Universidade Federal de Santa Maria

Ci. e nat., Santa Maria, V. 42, Special Edition, e32, 2020

DOI: http://dx.doi.org/10.5902/2179460X40634

Received: 10/10/2019 Accepted: 10/10/2019

Special Edition

O uso de maquetes físicas no processo de ensino e aprendizagem

Modeling as an education method

Fernanda Marques Gonçalvez^I

Henrique Sanches Barbosa de Oliveira^II

Letícia Laureano Xavier de Moura^III

Vanessa Virginia Silva^IV

Sabine Ritter De Paris^V

Francisco Marchet Dalosto^VI

Matheus Cargnelutti de Souza^VII

Celso Becker Tischer^VIII

Valéria Rolim Marostega^IX

Ana Alice Timm Goretti^X

Matheus Dottes Binttencourt^XI

^I   Universidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil -

^II  Universidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil -

^III Universidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil -

^IV Universidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil -

^V  Universidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil - sparis.arq@gmail.com

^VI Universidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil - fmdalosto@gmail.com

^VIIUniversidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil - matheuscargnelutti@hotmail.com

^VIIIUniversidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil - cbtischer@gmail.com

^IX  Universidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil -

^X   Universidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil -

^XI  Universidade Federal de Santa Maria – Campus Cachoeira do Sul, Cachoeira do Sul, Brasil -

Resumo

A elaboração de modelos tridimensionais serve como instrumento para complementar a representação de um objeto de estudo e até mesmo como síntese de uma pesquisa. Visando suplementar a formação da comunidade acadêmica foi criado o grupo META, que através da realização de maquetes como método experimental, aborda temas de disciplinas dos cursos presentes da Universidade Federal de Santa Maria, campus Cachoeira do Sul, RS, Brasil. O objetivo deste trabalho é apresentar os resultados obtidos a partir do segundo semestre de 2018, até o momento, nomeadamente, dois protótipos: uma residência unifamiliar, com sistema de automação, e uma ferrovia, para a inserção de um sistema de fonte de alimentação via Bluetooth.

Palavras-chave: Maquete; Modelagem; Projeto

Abstract

Three-dimensional models complement the representation of a study object and serve as a research synthesis. Aiming to supplement the formation of the academic community, the META group was created, which, through the use of modeling as an experimental method, addresses the subjects of the courses on campus. The aim of this paper is to present the results obtained from the second semester of 2018 to date, namely two prototypes: a single-family residence with automation system and a prototype rail system for the insertion of a Bluetooth power supply system.

Keywords: Prototype; Modeling; Project

1 Introdução

Nos cursos de Arquitetura e Urbanismo e Engenharias, é comum o processo de representação através de símbolos e linhas, abordados no desenho técnico e na geometria descritiva (CHING; ECKLER, 2014). Para a interpretação dos desenhos desenvolvidos nessas disciplinas, se faz necessária a compreensão dessa linguagem utilizada (FARRELLY, 2014). Nesta perspectiva, é essencial a busca de novas metodologias de ensino, como o uso de modelos físicos tridimensionais, os quais enriquecem o processo de ensino e aprendizagem, pois possibilitam o domínio visual e a percepção espacial da temática a ser estudada, tornando-se um complemento para a interpretação de sistemas e tecnologias que possuam os mais variados conteúdos.

A elaboração de modelos tridimensionais é de grande valia, pois serve como instrumento complementar de representação, objeto de estudo e até mesmo como síntese de uma pesquisa (CONSALEZ; BERTAZZONI, 2001). É um exercício complexo de imaginação, tornar palpável algo ainda inexistente, além de proporcionar a minimização de erros eventuais e visualização de novas soluções para o projeto (MILLS, 2009).

O ensino de modelagem de maquetes no curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Santa Maria, Campus Cachoeira do Sul (UFSM/CS) divide-se em duas disciplinas, ministradas no primeiro e segundo semestre da estrutura curricular. No primeiro semestre, os alunos aprendem a trabalhar com os diferentes materiais e composições que envolvem o tema. No segundo semestre, a abordagem volta-se para o aprofundamento na complexidade dos tipos de maquetes a serem trabalhadas.

A partir do conhecimento alcançado pelos alunos nas disciplinas de Modelagem, e procurando responder a uma demanda de elaboração de modelos tridimensionais para esclarecimentos de projetos de diversas áreas, foi criado o projeto de ensino denominado META - Grupo de Modelagem e Tecnologias Aplicadas, visando complementar a formação da comunidade acadêmica nos cursos de Arquitetura e Urbanismo e Engenharias, da UFSM/CS, através da realização de maquetes como método experimental durante a concepção e representação de temas abordados nas disciplinas dos cursos presentes no campus da instituição. Espera-se que os modelos realizados sirvam como aporte teórico e prático, aproximando os acadêmicos, de diferentes cursos de graduação, dos sistemas e técnicas presentes na prática profissional.

O Grupo META é composto por alunos e docentes do curso de Arquitetura e Urbanismo, responsáveis pela criação de modelos tridimensionais (maquetes físicas), com o objetivo de representar os diversos tipos de sistemas e tecnologias, aprofundando o aprendizado dos estudantes em todas as possíveis áreas da sua formação profissional.

