This thesis details the development of Finite Element Analysis (FEA) techniques to simulate assembly and functional performance of football boots within a virtual environment. With a highly competitive market and seasonal changes in boot design common, the current design process can require numerous iterations, each adding time and cost to the development cycle. Using a reliable model allows evaluation of novel design concepts without the necessity to manufacture physical prototypes, and thus has potential financial benefits as well as reducing development time. A modelling approach was developed to construct a three dimensional boot model using FEA techniques, simulating the assembly of representative boot constituent parts based on manufacturing patterns, geometries and materials. Comparison between the modelled and physical boots demonstrated good agreement. Assessment of physical boot manufacture enabled the validation of the simulated assembly techniques, with digital image correlation hardware and software used to provide experimental measurements of the surface deformation. Good agreement was reported, demonstrating the predictive capabilities of FEA. Extensive review of literature provided applicable loading conditions of the boot during game play, with bending and torsional stiffness identified as important parameters. Boundary conditions associated with the foot during these movements provided a platform from which mechanical tests were used and developed to quantify boot function. Modelling techniques were developed and applied to the assembled FEA boot model, simulating the loading conditions to verify the validity when compared with experimental measurements. Bending and torsional stiffness extracted from the model were compared with the physical equivalent, demonstrating good predictive capabilities. The model was able to represent bending stiffness of the physical equivalent within 5.6% of an accepted boot range up to 20°, with torsional stiffness represented within the accepted range between 10° inversion to 7.5° eversion, corresponding to a large proportion of match play. Two case studies proved the applicability of the FEA techniques to simulate assembly and determine mechanical functionality virtually through a combination of automated modelling methods and a bespoke framework, demonstrating how it could be implemented within the industrial design process.

O cenário brasileiro do mercado de calçados caracteriza-se cada vez mais por consumidores que procuram produtos com maior valor agregado. Para o universo feminino, é perceptível que o fator moda possui relevância vital, mas os requisitos de conforto do calçado ganham cada vez mais importância. Através da união de recursos tecnológicos e da experiência pragmática do setor calçadista, esta pesquisa antropométrica sobre pés femininos procura contribuir com um embasamento científico que traga mais suporte ao processo de desenvolvimento de produto. Neste contexto, a dissertação tem por objetivo organizar e validar uma sistemática atualizada de medição de pés em diferentes posições de altura de salto com base em recursos tecnológicos disponíveis, com os quais é possível mensurar parâmetros antropométricos importantes para o desenvolvimento de novos projetos de formas e calçados. Para a consecução deste objetivo, o trabalho foi embasado por uma revisão e fundamentação teórica que apontou a antropometria como um elemento em comum para estudos sobre biomecânica e ergonomia. A amostra do estudo foi composta por 407 brasileiras adultas, considerando-se a faixa etária entre 16 e 55 anos, sendo realizado experimentalmente com mulheres com residência fixa ou temporária na Região Metropolitana de Porto Alegre, no Vale do Rio dos Sinos, no Vale do Paranhana e em cidades vizinhas dessas regiões no Estado do Rio Grande do Sul. O projeto foi aprovado em Comitê de Ética e contou com o uso de equipamentos e softwares que permitiram a investigação proposta pela pesquisa, propiciando desde a coleta de dados antropométricos, tratamento, conversão e leitura dos arquivos digitalizados até a análise estatística destes mesmos dados de modo a permitir a apresentação de resultados coerentes com o objetivo estabelecido. Como resultados, são expostas uma série de características demográficas e dados antropométricos da amostra investigada. A metodologia utilizada mostrou-se consistente, trazendo resultados que contribuem com o trabalho do designer de formas e calçados. Os resultados das medidas das variáveis antropométricas dos pés da amostra foram avaliados em 20 diferentes seções em cada pé, sendo que 2 correspondem a comprimentos, 6 correspondem a perímetros, 6 correspondem a alturas e 6 correspondem a larguras. A variabilidade das medidas apresentadas ratifica a importância do desenvolvimento e fabricação de formas e calçados com perfis diferenciados e instiga a análise pormenorizada de cada variável antropométrica