnicas são resultantes do esforço cooperativo dos interessados em estabelecer códigos técnicos que regulem relações entre produtores e consumidores, engenheiros, empreiteiros e clientes. Cada país elabora suas normas técnicas e estas são acatadas em todo o seu território por todos os que estão ligados, direta ou indiretamente, a este setor. No Brasil as normas são aprovadas e editadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, fundada em 1940.

Para favorecer o desenvolvimento da padronização internacional e facilitar o intercâmbio de produtos e serviços entre as nações, os órgãos responsáveis pela normalização em cada país, reunidos em Londres, criaram em 1947 a Organização Internacional de Normalização (International Organization for Standardization – ISO) Quando uma norma técnica proposta por qualquer país membro é aprovada por todos os países que compõem a ISO, essa norma é organizada e editada como norma internacional. As normas técnicas que regulam o desenho técnico são normas editadas pela ABNT, registradas pelo INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial) como normas brasileiras -NBR e estão em consonância com as normas internacionais aprovadas pela ISO.

A execução de desenhos técnicos é inteiramente normalizada pela ABNT. Os procedimentos para execução de desenhos técnicos aparecem em normas gerais que abordam desde a denominação e classificação dos desenhos até as formas de representação gráfica, como é o caso da NBR 5984 – NORMA GERAL DE DESENHO TÉCNICO (Antiga NB 8) e da NBR 6402 – EXECUÇÃO DE DESENHOS TÉCNICOS DE MÁQUINAS E ESTRUTURAS METÁLICAS (Antiga NB 13), bem como em normas específicas que tratam os assuntos separadamente, conforme os exemplos seguintes:

• NBR 10647 – DESENHO TÉCNICO – NORMA GERAL, cujo objetivo é definir os termos empregados em desenho técnico. A norma define os tipos de desenho quanto aos seus aspectos geométricos (Desenho Projetivo e NãoProjetivo), quanto ao grau de elaboração (Esboço, Desenho Preliminar e Definitivo), quanto ao grau de pormenorização (Desenho de Detalhes e Conjuntos) e quanto à técnica de execução (À mão livre ou utilizando computador)
• NBR 10068 – FOLHA DE DESENHO LAY-OUT E DIMENSÕES, cujo objetivo é padronizar as dimensões das folhas utilizadas na execução de desenhos técnicos e definir seu lay-out com suas respectivas margens e legenda.

As folhas podem ser utilizadas tanto na posição vertical como na posição horizontal, conforme mostra a figira. Os tamanhos das folhas seguem os Formatos da série “A”, e o desenho deve ser executado no menor formato possível, desde que não comprometa a sua interpretação.

Os formatos da série “A” têm como base o formato A0, cujas dimensões guardam entre si a mesma relação que existe entre o lado de um quadrado e sua diagonal (841 2 =1189), e que corresponde a um retângulo de área igual a 1 m2. Havendo necessidade de utilizar formatos fora dos padrões mostrados na tabela, é recomendada a utilização de folhas com dimensões de comprimentos ou larguras correspondentes a múltiplos ou a submúltiplos dos citados padrões. A legenda deve conter todos os dados para identificação do desenho (número, origem, título, executor etc.) e sempre estará situada no canto inferior direito da folha.

• NBR 10582 – APRESENTAÇÃO DA FOLHA PARA DESENHO TÉCNICO, que normaliza a distribuição do espaço da folha de desenho, definindo a área para texto, o espaço para desenho etc.. Como regra geral deve-se organizar os desenhos distribuídos na folha, de modo a ocupar toda a área, e organizar os textos acima da legenda junto à margem direita, ou à esquerda da legenda logo acima da margem inferior. 
• NBR 13142 – DESENHO TÉCNICO – DOBRAMENTO DE CÓPIAS, que fixa a forma de dobramento de todos os formatos de folhas de desenho: para facilitar a fixação em pastas, eles são dobrados até as dimensões do formato A4.
• NBR 8402 – EXECUÇÃO DE CARACTERES PARA ESCRITA EM DESENHOS TÉCNICOS que, visando à uniformidade e à legibilidade para evitar prejuízos na clareza do desenho e evitar a possibilidade de interpretações erradas, fixou as características de escrita em desenhos técnicos.

