Informática na Educação no Brasil

A utilização da informática na educação brasileira, então, vem também como influência da educação em outras culturas. Na década de 80, chega o movimento que denominou-se de Filosofia e Linguagem LOGO. Papert (1980), um educador e pesquisador que acredita ser o computador um instrumento que pode catalizar conceitos sofisticados, permitindo ao aluno trabalhar estes conceitos de forma simples e lúdica, desenvolveu uma linguagem de programação para crianças, onde tal trabalho seria facilitado.

Outro movimento forte, dentre tantos que surgiram na Informática Educativa, é o que defende o ensino do instrumento apenas. Para estes, dado que a sociedade precisa de profissionais com formação em uso de computadores, é preciso que a escola se preocupe em ensinar o instrumento (a máquina e o uso dos softwares de mercado, tal como Processadores de Texto, Planilhas Eletrônicas etc).

Em nossa opinião, o aprendizado da máquina ou de softwares específicos deveria ser feito ao mesmo tempo em que trabalha-se processos de raciocínio e os conteúdos no software. Por exemplo: como ensinar alguém a obter um gráfico de barras na planilha eletrônica, se ele não tem idéia do que seja um gráfico de freqüência como é o de barras? O aluno estará aprendendo apenas o algoritmo de como obter o gráfico, como apertar botões, que ele não conhece. Seria mais interessante, do ponto de vista educacional, se ele compreendesse o que é um gráfico de freqüência, ao mesmo tempo em que ele aprendesse a usar a planilha. O uso da informática como instrumento pedagógico, parece-nos uma discussão mais importante, porque antes de nos colocarmos contra ou a favor do uso de algum material didático-tecnológico na educação, é preciso ter noção do seu potencial, assim como dos possíveis usos.

Neste intuito, vamos relatar duas experiências de ensino-aprendizagem desenvolvidas numa turma de pós-graduação em Educação e com os próprios participantes do Verão no Campus, para explorar as concepções sobre avaliação e média ponderada. Vamos descrever primeiro a atividade trabalhada com o público. Foi dada a seguinte problemática: "Uma comissão de seleção de professores precisa definir os pesos de cada prova do concurso (escrita, títulos, e didática), para publicar um edital. Para definir os pesos a comissão resolveu montar uma planilha (eletronicamente) com candidatos fictícios para simular os efeitos das notas de cada candidato. Use a planilha variando os pesos a fim de definir quais pesos seriam mais justos para cada prova".

Simulação digital e actividades experimentais em Físico-Química:

As tecnologias devidamente integradas e em sintonia com o currículo constituem um meio de renovação do ensino e das práticas pedagógicas. Em particular, a aplicação de simulações é vantajosa para o processo de ensino-aprendizagem das Ciências. Neste artigo apresenta-se o desenvolvimento de uma simulação, designada por “Ponto de fusão e ponto de ebulição”, que tem como objectivo proporcionar aos alunos situações de aprendizagem que lhes permitam aprender de forma mais significativa os conceitos inerentes às Ciências Físico-Químicas no 7.º ano de escolaridade. Levou-se a cabo um estudo, de cariz qualitativo, baseado na observação dos alunos e na realização de entrevistas. Defende-se que a utilização didáctica desta simulação sirva como complemento da componente prático-experimental e nunca para a substituir.

MODELAGEM COMPUTACIONAL

Modelagem computacional é uma área de conhecimento multidisciplinar que trata da aplicação de modelos matemáticos à análise, compreensão e estudo da fenomenologia de problemas complexos em áreas tão abrangentes quanto as Engenharias, Ciências exatas, Matemática Computacional, e Ciências humanas.

Introdução

A modelagem computacional é a área que trata da simulação de soluções para problemas científicos, analisando os fenômenos, desenvolvendo modelos matemáticos para sua descrição, e elaborando códigos computacionais para obtenção daquelas soluções. É área em expansão, de ampla aplicação, em:

• desenvolvimento de produtos industriais,
• pesquisas científicas básicas e aplicadas,
• simulações e previsões temporais e espaciais de fenômenos,
• matemática, física, química,
• engenharia e tecnologia,
• biologia e saúde,
• meio ambiente e ecologia,
• oceanografia e geofísica, dentre outras.

