ISSN 0798 1015

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Vol. 38 (Nº 31) Año 2017. Pág. 1

Desenvolvimento e implantação de um Fab Lab: um estudo teórico

Development and deployment of a Fab Lab: a theoretical study

AGUIAR , Fernando Ferreira 1; CESCA , Renato 2; MACEDO , Marcelo 3; TEIXEIRA , Clarissa Stefani 4

Recibido: 17/01/2017 • Aprobado: 10/02/2017


Conteúdo

1. Introdução

 


RESUMO:

Quando a fabricação digital tornou-se disponível a baixo custo no mercado, uma onda de ideias e movimentos culturais nasceram na intenção de promover o encontro de estudantes, professores e pesquisadores com o objetivo de aprender, inventar e inovar. Esta onda de movimentos impulsionada pelo DIY (do inglês Do It Yourself, ou “faça você mesmo”) fez emergir diversos ecossistemas de inovação, propícios para a criação de novos produtos, conhecimentos e processos de criação. Dentre estes movimentos, podemos citar o Movimento Maker e a rede mundial de Fab Labs, concebida no MIT. Dito isto, o presente artigo possui três objetivos que serão abordados ao longo do texto: mapear os laboratórios da rede existentes no mundo e no Brasil, elicitar as diretrizes e procedimentos necessários para criar um Fab Lab e por fim, demonstrar os benefícios que esta rede pode trazer em termos de inovação social e educação.
Palavras chave: Fab Lab, Movimento Maker, Criando um Fab Lab, Inovação.

ABSTRACT:

When the digital manufacturing has become available at a low cost in the market, a wave of ideas and cultural movements were born with the purpose of promoting the gathering of students, teachers and researchers with a goal to learn, invent and innovate. This wave of movements driven by DIY sprouted diverse ecosystems of innovation, conducive to the creation of new products, knowledge and creation processes. Among these movements, we can mention the Maker Movement and the worldwide network of Fab Labs, designed at MIT. Thus, this article has three objectives which will be covered throughout the text: mapping the existing network laboratories in the world and in Brazil, listing guidelines and procedures that are necessary to create a Fab Lab and, finally, demonstrating the benefits that this network can bring in terms of social innovation and education.
Key words: Fab Lab, Maker Movement, Creating a Fab Lab, Innovation.

1. Introdução

Na busca por uma melhoria e incentivo à inovação, estudos, reflexões e questionamentos têm sido realizados por pesquisadores sobre os possíveis aperfeiçoamentos aplicáveis na educação básica. Com base nessas necessidades, movimentos e culturas nos últimos 10 anos nasceram, e nascem, no intuito de estabelecer novas abordagens de ensino, compartilhamento de conhecimento, invenção e inovação. O Movimento Maker é uma destas novas culturas criadas e seguidas por diversas pessoas que tem por objetivo explorar novas tecnologias e oferecer recursos para que qualquer um possa materializar seus pensamentos criando protótipos e produtos.

O Movimento Maker é marcado pela ideologia do “faça você mesmo”. Essa mentalidade reúne pessoas em torno de uma série de atividades, incluindo artesanato, marcenaria, robótica, culinária, eletrônicos, fabricação digital, mecânica ou outras tecnologias que beneficiem formas de fazer quase qualquer coisa. Honey e Kanter (2013, p. 12) relatam que:

Apesar da sua diversidade, o Movimento Maker é unificado por um compromisso compartilhado no objetivo de explorar inovações, interesses intrínsecos e ideias criativas entre os membros de um grupo. Esta cultura tem se espalhado rapidamente por meios de comunidades de fabricação online e espaços físicos para makers. Com o apoio da comunidade de makers, a cultura tem se popularizado no mundo, e aumenta de tamanho a cada ano.

