A validação científica foi um momento crucial na trajetória do Mola. A partir dela foi possível transformar uma ideia em um produto com espaço consolidado, tanto no âmbito acadêmico quanto no âmbito profissional, e que não somente segue contribuindo para o ensino e aprendizagem de estruturas, como também favorece o estabelecimento de um mercado para esse tipo de ferramenta educacional e de design estrutural.
A ideia inicial do Mola surgiu durante um curso de pós-graduação em arquitetura, quando o criador do produto e fundador da empresa percebeu, enquanto aluno, o quanto era abstrata a abordagem das disciplinas de estrutura. O desafio era criar algo que pudesse demonstrar, de forma tátil e visual, o comportamento das estruturas arquitetônicas, conhecimento absolutamente necessário para todo engenheiro e arquiteto, especialmente na fase de concepção de projeto. Tomando partido daquilo que conseguimos alcançar quando utilizamos nossas mãos (em oposição ao que compreendemos apenas ouvindo e observando), as peças do Mola foram projetadas com materiais específicos para tornar visíveis os fenômenos estruturais que geralmente passam despercebidos a olho nu em uma estrutura real.
Desde o início do desenvolvimento do produto, a preocupação com sua validação científica foi prioridade. Sabia-se que, embora o comportamento do Mola fosse intuitivamente semelhante ao das estruturas reais, era importante garantir que o modelo pudesse ser utilizado, de forma eficaz, como uma ferramenta de ensino e análise qualitativa das estruturas. Afinal, o Mola não apenas alimenta o conhecimento nas salas de aula das universidades de engenharia e arquitetura, mas também serve como uma ferramenta valiosa para escritórios profissionais, permitindo simular estruturas de projetos reais e facilitando o processo de concepção.
A versatilidade do modelo, que permite a montagem de uma ampla variedade de sistemas estruturais, impulsionou ainda mais a necessidade de sua validação. Era essencial garantir que o comportamento do modelo fosse consistente, independentemente do sistema estrutural em questão.
Validação
A validação científica do Mola foi realizada por meio de uma pesquisa de mestrado, intitulada "Modelo Estrutural Qualitativo para Pré-Avaliação do Comportamento de Estruturas Metálicas", concluída em 2008, na Universidade Federal de Ouro Preto no Brasil.
Para validar o modelo, foi desenvolvida uma metodologia experimental que comparou as deformações do modelo físico com as deformações de estruturas reais simuladas com o auxílio de um software de análise estrutural (SAP2000). Essa abordagem permitiu uma comparação direta e objetiva do comportamento do Mola com o comportamento de estruturas reais, fornecendo dados valiosos sobre sua confiabilidade.
Mais de 40 ensaios experimentais foram analisados, abrangendo desde elementos isolados até estruturas planas e sistemas estruturais espaciais. Cada estrutura estudada foi submetida a diferentes condições de contorno e carregamentos, proporcionando uma avaliação abrangente do desempenho do modelo.
Programa Experimental
A metodologia experimental desenvolvida para validação do modelo é composta em cinco etapas:-
Montagem da Estrutura com o Modelo Físico:
Na primeira etapa, é realizado o processo de montagem da estrutura utilizando o modelo físico. Inicialmente, é definido o modelo teórico da estrutura a ser analisada. Em seguida, as peças do modelo são separadas de acordo com o projeto e montadas conforme as especificações do sistema estrutural. Essa etapa estabelece a base para os experimentos subsequentes, garantindo que a estrutura montada corresponda ao modelo teórico proposto.
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Digitalização da Deformação da Estrutura:
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Simulação Computacional:
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Preparação e Sobreposição das Imagens:
A quarta etapa concentra-se na preparação das imagens digitais para a sobreposição, que será utilizada na etapa final de comparação dos resultados. Aqui, as imagens da deformação da estrutura obtidas experimentalmente e computacionalmente são processadas e alinhadas adequadamente para permitir uma comparação precisa.
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Análise dos Resultados:
Na quinta e última etapa, as imagens são sobrepostas e comparadas para analisar os resultados obtidos pelo modelo físico e pelo modelo computacional. Essa análise permite identificar discrepâncias e avaliar a precisão do modelo em simular o comportamento das estruturas reais.
Para a análise das estruturas espaciais, a sobreposição das imagens não foi viável devido à perspectiva distorcida apresentada pelo software. Portanto, as deformações dessas estruturas foram comparadas diretamente com imagens lado a lado, conforme ilustrado a seguir.
Resultados
O Mola se mostrou bem mais preciso do que o previsto inicialmente. Os resultados da pesquisa confirmaram que o modelo físico apresenta um comportamento bem semelhante ao das estruturas reais analisadas, validando assim sua eficácia como ferramenta de ensino e análise qualitativa das estruturas arquitetônicas.
Versatilidade
Além de validar o comportamento do Mola, a pesquisa também apresenta uma sequência de sistemas estruturais montados com o modelo, reproduzindo estruturas reais. Essa abordagem prática não apenas reforça a validade do produto como uma ferramenta educacional eficaz, mas também destaca sua aplicabilidade em diferentes contextos, desde ambientes acadêmicos até projetos profissionais.
Conclusão
A validação científica do Mola para a simulação qualitativa de estruturas representa um marco significativo no desenvolvimento do produto e no uso do modelo como ferramenta educativa e profissional.
A pesquisa foi fundamental para garantir credibilidade e eficácia ao produto em duas frentes: demonstra o compromisso da empresa em fornecer produtos confiáveis e de qualidade, além de comprovar a fidelidade com a qual o modelo retrata a realidade e sua consequente serventia em sala de aula, além de escritórios de engenharia e arquitetura.
Para saber mais, baixe o arquivo PDF com a pesquisa completa, incluindo todos os resultados e análises detalhadas de cada uma das estruturas ensaiadas.
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A abordagem da POLIS University ao ensino de estruturas