• NBR 8403 – APLICAÇÃO DE LINHAS EM DESENHOS – TIPOS DE LINHAS – LARGURAS DAS LINHAS
• NBR10067 – PRINCÍPIOS GERAIS DE REPRESENTAÇÃO EM DESENHO TÉCNICO
• NBR 8196 – DESENHO TÉCNICO – EMPREGO DE ESCALAS
• NBR 12298 – REPRESENTAÇÃO DE ÁREA DE CORTE POR MEIO DE HACHURAS EM DESENHO TÉCNICO
• NBR10126 – COTAGEM EM DESENHO TÉCNICO
• NBR8404 – INDICAÇÃO DO ESTADO DE SUPERFÍCIE EM DESENHOS TÉCNICOS
• NBR 6158 – SISTEMA DE TOLERÂNCIAS E AJUSTES
• NBR 8993 – REPRESENTAÇÃO CONVENCIONAL DE PARTES ROSCADAS EM DESENHO TÉCNICO

Nos desenhos projetivos, a representação de qualquer objeto ou figura será feita por sua projeção sobre um plano. A figura mostra o desenho resultante da projeção de uma forma retangular sobre um plano de projeção. Os raios projetantes tangenciam o retângulo e atingem o plano de projeção formando a projeção resultante.

Como os raios projetantes, em relação ao plano de projeção, são paralelos e perpendiculares, a projeção resultante representa a forma e a verdadeira grandeza do retângulo projetado. Este tipo de projeção é denominado Projeção Ortogonal (do grego ortho = reto + gonal = ângulo), pois os raios projetantes são perpendiculares ao plano de projeção.

Das projeções ortogonais surgem as seguintes conclusões:

• Toda superfície paralela a um plano de projeção se projeta neste plano exatamente na sua forma e em sua verdadeira grandeza, conforme mostra a figura 1.
• A figura 2 mostra que quando a superfície é perpendicular ao plano de projeção, a projeção resultante é uma linha.
• As arestas resultantes das interseções de superfícies são representadas por linhas, conforme mostra a figura 3.

Como os sólidos são constituídos de várias superfícies, as projeções ortogonais são utilizadas para representar as formas tridimensionais através de figuras planas. A imagem mostra a aplicação das projeções ortogonais na representação das superfícies que compõem, respectivamente, um cilindro, um paralelepípedo e um prisma de base triangular. Pode-se observar que as projeções resultantes são constituídas de figuras iguais.

Olhando para a figura abaixo, na qual aparecem somente as projeções resultantes da figura anterior, é impossível identificar as formas espaciais representadas, pois cada uma das projeções pode corresponder a qualquer um dos três sólidos. Isto acontece porque a terceira dimensão de cada sólido não está representada pela projeção ortogonal. Para fazer aparecer a terceira dimensão é necessário fazer uma segunda projeção ortogonal olhando os sólidos por outro lado.

A figura abaixo mostra os três sólidos anteriores sendo projetados nos planos vertical e horizontal e fazendo-se, posteriormente, o rebatimento do plano horizontal até a formação de um único plano na posição vertical.

Olhando para cada um dos pares de projeções ortogonais, representados na Figura, e sabendo que eles correspondem, respectivamente, às representações dos três sólidos vistos por posições diferentes, pode-se obter a partir das figuras planas o entendimento da forma espacial de cada um dos sólidos representados.

Os desenhos resultantes das projeções nos planos vertical e horizontal resultam na representação do objeto visto por lados diferentes e as projeções resultantes, desenhadas em um único plano, conforme mostra a Figura (b) representam as três dimensões do objeto.