A essência das ações destes coletivos consiste na constituição de grupos de pessoas, sejam amadoras ou profissionais, atuando nas diferentes áreas ligadas à ciência e à tecnologia. Para isso, essas pessoas utilizam primordialmente a experiência, os conhecimentos e os planos de construção dos próprios membros do grupo ou aqueles tornados públicos via Internet. Estes recursos, que são sistematicamente ampliados, testados e melhorados, concebidos na forma de recursos abertos, constituem uma base de trabalho compartilhada, de usufruto gratuito e coletivo e facilmente acessível. Os Makers identificam-se ainda a um movimento organizado, estruturado a partir da noção de mínimos recursos e máxima partilha de ideias, de projetos e de concepções (SAMAGAIA; DEMETRIO, 2015).

Neste contexto, foi fundada a rede Fab Lab, que se caracteriza por redes abertas e colaborativas de informação e conhecimento. A rede Fab Lab está presente em vários países do mundo e foi iniciada pelo professor Neil Gershenfeld, diretor do Center for Bits and Atoms – CBA – do MIT (ANGELO et al., 2012). Sua gênese está associada ao sucesso obtido em um curso promovido por ele e nomeado como “Como Fazer (Quase) Qualquer Coisa” (EYCHENNE; NEVES, 2013).

No início, a ideia era de que o Fab Lab fosse uma extensão da sala de aula, e melhorasse a forma de aprender dos alunos do CBA/MIT. Um ano depois, em 2003, foi criado o primeiro Fab Lab fora do MIT. Esta criação teve como base as experiências obtidas no Fab Lab original. Atualmente, o Fab Lab funciona como uma rede, sendo auxiliado por organizações que trabalham de forma compartilhada, como a Fab Foundation, organização americana que ajuda na criação e regulamentação dos laboratórios espalhados pelo mundo. Há também outras organizações separadas por países; no caso do Brasil, podemos destacar a Fab Lab Brasil Network.

O modelo de padronização para criação destes laboratórios traz diversos benefícios para os usuários e para as pessoas que fazem parte desta rede. Um dos benefícios que podemos citar é o fato de um usuário poder ir a qualquer Fab Lab, e encontrar os mesmos recursos tecnológicos em qualquer laboratório, assim podendo replicar ou continuar seus trabalhos. A criação de um Fab Lab significa conectar-se a uma comunidade global de estudantes, educadores, técnicos, investigadores, decisores e também a uma rede de partilha de conhecimento que abrange mais de 30 países e 24 fusos horários.

Cada Fab Lab está equipado com ferramentas para todos os aspectos do processo de desenvolvimento de tecnologia: design, fabricação, depuração, análise e documentação. Embora todos os Fab Labs tenham iniciado com um conjunto comum de ferramentas, é bastante natural que um determinado Fab Lab evolua mais seus recursos para atender às necessidades únicas da comunidade que atinge. Ou seja, cada laboratório fornecerá mais ferramentas específicas para atender às suas demandas específicas (MIKHAK et al., 2015).

Com isso, além de contextualizar o Movimento Maker e os Fab Labs, o objetivo deste artigo é fazer uma análise e demonstrar teoricamente quais procedimentos devem ser seguidos para que um laboratório seja considerado parte da rede Fab Lab.

2. Metodologia

Este artigo, em termos de classificação metodológica, se caracteriza como uma pesquisa de natureza básica, com o objetivo de gerar novos conhecimentos, informações ou dados para o avanço de pesquisas posteriores na área, sem aplicação prática prevista, envolvendo assim verdades e interesses universais (GIL, 2008; LAKATOS; MARCONI, 2003). Quanto aos objetivos traçados para este estudo, podemos ressaltar que foi realizada uma pesquisa exploratória com o intuito de obter mais informações e delimitar o tema valendo-se de procedimentos bibliográficos (GIL, 2003). Por fim, a abordagem do problema adotada caracteriza-se essencialmente como qualitativa, sendo um método descritivo, onde o pesquisador tende a analisar seus dados indutivamente (GIL, 2008).

Para prosseguirmos como este estudo, será realizada a identificação e a coleta de artigos em algumas bases de dados, dentre as quais podemos destacar Scopus, EBSCO, IEEE e Web of Science. O filtro realizado para a busca das pesquisas que constituem a base deste estudo corresponde a artigos científicos que possuem a palavra “Fab Lab” em seu título.

