Projeto DAD: modelos físicos em escala real como ferramenta de ensino de estruturas

Estamos habituados a ver o ambiente de ensino como uma espécie de teatro. Um espaço onde as aulas acontecem, os alunos sentam e o professor expõe conteúdo utilizando das ferramentas disponíveis, como quadros e projetores.

Porém, um dos maiores desafios presentes nessa configuração de ensino é o de transformar a teoria em uma prática que prepare os alunos para as situações que vão se apresentar no dia a dia da profissão, além de tornar o aprendizado interessante e – por que não? – tão divertido quanto for possível.

O Projeto DAD foi desenvolvido a partir de 2014 pelo Dr. Alireza Behnejad, Diretor do Centro de Pesquisas de Estruturas Espaciais da Universidade de Surrey, na Inglaterra, para ajudar estudantes de engenharia e arquitetura a desenvolver suas habilidades profissionais.

O interesse do Dr. Behnejad por criar uma ponte entre a academia e a indústria remonta aos primeiros cursos e oficinas sobre estruturas espaciais que ele organizou em diferentes universidades. Apesar de inicialmente contarem com características mais expositivas, seus cursos foram progressivamente se tornando cada vez mais práticos, conforme percebia o feedback positivo dos participantes.

Segundo seu artigo, Benefits of Full-scale Physical Models in Civil Engineering Education (em tradução livre: Os Benefícios de Modelos Físicos em Escala Real no Ensino da Engenharia Civil), "Estudantes de engenharia, geralmente, mostram maior interesse por tópicos que são demonstrados fisicamente do que aqueles que são explicados usando os métodos chamados de 'giz e palestra', ou seja, por apresentações orais e lousa. Além disso, os alunos são motivados pela experiência prática e pela vinculação de conceitos e modelos físicos a problemas reais de engenharia."

O que é e como funciona o Projeto DAD

A sigla DAD significa Design, Assemble & Dismantle (em tradução livre: Projetar, Montar e Desmontar) e, basicamente, resume do que se trata a atividade. A ideia é que, todos os anos, os estudantes da Universidade de Surrey se reúnam em grupos e utilizem os componentes propostos pela organização para dar vida a uma estrutura em escala real.

O desafio propõe que os alunos passem por todas as etapas do processo de design, incluindo a concepção, desenho, método de construção e avaliação de risco.

Depois, trocam os projetos entre si, de forma que cada equipe deve montar e desmontar os projetos uns dos outros, utilizando as instruções disponíveis e sob o limite de duas horas para conclusão da tarefa. Ao final, produzem um vídeo sobre a experiência.

A performance dos grupos é avaliada em termos da criatividade no design, habilidade no gerenciamento da construção e considerações a respeito da segurança.

Exemplo de método de construção criado por um dos grupos.

Um dos principais objetivos do projeto é envolver os estudantes em um ambiente de aprendizado ativo. A estrutura projetada pelos estudantes não é tão importante quanto o processo que leva até ela. Ou seja, o que importa para o Projeto DAD são os benefícios potenciais de se trabalhar os modelos físicos no ensino de engenharia. Alguns dos benefícios gerais são o desenvolvimento do trabalho em equipe e das habilidades de comunicação, o aprendizado entre pares e o senso de realização ao atingir os objetivos do desafio, uma vez que para muitos desses estudantes trata-se da primeira experiência do tipo.

O Dr. Behnejad explica: "Trabalhar com estruturas em escala real proporciona que os participantes aprendam sobre as considerações práticas para se projetar uma estrutura bem-sucedida.

O Projeto DAD proporciona o ambiente educacional ideal para o desenvolvimento das habilidades necessárias para a engenharia estrutural, como interpretar as ideias de outras pessoas, trabalho em equipe, comunicação e gerenciamento do tempo."

Os benefícios podem ser sentidos também na experiência direta dos alunos, como relata Faith Omokhuale:

"Nós ganhamos uma visão dos diferentes aspectos de um projeto de engenharia, pois fomos capazes de entender mais sobre os processos de projeto conceitual, os requisitos de segurança no local e como o empreiteiro principal e o projetista devem trabalhar juntos para corrigir quaisquer dúvidas ou mau-entendimentos que possam ter antes da construção para garantir que todos tenham uma boa compreensão do projeto em mãos."