como fundamento para o desenvolvimento de produtos mais adequados à geração de conforto. / The Brazilian footwear market scenery is more and more characterized by consumers who seek products with higher value added. Concerning the women’s world, it is noticed that the fashion concept owns a vital enhancement, but the footwear comfort requirements gain increasingly importance. Through the union of technological resources and the pragmatic experience of the footwear sector, this anthropometric research on women’s feet intends to contribute with a scientific fundamentation which brings more support to the product development process. In this context, this monograph aims to organize and make valid an up-to-date system of feet measurement in different positions of heel height based on available technological resources with which it is possible to measure important anthropometric parameters for the development of new last and shoe projects. In order to achieve this goal, the task was based on a review and theoretical fundamentation which has highlighted the anthropometric as an element in common for studies on biomechanics and ergonomics. The sampling study was made up by 407 female adult Brazilians, taking into account an age range from 16 to 55 years old, being made experimentally with women owning temporary or permanent residence in the Urban Region of Porto Alegre, Vale do Rio dos Sinos, Vale do Paranhana and the neighborhood cities of these regions in the State of Rio Grande do Sul. The project was approved by the ethical committee and equipments and software were used which allowed the investigation proposed by the research by assuring from the anthropometric data collecting, adjustments, conversion and reading of digitized files until the statistic analysis of this same data to permit the consistent result presentation according to the objective set. As a result, a set of demographic characteristics and anthropometric data of the sampling investigated are reported. The system used was shown to be consistent, bringing results which help the work of the last and shoe designer. The results of the foot anthropometric variable measures of the sampling were taken in 20 different parts of each foot, considering that 2 corresponds to the length, 6 corresponds to the perimeter, 6 corresponds to the height and 6 corresponds to the width. The variability of the measures presented confirms the importance of the development and production of lasts and shoes with different volumes and it instigates a detailed analysis of each anthropometric variable as a base for the development of more appropriate products to create comfort.

O design vem ganhando importância no meio empresarial e acadêmico ao longo dos anos, porém a gestão de design ainda é um tópico pouco explorado no Brasil. Nesse sentido, essa dissertação trata da inserção do design no processo de desenvolvimento de produtos (PDP) em empresas da indústria calçadista da região do Vale do Paranhana, no Rio Grande do Sul. O principal objetivo do estudo foi analisar a atuação e influência de equipes de design, interna e externa, no PDP dessas empresas. Além disso, buscou-se analisar a existência e forma de emprego da gestão de design, com o intuito de desenvolver o tópico e a pesquisa acadêmica na área no País. Para isso, um estudo de caso analisando uma empresa que possuía as duas equipes foi desenvolvido comparando o PDP, a atuação das equipes, os papéis do gestor de projeto e gestor de design, o nível de inserção do design e, finalmente, a utilização da gestão de design. Os resultados indicam diferenças nas formas de atuação de cada equipe, a inserção do esign no nível tático em uma das empresas e estratégico na outra, bem como na forma m que essas em de presas utilizam a gestão de design. / Design has been gaining importance in the business and academic world in the past few years, yet, the design management is still an underexplored topic in Brazil. In that sense, this dissertation deals with the integration of design in product development process (PDP) in footwear industries of Vale do Paranhana in Rio Grande do Sul. The main objective of this study was to analyze the role and influence of internal and external design teams, in the PDP of footwear industries. Besides that, it was intended to analyze the existence and the application of design management in order to develop the topic and the academic research in this area in the country. To do so, a case study analyzing a company that had both types of teams was developed by comparing the PDP, the teamwork, the roles of the project manager and the design manager, the level of integration of design and, finally, the use of design management. Results indicate differences in the performance of each team, the integration of design at the tactical level in one company and strategic level in the other one and how these companies use their design management abilities.