Após a coleta de resultados retornados pelas bases de dados acima informadas, os seguintes procedimentos serão seguidos:

Posteriormente, após a realização dos procedimentos de coleta de artigos, os seguintes passos serão efetuados para a aplicação deste estudo:

3. Resultados

3.1. Tipificação dos Fab Labs

Para que um empreendedor possa adequar seu laboratório de fabricação aos padrões da rede mundial de Fab Labs e levar a marca da rede, é necessário conhecer os tipos de laboratórios que podem existir. Este conhecimento pode ajudar no momento do empreendedor buscar fomento para a implantação de um Fab Lab.

De acordo com Eychenne e Neves (2013, p. 17-19), na grande maioria dos casos, uma organização "mãe", tal como uma estrutura associativa, uma fundação, uma universidade ou um programa governamental deve ser responsável pelo projeto de criação de um Fab Lab. Esta entidade tem um papel importante na orientação deste espaço. O projeto deve definir aspectos como o tipo de uso e objetivos deste laboratório, o perfil dos usuários, modelos de gestão e de organização. Sendo assim, são conhecidas três categorias de Fab Labs:

3.2. Requisitos e procedimentos para ingressar na rede

3.2.1. Espaço físico e configuração

O CBA/MIT não define objetivamente a configuração do espaço necessário para o estabelecimento de um Fab Lab. A maioria dos Fab Labs variam o layout de seus laboratórios, pois isto depende da quantidade de membros que um laboratório poderá abrigar. Entretanto, o website da Fab Foundation disponibiliza alguns layouts para os empreendedores e também o modelo aplicado no Fab Lab Chicago. Além de contar com isso, os empreendedores que têm interesse em fazer parte da rede podem se basear também nos laboratórios espalhados ao redor do mundo, que de acordo com a Fab Foundation (2015) e Eychenne e Neves (2013, p. 26-27), têm como padrão os seguintes formatos:

Figura 1 – Layout comumente utilizado em Fab Labs

Fonte: Fab Foundation (2015)

Existem diversas recomendações para cada área disposta na Figura 1. A Fab Foundation aconselha, por exemplo, a utilização de mesas de superfície metálica para facilitar a limpeza, a existência de uma porta com mais de 2 metros de largura para o carregamento de materiais pesados, bem como banquetas de elevação, uma mesa redonda para hangouts ou conferências com outros Fab Labs, entre outros.

Conforme apontado anteriormente, a configuração do espaço diposto para os Fab Labs varia fortemente em função dos edifícios onde estão instalados. Eychenne e Neves (2013, p. 27) citam o caso do Fab Lab Amsterdam, que se situa em um castelo antigo, datado do século XVII, acomodando-se em 180 m² de maneira bem compartimentada, ou seja, em várias salas separadas. Por outro lado, o Fab Lab Barcelona, por estar abrigado dentro de uma grande área industrial, possui ambientes mais fluidos e um grande espaço de estocagem.

Com efeito, a configuração do laboratório é muito importante, pois considera-se como pré-requisito o fator de os Fab Labs terem um ambiente propício à inovação, com bancadas novas e espaços para compartilhamento de conhecimento, promovendo assim o trabalho em conjunto.

3.2.2. Maquinário

Outro requisito para se tornar parte da rede de Fab Labs é ter o maquinário adequado, seguindo as especificações recomendadas pela Fab Foundation. Isto se faz necessário para que outros Makers possam replicar o produto em diversos locais diferentes. Isto faz parte da essência dos Fab Labs.

Os Fab Labs têm a particularidade de serem equipados com máquinas de comando numérico. Estas máquinas são comandadas por computadores capazes de interpretar os arquivos de CAD (Computer Aided Design), traduzindo as coordenadas tridimensionais do modelo ou desenho digital em uma série de comandos de posição, velocidade, corte ou extrusão, reconhecíveis pela máquina (EYCHENNE; NEVES, 2013).