Na projeção feita no plano vertical aparecem o comprimento e a altura do objeto e na projeção feita no plano horizontal aparecem o comprimento e a largura do mesmo objeto. Assim sendo, pode-se concluir que duas vistas, apesar de representarem as três dimensões, podem não ser suficientes para representar a forma do objeto desenhado. Uma forma mais simples de raciocínio para utilização das projeções ortogonais em planos perpendiculares entre si é obter as vistas (projeções resultantes) fazendo-se o rebatimento direto da peça que está sendo desenhada. A Figura 11 mostra que, raciocinando com o rebatimento da peça, pode-se obter o mesmo resultado do rebatimento do plano horizontal.

Assim como na Figura 9, em que as projeções resultantes não definem a forma da peça, a Figura 12 mostra que as duas vistas (projeções resultantes) obtidas na Figura 11 também podem corresponder a formas espaciais completamente diferentes. Mais uma vez se conclui que duas vistas, apesar de representarem as três dimensões do objeto, não garantem a representação da forma da peça.

A representação das formas espaciais é resolvida com a utilização de uma terceira projeção. A figura 13 mostra a utilização de um plano lateral para obtenção de uma terceira projeção, resultando em três vistas da peça por lados diferentes.

Para que o desenho resultante se transforme em uma linguagem gráfica, os planos de projeção horizontal e lateral têm os sentidos de rebatimento convencionados, e sempre se rebatem sobre o plano vertical. Mantendo o sentido dos rebatimentos dos planos horizontal e lateral resultará sempre nas mesmas posições relativas entre as vistas. O lado da peça que for projetado no plano vertical sempre será considerado como sendo a frente da peça. Assim sendo, em função dos rebatimentos convencionados, o lado superior da peça sempre será representado abaixo da vista de frente e o lado esquerdo da peça aparecerá desenhado à direita da vista de frente.

A manutenção das mesmas posições relativas das vistas permite que a partir dos desenhos bidimensionais, resultantes das projeções ortogonais, se entenda (visualize) a forma espacial do objeto representado. Os desenhos da Figura 14 mostram as três vistas das quatro peças que anteriormente haviam sido representadas por somente duas vistas na Figuras 9(b), 10 e 12. Observe-se que não existe mais indefinição de forma espacial, cada conjunto de vistas corresponde somente à uma peça.

É importante considerar que cada vista representa a peça sendo observada de uma determinada posição. Ou seja, nas projeções ortogonais, apesar de estarmos vendo desenhos planos (bidimensionais), em cada vista há uma profundidade, não visível, que determina a forma tridimensional da peça representada. Para entender a forma da peça representada pelas projeções ortogonais é preciso exercitar a imaginação e a capacidade de visualização espacial fazendo a associação das projeções ortogonais feitas por lados diferentes. Cada superfície que compõe a forma espacial da peça estará representada em cada uma das três projeções ortogonais, conforme mostra a figura 15, onde os planos que compõem a forma espacial da peça foram identificados com letras e nas projeções pode-se analisar os rebatimentos de cada um destes planos.

Observe, na Figura 2.15, que as vistas resultantes são conseqüentes das conclusões mostradas nas Figuras 2.2, 2.3 e 2.4. Por exemplo, o plano “A”, sendo paralelo ao plano vertical de projeção, aparece na vista de frente na sua forma e em sua verdadeira grandeza, enquanto nas vistas superior e lateral, o plano “A” é representado por uma linha devido à sua perpendicularidade aos respectivos planos de projeção.

Como a representação de objetos tridimensionais, por meio de projeções ortogonais, é feita por vistas tomadas por lados diferentes, dependendo da forma espacial do objeto, algumas de suas superfícies poderão ficar ocultas em relação ao sentido de observação. Observando a Figura 16 vê-se que a superfície “A” está oculta quando a peça é vista lateralmente (direção 3), enquanto a superfície “B” está oculta quando a peça é vista por cima (direção 2). Nestes casos, as arestas que estão ocultas em um determinado sentido de observação são representadas por linhas tracejadas. As linhas tracejadas são constituídas de pequenos traços de comprimento uniforme, espaçados de um terço de seu comprimento e levemente mais finas que as linhas cheias.

