ASTOR ERNESTO LUFT
BARRAGEM OBJETO EDUCACIONAL PARA VERIFICAÇÃO DA ESTABILIDADE DE BARRAGENS SIMPLES
Projeto eTools/OEEE CENTRO DE ESTUDOS DE ENGENHARIA CIVIL UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANA
Barragem – Animação para Verificação da Estabilidade de Barragens Simples
SUMÁRIO
1 – TÍTULO .........................................................................................................................................3 2 – OBJETIVOS ..................................................................................................................................3 3 – MATERIAIS E MÉTODOS ..........................................................................................................3 3.1 – FERRAMENTAS UTILIZADAS ..........................................................................................3 3.2 – FLASH....................................................................................................................................4 3.3 – DESENVOLVIMENTO DE CÓDIGOS ................................................................................4 4 – O OBJETO DE APRENDIZAGEM BARRAGEM ......................................................................4 4.1 – GUIA DE UTILIZAÇÃO .......................................................................................................5 5 - DISCUSSÃO..................................................................................................................................7 6 – SITES E ARTIGOS RELACIONADOS .......................................................................................8
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Barragem – Animação para Verificação da Estabilidade de Barragens Simples
1 – TÍTULO Barragem – Animação para Verificação da Estabilidade de Barragens Simples.
2 – OBJETIVOS O objetivo do objeto de aprendizagem Barragem é disponibilizar para professores e alunos de cursos de graduação em Engenharia Civil uma ferramenta computacional de fácil uso e disponibilidade (acessibilidade) que auxilie no processo de ensino e aprendizagem de engenharia, particularmente na análise da estabilidade de barragens, fixando os conceitos do equilíbrio estático e da hidrostática. Através da análise de exemplos sugeridos e também de novas situações, objetiva-se que o aluno desenvolva a sensibilidade necessária para compreender as distribuições de esforços na estrutura e as leis do equilíbrio, compreendendo também como as instabilidades podem acontecer. Possibilita que os alunos aprendam a calcular os esforços os quais sofre uma barragem de concreto e analisar e comparar com os índices de estabilidade, para verificar se esta será estável ou não. Tal sensibilidade permite que os futuros engenheiros possam desenvolver projetos consistentes e econômicos. Para que o ensino / aprendizagem ocorra de maneira eficiente e com motivação, o objeto educacional utiliza técnicas adequadas de desenvolvimento de software e padrões. Além disso busca ter a atratividade visual necessária e facilidade de utilização que permitam ao estudante desenvolver seu interesse pela engenharia de estruturas.
3 – MATERIAIS E MÉTODOS Realizou-se o estudo da programação orientada a objetos e da linguagem ActionScript para aplicações Flash, base para o desenvolvimento do objeto educacional. A partir destes estudos, e com o padrão de metadados escolhido sendo o LOM ( Learning Object Metadata ) do IEEE, é que se iniciou efetivamente a produção da animação Barragem no formato de objeto de aprendizagem.
3.1 – FERRAMENTAS UTILIZADAS Para o desenvolvimento da animação em Flash utilizou-se o software Macromedia FlashTM 5, da Macromedia. O software Macromedia FlashTM 5, da Macromedia, é um aplicativo para desenvolvimento de conteúdo, aplicativos, animações e experiências de vídeo avançadas para a Web. Informações disponíveis no site: . 3
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3.2 – FLASH Flash é um programa desenvolvido pela Macromedia para criação de páginas e ou componentes gráficos e interativos para Web, como por exemplo imagens, botões, menus e banners. O Flash gera gráficos vetoriais que são menores e mais ágeis que os arquivos bitmap e não perdem resolução quando ampliados, o que sempre foi problema nas figuras bitmap. O fato desse programa, originalmente criado como ferramenta de animação, trabalhar muito bem com imagens vetoriais, foi decisivo para ele se tornar tão utilizado. O trabalho finalizado ocupa pouca memória, o que o torna conveniente para a distribuição na Web. É uma excelente ferramenta para criação de aplicativos voltados à Internet, pois elimina a necessidade de descargas (downloads ) demoradas. Porém a necessidade do plug-in Flash Player ainda é uma barreira, bem como a não-portabilidade para outros sistemas operacionais.
3.3 – DESENVOLVIMENTO DE CÓDIGOS O código de um programa Flash é criado de maneira simples, em um ambiente agradável e altamente intuitivo. Cria-se um arquivo de extensão .swf , que é como um filme, contendo a animação a ser executada. Deve-se usar o software Macromedia Flash da Macromedia para criálo, o que limita seu desenvolvimento, pois este software não é gratuito.
4 – O OBJETO DE APRENDIZAGEM BARRAGEM Durante a realização do projeto eTools foram criados objetos educacionais, destinados à resolução de problemas de engenharia de estruturas, disponíveis no portal do projeto (http://www.cesec.ufpr.br/etools/oe3). Um destes objetos de aprendizagem é o Barragem (Fig 1). Trata-se de uma animação que tem como objetivo calcular os esforços que sofre uma barragem de concreto e analisar e comparar os resultados com os índices de estabilidade, verificando se esta será estável ou não.