Algumas áreas de atividade econômica que auferem benefícios da modelagem computacional são:

• agroindústria,
• medicina,
• construção civil e estruturas,
• aeronáutica, naval e automobilística,
• indústria de petróleo e petroquímica, dentre outras áreas de aplicação.

Motivação

A sofisticação dos problemas com que a humanidade tem se deparado nas últimas décadas, em áreas tão diversas como as megaestruturas e a mecânica do contínuo, a nanotecnologia, a genômica e a bioinformática, a computação quântica, a ecologia, e a astrofísica, em novos materiais e em desenvolvimento sustentado, a título de exemplo, nos apresenta exigência de respostas exponencialmente mais complexas com relação àquelas que precisamos gerar no passado, apresentando para a ciência e para a comunidade científica um desafio: a necessidade de obtenção de resposta cada vez mais sofisticadas, objetivando tratar aquela complexidade, em tempo sucessivamente menor e por meio de solução de problemas complexos.

Problemas complexos

Problemas complexos, ou de grande grau de complexidade, resultam em inflação da quantidade de variáveis físicas a manipular e controlar no processo de estabelecimento do problema, estabelecimento de hipóteses para o modelo, proposição de teorias, postulados e teoremas, guias para a busca de solução do problema, controle, aferimento e aproximação da solução. Usualmente problemas complexos demandam forte esforço de cálculo, a partir do estabelecimento de modelos matemáticos robustos ou do estabelecimento de teias de relações entre variáveis em diversas escalas de observação, desde a nano, passando pela micro, até o macro. O eixo de estabelecimento do modelo de solução de problemas complexos tem sido a observação do problema, de sua fenomenologia e a concepção do modelo físico e do modelo fenomenológico que antecede o desenvolvimento do modelo matemático, desenvolvimento do sistema de equações que regem o problema, e sua solução computacional mediante um código apropriado. O estabelecimento desta concepção de tratamento e abordagem de problemas complexos em ciência, bem como de sua solução a partir deste modelo, considerando uma diversidade de modelos qualitativos, e sobretudo modelos quantitativos, em abordagem numérica usualmente computacional, busca assim superar a incerteza na trajetória de evolução do problema sob análise, e sobre as variáveis do problema.

Modelos matemáticos estabelecidos a partir de modelos fenomenológico, recaem em sistemas de equações diferenciais parciais ou de equações diferenciais ordinárias de elevado número de incógnitas, demandando forte esforço computacional na sua solução. A aproximação das soluções dessas equações por procedimentos numéricos tornou-se necessária à medida em que as ciências ambientais, engenharias, tecnológicas, e as ciências niológicas e da saúde, avançavam no sentido da satisfação das necessidades humanas.

Abordagem de soluções

A abordagem computacional é a adotada na modelagem computacional. Trata-se de área multidisciplinar para o estabelecimento de modelos, com adoção de formulações matemáticas na solução de problemas científicos em estreita aliança e integração com as linhas de pesquisa que definem as áreas de conhecimento associadas aos problemas complexos. Os resultados projetados oferecem uma metodologia para a determinação, no tempo e no espaço do impacto de intervenções humanas, como por exemplo no desmatamento de mata nativa e implantação de indústrias, com base no conhecimento do fluxo das substâncias ou materiais envolvidos nas emissões industriais e no transporte destas no ambiente, das taxas de acumulação nas áreas de influência e projeção dos efeitos sobre as populações afetadas.

Tal abordagem compõe a área de modelagem computacional, na interface com as engenharias, a matemática computacional, a física computacional, e com a computação científica, pertinente á abordagem de soluções para problemas complexos, pertinente à mecânica do contínuo. Na modelagem computacional os problemas tratam de elevado número de variáveis, propondo-se a adoção de métodos numéricos de tratamento do problema, associado à ferramenta computacional, e às técnicas de programação avançadas, adequadas à otimização da busca das soluções dos problemas complexos. Tal procedimento é adequado tanto a meios contínuos homogêneos como heterogêneos, bem como a sistemas discretos, determinísticos e probabilísticos, incorrendo em menor custo computacional.