O objetivo deste trabalho é apresentar os resultados obtidos, a partir do segundo semestre de 2018 até o presente momento pelo META, no desenvolvimento das suas atividades. Foram desenvolvidos dois projetos em conjunto com alunos e professores dos cursos de Engenharia Elétrica e Engenharia de Transporte e Logística da UFSM-CS, sendo um deles o protótipo de residência unifamiliar com sistema de automação e o outro um protótipo de sistema ferroviário.

2 Metodologia

O projeto de ensino desenvolve modelos físicos como forma de material didático, trazendo aplicações práticas de sistemas e tecnologias, abordados dentro dos cursos de graduação em Arquitetura e Urbanismo e Engenharias, de acordo com a demanda definida entre professores e estudantes da UFSM/CS. O grupo organiza-se a partir de encontros semanais, onde ocorre o planejamento das atividades, organização do cronograma de execuções, proposição das temáticas abordadas, definição dos participantes, e realização das modelagens para utilização em sala de aula, mostras, minicursos e demais momentos didáticos.

A demanda de atividades parte dos cursos de graduação da UFSM/CS, os quais solicitam um modelo e uma temática específica, para que haja o planejamento da execução do modelo físico. Após definidos os trabalhados, é criado o projeto da demanda, por meio de softwares e croquis que demonstrem como será o produto final. Aprovado o projeto, são definidos os materiais mais adequados para o emprego na proposta. Igualmente, são verificadas as técnicas construtivas apropriadas para estes materiais, uma vez que o processo de corte e colagem é executado (KNOLL, 2009). Por fim, procede-se à modelagem física, obtendo-se o produto solicitado.

3 Modelagem de protótipos no Grupo META

Inicialmente, acadêmicos do curso de Engenharia Elétrica da UFSM/CS, solicitaram o projeto de um protótipo de residência unifamiliar para a inserção de um sistema de automação controlado por Smartphone. O modelo físico foi projetado pelos professores do curso de Arquitetura e Urbanismo da UFSM/CS, de acordo com as soluções pontuais de automação planejadas pelos solicitantes.

Em um segundo momento, foi requisitado pelos acadêmicos dos cursos de Engenharia Elétrica e Engenharia de Transportes e Logística da UFSM/CS, o desenvolvimento de um protótipo de sistema ferroviário, para a inserção de um sistema de fonte de alimentação via Bluetooth. A seguir, são apontados os processos de modelagem para cada um dos protótipos.

3.1. Maquete residencial

O projeto do modelo físico de uma residência unifamiliar partiu de uma reunião preliminar para a tomada de decisões em relação às características da mesma. Optou-se por uma residência de 100 metros quadrados com uma base de 100x150cm, confeccionada na escala 1/20. Foi definido o programa de necessidades do projeto, verificando quais seriam os ambientes, revestimentos e mobiliário.

O programa de necessidades é composto de dois pavimentos, sendo no térreo, uma sala de estar integrada com a sala de jantar e a cozinha, um banheiro e uma garagem, e no segundo pavimento, um mezanino, com uma suíte. Notou-se que seria uma boa solução para a execução do modelo físico, realizar um projeto baseado em lofts, os quais caracterizam-se por ambientes amplos, com pé direito alto, e a utilização de mezanino. Foram criadas as plantas baixas no software Autocad e a modelagem tridimensional virtual no software Sketchup, as quais serviram de base para a execução da maquete física e melhoraram a visualização espacial dos ambientes. A modelagem digital do protótipo residencial pode ser vista na Figura 1.

Figura 1 – Modelagem digital do protótipo residencial

Para a execução física do protótipo foi necessária a duplicação das paredes externas para comportar os mecanismos elétricos e suas fiações, ou seja, toda a conexão do sistema de automação ocorre através dos fios na porção interior das paredes, possibilitando a realização de todas as conexões. Ainda para a inserção de componentes elétricos, utilizou-se o ambiente banheiro, do térreo, para armazenar equipamentos eletrônicos e fiação, permanecendo ocultos.

O material que serve de fechamento do modelo é o Medium-Density Fiberboard – MDF, como pode ser observado na Figura 2, que apresenta o modelo físico em construção um material de fácil acesso e que possibilita criar moldes feitos no software Autocad para corte a laser, agilizando o processo de montagem e mantendo um padrão no corte. Os elementos que compõem o fechamento possuem um sistema de encaixe entre as peças, que facilita a montagem.

Figura 2 – Maquete física da residência em construção

Este protótipo encontra-se ainda em processo de execução, na fase de acabamento e decoração. A volumetria em MDF, juntamente com o sistema de automação, foi exposta na Mostra de Projetos da UFSM/CS, para expor o funcionamento do sistema de automação adotado e concluído por integrantes do curso de Engenharia Elétrica da UFSM/CS.