Este trabalho tem como objetivo identificar os fatores que influenciaram as exportações dos segmentos de soja e calçados do Brasil e Rio Grande do Sul durante o período 2000 a 2010. Em um primeiro momento, a partir de uma visão geral, são realizadas análises do comércio exterior brasileiro e do Rio Grande do Sul. Na sequência há uma explanação sobre a evolução da política cambial brasileira e sua relação com o desempenho nos setores da indústria e agricultura no Brasil. Por fim, observam-se os resultados dos segmentos selecionados no Brasil e no Rio Grande do Sul e identificam-se os fatores que influenciaram os respectivos desempenhos das exportações no período analisado. O trabalho revela que, além dos impactos ocasionados pelo câmbio e China, também estão ocorrendo movimentos de produção dos segmentos de soja e calçados do Rio Grande do Sul para outros estados, o que tem reduzido a participação gaúcha desses segmentos na pauta das exportações brasileiras. / The aim in this work is to identify the factors influencing exportations in the soybean and footwear sectors in Brazil and Rio Grande do Sul from 2000 to 2010. First, starting from an overview, analyses are made on Brazilian and Rio Grande do Sul's foreign trade. Secondly, we explain the evolution in Brazilian exchange rate policy and its relation to performance in industry and agriculture in the country. Finally, we point out the results delivered by determined sectors in Brazil and Rio Grande do Sul and identify the factors responsible for the performance in exportations in that given period. The work reveals that in addition to the impacts caused by exchange rate and China, there are also production movements to other states occurring in the soybean and footwear sectors in Rio Grande do Sul, which reduces the participation of this state in these sectors of Brazilian exportations.

No Rio Grande do Sul opera uma planta piloto que incinera resíduos do setor coureirocalçadista; o processo de gaseificação e combustão gera uma cinza contendo alto teor de cromo (~55% Cr2O3). O objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de aproveitamento do cromo da “cinza de couro” na produção de aço inoxidável (no reator Forno Elétrico a Arco), utilizando-se como ferramenta a Termodinâmica Computacional. Inicialmente fez-se um estudo sobre os fundamentos termodinâmicos dos sistemas envolvidos. Partiu-se de sistemas simples, com grau crescente de complexidade, avaliando-se a possibilidade de redução do Cr2O3(s) presente na cinza. Após esse estudo, foram realizadas simulações. Nas proporções analisadas, os resultados mostram que não acontece incorporação de cromo ao banho com a adição da cinza, na temperatura de 1600 ºC, pois a escória é saturada em cromo. Na temperatura de 1700 ºC é possível a adição de certa quantidade de cinza, mas, no entanto, sob condições muito especiais, e com baixo rendimento (no melhor resultado obtido, apenas 6% do cromo adicionado através da cinza de couro é incorporado à fase banho). Verificou-se ainda que variar a basicidade da escória causa efeito bastante significativo no retorno de cromo ao banho. Se a cinza de couro for adicionada a um sistema escória-banho que inicialmente contém pouco cromo (é o caso de aços baixa liga), a maior parte do cromo adicionado é incorporada ao banho. Ou seja, adicionar Cr2O3(s) em escória de aços que tem como especificação baixos teores de cromo resulta em melhor aproveitamento do cromo da cinza. Quanto ao sistema CaO-SiO2-CrOx-MgO , verificou-se que a existência de magnésio leva à formação de picrocromita (MgO.Cr2O3), fase de difícil redução pelo silício. Adicionando-se ainda alumina a esse sistema, não se observaram mudanças significativas. / In Rio Grande do Sul State (Brazil) has been working a pilot plant that burns footwear leather waste. The gasification/combustion process generates an ash with high chromium content (~55% Cr2O3). The aim of this work was to evaluate the possibility of using the “leather ash” in the stainless steel production (in the Eletric Arc Furnace), with the aid of computational thermodynamics. The thermodynamic fundamentals of the involved systems were investigated. The possibility of reduction of the Cr2O3(s) present in the ash was evaluated starting at simpler systems, with increasing degree of complexity. After this preliminary study was done, the simulations were carried through. The results showed that incorporation of chromium to the bath by ash addition does not happen in the temperature of 1600ºC, since the slag is saturated in chromium. In the temperature of 1700ºC, it is possible the addition of certain amount of ash, however with low income (in the best result, only 6% of chromium added through the leather ash was incorporated to the bath). It was showed that slag basicity causes a significant effect in the return of chromium to the bath. If the leather ash is added to a slag-metal system which does not contain chromium, or which contains only a low quantity of chromium, the majority of the added chromium will be incorporated to the bath. Thus, Cr2O3(s) addition can be carried out for the production of another kinds of steel (with lower chromium content). It has been verified that magnesium leads to the picrochromite (MgO.Cr2O3) formation; for this phase, the reduction by silicon is not possible. Adding aluminium to the slags results in no significant changes observed.