Mola e o Projeto DAD a partir da pandemia

Assim como muitas iniciativas acadêmicas, o Projeto DAD se deparou com o desafio de dar continuidade às suas atividades em meio à pandemia de COVID-19 durante os anos de 2020 e 2021.

Afinal, como respeitar o distanciamento social e trazer para o contexto de ensino à distância uma atividade que é essencialmente prática e em grupo?

A solução foi enviar para cada aluno um kit de peças do Modelo Estrutural Mola para que as reuniões pudessem acontecer virtualmente. Assim, foi possível realizar a prototipagem e testes estruturais durante a etapa de design, reduzindo os contatos presenciais apenas à etapa de construção, sempre respeitando as regras de distanciamento social.

O Prof. Alireza Behnejad conta um pouco do processo: "Como os encontros do projeto tiveram que acontecer virtualmente durante a pandemia, foi desafiador comunicar as ideias de design.

Para superar esse problema, Márcio (Sequeira, fundador do Mola) e eu preparamos um kit Mola específico que veio do Brasil e depois foi enviado para o endereço residencial de cada estudante da Universidade de Surrey (no Reino Unido e também de fora) em janeiro de 2021, o que facilitou a troca de ideias para o design. Isso ajudou os estudantes a desenvolverem suas ideias individualmente para depois discutir com os membros do grupo nos encontros virtuais.

Os estudantes elogiaram a iniciativa: 'os kits Mola são excelentes'. Felizmente, o distanciamento social foi afrouxado no Reino Unido antes da construção dos modelos em escala real, em maio de 2021, e os estudantes puderam montar suas estruturas como planejado."

Com o retorno das atividades presenciais, o Projeto DAD manteve o uso dos kits Mola na etapa de design da edição de 2022 e deve continuar a utilizá-los também nas próximas edições.

Expandindo fronteiras

Desde sua primeira edição, em 2014, o Projeto DAD gradualmente expandiu suas fronteiras e foi replicado por grupos de estudantes da West Institute of Technology & Higher Education (México), Ferdowsi University of Mashhad (Irã) e da Universidade de São Paulo. Desde 2018, a Nohmura Foundation, do Japão, vem patrocinando workshops DAD em universidades da China e Irã.

No Brasil, o Dr. Ruy Marcelo Pauletti e a Dra. Leila Cristina Meneghetti da Universidade de São Paulo fizeram adaptações ao Projeto DAD para criar um experimento para alunos do curso de Sistemas Estruturais da Faculdade de Arquitetura. Para esta versão, foram utilizados modelos físicos reduzidos em uma primeira etapa, de forma a ampliar a liberdade de experimentação geométrica. Depois, um dos projetos foi escolhido para ser construído em escala real pelos estudantes.

“Essas colaborações internacionais são úteis porque apresentam mais desafios ao projeto, como gerenciamento de idioma, diferenças culturais e de tempo – assim como os desafios da vida real que enfrentam empresas internacionais no setor de construção”, explica o Dr. Behnejad.

Olhando para o futuro do Projeto DAD

Recentemente, o Projeto DAD introduziu um novo conjunto para ensino de estruturas de membranas tensionadas. Além disso, estão desenvolvendo outros kits para estruturas de bambu e revestimentos de ETFE (etileno tetrafluoroetileno). As colaborações internacionais com o Projeto DAD também estão em processo de expansão para países como Síria e Nigéria. 

Acreditamos que projetos como o Projeto DAD são uma grande inspiração para que mais atividades práticas sejam incorporadas ao dia a dia do ensino de estruturas. 

O que achou da iniciativa? Gostaria de introduzir atividades com modelos físicos em sua Universidade? Deixe um comentário ou entre em contato por e-mail.

Referências

Artigo escrito pelo Prof. Alireza Behnejad: Benefits of Full-scale Physical Models in Civil Engineering Education [Em Inglês]

Estudo de caso escrito pelo Prof. Alireza Behnejad: Challenging students to design, assemble and dismantle [Em Inglês]

Artigo escrito pelos Prof. Leila Cristina Meneghetti; Ruy Marcelo Pauletti e Luís Bitencourt sobre as atividades do Projeto DAD na USP: An academic experiment on the design of spatial truss models and teamwork [Em Inglês] 

Página do projeto no site da Universidade de Surrey [Em Inglês]

Página do Projeto DAD no Facebook [Em Inglês]