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IPEN desenvolve software livre para facilitar estudo de cristalografia

CristalWalk oferece suporte à interação avançada, é compatível com tablets e celulares e não precisa ser instalado no computador do usuário, bastando digitar na barra de endereço do navegador a url

http://crystalwalk.herokuapp.com/#0

Alunos de graduação e pós-graduação das áreas de Engenharia e Ciência dos materiais já contam com software muito útil para criar e visualizar com facilidade estruturas cristalinas num ambiente tridimensional virtual, seguindo um processo passo-a-passo bastante simplificado e interativo, que demanda a participação ativa e consciente do usuário no processo criativo. Chamado de CristalWalk, o software foi desenvolvido no doutoramento de Fernando Bardella, sob a orientação de Ricardo Mendes Leal Neto, do Centro de Ciência e Tecnologia de Materiais (CCTM), do IPEN.

De acordo com Bardella, o projeto surgiu da percepção de deficiências nas ferramentas de ensino-aprendizagem empregadas no estudo da ciência dos materiais, em particular, de estruturas cristalinas. "O correto entendimento desse tema demanda habilidade associada à visualização em três dimensões, além de conceitos nem sempre abordados ou explorados pelos livros didáticos pertinentes à área de materiais, especificamente à cristalografia. O que nós propomos é facilitar o aprendizado a partir de uma implementação inédita do conceito de rede e motivo, baseada em pressupostos construtivistas”, afirmou.

Para entender a importância desse software no campo da cristalografia, basta imaginar que muitas propriedades físicas e químicas dependem em maior ou menor grau das estruturas cristalinas, de modo que seu estudo é fundamental para o progresso das ciências aplicadas e das áreas de tecnologia e desenvolvimento de materiais, incluindo metais e ligas, cerâmicas, alguns vidros e polímeros, bem como a concepção de medicamentos, segundo explicou o pesquisador Ricardo Leal.

Cristalografia é um ramo da ciência que lida tanto com as formas geométricas de cristais quanto com suas estruturas internas e propriedades. Um cristal pode ser definido, de um modo simples, como um sólido cujos átomos estão regularmente distribuídos de acordo com padrões geométricos bem definidos. "Nos cristais naturais, as formas externas que conhecemos são reflexo dessa organização interna”, acrescentou Ricardo.

Metodologia

Durante o desenvolvimento da pesquisa, houve testes e avaliações com alunos do curso de graduação e de pós-graduação, das disciplinas Caracterização Física de Materiais e Ciência dos Materiais e Técnicas de Caracterização Física e Química de Materiais, respectivamente. Bardella afirmou que o retorno obtido foi muito importante para o aprimoramento da versão atual do software. "O processo de desenvolvimento e implementação tecnológica preconizou os princípios do software livre, da acessibilidade e da democratização do conhecimento”.

Foram propostas duas estratégias para abordar as principais dificuldades de entendimento de estruturas cristalinas. A primeira consiste em diversos recursos de visualização e interação de modo que o usuário tenha uma experiência multifacetada com as estruturas criadas. A segunda, denominada "narrativa didática”, é uma ferramenta com a qual o usuário pode expressar sua criatividade didática por meio de sequências de visualização que podem ser compartilhadas, recurso muito útil para professores, por exemplo.

Satisfação

"Também foram incorporadas com sucesso outras funcionalidades didáticas que se provaram eficazes para garantir plena acessibilidade aos recursos do CrystalWalk e aumentar seu alcance social, tal como o suporte à interação avançada e às tecnologias de interface de Realidade Virtual, suporte à impressão 3D e plataforma de publicação online”, salientou Bardella, destacando que o software, compatível também com tablets e celulares, não precisa ser instalado no computador do usuário, bastando digitar na barra de endereço do navegador a url <http://cw.gl>, inclusive sem a necessidade de cadastro prévio.

"Foi um longo caminho percorrido entre a ideia de conceber o software e sua implementação. O trabalho segue, pois a melhoria contínua é intrínseca deste tipo de desenvolvimento. Almejamos que o CrystalWalk se torne uma ferramenta de empoderamento efetivo para alunos, professores e pesquisadores envolvidos com a ciência dos materiais e tenha seu uso disseminado no Brasil e fora dele. E temos muita satisfação de anunciar a sua inclusão na base de dados da União Internacional de Cristalografia (IUCr)”, concluiu Ricardo.

Sobre a tese

Título: "CrystalWalk: um software didático-interativo para síntese e visualização de estruturas cristalinas
Autor: Fernando Bardella
Orientador: Ricardo Mendes Leal Neto
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Nuclear IPEN/USP

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Ana Paula Freire, da Assessoria de Comunicação Institucional do IPEN

 

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