O Ecodesign, mais que um conceito, é uma forma de projetar novos produtos ou de re-projetar o existente integrando parâmetros ambientais. Forma, função, materiais, produção, consumo, reciclagem, reaproveitamento ou descarte no fim de sua vida útil - tudo é concebido de forma integrada com o meio ambiente. Promover a reutilização dos resíduos industriais, colocando em prática um dos vértices dos 3 R’s, é um dos modos de se aplicar a ideologia do Ecodesign, de maneira a se minimizar os impactos negativos no meio ambiente dos ciclos de produção – os resíduos, enquanto não são eliminados por completo. A indústria Coureiro-Calçadista do Rio Grande do Sul detém o título de setor maior produtor de resíduos industriais. Estes resíduos, quando não armazenados corretamente, são muitas vezes dispostos de maneira irregular, sendo responsáveis por contaminação de águas e solos, afetando o meio ambiente e a saúde humana. No entanto, muitos destes resíduos são matérias-primas desperdiçadas - este material pode ser reintroduzido na cadeia produtiva ao ser transformado em um novo produto, onde o designer será responsável pelo visual, formas, seleção de cores, texturas, complementos, entre outros, tendo em vista certo tipo de mercado e de público alvo. Neste sentido esta pesquisa propõe o estudo de caso de um calçado produzido basicamente com resíduos sólidos industriais do setor Coureiro-Calçadista, especificamente aparas de couro e insumos, sendo direcionado ao público infantil, e que iniciou em 1998 – o Projeto “Ecobum”. Esta iniciativa, apesar de ser tecnicamente viável, econômica e ambientalmente positiva, não obteve o êxito imaginado, tendo sido descartado em 2004. / Ecodesign, more than a concept, is a way of designing new products or re-designing the existing integrating environmental parameters. Form, function, materials, production, consumption, recycling, reuse or disposal at the end of its useful life - everything is designed in an integrated manner with the environment. Promote the reuse of industrial waste, putting into practice one of the vertices of the 3 R's, is one of the ways to implement the ideology of Ecodesign, so as to minimize negative impacts on the environment of the production - waste, while not are eliminated completely. The leather and shoe industry of Rio Grande do Sul holds the title of industry's largest producer of industrial waste. These wastes, if not stored properly, are often disposed of improperly, are responsible for contamination of water and soil, affecting the environment and human health. However, many of these waste materials are wasted, but this material can be reintroduced into the production chain to be transformed into a new product, where the designer will be responsible for visual forms, selection of colors, textures, accessories, and more with a view to some kind of market and target audience. In this sense, this research proposes a case study of a footwear made primarily with industrial solid wastes of leather and shoe industry, especially leather trimmings and supplies, being directed at children, which began in 1998 - Project "Ecobum. This initiative, although it is technically feasible, economically and environmentally positive, did not achieve the success envisioned, and was scrapped in 2004.

Esta pesquisa aborda, pela perspectiva do design e emoção, a relação afetiva que mulheres estabelecem com os calçados femininos. Tem como objetivo geral descrever as relações afetivas que mulheres que declaram amar ou gostar muito de calçados estabelecem com esse tipo de produto. A história do calçado feminino permite compreender a evolução de suas funções, especialmente a partir do momento em que a moda passou a influenciar sua configuração. Tendo em vista isso, a fundamentação desta pesquisa contemplou a influência da moda, o fetiche e os simbolismos atribuídos aos calçados, e a percepção de conforto e de risco acerca do uso dos calçados femininos. Para melhor compreensão quanto a preferências e desejos das pessoas na configuração de produtos, foram também consideradas as funções dos produtos, o papel das emoções relacionadas aos objetos e a semântica de produtos. A partir da revisão de literatura, foram selecionadas vinte e oito categorias relacionadas às emoções com produtos, com o intuito de auxiliar na descrição das relações afetivas entre as mulheres e seus calçados. Essas relações foram exploradas por meio da análise do discurso de mulheres que declaram gostar muito de calçados. Para tanto, foram realizadas entrevistas em profundidade com um grupo de onze mulheres entre 19 e 44 anos, residentes da região metropolitana de Porto Alegre. As entrevistas seguiram um protocolo que abordou motivação de compra, motivação de uso, preferência, cuidados e sentimentos relacionados com o calçado. A análise das entrevistas foi feita com o auxílio das vinte e oito categorias abordadas na literatura sobre design e emoção, e se deu em dois eixos. O primeiro considerando as respostas de todas as mulheres para cada tópico e questão do protocolo e o segundo analisando as