Abrangência e interfaces

A área que aqui conceituamos, é também denominada como simulação computacional científica e mecânica computacional. Trata-se de área que engloba o conjunto de conhecimentos relacionados aos métodos numéricos que envolvem os procedimentos de análise e solução de problemas complexos relacionados à Mecânica do Contínuo, às Ciências Exatas e às Ciências Naturais e Ambientais, a Fenômenos Biológicos, e à Mecânica Orgânica. Diz respeito ao estudo de áreas diversas, particularmente a Mecânica dos Sólidos e a Mecânica dos Fluidos, a Biofísica e Biomecânica, a Sistemas Ecológicos e Populacionais. Seu campo de aplicação, e escalas de observação, abrange as escalas espacial e do tempo, transientes e estacionários. A modelagem computacional, destina-se à solução de problemas complexos regidos por equações diferenciais ordinárias e parciais, e a problemas de valores iniciais e de valores de contorno.

Origem e aplicações

Reunindo um grupo de conhecimentos originados na Mecânica Clássica e na Engenharia Mecânica, passou a superá-las, e tem sido utilizado no meio acadêmico e técnico, denominando o conjunto de conhecimentos fortemente associados ao emprego de computadores na solução de problemas científicos e particularmente métodos numéricos, tais como:

1. nas Engenharias e em Ciências Tecnológicas e Exatas: abrangendo a mecânica do contínuo, mecânica dos sólidos, mecânica dos fluidos, mecânica das estruturas, nanotecnologia e nanofísica, mecânica dos solos e fundações, mecânica da fratura, teoria da elasticidade, teoria das estruturas e resistência dos materiais, aspectos de teoria de projeto e projeto auxiliado por computador, engenharia assistida por computador, plasticidade e viscoelasticidade, escoamento de fluidos, escoamento e mecânica em meios porosos, otimização e programação linear, métodos variacionais e numéricos, algoritmos genéticos, paralelos e distribuídos, visualização científica, modelagem molecular, teoria do caos, e álgebras diversas, dentre outras aplicações.

2. em Ciências Ambientais: em ecologia computacional, em modelagem de ecossistemas e biomas, na simulação e modelagem de trocas de massa e energia entre populações, destas para o meio ambiente, e entre ecossistemas, no desenvolvimento de métodos numéricos de solução de sistemas de EDOs e EDPs, estudos de impacto de desmatamento de mata nativa, das alterações ambientais decorrentes, simulação e projeção temporal. Modelos de implantação de indústrias, e simulação de impacto ambiental determinada pela implantação de sistemas de produção. Simulação, análise, modelagem e projeção temporal e espacial do fluxo das substâncias ou materiais envolvidos nas emissões industriais e no transporte destas no ambiente, das taxas de acumulação nas áreas de influência e projeção dos efeitos sobre as populações afetadas

3. em Ciências Biológicas e da Saúde: abrangendo a genômica e a proteômica computacionais, simulação de ação de proteínas e de seqüências de códigos genético, visualização espacial de seqüências genéticas, modelagem espacial de proteínas, modelagem estrutural de vírus e bactérias, análise de movimentos de seres microscópicos, modelagem hemodinâmica, de sistemas orgânicos, da ação farmacológica e da simulação virtual de drogas terapêuticas ou curativas. Modelos computacionais odontológicos, protéticos e de implantes. Modelagem de sistemas orgânicos biofísicos, biomecânicos e celulares.

Deve ser observado, também, que não se trata de área da Ciência da Computação, ainda que com esta inter-relacionada, e sim da possibilidade de aplicação de conceitos e idéias abrangendo as etapas de análise e compreensão do fenômeno sob estudo, estabelecimento de sistema de equações adequado a simulação do fenômeno em questão, desenvolvimento de softwares adequados à solução do problema científicos abordado, e aplicação à estudo teórico ou prático, compreendendo análise crítica dos resultados e calibração do modelo desenvolvido.

Métodos e técnicas

Alguns dos métodos estudados na modelagem computacional com direcionamento à solução de problemas típicos das engenharias, das ciências exatas, biológicas e ambientais, são: Métodos dos Elementos Finitos, Métodos dos Elementos de Contorno, Método dos Volumes Finitos, Métodos das Diferenças Finitas, Métodos Integrais e Variacionais, Métodos Autoadaptativos, computação distribuída, Redes e Grids Computacionais, Computação Vetorial e Paralela Aplicada, Pré e Pós-processamento Gráfico e Otimização, Sistemas de Orientação Espacial, Modelagem do Espaço Humano, Simulação Computacional, realidade virtual e Protótipos Computacionais.