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Barragem – Animação para Verificação da Estabilidade de Barragens Simples
Figura 1: Objeto de Aprendizagem Barragem
Através de exemplos prontos o aluno pode visualizar os quatro casos possíveis de instabilidade em barragens e, partindo daí, entender as variáveis envolvidas no cálculo de barragens estáveis. O programa é formado por uma área de inserção dos dados (caixas de texto), figuras representativas da situação e das variáveis, botões com valores padrões (peso específico da água e dos solos, além de seus ângulos de atrito) e botões com os dados dos exemplos citados. Há ainda os 3 botões principais de execução da animação: •
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Botão “Calcular”: Informa se a barragem é estável ou instável e mostra uma animação com a representação da instabilidade verificada. Botão Teoria: Quando clicado exibe a teoria envolvida nos cálculos em uma janela separada. Botão Relatório: Mostra um detalhamento dos cálculos realizados a partir dos dados inseridos.
4.1 – GUIA DE UTILIZAÇÃO A seguir é mostrado passo a passo um exemplo de procedimento para a verificação da estabilidade de barragens utilizando o objeto de aprendizagem.
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Barragem – Animação para Verificação da Estabilidade de Barragens Simples Visualizando o arquivo Teoria:
No quadro principal, ao clicar no botão “Teoria”, uma nova janela é exibida, contendo uma breve explicação dos procedimentos envolvidos na verificação da estabilidade de uma barragem.
Executando um exemplo pronto:
Clicando em um dos botões de exemplo (Exemplo 1, Exemplo 2, Exemplo 3 ou Exemplo 4) valores prédefinidos são inseridos automaticamente nos campos de texto. Ao clicar num dos botões de exemplo, um texto aparece na tela dizendo a que tipo de instabilidade o exemplo se refere.
A seguir, clicando-se em calcular a animação da instabilidade ocorrida é automaticamente exibida em uma janela à parte.
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Barragem – Animação para Verificação da Estabilidade de Barragens Simples Visualizando o relatório de cálculos detalhados:
Se o usuário desejar ele pode ver um detalhamento dos cálculos que foram efetuados, clicando no botão “Relatório”. Neste caso uma nova janela se abre e mostra este relatório.
5 - DISCUSSÃO O uso de hipermídia no ensino de engenharia possibilita maior envolvimento do aluno com as aulas, pois oferece estímulos além do tradicional quadro negro. A utilização de computadores para ensino de conceitos de engenharia justifica-se pela sua qualidade gráfica, rapidez de cálculos e sua interatividade com o aluno. Programas direcionados à Internet oferecem facilidade de acesso e maior poder de divulgação. Os alunos podem acessar os applets em suas casas ou nos laboratórios da Universidade, não sendo necessário uma aula específica para uso destes. Esta técnica educacional aproveita a principal vocação da Internet – tráfego de informações e mídias com acesso amplo e aberto – como ferramenta complementar ao ensino tradicional. Deve-se observar ainda o aumento da procura por ferramentas educacionais através da Web , conseqüência do crescimento do número de seus usuários e das novas tecnologias que permitem maiores velocidades de conexão e conseqüentemente a possibilidade de acesso a maiores volumes de informações. O objeto de aprendizagem Barragem está publicado em um repositório de objetos educacionais para Engenharia de Estruturas – OE3 (http://www.cesec.ufpr.br/etools/oe3) (Fig. 3) juntamente com outros objetos produzidos no projeto eTools e em projetos precedentes. O esforço despendido no processo concentrou-se na abordagem de problemas de Engenharia de Estruturas que poderiam ser resolvidos através de objetos educacionais que ajudassem os alunos na absorção de conceitos, além do estudo da linguagem de programação ActionScript para Flash e da orientação a objetos. No entanto, o repositório tem também programas desenvolvidos em Java ou outras linguagens como Visual Basic e Delphi.
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Figura 3 - Repositório de Objetos Educacionais OE³
6 – SITES E ARTIGOS RELACIONADOS [1] BEER, Ferdinand P. e JOHNSTON, E. R. Resistência dos Materiais. São Paulo: Makron Books, 1995. [2] TIMOSHENKO, S. P. e GERE, J. M. Mecânica dos Sólidos. Rio de Janeiro: LTC.
[3] FILL, H. D., Notas de Aula. Curitiba: Departamento de Hidráulica e Saneamento, UFPR. [4] REINHARDT, R. Macromedia Flash MX, a Bíblia. Rio de Janeiro: Campus, 2002. [5] UNICODE CONSORTIUM. The Unicode Standard. Disponível em: [6] OEEE Desenvolvimento de Objetos Educacionais como apoio para uma Rede de Ensino e Aprendizagem em Engenharia de Estruturas. Centro de Estudos de Engenharia Civil (CESEC). Universidade Federal do Paraná (UFPR). Disponível em: [7] eTools: Ferramentas de Apoio ao Ensino e a Aprendizagem em Engenharia. Centro de Estudos de Engenharia Civil (CESEC). Universidade Federal do Paraná (UFPR). Disponível em: [8] SCHEER, S.; GAMA, C.L.G. Developing learning objects for a structural engineering educational network. In: International Conference on Computing in Civil
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and Building Engineering, 2004, Weimar. X-ICCCBE Proceedings. Weimar : BauhausUniversität Weimar e ICCCBE, 2004. v. 1. p. 1-10. [9] SCHEER, S.; GAMA, C.L.G.; VERZENHASSI, C.C.; LUFT, A.E. Objetos educacionais hipermediáticos em engenharia de estruturas: avaliação de usabilidade e aprendizagem. In: GTECE´05 Global Congress on Engineering and Technology Education - Engineering and Technology Education Trends, 2005, Bertioga. Engineering and Technology Education Trends. Santos:IEEE e COPEC,2005. p.1-5.
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