respostas de cada entrevistada individualmente. Os resultados desta pesquisa indicam que as motivações de afeto por calçados são baseadas no conforto, na versatilidade, na aprovação das outras pessoas (elogios) e na estética. / This research addresses from the perspective of design and emotion, the emotional relationship that women have with their shoes. It aims to describe the general emotional relationships that women who claim to love or like a lot shoes establish with this type of product. The history of female footwear allows us to understand the evolution of their functions, especially from the moment when fashion began to influence its configuration. In view of this, the reasoning of this research includes the influence of fashion, fetish and symbolism assigned to shoes, perception of comfort and risk and about the use of women's footwear. To better understand how people’s preferences and desires in the context of product configuration, were also considered the product’s functions, the role of emotions related to objects and product semantics. From the literature review, we selected twenty-eight categories related to emotions with products in order to assist in the description of affective relationships between women and their shoes. These relationships were explored by analyzing the speech of women which declare to really like shoes. Thus, we conducted in-depth interviews with a group of eleven women between 19 and 44 years, residents of the metropolitan area of Porto Alegre. The interviews followed a protocol that addressed the buying motivation, usage motivation, preference, care and feelings related to the footwear. The data analysis was done with the aid of the twenty-eight categories addressed in the literature on design and emotion, and was divided in two axes. The first considers the responses of all women for every topic and protocol issue and the second examines the responses of each respondent individually. The results of this research indicate that the motives of affection for shoes are based on comfort, versatility, the approval of others (praise) and aesthetics.

As peças fundidas sob pressão com Zamac Z5 no formato de peças técnicas com galvanoplastia em Cromo, rejeitadas durante o processo são encaminhadas para beneficiamento, como sucata, na empresa fornecedora de Zamac. No entanto, durante o beneficiamento, somente 35% do material enviado retorna para empresa, assim 65% do peso deste material é perdido. A matéria-prima é um dos principais custos da empresa, apresentando assim uma grande oportunidade de economia no processo de fabricação. O objetivo desse trabalho é verificar a viabilidade de fundição das peças técnicas rejeitadas, como matéria-prima para a fabricação de peças de moda. As sucatas foram analisadas quanto a sua composição química, microestrutura e análise térmica. Com esta sucata foram fundidas sob pressão peças de moda usadas em calçados e acessórios, fivelas e enfeites, com estes foram realizadas análises de microestrutura e ensaios de corrosão, propriedades mecânicas e ainda testes de desempenho pertinentes as suas aplicações. As amostras fundidas com 100% de sucata responderam de forma satisfatória a todos os ensaios, em alguns casos de maneira superior às peças de controle fundidas com matéria-prima virgem. Evidenciou-se que a sucata, oriunda de peças técnicas com galvanoplastia em Cromo, pode ser usada como matéria-prima para confecção de peças de moda, fivelas e enfeites, apresentando assim uma redução de 30% no custo de fabricação das mesmas. / In the production of Zamac Z5 metal parts by ppressure casting, which are normally chrome electroplated, some of those end up being rejected and, as a consequence, returned as scrap to the Zamac supplier companies. However, from the supplier after reprocessing, only 35% of the material returns to be used in the manufacturing. So, 65% of this material weight is lost. The raw material is one of the main costs of the company, presenting a great opportunity for savings in the manufacturing process. The objective of this research is to check the viability of feeding the casting process with rejected parts, reusing them as raw material for fashionable accessories manufacturing. The scraps have been analyzed for verification of the chemical composition, microstructure and submmited to thermal analysis. These scraps were used as basis to die casted parts which were used in the manufacturing process of footwear, accessories, buckles and frills. Microstructure, mechanical testing, relevant performance and corrosion tests were carried out according with the parts applications. The samples manufactured with 100% scrap have had satisfactory results to all the tests, in some cases in a superior manner in comparison to controled parts manufactured with Virgin raw material. There are evidences which prove that the scraps, when coming from technical parts with chrome electroplating, can be used as raw material for production of parts of sets, buckles and frills, showing a 30% reduction in the costs of their manufacturing .

