Manufatura aditiva na integração de estudantes de AEC durante a graduação

Abstract

Resumo: É inegável que as evoluções tecnológicas mudaram significativamente a sociedade nos costumes, hábitos, assim como no que se espera de um profissional e de sua formação. Além da alfabetização tecnológica, espera-se que os profissionais da Era da Informação tenham habilidade e capacidade de solucionar os problemas que encontrarão em um mundo em constante transformação. Dentre várias tecnologias inovadoras, esta pesquisa se debruça sobre a Manufatura Aditiva (AM - Additive Manufacturing), por apresentar um grande potencial disruptivo para a indústria da construção civil, principalmente na educação. Extrai-se da literatura inúmeros benefícios de sua utilização no ensino. Entretanto, ainda não se observa uma efetiva adoção desta tecnologia na área de AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção), assim como não se identifica uma efetiva integração dos futuros profissionais dessa área durante sua formação, especialmente no contexto brasileiro. Nesse panorama, surgem novos profissionais capazes de se engajar no ecossistema AEC para auxiliar na adoção de novas tecnologias vinculadas à Indústria 4.0. Entre eles estão os profissionais de Expressão Gráfica, formados pela Universidade Federal do Paraná, que possuem potencial para serem agentes indutores dessa transformação. Seguindo uma abordagem de Design Science Research, esta pesquisa apresenta uma estrutura conceitual de integração de projetistas da indústria da AEC durante a graduação utilizando a Manufatura Aditiva como instrumento de colaboração e de apoio ao processo de ensino-aprendizagem. Este método, fundamentado na pedagogia construtivista de ensino e aprendizagem, é chamado Método de ensino colaborativo para AEC apoiado pelo uso da Manufatura Aditiva - MECA-AM. Reúne alunos dos cursos de graduação em Engenharia Civil (EC), Arquitetura (AU) e Expressão Gráfica (EG), que trabalham em um ambiente interdisciplinar, estudando um tema comum. O método proposto utiliza Manufatura Aditiva, Aprendizagem Baseada em Projetos (PBL) e Ensino Colaborativo como ferramentas de ensino, e dá especial atenção a motivação acadêmica, sempre considerando as melhores condições para os alunos. Este artefato foi aplicado e avaliado por alunos que cursaram dois workshops ocorridos em 2021 e 2022, em meio a dificuldades geradas pela pandemia do COVID-19. De acordo com suas percepções, são dadas as motivações acadêmicas adequadas em busca de um aprendizado significativo. Além disso, a integração de alunos de diferentes cursos, pouco habituados com trabalho interdisciplinar, se mostrou viável e o ensino por pares benéfico, principalmente pelos estudantes de Expressão Gráfica que puderam transmitr conhecimentos importantes aos alunos de AU e EC sobre modelagem 3D e Manufatura Aditiva. Em última instância, esta tese apresenta o protagonismo que o estudante de Expressão Gráfica pode exercer em uma equipe multidisciplinar de AEC. Estes alunos e profissionais ainda carecem de reconhecimento no mercado de trabalho por se tratar de um curso único no Brasil, relativamente recente, e pouco difundido. Este trabalho apresenta seu potencial latente e complementar aos arquitetos e engenheiros e joga-se luz a este tema, em prol do desenvolvimento do ecossistema da Construção Civil.

Abstract: It is undeniable that technological developments have significantly changed society in terms of customs, habits, as well as what is expected of a professional and his training. In addition to technological literacy, professionals in the Information Age are expected to have skills and abilities to solve the problems they will encounter in a world in constant transformation. Among several innovative technologies, this research focuses on Additive Manufacturing (AM), as it presents a great disruptive potential for the construction industry, especially in education. Innumerable benefits of its use in teaching are extracted from the literature. However, there is still no effective adoption of this technology in the area of AEC (Architecture, Engineering and Construction), as well as an effective integration of future professionals in this area during their training, especially in the Brazilian context. In this scenario, new professionals emerge capable of engaging in the AEC ecosystem to assist in the adoption of new technologies linked to Industry 4.0. Among them are Graphic Expression professionals, graduated from the Federal University of Paraná, who have the potential to be inducing agents of this transformation. Following a Design Science Research approach, this research presents a conceptual framework for the integration of designers from the AEC industry during graduation using Additive Manufacturing as a collaboration and support tool for the teaching-learning process. This method, based on the constructivist pedagogy of teaching and learning, is called Collaborative Education Method for AEC supported by the Additive Manufacturing use - MECA-AM. It brings together students from undergraduate courses in Civil Engineering (CE), Architecture (AU) and Graphic Expression (GE), who work in an interdisciplinary environment, studying a common theme. The proposed method uses Additive Manufacturing, Project-Based Learning (PBL) and Collaborative Teaching as teaching tools, and pays special attention to academic motivation, always considering the best conditions for students. This artifact was applied and evaluated by students who attended two workshops that took place in 2021 and 2022, in the midst of difficulties generated by the COVID- 19 pandemic. According to their perceptions, they are given the appropriate academic motivations in pursuit of meaningful learning. In addition, the integration of students from different courses, who are not used to interdisciplinary work, proved to be viable and peer instruction was beneficial, especially for Graphic Expression students who were able to transmit important knowledge to AU and CE students about 3D modeling and Additive Manufacturing. Ultimately, this thesis presents the role that the Graphic Expression student can play in a multidisciplinary AEC team. These students and professionals still lack recognition in the job market because it is a unique course in Brazil, relatively recent, and not very widespread. This work presents its latent and complementary potential to architects and engineers and sheds light on this theme, in favor of the development of the Civil Construction ecosystem.