A Fab Labs IO (2015) possui um inventário demonstrando quais máquinas são possíveis de se ter em um Fab Lab. Ao todo, são 67 máquinas responsáveis por produzir diferentes produtos com distintas funções. Entretanto, a Fab Foundation já considera um laboratório como sendo um Fab Lab se este possuir cinco máquinas controladas por comando numérico, de modo a constituir a base de equipamentos da rede de laboratórios.

A primeira dessas máquinas é a cortadora a laser, um equipamento que recebe um comando numérico que direciona, com muita precisão, um feixe de laser de gás carbônico sobre o material a ser cortado ou gravado, movimentando-se sobre dois eixos. Esta é uma das mais populares máquinas nos laboratórios brasileiros, por ser simples e de fácil manuseio. Ela recebe desenhos vetoriais via software, e os replica cortando com o laser no material inserido. A máquina pode realizar corte em madeira, papel, papelão, acrílico, couro, tecido, feltro, além de realizar gravação em materiais como metal, alumínio, pedra e madeira.

Figura 2 – Cortadora a laser

Fonte: Fab Labs IO (2015)

Outra máquina essencial para os Fab Labs é a cortadora de vinil. O equipamento é basicamente igual a uma impressora, mas ao invés de reservatórios de tinta, possui em sua cabeça de impressão uma fina lâmina de aço. Ela permite cortar materiais como vinil, papéis, tecidos e adesivos de cobre utilizados na fabricação de circuitos impressos.

Figura 3 – Cortadora de vinil

Fonte: Fab Labs IO (2015)

As fresadoras de precisão, por sua vez, são máquinas controladas por comando numérico dotada de uma fresa em sua cabeça que se move sobre três eixos. As fresas podem ser alternadas dependendo do material que será lapidado, de forma que algumas têm a função de desenhar, enquanto que outras apenas retiram camadas. De acordo com a Fab Foundation, é essencial possuir dois desses equipamentos: um de pequeno e outro de grande porte. Estas máquinas possuem diversos usos, mas o mais comum é a fabricação de circuitos impressos com a utilização de filmes de cobre sobre uma placa de fibra ou fenolite e a fabricação de moldes. Além disso, a máquina também pode usinar madeira, espuma e outros materiais.

Figura 4 – Fresadoras de precisão de pequeno (esquerda) e grande porte (direita)

Fonte: Fab Labs IO (2015)

A impressora 3D, amplamente utilizada para prototipagem rápida, é uma forma de tecnologia de fabricação aditiva onde um modelo tridimensional é criado por sucessivas camadas de material. São geralmente mais rápidas, mais poderosas e mais fáceis de se usar do que outras tecnologias de fabricação aditiva. Tudo funciona na criação de um produto via software e a criação do produto é realizada no material inserido na impressora.

Figura 5 – Impressora 3D

Fonte: Fab Labs IO (2015)

 

3.2.3. Premissas

Além de maquinário e espaço físico, para fazer parte da rede mundial de Fab Labs, o laboratório precisa seguir algumas premissas da rede. São elas:

A Fab Charter é uma carta desenvolvida pela Fab Foundation juntamente com o MIT, contendo os principais objetivos dos Fab Labs. A carta pode ser observada na imagem a seguir:

Figura 6 – Fab Charter

Fonte: Fab Foundation (2015)

3.2.4. Gestão e colaboradores

O Fab Lab deve ser gerenciado por uma cadeia de funcionários que possuem habilidades específicas, e que são essenciais para a vitalidade dos laboratórios. A Fab Foundation, a CBA/MIT e a Fab Labs IO trazem uma lista de cargos que devem existir dentro de um Fab Lab e quais as especificações para estes cargos.

Primeiramente, deve haver um diretor, cuja responsabilidade é planejar a estratégia do Fab Lab, além de buscar parcerias. Nos Fab Labs profissionais, geralmente são  as pessoas que cuidam das finanças dos laboratórios. Sua carga horária deve ser de aproximadamente 40 horas semanais.

Além disso, existe o cargo de Fab Manager, que realiza a gestão do laboratório, sendo responsável pela organização do espaço, coordenação de projetos, e realização de eventos e workshops para promover o Fab Lab. Sua carga horária também deve ser de 40 horas semanais.

