Uma pesquisa desenvolvida no campus de Quixadá do Instituto Federal do Ceará (IFCE) resultou na criação de um protótipo didático que permite visualizar, na prática, o comportamento da água em sistemas hidráulicos prediais. O equipamento, desenvolvido com apoio de impressão 3D, tem como objetivo melhorar o processo de ensino e aprendizagem na área de Engenharia Civil, com impactos diretos na formação de futuros profissionais.
O projeto foi desenvolvido no âmbito da iniciação científica, sob coordenação do professor Hugo Almeida, e consistiu na construção de um piezômetro, que é um aparato capaz de demonstrar os estados da água (dinâmico e estático) e os fenômenos como perda de carga ao longo das tubulações e variações de pressão. A proposta surgiu a partir de uma dificuldade comum em sala de aula: a compreensão de conceitos abstratos apenas por meio de fórmulas e esquemas. “Surge da necessidade dos alunos conseguirem entender de forma prática conceitos teóricos de hidráulica, bem como visualizar a dinâmica da movimentação da água ao longo dos tubos”, explica o professor Hugo Almeida.
O diferencial do estudo está justamente na transformação de conceitos abstratos em experiências visuais e interativas. Com o protótipo, os estudantes conseguem observar, em tempo real, como a água se comporta dentro de uma tubulação, o que facilita a compreensão de aspectos fundamentais para o dimensionamento de sistemas hidráulicos prediais.
“Com esse protótipo é possível visualizar como a água se comporta ao percorrer as tubulações das edificações. Ao se mover, a água pode ganhar ou perder energia, e isso é fundamental para determinar os diâmetros dos tubos, garantindo que a água não saia sem pressão na torneira”, destaca o docente.
Durante os testes, o equipamento permitiu observar diferentes situações, como o equilíbrio do fluido, quando não há uso da torneira, e comportamentos dinâmicos como a variação de pressão causada pelo aumento da vazão e o chamado golpe de aríete – fenômeno que ocorre quando o fluxo de água é interrompido de forma brusca, gerando variações de pressão no sistema. Esses processos, geralmente abordados de forma teórica, puderam ser visualizados experimentalmente pelos estudantes.
O desenvolvimento do protótipo envolveu etapas de modelagem digital, impressão das peças e testes de funcionamento. Um dos principais desafios enfrentados pela equipe foi garantir o encaixe e a vedação das peças produzidas em impressora 3D. “A maior dificuldade foi imprimir peças que tivessem um encaixe resistente e que evitassem vazamentos. Superamos isso com testes e uso de materiais como silicone e epóxi”, relata o professor.
A pesquisa foi realizada no Laboratório Maker do IFCE Quixadá e contou com a participação dos estudantes Célio Junior, Davi Alves e João Vitor, dos cursos de Engenharia Civil e Produção Civil, que atuaram tanto no desenvolvimento técnico quanto nos testes do equipamento. O resultado é um modelo de baixo custo e de fácil reprodução, que pode ser utilizado em disciplinas de mecânica dos fluidos e instalações prediais Hidrossanitárias.
Além do impacto direto no ensino, a iniciativa contribui para a formação de profissionais mais preparados para atuar no setor produtivo. “Os resultados ajudam a facilitar o aprendizado e formar melhores engenheiros projetistas”, afirma Hugo.
A expectativa é que o projeto tenha continuidade, com o aperfeiçoamento do protótipo e a ampliação do uso de peças impressas em 3D, substituindo algumas peças de PVC. A proposta também abre caminho para o desenvolvimento de novas metodologias de ensino, mais alinhadas à realidade dos estudantes e às demandas da formação técnica e científica.
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