A modelagem computacional utiliza um conjunto de métodos, ferramentas e formulações direcionadas à solução de problemas complexos, envolvendo grande número de variáveis, volumosa massa de dados, processamento e manipulação de imagens. Desenvolvimento de modelos matemáticos e de métodos numéricos, bem como discretização e tratamento de meios contínuos estão no seu campo de abrangência.

A Modelagem Científica Computacional aplica então a computação a outras áreas do conhecimento. Ela permite que se criem modelos computacionais para situações em que é impossível ou muito caro testar ou medir as diversas soluções possíveis para um fenômeno a partir de modelos experimentais ou por solução analítica. Viabiliza a adoção de abordagem computacional, avançando além das limitações, completando e integrando-se a estas outras abordagens e muitas vezes sendo a única opção, à abordagem experimental e à analítica.

Por modelagem científica concebe-se não só a modelagem relacionada ao desenvolvimento de métodos numéricos e variacionais, como também à compreensão e desenvolvimento de modelos associados à fenomenologia física dos problemas complexos, aplicação de modelos já desenvolvidos, simulação, previsão e projeções temporais e espaciais do desenvolvimento de soluções para aqueles problemas.

Limitações em ciência cognitiva

Podem surgir problemas quando se simula processos cognitivos, por causa das limitações do computador. Foi sugerido por Palmer e Kimchi que se pode especificar uma teoria sucessivamente com mais detalhe até chegar ao ponto de ser possível escrever um programa de computador e que deve ser possível também de separar a partir de que ponto é que a implementação é dependente da linguagem de programação e máquina, em vez de ser depender do cérebro. É que o programa vai ter sempre aspectos que não estão relacionados com a teoria psicológica, mas que a tecnologia disponível impõe ao pesquisador. Um exemplo é as funcionalidades que são incluídas no programa para saber qual é o seu estado interno a determinada altura enquanto corre, e que, obviamente, não estão relacionadas com o funcionamento do cérebro.

O desempenho também pode ser problemático, porque também é limitado com a tecnologia disponível, sendo impossível comparar directamente as velocidades de respostas de ambos máquina e cérebro, embora possa haver uma relação de proporcionalidade entre os dois, ou no mínimo o produto de ambos deve estar bastante próximo.

Simulaçao

Simuladores de parto

O simulador de parto representa virtualmente uma situação de parto com uma mulher adulta de estrutura física normal, serve para praticar as medidas pré-natais, intraparto e pós-parto como também a assistência à mãe e ao recém-nascido após o parto.

Simuladores de cirurgia

Este simulador, tal como o nome diz, representa virtualmente uma cirurgia , com o propósito de serem treinadas com o simulador procedimentos que seriam demasiado arriscados serem treinados na vida real , anseiam também substituir as cirurgias de treino nas faculdades de medicina por simuladores de maneira a que o estudante possa fazer a mesma cirurgia vezes sem conta e sem riscos.

Simulador de doenças

O simulador de doenças é ainda muito recente , serve para estudar os desenvolvimentos das doenças , o crescimento de tumores , as células , a secreção de insulina, problemas de visão e até doenças de plantas. Este simulador tem portanto a capacidade de mostrar as diferentes reacções de desenvolvimento de doenças , virtualmente , e que por vezes são imperceptíveis na vida real.

Simuladores de chuvas

Estes simuladores controlam as características da chuva ,o que facilita imenso o estudo dos efeitos das chuvas nos solos uma vez que com a chuva real não há controle da duração ou intensidade desta

Simuladores de Candidaturas ao ensino superior

Serve para ver se o aluno reúne todas as condições necessárias para o acesso ao ensino superior ate 6 establecimentos.