Os indivíduos com cargos de Gurus devem possuir total conhecimento do maquinário do laboratório, para que possam realizar a manutenção dos aparelhos. Também têm como responsabilidade a instrução dos utilizadores do Fab Lab, com o intuito de explicar-lhes a maneira correta de usufruir de um equipamento. Além disso, são instrutores dos workshops promovidos pelo Fab Manager. Sua carga horária é de 40 horas semanais.

O pessoal de Suporte Técnico é responsável por garantir o funcionamento da rede de Internet, bem como prestar manutenção aos computadores do laboratório. Sua carga horária também é de 40 horas semanais.

Por fim, os laboratórios costumam contar com muitos Estagiários, que algumas vezes são remunerados com bolsas do governo – ou do próprio laboratório – e outras vezes são voluntários credenciados, que possuem muito interesse em aprender e manter o contato com a fabricação digital. As atividades que executam vão do auxílio aos Fab Managers na organização de eventos até acolher o público e apresentar-lhes o laboratório. Sua carga horária é de 20 horas semanais.

3.3. A rede pelo mundo e pelo Brasil

De acordo com a Fab Labs IO (2015), atualmente existem 675 Fab Labs ao redor do mundo, totalizando uma cobertura em mais de 87 países. No Brasil, existem 17 Fab Labs, fazendo com que o país seja o oitavo em ordem de quantidade de laboratórios registrados pela Fab Foundation.

Quadro 1 – Países com maiores números de laboratórios credenciados

Posição

País

Número de Fab Labs

Estados Unidos da América

118

França

83

Itália

65

Alemanha

31

Holanda

28

Inglaterra

28

Espanha

27

Brasil

17

Fonte: adaptado de Fab Labs IO (2015)

Figura 7 – Laboratórios espalhados pelo mundo

Fonte: Fab Labs IO (2015)

No quadro a seguir, pode-se observar os Fab Labs existentes no Brasil até o momento, bem como suas respectivas localizações:

Quadro 2 – Relação dos Fab Labs brasileiros

Nome

Cidade

Estado

Brasília Fab Lab

Brasília

DF

Fab Lab Newton

Belo Horizonte

MG

Fab Lab Cuiaba

Cuiaba

MT

Fab Lab Belém

Belém

PA

Fab Lab Recife

Recife

PE

Fab Lab Curitiba

Curitiba

PR

Olabi

Rio de Janeiro

RJ

SENAI FABLAB

Rio de Janeiro

RJ

Fabrique Lab

Porto Alegre

RS

POALAB

Porto Alegre

RS

Usina Fab Lab

Porto Alegre

RS

Fab Lab Floripa

Florianópolis

SC

PRONTO3D

Florianópolis

SC

Fab Lab Facens

Sorocaba

SP

FAB LAB SP

São Paulo

SP

Garagem Fab Lab

São Paulo

SP

Insper FAB LAB

São Paulo

SP

Fonte: adaptado de Fab Labs IO (2015)

3.4 Os benefícios da cultura Maker e da rede mundial de Fab Labs

A rede mundial de Fab Labs e o Movimento Maker são de grande valia para a sociedade, devido ao fato de promoverem interações entre alunos, professores e entusiastas do movimento. Com isso, possibilita-se o aprendizado mútuo, bem como a prática da filosofia de compartilhamento de processos e inovação em suas criações.

Outro fato importante é que o maquinário e os processos que compõem os laboratórios não são recentes. Os tipos de hardware necessários para a criação de produtos já estão no comércio há algum tempo, porém eram limitados ao uso estrito de grandes indústrias. Desta forma, um dos grandes benefícios da rede é a abertura dessas tecnologias para todos os usuários, além de estimular o cruzamento de informações entre esses diferentes públicos. Isso é o elemento central e determinante no desenvolvimento e democratização da fabricação digital. A abertura, assim como o baixo investimento financeiro para usufruir destes espaços, criam um terreno fértil para a inovação (EYCHENNE; NEVES, 2013).