Deve-se procurar evitar o aparecimento de linhas tracejadas, porque a visualização da forma espacial é muito mais fácil mediante as linhas cheias que representam as arestas visíveis. É importante destacar que evitar o aparecimento de linhas tracejadas não significa omiti-las, pois, em relação ao sentido de observação, as linhas tracejadas são vitais para compreensão das partes ocultas do objeto. As linhas tracejadas podem ser evitadas invertendo-se a posição da peça em relação aos planos de projeção (mudar a posição da vista de frente). As Figuras 17 e 18 mostram exemplos da mudança de posição da peça em relação à vista de frente para evitar linhas tracejadas.

Ainda que o objetivo deste livro seja o de ensinar a interpretar a linguagem gráfica do desenho técnico para os estudantes de engenharia, é muito importante desenvolver a habilidade de desenhar à mão livre. A elaboração de esboços, além favorecer a análise gráfica das projeções ortogonais, ajuda a desenvolver o sentido de proporcionalidade. Os materiais necessários para elaboração de esboços são: lápis, borracha e papel. Na elaboração de desenhos à mão livre, ainda que a perfeição dos traços seja importante, é muito mais importante o rigor das proporções e a correta aplicação das normas e convenções de representação. É tendência dos principiantes dedicar excessiva atenção à perfeição dos traços em detrimento das outras condições.

Para desenhar à mão livre não é necessário possuir dons especiais, basta dominar os músculos do pulso e dos dedos e praticar com persistência e coerência que a habilidade para esboçar será adquirida naturalmente com a prática. Existem algumas recomendações que devem ser seguidas para facilitar a elaboração de desenhos à mão livre.

O antebraço deve estar totalmente apoiado sobre a prancheta. A mão deve segurar o lápis naturalmente, sem forçar, e também estar apoiada na prancheta. Deve-se evitar desenhar próximo às beiradas da prancheta, sem o apoio do antebraço. O antebraço não estando apoiado acarretará um maior esforço muscular, e, em conseqüência, imperfeição no desenho. Os traços verticais, inclinados ou não, são geralmente desenhados de cima para baixo e os traços horizontais são feitos da esquerda para a direita.

O melhor caminho para desenhar circunferências (arcos) é marcar previamente, sobre linhas perpendiculares entre si, as distâncias radiais, e a partir daí fazer o traçado do arco, conforme mostra a figura 20.

Para desenhar à mão livre as projeções ortogonais de qualquer objeto, é conveniente seguir as recomendações seguintes:

• Analisar previamente qual a melhor combinação de vistas que representa a peça, de modo que não apareça ou que apareça o menor número possível de linhas tracejadas.
• Esboçar, com traço muito leve e fino o lugar de cada projeção, observando que as distâncias entre as vistas devem ser visualmente iguais.
• A escolha da distância entre as vistas é importante porque, vistas excessivamente próximas ou excessivamente afastadas umas das outras, tiram a clareza e dificultam a interpretação do desenho.
• Desenhar os detalhes resultantes das projeções ortogonais, trabalhando simultaneamente nas três vistas.
• Reforçar com traço definitivo (traço contínuo e forte) os contornos de cada vista.
• Com o mesmo traço (contínuo e forte) acentuar em cada vista os detalhes visíveis.
• Desenhar em cada vista, com traço médio, as linhas tracejadas correspondentes às arestas invisíveis.
• Apagar as linhas de guia feitas no início do desenho.
• Conferir cuidadosamente o desenho resultante.

A Figura 21 mostra as sucessivas fases para elaboração de um desenho à mão livre. 

Como projeções desenhadas representam uma mesma peça sendo vista por lados diferentes, o desenho deve resguardar, visualmente, as proporções da peça, deste modo, os lados que aparecem em mais de uma vista não podem ter tamanhos diferentes. Na Figura 21, pode-se ver que: as dimensões de largura da peça aparecem nas vistas lateral e superior, as dimensões de altura aparecem nas vistas de frente e lateral e as dimensões de comprimento aparecem nas vistas de frente e superior. Assim sendo, as vistas devem preservar:

• Os mesmos comprimentos nas vistas de frente e superior.
• As mesmas alturas nas vistas de frente e lateral.
• As mesmas larguras nas vistas lateral e superior.