ORBITER

O orbiter e um simulador de voo que permite ter várias naves espaciais onde com elas podemos viajar pelo espaço.Podemos também Lancar uma nave espacial da estação Kennedy para enviar um satélite,ou podemos até encontrar-nos com a estação espacial Internacional ou apenas fazer um tour pelo sistema solar,são estas agumas das muitas opções que podemos utilizar neste simulador.
Este simulador está contido no mesmo estilo de vários simuladores de voo como por exemplo o Flight Simulator criado pela Microsoft.
Neste simulador é necessário investir tempo e esforço para melhorar os nossos conhecimentos a nivel mecânico espacial.
Este simulador permite também Navegar por superfícies planetárias bem definidas e visualmente agradáveis, com mapas de alta resolução, podemos gravar também os nossos vôos para visiona-los depois, podemos fazer registros, anota-los e ve-los posteriormente. Podemos usar os efeitos de iluminação para que possamos viajar pelas sombras de um planeta.
O simulador possui um impressionante realismo a nível de imagem baseado nas viagens espaciais, tudo totalmente inspirado em voos verdadeiros.
Podemos ver os Movimentos dos planetas, efeitos gravitacionais, vácuo e vôos atmosféricos.Podemos configurar o ambiente, adicionando planetas, naves e estações espaciais.

Hidro dinamica 3D

Nesta simulaçao podemos exemplificar uma picada de um animal, sendo que na zona onde se encontra o verde mais concentrado é onde foi a picada e o centro do acontecimento, depois em seu redor tem o que espalhou e há verde em menor quantidade e menos aglomerado.

Neste exemplo de hidro dinamica podemos verificar a circulaçao da agua tendo uma pedro no meio , assim verificamos as correntes que se causam devido ao pequeno desvio que agua tem de executar.

Hidro dinâmica

FlightGear

FlightGear é um projeto de simulador de vôo livre. Está sendo desenvolvido pelas contribuições bondosas de código fonte e tempo livre de muitas pessoas talentosas ao redor do globo. Entre as muitas metas deste projeto está a busca para minimizar atalhos e "fazer as coisas direito", a busca para aprender e avançar em conhecimento, e o desejo de ter brinquedos melhores com que jogar.

A idéia do FlightGear nasceu da insatisfação com os simuladores de vôo comerciais atualmente existentes para PC. Um dos grandes problemas deles era o excesso de propriedade e a falta de extensiblidade. Há muitas pessoas no mundo com grandes idéias para melhorar os simuladores disponíveis atualmente e que também sabem programar, e que desejam aprender e contribuir. Muitas pessoas envolvidas com a pesquisa e educação poderiam usar uma fantástica infra-estrutura de simulação de vôo para construir seus próprios projetos; Os simuladores comerciais não oferecem possibilidades de modificação e otimização. O projeto do FlightGear se esforça a preencher estas lacunas.

Há uma gama enorme de pessoas interessadas e participando neste projeto. É realmente um esforço global de colaboradores de quase todos os continentes. Interesses abrangem desde construir um simulador realístico para uso em casa, com partes de avião velhas, até a pesquisa universitária e uso instrutivo, e a ter simplesmente uma alternativa viável aos simuladores comerciais para PC.

FlightGear e seu código fonte foram mantidos intencionalmente abertos, disponíveis, e livres. Desta forma, podemos tirar proveito dos esforços de pessoas com um talento tremendo ao redor do mundo. Isto se contrasta com o modo de agir tradicional dos vendedores de software comerciais, que estão limitadob pela habilidade coletiva das pessoas que eles podem contratar e pagar. Nossa maneira de colaborar traz seus próprios desafios e dificuldades sem igual, porém estamos confiantes (e outros projetos semelhantemente estruturados demonstraram) que no final das contas nós podemos superar a "competição" comercial.

Contribuir com o FlightGear pode ser educativo e muito divertido. Um desenvolvedor de há muito tempo, Curtis Olson, disse o seguinte a respeito de trabalhar com o Flight Gear:

CONTROLO NUMERICO COMPUTORIZADO

O Controle Numérico:

