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MODELANDO COBERTURAS NO SKETCHUP – UMA
EXPERIÊNCIA DIDÁTICA
Adriana Vaz UFPR – Departamento de Expressão Gráfica
Andrea Faria Andrade UFPR – Departamento de Expressão Gráfica
Rossano Silva UFPR – Departamento de Expressão Gráfica
Resumo
O artigo apresenta uma proposta metodológica realizada no ensino de Projeções Cotadas com o intuito da fixação de conteúdos utilizando o Sketchup para o desenvolvimento de projeções de telhados. Além de auxiliar a visualização tridimensional, motivou e aumentou o interesse dos alunos na disciplina. Palavras-chave: Expressão Gráfica, Projeções cotadas, Ensino-aprendizagem.
Abstract
The paper presents a methodological proposal made in teaching Projections Listed in order of setting content using Sketchup for developing projections of roofs. Besides helping the three-dimensional visualization, motivated and increased student interest in the discipline. Keywords: Graphical Expression, Projections Listed, Teaching and learning.
1 Introdução
Considerando que nos dias de hoje ainda há professores que utilizam métodos de
ensino baseados em aulas expositivas e leitura dos textos didáticos, eficientes no
passado, porém que não suprem as expectativas do alunado que em seu cotidiano
são motivados por diferentes mídias, cujo padrão educacional aos moldes tradicional
não atende a demanda na contemporaneidade, o ensino deve propor conteúdos de
modo interativo e dinâmico oferecendo maior opção de escolha, seguindo uma
comunicação do tipo estímulo e resposta. Logo, os desafios são grandes e complexos
e soluções simples e rápidas são necessárias, sem deixar de considerar que o sistema
educacional é mediado por estruturas que não se resumem apenas na relação
professor-aluno, e vice-versa.
Segundo Oliveira (1978 apud TRIBESS, SOUZA e RODRIGUES, 2001), as
atividades de aprendizagem são os processos internos e externos através dos quais
os alunos adquirem novas informações, habilidades ou atitudes. Este conceito
proposto implica que o processo de aprendizagem depende, em parte, do trabalho
mental do aluno. Entretanto, esses processos internos podem ser influenciados por
fatores e/ou eventos externos, que atuam de forma a controlar, modificar, ampliar,
intensificar ou atrapalhar o modo como cada aluno o interioriza. De um modo geral o
aluno tende a progredir, dentro dos seus objetivos pessoais, em direção ao
cumprimento de algumas atividades específicas de aprendizagem. Portanto, quanto
maior a participação do aluno no processo de aprendizagem, tanto melhor será o seu
rendimento. É imperativo, dentro deste propósito, que o aluno planeje e estabeleça os
objetivos de suas atividades e para isso pesquise, descubra e experimente
obedecendo a seu ritmo e capacidade. É nesse momento que aparece a importância
do papel do docente para despertar as habilidades do mesmo através de estratégias e
atitudes adotadas.
O conteúdo de Geometria Espacial na prática pedagógica, em muitos momentos,
não consegue ser vinculado à realidade do aluno, o que poderia dar um incentivo
maior em seu aprendizado. Neste sentido, o presente trabalho objetiva apresentar
uma proposta metodológica que foi realizada no Curso de Engenharia Civil da
Universidade Federal do Paraná no ensino de Projeções Cotadas com o intuito da
fixação de conteúdos, estes aplicados nas projeções de coberturas, utilizando a
versão gratuita do software Google Sketchup.
2 Modelagem de coberturas e o aplicativo Google SketchUp
Como já foi muitas vezes enfatizada, a metodologia de ensino utilizada nas disciplinas
com conteúdos relacionados às projeções cotadas, são utilizadas além da
representação da superfície topográfica, às projeções de coberturas (ou telhados), e
buscam relacionar os elementos geométricos primitivos aos elementos dos telhados.
Assim, ao plano geométrico estabelecemos a correspondência com as “águas” do
telhado, e as retas à intersecção de duas águas (ou dois planos). O que se observa é
a dificuldade dos alunos em estabelecer estas correspondências e principalmente de
visualizá-las no espaço bidimensional. E uma maneira de minimizar este problema é
modificar a forma de apresentação destes conteúdos, apresentando uma metodologia
utilizando a informática, tornando o ambiente em sala de aula mais atrativo e interativo
(ANDRADE E MEDINA, 2007; ANDRADE E SOUZA, 2008).
Através da Computação Gráfica, por exemplo, podemos caminhar através de
edificações que ainda serão construídas, observar e avaliar os modelos
computadorizados em projeto através da simulação ou animação, e incrementar
sistemas de informação com recursos de visualização tridimensional e interativos. Mas
para tanto, o ideal é que além da utilização de softwares livres, o mesmo seja de fácil
manipulação, baixo custo e com bons recursos gráficos, assim os discentes
despenderão de menos tempo para a função de aprendizagem da ferramenta durante
a disciplina.