Esta dissertação objetivou a avaliação de perdas de matérias-primas em uma empresa de componentes em TPU do setor calçadista do Rio Grande do Sul mas abordou, também, as condições de trabalho sob a ótica do trabalhador e dos especialistas a fim de melhor entender as perdas da empresa e contribuir para a melhoria de todo o processo. O estudo é apresentado em três artigos: o primeiro teve por objetivo principal, após uma revisão da literatura, estudar como os diferentes modelos de sistemas produtivos consideram as perdas de processo, e selecionar uma ferramenta que possa colaborar na redução de perdas de matérias-primas (que causam perdas econômicas) na empresa estudada e que utiliza o método de produção artesanal mas com características também fordistas. Foi selecionado o método de Análise Macroergonômica do Trabalho (AMT) (Guimarães, 2000) por ter, como característica principal, a participação dos funcionários em todas suas etapas, o que é fundamental para a melhoria do processo, principalmente no caso artesanal, já que ele depende do conhecimento tácito dos trabalhadores. O método permitiu a identificação das perdas no processo e sugestões de melhoria das condições de trabalho, apresentadas no artigo 2. O artigo 3 apresenta as melhorias implementadas e os resultados alcançados que acabaram por diminuir as perdas de matérias-primas de 49,17% para 39% . / This work aimed to evaluate losses of raw materials into a components company in the TPU shoe industry of Rio Grande do Sul, but also raised, the working conditions from the perspective of workers and specialists to better understand the demand the company (the losses) but also contribute to improving the entire process. The study is presented in three papers: the first was aimed at following a review of the literature, studying how the different models of production systems consider the loss process, and select a tool that can assist in reducing losses of raw material (which cause economic losses) in the studied company, which uses the method of craft production but also Fordist characteristics. He was selected the method of Macroergonomic Work Analysis (MA) (Guimarães, 2000), having as main characteristic, the participation of employees in all its stages, which is essential for improving the process, especially for small-scale, since it depends on the tacit knowledge of workers. The method allowed the identification of losses in the process and suggestions for improvement of working conditions, outlined in Article 2. Article 3 sets out the improvements implemented and results achieved which ultimately reduce the losses of raw material of 49.17% to 39%.

As empresas calçadistas brasileiras, em sua grande maioria intensivas em mão de obra, vêm ao longo do tempo perdendo a sua competitividade exportadora devido à valorização do real frente ao dólar americano. A trajetória recente de apreciação da taxa de câmbio, além de fazer com que a margens de lucros sejam cada vez menores, também favorece um aumento das importações de calçados provenientes de outros países, principalmente asiáticos, a preços mais baixos, prejudicando, assim, a diversificação delas para o mercado doméstico. Esta situação causou, e vem causando, uma grande redução na força de trabalho do setor e também o fechamento de inúmeras empresas. Frente a uma situação cambial adversa e que tende a se manter uma constante pelos períodos próximos, é necessário que as empresas adotem medidas para garantir os seus lucros e a sua sobrevivência. A estruturação de um sistema de gestão e de controle dos custos poderá proporcionar melhores margens e certa proteção contra variações cambiais negativas. Aliado a este fato, a busca por produtos de maior valor agregado promoverá um aumento da receita que, em conjunto com o controle dos custos, poderão trazer para as empresas o lucro necessário para a continuidade do negócio. Saber como abordar estas soluções será essencial para trazer de volta a competitividade às empresas do setor. / The Brazilian footwear companies, most of them labor intensive, have lost its export trade competitiveness over time due to appreciation of the Real (Brazilian currency) against the US dollar. The recent appreciation of the exchange rate in Brazil are shrinking the companies’ profit margins and also favors an increase in footwear imports from other countries, mainly Asian, at lower prices. These imports are also damaging the companies’ performance in the domestic market. Such situation caused, and it is still causing, a great reduction in the workforce in the industry and also the closure of many companies. Faced with an adverse exchange rate situation, which tends to remain constant in a short term, it is necessary for companies to adopt measures to ensure their profits and upcoming survival. The structuring of a management system and cost control could provide better margins and certain protection against non-favorable exchange rate variations. Joined to this fact, the search for products and markets with higher value added will promote an increase in revenues which, together with costs control, could bring the companies the profit necessary for continuity of business. The understanding of how to approach these solutions will be essential topic to bring back the competitiveness to the Brazilian footwear industry.