Pires e Erlich (2015) relatam que o uso de alta tecnologia e da fabricação digital são fatores de atratividade para a nova “geração web”, tendo em vista a imensa possibilidade de interação com os artefatos físicos, além da possibilidade de inventar, co-criar e modificar a realidade de produtos e espaços — princípios herdados da cibercultura e do Movimento Maker. Os autores dizem, também, que no Brasil já existem investimentos públicos no Movimento Maker, cuja principal proposta é buscar soluções para desafios necessariamente relacionados às questões urbanas locais, ou seja, associados à prototipagem urbana.

Lassister (2012) relata que no Fab Lab da CBA/MIT, o principal foco é expor todos os alunos à engenharia, resolução de problemas e habilidades de trabalho em grupo, sendo que isto beneficia até aqueles alunos que não possuem interesse algum em ciências exatas. Nos últimos anos de divulgação e expansão da rede mundial de Fab Labs, o número de estudantes aumentou consideravelmente em um único ano, passando de 6 para 25 alunos em cada seção no Fab Lab da CBA/MIT.

Ainda, o autor também comenta que já existem escolas nos Estados Unidos integrando Fab Labs em sua estrutura, com o objetivo de aprimorar as habilidades de seus alunos, bem como desencadear novos interesses. Para o autor, esse processo é ideal para preparar os alunos para o século XXI e para a economia global.

 Além disso, o Fab Lab está sendo de grande utilidade para instituições que promovem a educação STEM (sigla para Ciências, Tecnologia, Engenharia e Matemática). Escolas com tal abordagem tendem a fornecer ao mercado estudantes ou profissionais com mais habilidades para as ciências exatas, visto que já estão habituados ao meio de produção e à engenharia desde adolescentes.

Notavelmente, o simples fato de participar na rede global Fab Lab, fornecendo material para uma comunidade internacional que tem o mesmo objetivo, gerando conhecimento, compartilhando conjuntos de ferramentas e processos, já é uma incrível melhoria para o avanço da tecnologia e inovação.

4. Conclusões

Este artigo procurou contextualizar a rede mundial de Fab Labs demonstrando o início desta cultura com o movimento maker, dando ao leitor uma introdução de como estes movimentos nasceram, e como são importantes para o avanço da tecnologia e inovação. A rede Fab Lab tem um grande poder de atrair as pessoas, especialmente estudantes, para começar projetos, criar ou prototipar ideias com suas próprias mãos. Os laboratórios preenchem uma lacuna costumeiramente existente entre design de produto, eletrônica, marcenaria e programação, de forma a capacitar pessoas para executar projetos nessas diferentes esferas.

Deve-se ressaltar que a iniciativa Fab Lab é um projeto de pesquisa ativo e em andamento. Mesmo que existam muitos encorajadores e diversos resultados positivos, esta iniciativa ainda é uma hipótese constantemente testada. Entretanto, a rede tem se comprometido a padronizar os processos dentro dos laboratórios a fim de relatar de maneira organizada o que foi aprendido, produzido e ensinado em todos os laboratórios existentes do mundo.

Neste sentido, este trabalho se propôs principalmente a explicitar as diretrizes gerais que devem ser seguidas para a implantação e desenvolvimento de um Fab Lab, relatando os procedimentos necessários para a abertura de um laboratório, incluindo maquinário, recursos humanos e comunidade. Desta forma, o artigo busca facilitar o estudo de um empreendedor interessado em abrir um laboratório, ou incluir o laboratório existente dentro da rede.

Referências bibliográficas

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VAN DER SAR, M. M., MULDER, I., REMIJN L. et al. (2013). Fab Labs in Design Education. Trabalho apresentado no International Conference on Engineering and Product Design Education, Dublin, Irlanda.


1. Aluno de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). E-mail: ferferreirafal@gmail.com

2. Aluno de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). E-mail: renatokd@gmail.com

3. PhD Docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). E-mail: marcelomacedo@egc.ufsc.br

4. PhD Docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento. Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). E-mail: clarissa@egc.ufsc.br


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