Inserção de novas tecnologias BIM em disciplina de projeto estrutural

Abstract

O Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal do Paraná possui um plano de Implantação BIM na grade curricular, criados a partir da Célula BIM na UFPR, dentre as implantações planejadas tem-se a inserção de novas tecnologias BIM em curto prazo. O curso oferta uma vez ao ano uma disciplina optativa chamada Estruturas de Edifícios II para o último período do curso, décimo período. Neste trabalho pretende-se inserir novas tecnologias BIM na disciplina que implique em uma melhora no desenvolvimento de um projeto estrutural de uma edificação. Nesta disciplina desenvolve-se a modelagem estrutural de uma edificação através do uso do software CAD/TQS, com licenças web da universidade, tem-se em média de trinta a quarenta alunos e uma carga horária total de 60 horas no semestre. A metodologia de ensino usada é de um estudo de caso, com o aprendizado através de projeto e trabalho, em que os alunos são os sujeitos centrais na compreensão e resolução da realização do projeto estrutural de uma edificação. Inicialmente, realiza-se uma explicação do sistema computacional a ser usado através de um exemplo, observa-se que a licença do software é educacional. No desenvolvimento dos trabalhos, os alunos devem buscar os conhecimentos teóricos obtidos em outras disciplinas, cursadas anteriormente, para a resolução do problema. A disciplina tem o principal objetivo de desenvolver as competências BIM do conjunto operacional baseadas na tabela de Succar (2019): Modelar, Projetar, Simular e Quantificar. Com a implementação da nova tecnologia de visualização poderão ser desenvolvidas ainda as competências operacionais de Vincular e Estender. 

Os alunos cursam a disciplina trabalhando em equipes, cada equipe escolhe uma arquitetura que deve ser aprovada pela professora pois deve conter um mínimo de dois pavimentos estruturados em concreto armado e uma escada. Com base no projeto arquitetônico escolhido, os alunos devem situar o projeto em uma cidade e locar em um terreno específico, escolhidos pela equipe. Eles devem aprender a avaliar o projeto, preparar a planta arquitetônica de cada pavimento para inserção, como base de referência, no sistema computacional, realizar a escolha dos critérios de projetos, avaliando a classe de agressividade ambiental, tipo de concreto e cobrimentos nominais a serem usados, características do vento atuante sob a edificação, com isso tem-se o estudo das edificações vizinhas, além do estudo e concepção da estrutura. Realizam o pré-dimensionamento dos elementos estruturais. Assim, os alunos realizam o lançamento parametrizado da estrutura em concreto armado no sistema computacional. Podendo seguir com a realização do estudo e do carregamento da estrutura, ou seja, lançamento das cargas atuantes em razão do uso da estrutura, das escolhas de tipos de acabamentos e fechamentos da edificação e do atendimento às normas brasileiras. Posteriormente realizam todas as análises estruturais necessárias para o dimensionamento dos elementos estruturais, sendo importante as avaliações dos esforços solicitantes e deformações da estrutura. O projeto estrutural deve ser composto por várias pranchas, locação e planta de cargas, formas, cortes e armaduras, com todos os dados, critérios e quantitativos importantes para a construção da edificação. A avaliação da disciplina é realizada por meio de assessorias as equipes e apresentações de trabalhos, que devem estar de acordo com os editais lançados pelo professor. O sistema computacional CAD/TQS permite a visualização 3D simples da estrutura em concreto armado, o que ajuda no entendimento do lançamento estrutural realizado. Entretanto para melhor entendimento, visualização e análise da edificação, tem-se o objetivo da inserção de óculos de realidade aumentada (RA) na disciplina. Observa-se que os alunos têm dificuldade do entendimento de um desenho bidimensional na realização do projeto estrutural, assim como, observa-se que um desenho tridimensional que pode trazer mais informações e dados que proporcionará uma amplitude de entendimento do problema e de sua solução.  

Atualmente, a disciplina é ministrada em sala de aula com quadro, giz e projetor multimídia. Os alunos devem ter na equipe pelo menos um computador próprio, notebook, para desenvolvimento do projeto estrutural em aula. Como as licenças do sistema computacional são licenças web, o próprio aluno deve realizar a instalação do software e o professor controla e habilita o uso da licença aos alunos, os passos são explicados em aula. O Setor de Tecnologia da universidade está montando laboratórios de informática para uso compartilhado entre os cursos que poderão ser usados em aulas futuras. 

Alunos do curso, através de voluntariado acadêmico, projeto de extensão e o projeto Célula BIM, estão realizando estudos e pesquisas para viabilizar a implementação dos óculos RA. O sistema computacional em uso possui a exportação de arquivos em IFC, linguagem que poderá ser lida e compatibilizada pela grande maioria dos softwares. Pesquisa-se as implementações de visualização que já foram usadas em outras instituições, estuda-se os softwares livres que possam ser implementados em aula e aguarda-se a aquisição dos óculos de realidade aumentada, pela Célula BIM. Pretende-se inserir essa nova tecnologia a partir do atual semestre letivo, segundo semestre de 2023.