Software é voltado para atividades didáticas e científicas

Quando passamos pela construção de um prédio dificilmente nos perguntamos como todo aquele emaranhado de ferro, concreto e pilares pode funcionar tão perfeitamente. Anos a fio aquela estrutura se mantém intacta mesmo submetida a uma diversidade de fatores, como aumento da temperatura e incidência do vento. Uma resposta para uma vida tão longeva e saudável dos prédios atuais pode residir em uma área cada vez mais presente nas mais diferentes atividades: a computação.

Algumas universidades no Brasil estão desenvolvendo softwares que auxiliam nas medições de tensões, deformações e deslocamentos em estruturas sólidas por meio de simulações.

#IMG#Na Universidade Federal do Rio de Janeiro há o Salt. Idealizado pelo professor Humberto Lima Soriano, Salt é um sistema para análise estática e dinâmica de estruturas em três dimensões. Além dos cálculos, o programa possui uma interface gráfica que disponibiliza recursos para modelagem de estruturas e interpretação de resultados, e para a geração de relatórios. É utilizado tanto em âmbito profissional como no ensino da Engenharia de Estruturas.

“O Salt trata-se de uma aplicação profissional e como tal importante para ambientar os alunos de engenharia com sistemas que poderão vir a utilizar quando do exercício profissional”, afirma, por e-mail, o coordenador do programa professor Silvio de Sousa Lima.

Na Universidade Federal de Sergipe, um projeto semelhante começa a se desenvolver. Trata-se do Discretum1D, voltado para atividades didáticas e científicas. De antemão, o projeto pretende funcionar como suporte nos estudos com elementos finitos – o Salt, além de ajudar nas atividades acadêmicas, comercializa seus softwares para empresas de engenharia. Esses softwares utilizam um método numérico para a análise de diversos fenômenos físicos que ocorrem em meios contínuos, denominado elementos finitos. Finitos porque são as partes que compõe o todo; ao subdividir o todo onde o problema está definido é possível simplificar a resolução permitindo queseja tratado computacionalmente.

O programa da UFS tem como objetivos “incentivar pesquisas de pós-graduação em elementos finitos com o propósito de aplicação em problemas unidimensionais de engenharia e matemática aplicada e oferecer aos estudantes um programa didaticamente idealizado para o estudo e pesquisa em adaptatividade em elementos finitos”, afirma o coordenador do projeto David Soares, professor do Departamento de Matemática. Adaptatividade é uma técnica moderna de resolução via elementos finitos. Por meio dela se torna possível refinar os elementos a fim de determinar a solução de forma mais simples acelerando o cálculo computacional.

Desenvolvido ao longo de 10 meses, a primeira versão do Discretum1D tem a capacidade de resolver equações diferenciais ordinárias lineares, o que é suficiente para calcular problemas clássicos de estática como, por exemplo, a deformação de uma barra axialmente tracionada (evento equivalente a uma estaca cravada no solo na construção de edifícios). Durante os trabalhos dessa primeira versão, ocorreu a idealização conceitual e computacional do software elaborado em uma dimensão e os testes de validação dos códigos.

A última fase do projeto contou com a participação de Edivaldo Nascimento de Carvalho, aluno do sétimo período de Engenharia Civil. “Minha participação no projeto foi transcrever o código para a sua implementação computacional e trabalhar com os testes de validação do código”, afirma.

O programa desenvolvido na UFS traz como inovação a nomenclatura em português. As denominações dos subprogramas seguem uma rede de associações com o problema que está sendo resolvido. “Temos um subprograma responsável pelo cálculo das matrizes de rigidez, parte fundamental de um programa de elementos finitos. No Discretum1D ele se chama “soma K E”, porque a matriz dos elementos é denominada de “K de E”, em que a matriz K refere-se a rigidez e o E identifica elementos. Nesta operação os alunos somam as contribuições dos elementos”, esclarece o professor David.

Ainda segundo o professor, cada universidade precisa de um programa desse tipo para auxiliar na capacitação dos alunos e na orientação de teses, já que as licenças dos softwares de outras universidades costumam apresentar custos elevados.

Tendência

A utilização de suportes computacionais está se tornando tendência na Engenharia Civil. E percebendo essa realidade algumas universidades brasileiras têm se empenhado no desenvolvimento de softwares que funcionem como ferramentas complementares para problemas de análises estruturais por meio de elementos finitos.

A generalidade do método faz com que se possa aplicá-lo em áreas que vão além do estudo do comportamento de estruturas civis de edifícios, pontes, barragens e túneis. Suas aplicações atualmente englobam campos como: a indústria automobilística, naval, aeronáutica, metalurgia, mineração, exploração de petróleo, telecomunicações, meio ambiente, saúde, dentre outros.

Outro projeto desse segmento é o Ftool, da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio). Desenvolvido como projeto de pesquisa integrado, o programa é referência em análise estrutural em duas dimensões. O projeto foi idealizado pelo professor Luiz Fernando Martha e a pesquisa teve a coordenação do professor Marcelo Gattass, do Departamento de Informática. O objetivo do projeto é motivar o estudo do comportamento estrutural.

Para o professor Luiz Fernando, que é do Departamento de Engenharia Civil da PUC-Rio, “o desenvolvimento de software para ensino é muito importante para modernizar um curso de engenharia. A importância maior é para o aluno que vai ser o usuário final. Se um departamento de matemática ou engenharia consegue formar um grupo para esse tipo de desenvolvimento o ganho pode ser muito grande, pois poderá atender de perto as demandas de ensino da instituição”.

O Projeto Discretum1D é igual em essência e conceitualmente aos programas consolidados em outras instituições. “A minha esperança é que a UFS no futuro alcance em termos de pesquisas científicas ao que se tem nacionalmente no que se refere a métodos de elementos finitos. E que venha a revelar novos talentos que possam se destacar nos programas de pós-graduação da nossa universidade e até mesmo em universidades estrangeiras”, conclui o professor David Soares.

Érika Rodrigues (estagiária)

Luiz Amaro