Conforme Neto, Gomes e Souza (2010), um sistema interativo computacional
deve permitir que o trabalho do usuário seja facilitado através da disponibilidade de
ferramentas e recursos no monitor, os quais podem estar representados em forma de
texto ou representações iconizadas (uma imagem que representa um objeto por força
de semelhança), cujo conjunto pode-se definir como interface gráfica do sistema.
A interface gráfica é a parte visível do sistema e através dela, por meio dos dispositivos de entrada como teclado e mouse, podemos indicar ações e atitudes do sistema, por exemplo, acessar comandos e ambientes, definir parâmetros e atribuir valores solicitados nas caixas de diálogo. (NETO, GOMES e SOUZA, 2010, p. 13)
Para tornar o processo de interação mais fácil, a interface deve possuir qualidade
de usabilidade. A usabilidade é a qualidade que pode oferecer facilidade para que um
usuário, no caso o estudante, desenvolva suas tarefas na interface e têm o propósito
de minimizar o tempo de aprendizagem e a irritação dos usuários na execução de
tarefas. Dependendo da interface do software escolhido há a subutilização dos
recursos disponíveis que poderá ocasionar um baixo rendimento, com isso a escolha
do aplicativo também faz parte da metodologia de trabalho adotado pelo docente.
O Google SketchUp se destaca pela rapidez e facilidade de criação de objetos e
estudos volumétricos. A qualidade da apresentação e a capacidade de trocar dados
entre vários programas do segmento CAD também são diferenciais importantes, além
de fácil usabilidade. A interface do programa pode ser vista através da Figura 1 e se
caracteriza por possuir uma área central destinada à representação dos desenhos,
uma parte superior onde estão disponibilizados os menus pull down (barra de menus)
e as ferramentas compatíveis com a plataforma Windows, além de informações
referentes ao status do sistema, tópico de ajuda e ícones para visualização dos
objetos a serem representados.
Figura 1: Interface gráfica do SketchUp
3 Desenvolvimento do trabalho
Conforme preconiza Montenegro (2007), a motivação dos alunos é aguçada quando
se utilizam assuntos da futura profissão. Portanto, na metodologia de ensino utilizada
nas disciplinas com conteúdos relacionados às projeções cotadas nos cursos de
Engenharia na UFPR, como foi mencionado, é utilizada além da representação da
superfície topográfica, as projeções de coberturas arquitetônicas (ou telhados),
visando relacionar os elementos geométricos primitivos aos elementos dos telhados.
A representação de uma cobertura é feita por meio de sua planta, ou seja, a sua
projeção ortogonal no plano horizontal de projeções. O problema se resume na busca
da intersecção de superfícies. Estas interseções podem ser uma cumeeira, um
espigão ou um rincão. As superfícies são as águas da cobertura, e tratando-se de
coberturas planas, a linha comum entre essas superfícies sempre será uma reta. De
acordo com Rangel (1976), o processo geral para a determinação das interseções
consiste em achar os pontos comuns das horizontais de mesma cota, que são,
evidentemente, pontos da interseção procurada. No caso de águas de mesma
inclinação em respaldos de mesmo nível tem-se o seguinte processo: como as
horizontais de mesma cota distam igualmente dos lados da poligonal, as interseções
procuradas são as bissetrizes desses lados. Assim, este processo consiste na
determinação de bissetrizes, e é chamado processo das bissetrizes (Figura 2). Mais
detalhes podem ser consultados no trabalho de Andrade e Souza (2008).
Figura 2: Determinação das interseções pelo processo das bissetrizes. Fonte: adaptado de Santos, Almeida e Correia, 2002
3.1 Modelando a cobertura no SketchUp
Após a obtenção das interseções de uma cobertura utilizando os instrumentos de
desenho (régua, compasso e par de esquadros), os alunos foram levados ao
laboratório, onde com o auxílio do professor puderam conhecer a interface gráfica do
aplicativo SketchUp a fim de transpor as interseções obtidas em papel para o
aplicativo. Para tanto, os estudantes receberam material elaborado pelo docente, onde
os mesmos puderam acompanhar e familiarizar-se com a interface do software através
do desenho da planta baixa da cobertura correspondente.
Durantes as aulas em sala, os alunos tiveram a oportunidade de representar
várias plantas de coberturas com diversas formas de perímetros – implicando em ter
mais de quatro águas – assim como, trabalharam com diferentes inclinações para as
águas dos telhados. Posteriormente os estudantes fizeram a modelagem utilizando o
aplicativo SketchUp e atividades de 15h em laboratório.