3.2. Maquete de sistema ferroviário

A proposta de um grupo de professores e alunos dos cursos de Engenharia de Transportes e Logística e de Engenharia Elétrica, visa a realização de um protótipo de um sistema ferroviário, para isso adquiriu-se um modelo de Ferrorama, Locomotiva G22U América Latina Logística (ALL) Fase II - FRATESCHI – 3044, na escala 1/87. Este Ferrorama é composto por três variações de peças, que possibilitam a criação de um trajeto que se encaixa nas ideias projetuais de desenho.

Inicialmente optou-se por elaborar o projeto através de croquis, Figura 3, testando as primeiras ideias do grupo, a topografia, a vegetação, as edificações e a composição do trajeto dos trilhos. Em um segundo momento, ocorreu a definição das dimensões da base para comportar os trilhos, as instalações elétricas e a logística de transporte, planejando-se que o protótipo pudesse ser desmontado para ser transportado.

Figura 3 – Croquis e projeto da maquete

A paisagem escolhida foi um cenário rural, com grande presença de vegetação e poucas edificações, somente com a estação e um galpão, para a inserção da instalação elétrica. Além disso, foi levado em consideração a história da Locomotiva adquirida pela Engenharia de Transportes e Logística, projetada pela EMD em 1966 e com importante papel na região Sul do país. A estação de trem, ilustrada na Figura 4, é a principal edificação que compõe a paisagem idealizada. Em relação à etapa projetual do terreno, foram criados esboços de como seriam as curvas de nível e a topografia. Foram definidos volumes e texturas, na busca de uma perspectiva mais interessante na materialização do conjunto de massas arbóreas, morros e lago.

Figura 4 – Projeto da estação de trem

Na topografia do terreno utilizou-se placas de isopor que permitem uma maior liberdade na modelagem dos relevos presentes. Foi feito o uso de serragem triturada para cobrir a maior parte da maquete, vista na Figura 5, tendo diferenciações de cor e textura para exemplificar vegetações variadas. Para o lago foram utilizadas tintas de artesanato, acetato e cola de silicone, de modo a chegar a um resultado que se assemelhasse à água. O uso de musgo foi feito tanto em vegetações rasteiras quanto nas copas das árvores, por ter uma textura mais próxima do real. Para a confecção das edificações utilizou-se papel Kraft, acetato e tintas de artesanato.

Figura 5 – Maquete física do sistema ferroviário finalizada

Para as decisões finais da estrutura e logística, houve a necessidade de dividir a maquete em duas partes, uma contendo as edificações, as cancelas e os componentes que precisavam ser conectados à fonte elétrica e a outra apenas complementando o trajeto dos trilhos e o ambiente idealizado. Devido à necessidade de ocultar a fiação elétrica, a base do modelo é inteiramente suspensa.

4 Resultado

Os resultados obtidos depois do processo de execução das maquetes foram a exposição dos dois protótipos na Mostra de projetos da UFSM-CS, demonstrando assim o sistema elétrico adotado e os materiais utilizados para sua confecção. Durante a exposição, os alunos puderam questionar e compreender o método de construção das maquetes assim como observar a relação do modelo físico com os componentes elétricos. Ambas as maquetes estão sendo mantidas na universidade para serem utilizadas em aulas dos cursos da UFSM/CS.

Em relação à maquete residencial, a parte elétrica e o envoltório encontram-se concluídos e será iniciada a parte da confecção do mobiliário, revestimentos, pinturas, paisagismo, demonstrando a ambientação da casa com o design de interiores. Em relação à maquete de sistema ferroviário, esta encontra-se finalizada, obtendo-se o resultado esperado em sua confecção. Apenas foi necessária a inserção de mais uma edificação ao lado da estação para esconder os equipamentos elétricos. Além disso, a maquete foi exposta na palestra “Experiências nas operações de transporte ferroviário” realizada no dia 26 de junho de 2019 na Casa de Cultura de Cachoeira do Sul, a pedido do curso de Engenharia de Transporte e Logística da UFSM/CS.

5 Conclusões

Através deste projeto está sendo possível aplicar habilidades trabalhadas no decorrer do curso de Arquitetura e Urbanismo da UFSM/CS, de maneira mais efetiva e produtiva, mostrando sua importância para uma melhor visualização de assuntos abordados em sala de aula. O uso destas maquetes reforça a integração dos cursos de Arquitetura e Urbanismo, Engenharia Elétrica e Engenharia de Transporte e Logística da UFSM/CS, levando em conta que ambos os protótipos poderão ser utilizados em diversas disciplinas dos cursos e até mesmo em projetos de extensão.

Referências

CHING, Francis DK; ECKLER, James F. Introdução à Arquitetura. Bookman Editora, 2014.

CONSALEZ. Lorenzo; BERTAZZONI, Luigi. Maquetes - A representação do espaço no projeto arquitetônico. São Paulo: Gustavo Gili; 2001.

FARRELLY, Lorraine. Fundamentos de arquitetura. Porto Alegre:Bookman Editora, 2014.

KNOLL, Wolfgang. Maquetes Arquitetônicas. São Paulo: Editora Martins Fontes, 2009.

MILLS, Criss B. Projetando com maquetes. Porto Alegre: Bookman Editora, 2009.