O Controle Numérico (CN), e sua definição mais simples, é que todas as informações geométricas e dimensionais contidas em uma peça, conhecida por meio de desenhos e cotas (números), seriam entendidas e processadas pela máquina CNC, possibilitando a automação da operação. Atualmente, a utilização do Controle Numérico Computadorizado (CNC), é a saída mais apropriada para a solução dos mais complexos problemas de usinagem. Onde anteriormente se exigia uma máquina ou uma ferramenta especial, atualmente é feito com o CNC de uma forma muito simples. O Comando Numérico Computadorizado (CNC), é um equipamento eletrônico que recebe informações da forma em que a máquina vai realizar uma operação, por meio de linguagem própria, denominado programa CNC, processa essas informações, e devolve-as ao sistema através de impulsos elétricos. Os sinais elétricos são responsáveis pelo acionamento dos motores que darão à máquina os movimentos desejados com todas as características da usinagem, realizando a operação na seqüência programada sem a intervenção do operador. O CNC não é apenas um sistema que atua diretamente no equipamento, ele deve ser encarado como um processo que deve ser responsável por mudanças na CULTURA da empresa. Isto quer dizer que, para que se tenha um melhor aproveitamento de um equipamento CNC, é interessante que se tenha uma boa organização, principalmente no que se refere ao processo de fabricação, controle de ferramentais (fixação , corte e medição) e administração dos tempos padrões e métodos de trabalho. Vantagens da utilização de máquinas CNC: Redução nos tempos de fabricação. Maior repetibilidade na seqüência das operações, fazendo com que os tempos padrões previstos sejam mais seguros. Com os tempos padrões mais seguros, tem-se uma maior precisão nos cálculos de custos, nos controles de carga máquina, nos controles de carga homem (man power). Maior repetibilidade no consumo de ferramentas. Por se tratar de uma usinagem com esforços, velocidades constantes, uniformes, e repetitivos, fazem com que os desgastes estejam sob controle. Isto facilita ao controle do estoque, a um melhor desenvolvimento e teste de fornecedores, um melhor controle por desgaste ao processo das ferramentas, evitando retrabalhos e refugos. Redução nos tempos de preparação (set-up) tornando viável a produção de pequenos lotes. Redução de itens acabados no estoque, por se possibilitar produção de pequenos lotes. Redução nos tempos e na freqüência , com que as inspeções de qualidade são efetuadas. Redução nos índices de refugos e retrabalhos. Repetibilidade na qualidade produzida, gerando peças mais uniformes. Redução nos investimentos em dispositivos de furar, traçar, modelos, gabaritos, cames, máscaras, chapelonas, etc. Maior precisão dimensional e geométrica na operação. A usinagem de peças complexas independe da habilidade do operador. Dependendo do tipo de serviço, um operador poderá operar mais de uma única máquina. Redução no consumo de ferramentas por trabalhar nas condições de corte mais adequadas e constantes. Redução na variedade e nos custos de ferramentas especiais em uso. Redução na fadiga do operador, acarretando uma produção constante e aumento na eficiência, com menor esforço.

