BIM e realidade virtual no ensino de instalações hidrossanitárias para alunos do curso de arquitetura

Abstract

Este trabalho apresenta a experiência de utilização da realidade virtual (VR) como ferramenta de ensino e aprendizagem na disciplina de Instalações e Equipamentos da Edificação 1 (IEE1). Essa é uma componente de 64h, obrigatória e que acontece de forma presencial semestralmente para os alunos do 5º semestre do curso de Graduação em Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal da (UFC). Em 2023.1 a disciplina foi ministrada por uma docente, teve o auxílio de um monitor e contou com 30 alunos matriculados. A ementa da matéria inclui compreender as relações e interferências das instalações hidrossanitárias no espaço arquitetônico, ensinar noções básicas de dimensionamento das instalações de água pluvial e entender as premissas para projetos de combate a incêndio e instalações de gás predial. Sua metodologia ´é composta por aulas expositivas e teóricas, desenvolvimento de exercícios em sala de aula, visita a canteiro de obras, avaliações individuais e pela primeira vez utilizou tecnologias de realidade virtual para visualização de projetos de instalações. A proposta de utilização de VR teve como objetivo entender os benefícios do uso dessa tecnologia na disciplina de IEE1 e está associada a pesquisa em andamento do uso de Realidade Expandidas para o ensino de Arquitetura, Urbanismo e Design desenvolvida pelo Laboratório de Experiências Digitais(LED) da UFC. Para a disciplina, foi identificada a possibilidade de utilização de plataformas BIM juntamente com softwares e equipamentos de VR para visualização de diferentes tipos e complexidades de instalações prediais de forma interativa e imersiva. De acordo com o BIMExcellence, essa atividade envolveu os usos de BIM para Modelagem de Sistemas Hidráulicos (1200) e  Simulação de Realidade Virtual (4240). 

Traçados os objetivos a serem explorados, foram escolhidas as datas e horários para realização de experiências práticas de realidade virtual dentro do cronograma da disciplina. O planejamento incluiu duas atividades para toda a turma durante o semestre letivo, uma no início e uma no final, abordando níveis de complexidades diferentes. Para alcançar esse objetivo, a docente e o monitor buscaram as ferramentas disponíveis, equipamentos e softwares, montaram as atividades e aplicaram em sala de aula. A primeira atividade aconteceu em 10 de maio de 2023, aproximadamente um mês após o início das aulas teóricas, quando os alunos já possuíam noções básicas de instalações. Essa primeira atividade tinha o objetivo de promover a imersão em um modelo federado de um apartamento que incluía as modelagens dos projetos de arquitetura, estrutura, água fria, água quente, esgoto, águas pluviais e gás. Esse modelo foi desenvolvido no software Revit® importado para o Unity Reflect Review® que permitiu a colaboração multiusuário e acesso através dos Óculos de Realidade Virtual Meta Quest 2®. A atividade aconteceu em sala de aula e utilizou 4 óculos de realidade virtual, 4 notebooks para os espelhamentos do movimento dos alunos dentro do ambiente virtual e um projetor para o acompanhamento por parte dos alunos. Todos os alunos que manifestaram interesse em participar da atividade imergiram no mesmo projeto. Para isso, a turma foi dividida em grupos conforme a disponibilidade de equipamentos. A proposta foi proporcionar interação dos alunos no ambiente virtual, identificar os componentes de cada tipo de instalação, observar as soluções projetuais, entender a complexidade de instalações prediais e decisões tomadas para compatibilização, verificar as acomodações das instalações no espaço arquitetônico e saber se essa tecnologia poderia melhorar a sua aprendizagem.  A segunda atividade aconteceu em 21 de junho de 2023, quando os alunos já tinham tido todas as aulas teóricas da disciplina. Foi utilizada a modelagem de um edifício completo desenvolvida no software AltoQi Builder® e disponibilizada para UFC pelos representantes da AltoQi® em formato IFC. Para montagem do modelo federado, foi utilizado o Navisworks Manage® e, para visualização, novamente foi utilizado o Unity Reflect Review®. Dessa vez, utilizou-se apenas 2 óculos e 2 notebooks e a experiência aconteceu no auditório do Departamento de Arquitetura, Urbanismo e Design (DAUD-UFC).

Para coletar as impressões dos alunos sobre as atividades desenvolvidas, foram utilizados questionários disponibilizados via Google Forms® ao final das atividades e realizadas reuniões de avaliações entre a docente e o monitor da disciplina. Constatou-se que 93% dos alunos que participaram da 1ª experiência gostaram e manifestaram interesse em manter essa ferramenta no ensino da disciplina. Por outro lado, 50% dos alunos sinalizaram que tiveram algum tipo de vertigem ou incômodo com a tecnologia. Além disso, muitos sugeriram ampliar os tipos de aplicações, como o aumento da escala dos projetos, dos detalhes e tipos de instalações, bem como sugeriram o uso de programas com melhor tempo de resposta. Na segunda experiência, os dados foram semelhantes, porém os alunos não demonstraram o mesmo entusiasmo da primeira aplicação, uma vez que já não era mais uma novidade, e demais disciplinas do departamento também estavam aplicando a ferramenta. Diante disso, constatamos que o uso de Realidade Virtual com plataformas BIM demonstra ser uma ótima possibilidade de ferramenta de ensino de instalações prediais, uma vez que permite trazer de forma imersiva e completa todas as partes de uma construção. Todavia existem contrapontos, como: alto custo, oferta de equipamento para atender as turmas com muitos alunos e limitações de funcionalidades e de compatibilidade dos softwares. Essa pesquisa está sendo continuada para a turma 2023.2, na qual se explorará novas possibilidades de uso das Realidades Expandidas para visualização e concepção de projetos.