Estudantes de engenharia estão aprendendo a testar virtualmente o comportamento de componentes e projetos antes de construí-los fisicamente por meio da disciplina de Engenharia Assistida por Computador (CAE). A metodologia permite simular situações como aquecimento, pressão, impacto e eletricidade e avaliar diferentes soluções antes da fabricação de um protótipo.

A CAE pode ser entendida como um laboratório virtual construído dentro do computador para a realização de experimentos. Em vez de construir um protótipo físico e submetê-lo a sucessivos testes, o estudante pode criar um modelo virtual, simular diferentes condições e fazer ajustes até chegar a um desempenho considerado adequado. “A CAE permite criar esse laboratório dentro do computador e testar o protótipo virtual até ele apresentar um desempenho aceitável, para somente após isso construir um protótipo físico”, explica o professor Vitor Cristiano Bender, do Departamento de Eletrônica e Computação, responsável pela disciplina.

Segundo o docente, a possibilidade de testar diferentes cenários antes da fabricação reduz a dependência de processos de tentativa e erro, que podem demandar mais tempo e recursos. A simulação permite avaliar como um objeto reage ao calor, à pressão, ao impacto ou à eletricidade em diferentes condições.

Da experiência do laboratório para a sala de aula

A disciplina, criada em 2025, reúne conhecimentos desenvolvidos desde 2013 no CAELab, do Instituto de Energia e Mobilidade (IEM). Entre 2013 e 2024, a experiência com CAE era desenvolvida principalmente em projetos específicos de pesquisa e extensão do laboratório. Com a criação da disciplina, esse conhecimento passou a ser organizado em uma formação estruturada no currículo, ampliando o acesso à metodologia para estudantes que não necessariamente integravam os projetos desenvolvidos pelo grupo.

Para o professor Vitor, a mudança representa a transformação de uma experiência construída ao longo de mais de uma década em uma metodologia de ensino. “Podemos dizer que a criação da disciplina oficial em 2025 representa a organização e democratização desse conhecimento”, afirma.

O que os estudantes conseguem testar

Entre as atividades desenvolvidas estão análises do comportamento de componentes submetidos a condições extremas. Um dos exemplos trabalhados pelos alunos envolve a elevação da temperatura em dispositivos eletrônicos. A partir da simulação, o estudante consegue identificar regiões de maior aquecimento e avaliar alternativas para evitar que a temperatura ultrapasse limites que possam comprometer o funcionamento do componente. Entre as possibilidades estão a adição de ventilação ou o aumento do tamanho de um dissipador de calor.

A proposta é substituir parte dos testes físicos por análises virtuais nas etapas iniciais do desenvolvimento. “Em vez de construir dezenas de circuitos físicos e destruí-los em testes demorados, os alunos que usam CAE podem prever exatamente onde e quando uma peça irá falhar ou sobreaquecer, por exemplo. Isso reduz semanas de testes para apenas alguns cliques e ajustes no modelo virtual”, explica o professor Vitor.

Formação mais próxima da engenharia praticada no mercado

Além de aprender a utilizar ferramentas computacionais, a disciplina coloca os estudantes diante de problemas que fazem parte do desenvolvimento de produtos na indústria. Em vez de trabalhar apenas com equações e situações abstratas, os alunos precisam interpretar resultados de simulações, identificar problemas e avaliar possíveis alterações no projeto.

Para o docente, essa experiência aproxima a formação acadêmica das práticas utilizadas atualmente no setor produtivo. “Essa disciplina conecta os alunos com o mercado porque o estudante deixa de resolver apenas equações no papel e passa a encarar os mesmos desafios complexos que encontrará em uma fábrica ou empresa”, afirma. A formação, segundo ele, permite que o estudante conclua a pós-graduação não apenas conhecendo os fundamentos teóricos, mas também tendo contato com ferramentas e métodos utilizados no desenvolvimento de projetos de engenharia.

A experiência, porém, não se limita às análises térmicas. A disciplina também aborda simulações eletromagnéticas, métodos de elementos finitos e volumes finitos e introdução a projetos multifísicos. O objetivo é desenvolver nos estudantes competências para conceber, planejar, projetar, configurar e analisar resultados de simulações aplicadas à engenharia.

Saiba mais

A disciplina Engenharia Assistida por Computador (CAE) (ELC941) tem 60 horas de carga horária, sendo 30 horas teóricas e 30 horas práticas. O programa inclui simulação numérica aplicada à engenharia, análises eletromagnéticas, transferência de calor, métodos de elementos finitos e volumes finitos e projetos multifísicos. Confira a ementa completa da disciplina no site da UFSM.

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