HISTÓRICO DO CNC

Desde os tempos mais remotos nas mais antigas civilizações, o homem busca racionalizar e automatizar o seu trabalho, por meio de novas técnicas. A automação simplifica todo tipo de trabalho, seja ele físico ou mental. O exemplo mais comum da automação do trabalho mental, é o uso da calculadora eletrônica. No cotidiano observa-se cada vez mais a automação e a racionalização dos trabalhos físicos em geral, por exemplo: Na agricultura vê-se novos e sofisticados tratores que substituem a enxada, e outros meios de produção. A cada nova geração de novos produtos, observa-se em cada modelo uma evolução que faz com que os esforços físicos e mentais sejam reduzidos. No processo de pesquisa para melhoria dos produtos, aliado ao desenvolvimento dos computadores, foi possível chegar às primeiras máquinas controladas numericamente. O principal fator que forçou os meios industriais a essa busca, foi a segunda guerra mundial. Durante a guerra, as necessidades de evolução foram de papel decisivo, necessitavam-se de muitos aviões, tanques, barcos, navios, armas, caminhões, etc., tudo em ritmo de produção em alta escala e grande precisão, pois a guerra estava consumindo tudo, inclusive com a mão de obra. Grande parte da mão de obra masculina utilizada pelas fábricas como especializada, foi substituída pela feminina, o que na época implicava na necessidade de treinamento, com reflexos na produtividade e na qualidade. Era o momento certo para se desenvolver máquinas automáticas de grande produção, para peças de precisão e que não dependessem da qualidade da mão de obra aplicada. Diante deste desafio, iniciou-se o processo de pesquisa onde surgiu a máquina comandada numericamente. A primeira ação neste sentido surgiu em 1949 no laboratório de Servomecanismo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), com a união da Força Aérea Norteamericana (U.S. Air Force) e a empresa Parsons Corporation of Traverse City, Michigan. Foi adotada uma fresadora de três eixos, a Hydrotel, da Cincinnati Milling Machine Company, como alvo das novas experiências. Os controles e comandos convencionais foram retirados e substituídos pelo comando numérico, dotado de leitora de fita de papel perfurado, unidade de processamento de dados e servomecanismo nos eixos. Após testes e ajustes, a demonstração prática da máquina ocorreu em março de 1952, e o relatório final do novo sistema somente foi publicado em maio de 1953. Após este período, a Força Aérea Norteamericana teve um desenvolvimento extraordinário, pois as peças complexas e de grande precisão, empregadas na fabricação das aeronaves, principalmente os aviões a jato de uso militar, passaram a ser produzidos de forma simples e rápida, reduzindo-se os prazos de entrega do produto desde o projeto, até o acabamento final. A cada ano, foi incrementada a aplicação do CN, principalmente na indústria aeronáutica. Em 1956 surgiu o trocador automático de ferramentas, mais tarde em 1958, os equipamentos com controle de posicionamento ponto a ponto e a geração contínua de contornos, que foram melhorados por este sistema em desenvolvimento. A partir de 1957, houve nos Estados Unidos, uma grande corrida na fabricação de máquinas comandadas por CN, pois os industriais investiam até então em adaptações do CN em máquinas convencionais. Este novo processo foi cada vez mais usado na rotina de manufatura, que a partir deste ano, com todos os benefícios que haviam obtido deste sistema, surgiram novos fabricantes que inclusive já fabricavam seus próprios comandos. Devido ao grande número de fabricantes, começaram a surgir os primeiros problemas, sendo que o principal, foi a falta de uma linguagem única e padronizada. A falta de padronização era bastante sentida em empresas que tivessem mais de uma máquina de comandos, fabricados por diferentes fornecedores, cada um deles tinha uma linguagem própria , com a necessidade de uma equipe técnica especializada para cada tipo de comando, o que elevava os custos de fabricação. Em 1958, por intermédio da EIA (Eletronic Industries Association) organizou-se estudos no sentido de padronizar os tipos de linguagem. Houve então a padronização de entrada conforme padrão RS-244 que depois passou a EIA244A ou ASC II. Atualmente o meio mais usado de entrada de dados para o CNC é via computador, embora durante muitos anos a fita perfurada foi o meio mais usado, assim como outros com menor destaque. A linguagem destinada a programação de máquinas era a APT (Automatically Programed Tools), desenvolvida pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts em 1956, daí para frente foram desenvolvidas outras linguagens para a geração contínua de contornos como AutoPrompt (Automatic Programming of Machine Tools), ADAPT, Compact II, Action, e outros que surgiram e continuam surgindo para novas aplicações. Com o aparecimento do circuito integrado, houve grande redução no tamanho físico dos comandos, embora sua capacidade de armazenamento tenha aumentado, comparando-se com os controles transistorizados. Em 1967 surgia no Brasil as primeiras máquinas controladas numericamente, vinda dos Estados Unidos. No início da década de 70, surgem as primeiras máquinas CNC (Controle Numérico Computadorizado), e no Brasil surge as primeiras máquinas CN de fabricação nacional. A partir daí, observa-se uma evolução contínua e notável concomitantemente com os computadores em geral, fazendo com que os comandos (CNC) mais modernos, empreguem em seu conceito físico (hardware) tecnologia de última geração. Com isso, a confiabilidade nos componentes eletrônicos aumentou, aumentando a confiança em todo sistema. Obs: Comando CN é aquele que executa um programa sem memorizá-lo, e a cada execução, o comando deve realizar a leitura no veículo de entrada. O comando CNC é aquele que após a primeira leitura do veículo de entrada, memoriza o programa e executa-o de acordo com a necessidade, sem a necessidade de nova leitura.

Fresadoras, tornos, mandriladoras e outras máquinas de corte

O QUE É?

