Concepção estrutural em BIM: experiência realizada na UFSC

Abstract

O ensino de estruturas para estudantes de arquitetura e urbanismo é fundamental. Entretanto, muitos são os desafios existentes, sendo alguns deles a falta de aplicação prática dos conceitos aprendidos em sala de aula e as aulas meramente expositivas. A possibilidade de simular o comportamento estrutural e desenvolver o domínio da concepção do projeto estrutural pode ser realizada com a introdução de tecnologias digitais no ensino, dentre as quais encontra-se atualmente em difusão no Brasil o BIM, ou Building Information Modelling, conhecido como a Modelagem da Informação da Construção. Este resumo aborda uma experiência de ensino-aprendizagem realizada na Universidade Federal de Santa Catarina, parte de uma pesquisa de doutorado em andamento. A experiência consistiu na proposição de uma atividade extra curricular no formato de curso com duração de 15 semanas, chamada “Oficina BIM”, envolvendo cinco estudantes de Arquitetura e Urbanismo e um estudante de Engenharia Civil, de diferentes fases dos cursos de graduação. A Oficina BIM teve início em 10/09/2020 e término em 17/12/2020 e caracteriza-se como curso de formação complementar. O objetivo da experiência é realizar a concepção e análise estrutural por meio de desenvolvimento de projetos de concepção estrutural baseados em uma arquitetura pré-determinada.

A Oficina BIM foi dividida em três módulos, que compreendem o lançamento e análise estrutural para os seguintes sistemas estruturais: (1) concreto armado moldado in loco, (2) concreto pré-moldado e (3) alvenaria estrutural. O objeto de estudo refere-se à uma habitação de interesse social disponível em um caderno de projetos-padrão de um banco brasileiro, com aproximadamente 42m² de área construída (GIDUR/VT, 2006), cujo projeto de arquitetura foi modelado em BIM. Para preparar os estudantes para a oficina, foram realizados seminários introdutórios sobre o tema de cada módulo. Após o nivelamento do conhecimento teórico, foram realizadas as práticas de projeto no software AltoQi Eberick 2021 e AltoQi QiBuilder 2021, para desenvolvimento dos projetos de cada módulo. Os participantes receberam as licenças dos softwares, obtidas a partir de uma parceria acadêmica com a empresa AltoQi. Foram realizadas treze aulas síncronas em ambiente virtual usando a ferramenta de videoconferência Google Meet e duas aulas de forma assíncrona. Cada aula síncrona teve duração de uma hora por semana, nas quintas-feiras das 17h às 18h. O método de ensino-aprendizagem adotado é uma experiência didática de aprendizagem baseada em projetos/problemas. Os conceitos teóricos foram desenvolvidos integrados à prática projetual e pela geração de erros e incoerências no lançamento de cada projeto. Foram desenvolvidas competências básicas pela compreensão de fundamentos e aplicação prática visando solução de problemas (demandando habilidades de articulação de conhecimentos), desenvolvimento de pensamento crítico pelo acesso e análise de diversas informações do projeto, colaboração, comunicação e curiosidade, tornando os estudantes protagonistas de seu aprendizado (SUCCAR, SHER, WILLIAMS, 2013). Os dados obtidos foram agrupados quanto ao processo e quanto ao produto oriundo do experimento. O produto refere-se à concepção estrutural desenvolvida por cada estudante e o processo são as etapas cumpridas pelo estudante para elaborar o produto. O produto foi avaliado de forma quantitativa por meio de notas baseadas em critérios, enquanto que o processo foi avaliado de forma qualitativa, por meio de questionários aplicados ao grupo para autoavaliação das habilidades adquiridas.

Como resultados, foram obtidos os modelos de concepção em (1) concreto armado moldado in loco, (2) concreto pré-moldado e (3) alvenaria estrutural (Figura 1). Após a finalização da Oficina BIM, os participantes responderam ao Questionário Pós Teste, visando identificar fatores que influenciaram na aprendizagem, habilidades adquiridas no processo realizado e autoavaliação geral do experimento. Nas respostas, percebe-se forte acordo com a afirmação de que é necessário integrar BIM no ensino de estruturas para dar suporte ao ateliê de projeto de arquitetura, evidenciando a importância da aprendizagem integrada e aplicada. Além disso, todos os participantes concordam que a visualização 3D, a teoria envolvida com a prática e a relação da concepção estrutural com o modelo arquitetônico adotado foram os fatores que mais influenciaram a aprendizagem no decorrer da Oficina. Na seção de “Auto Avaliação”, para 83,3% dos participantes, o que gerou mais dificuldade no trabalho realizado na Oficina foi resolver os erros após o processamento da estrutura no software Eberick. Ao serem questionados sobre o que contribuiu para a aprendizagem durante as aulas, todos concordam que a explicação da instrutora e as atividades desenvolvidas em aula (exercícios) foram os fatores que mais contribuíram, seguidos do uso do projeto arquitetônico para aprendizagem de estruturas a partir dele (66,7%). Desta forma, esta oficina contribui com a temática de ensino de BIM no Brasil ao propor um experimento piloto e preparatório para implementação em sala de aula. A experiência ocorreu de forma colaborativa com participação de estudantes da graduação e a pesquisadora, que também é professora nesta instituição. Com o apoio dos estudantes foi possível elaborar um material didático complementar, contendo um tutorial que será distribuído aos estudantes quando a experiência se tornar uma disciplina curricular, podenser ser utilizada pela comunidade para aprendizagem das ferramentas BIM. Todas as aulas foram gravadas para que pudessem ser utilizadas posteriormente como material de apoio para os participantes desta pesquisa e para os próximos estudantes. O experimento faz parte de uma pesquisa de doutorado que estuda a inserção de BIM na etapa de concepção estrutural para estudantes de arquitetura e urbanismo. Apresenta-se como uma ação que promove a indissociabilidade entre o ensino-pesquisa-extensão pela formação complementar de estudantes de graduação de diferentes cursos, pelo caráter científico envolvendo uma pesquisa de doutorado e pela geração de uma apostila comunitária com o tutorial para uso das ferramentas BIM adotadas no experimento. Em relação às áreas de difusão BIM, propostas por Succar (2015), este experimento se enquadra nas políticas de integração e colaboração na educação.

Apresentação no YouTube: https://youtu.be/k8qjnNBtFRM