As Figuras 3 e 4 apresentam a modelagem de uma cobertura com duas e três
águas respectivamente. A modelagem de duas ou quatro águas é bastante simples,
basta o usuário fornecer a inclinação do telhado através de uma ferramenta
compatível a um transferidor e o mesmo, a partir da aplicação de poucas ferramentas,
modela automaticamente a cobertura.
Figura 3: Modelagem automática de uma cobertura de duas águas
Figura 4: Modelagem de uma cobertura de três águas
A modelagem da cobertura de três águas mostrada na Figura 4 foi feita a partir do
telhado de duas águas, onde apenas houve a necessidade de descobrir a distância
onde deveriam adicionar o ponto de onde sairia à terceira água – Figura 5, para que
todas permanecessem com a mesma inclinação. Esta fase foi importante no sentido
de reforçar a teoria, já que o professor teve a oportunidade de mostrar qual seria esta
distância, a partir do mesmo cálculo apresentado em sala de aula sobre “inclinação de
coberturas”.
Figura 5: Inserção do ponto para a modelagem da terceira água
Chama-se inclinação das águas de uma cobertura o menor ângulo que cada uma
dessas faz com o plano horizontal. A inclinação é dada em graus e a declividade -
tangente da inclinação - em percentual (Figura 6).
Figura 6: Declividade de 35% e inclinação de 19,29º
Como pode ser observado na Figura 7, a distância até o do ponto médio do beiral
(que corresponde ao cateto adjacente do triângulo em rosa), tem a mesmo valor do
cateto adjacente do triângulo em amarelo, isto é necessário para que os triângulos
sejam congruentes, e, portanto, as águas tenham a mesma inclinação.
Figura 7: Inserção do ponto para a modelagem da terceira água
Na fase seguinte foi realizada a modelagem de uma mansarda (Figura 8), telhados
com diferentes perímetros e inclinações, além de coberturas com mais de uma
inclinação (Figuras 9 e 10).
Figura 8: Modelagem de mansarda
A partir da cobertura apresentada na Figura 9, não foi necessário o desenho da
planta baixa no aplicativo, já que o propósito do trabalho foi o entendimento das
interseções dos telhados. Portanto, as plantas baixas foram importadas no formato
“dwg”, fornecidas pelo docente, e facilmente as paredes e beirais foram modelados.
Figura 9: Coberturas com 32% e 45% de declividade
Figura 10: Cobertura com declividades diferentes: 32% e 45%
A última cobertura modelada foi mais complexa (Figura 11) e a mesma foi
realizada com mais de uma inclinação para os telhados. Nesta fase, pôde confirmar a
necessidade do entendimento da teoria para a posterior aplicação prática no software.
Isto porque na interseção dos planos - após gerar a cobertura - o usuário necessita
editá-la, como pode ser observado na Figura 12. Para esta edição se faz necessário o
conhecimento da teoria das interseções de planos, editando corretamente os planos
gerados pelo software (Figura 13). Quanto mais complexo for o telhado, maior será a
dificuldade na edição destas interseções, já que necessitará de uma boa visão
espacial e do conhecimento teórico.
Figura 11: Cobertura mais complexa com declividade de 45%
Figura 12: Resultado das interseções das águas do telhado
Figura 13: Edição das coberturas, após a construção automática das interseções
Alguns dos trabalhos finais realizados durante as aulas no SketchUp podem ser
vistos através das Figuras 14 e 15. Observa-se que os alunos foram além do proposto
no trabalho, inserindo árvores, texturas, muros, portas e janelas, objetivando tornar o
projeto mais próximo do real, ao simular seus entorno.
Figura 14: Trabalhos de alunos
Figura 15: Trabalhos de alunos
4 Conclusão
O que se pôde constatar com a utilização desta metodologia foi que a realização dos
modelos feitos no aplicativo SketchUp facilitou a compreensão da teoria desenvolvida
em sala de aula, especialmente no que diz respeito ao conceito e aos termos
“inclinação” e “declividade”, além de melhorar a visualização das interseções das
águas pelos discentes, as quais geralmente com o desenho apenas em duas
dimensões não são totalmente compreendidas por todos.
Observou-se também, que a disciplina tornou-se mais atrativa, tendo elevado o
empenho e rendimento dos alunos nos conteúdos trabalhados. O resultado dos
trabalhos apresentados superou as expectativas, isto demonstra que a ferramenta foi
importante principalmente em relação à motivação. Por outro lado, gerou críticas frente
às outras disciplinas cursadas que ainda desenvolvem todo o processo manualmente.
Neste caso 75% das aulas foram ministradas sem o aplicativo, em que foi abordado
toda a conceituação e soluções por meio de resoluções de exercícios sobre projeções
cotadas e 25% com o SketchUp, conforme proposta relatada neste artigo.
Referências
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