Fresadoras- Fresadora é uma máquina de movimento continuo, destinada a usinagem de materiais. Remove-se cavacos por meio de uma ferramenta de corte chamada fresa.

A operação de fresagem consta da combinação de movimentos simultâneos da ferramenta e da peça a ser usinada simultaneamente.

Tornos- O torno mecânico é uma máquina operatriz extremamente versátil utilizada na confecção ou acabamento em peças de formas cilindricas utilizando placas de três castanhas, ou quadradas com placas de quatro castanhas .

Esta máquina ferramenta permite a usinagem de qualquer componente mecânico que possa ser utilizado pelo ser humano.

Mandriladoras- Esta operação consiste em alargar uma câmara cilíndrica, ou um furo, a fim de levá-los para a medida desejada. O mandrilamento executado pela clássica máquina mandriladora apresenta muita analogia com o torneamento, pelo fato que a ferramenta remove cavaco segundo uma trajetória circular; mas no que diz respeito ao movimento de trabalho, ao posicionamento da ferramenta e da peça, apresenta diferenças substanciais. De fato o modo de trabalho é assumido pela ferramenta, ao passo que o modo de avanço (retilíneo e constante) é assumido pela peça ou pela ferramenta . Por esta notável razão, em comparação com o torneamento , a ferramenta é colocada por um especial mandril rotatório., enquanto que a peça é presa no barramento da máquina. O mandrilamento admite uma certa semelhança com a furação, visto que o ferramenta roda em volta de um eixo e a peça fica presa à mesa. Mas na furação é a ferramenta que roda e avança axialmente em direção à peça.

As operações na mandriladora são preferidas para aquelas peças de notáveis dimensões, e por isso pouco manuseadas, como armações de máquinas, bases de motores, etc.; para as quais torna-se difícil o um posicionamento sobre a placa rotatória de um torno.

Com o mandrilamento se obtém superfícies cilíndricas ou cônicas internas (furos e câmaras) segundo eixos perfeitamente paralelos entre eles e com afastamentos precisos dentro da tolerância.

Modelos Reais e Virtuais

MODELO FISIVO- são ferramentas usadas em diversos ramos da engenhari mecânica, naval, nuclear e em outros ramos para se projetar um protótipo, como por exemplo, um avião, um navio, uma plataforma de petróleo, um automóvel, bombas e turbinas hidráulicas, uma usina hidrelétrica, barragens, prédios sujeitos a ventos ou a terremotos. Normalmente este tipo de modelagem física é utilizado para complementar os cálculos dos modelos matemáticos durante um projeto muito grande e complexo. No projeto da Usina hidrelétrica de Tucuruí, por exemplo, os estudos em modelos reduzidos foram conduzidos no Laboratório Saturnino de Brito, no Rio de Janeiro, durante um período de oito anos. A construção de modelos físicos, em escalas reduzidas, embora tentada anteriormente por Arquimedes, Leonardo Da Vinci e outros estudiosos só foi possível após a descoberta da Teoria da Semelhança Mecânica por Isaac Newton e do Teorema de Bridgman.

Nos modelos aerodinâmicos a semelhança aplicada é a de Mach, nos modelos hidrodinâmicos de escoamentos em condutos forçados utiliza-se a chamada semelhança de Reynolds e nos condutos livres ( canais, usinas hidrelétricas, vertedores utiliza-se a semelhança de Froude.

Um modelo é uma representação ou interpretação simplificada da realidade, ou uma interpretação de um fragmento de um sistema segundo uma estrutura de conceitos. Um modelo apresenta "apenas" uma visão ou cenário de um fragmento do todo. Normalmente, para estudar um determinado fenômeno complexo, criam-se vários modelos. Em Teoria de modelos um modelo é uma estrutura composta por um conjunt universo e por constantes, relações e funções definidas no conjunto universo.

MODELO VIRTUAL- Em informática, avatar é a representação gráfica de um utilizador em realidade virtual. De acordo com a tecnologia, pode variar desde um sofisticado modelo 3D até uma simples imagem. São normalmente pequenos, aproximadamente 100 px de altura por 100 px de largura, para que não ocupem demasiado espaço na interface, deixando espaço livre para a função principal do site, programa ou jogo que se está a usar.