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Bibliotecas Python essenciais para Engenharia Mecânica

Preciso ainda falar que acredito muito em usar ferramentas computacionais dentro da sala de aula para resolver problemas reais de engenharia?

A minha linguagem de programação é Python, simplesmente porque venho usando há mais de 10 anos (!). Entretanto, algumas bibliotecas são essenciais para o tipo de trabalho que faço, e todas ou já estão disponíveis ou são facilmente instaláveis no pacote Anaconda (pesquise pela documentação sobre como instalá-las):

  1. NumPy – para trabalhar com arrays e matrizes, como ao resolver sistemas de equações lineares
  2. SimPy – para algoritmos de “Cálculo Numérico”: achar raízes e pontos de ótimo, integração numérica, funções especiais (e.g. funções de Bessel, bastante usadas em Transferência de Calor)
  3. pandas – para ler arquivos em tabelas e manipular; é basicamente a funcionalidade do Excel em Python
  4. CoolProp – para calcular propriedades de fluidos
  5. PYroMat – idem acima, mas especificamente para modelos de gases ideais (e propriedades mais relevantes para análise de reações de combustão)
  6. Matplotlib – para gerar gráficos de todas as análises que você vai fazer usando as ferramentas acima

Essas são o conjunto mínimo viável; se você é estudante de Engenharia Mecânica, deve aprender agora a utilizá-las, e o YouTube está cheio de tutoriais (eu aprendi basicamente lendo as documentações e pesquisando como resolver os erros que apareciam).

Como um bônus, vale a pena começar a mergulhar em scikit-learn e estudar um pouco de Aprendizado de Máquina.

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Meus top 5 filmes da MCU

Eu sou muito fã do MCU, e não me envergonho nada por isso. Aqui estão os meus Top 5 dos filmes desta franquia

  1. Vingadores: Guerra Infinita/Vingadores: Ultimato – sinceramente, isto é um filme só em duas partes. Eu já vi Ultimato duas vezes e a sensação que dá é que um filme não deveria ser tão épico assim. Como os produtores conseguiram reunir tantos personagens e fazer uma história tão grandiosa? Sensacional.
  2. Doutor Estranho no Multiverso da Loucura – pode haver um viés, já que assisti esse filme hoje. Na primeira metade do filme, eu estava achando meio chato, muito mais do mesmo de filmes de super-herói; de repente, do nada, acontece tudo ao mesmo tempo agora, e eu fiquei sorrindo com a quantidade de personagens novos ou re-introduzidos – muitos deles mulheres, e muitas delas não-brancas, o que é um sopro de renovação.
  3. Thor: Ragnarok – uma comédia sem querer se forçar a ser engraçada (desculpem, mas Guardiões da Galáxia é muitas vezes exagerado). O visual é o mais incrível de todos os filmes, a química entre os atores é maravilhosa, e você vê Thor basicamente renascendo.
  4. Homem-Formiga e a Vespa – por que as pessoas não gostam desse personagem? Ele é interpretado por Paul Rudd, e então por definição ele é engraçado e leve, além de ser muito dedicado à família (coisa com que me identifico muito). Essa sequência, com a maior participação da Vespa, é muito superior ao filme original.
  5. Pantera Negra – a ideia de uma monarquia africana ser muito superior tecnologica, econômica e socialmente ao Ocidente é boa demais. Para mim este é maior filme sobre valores dentro do MCU. O que acontece quando você trai a sua família? Um rei bondoso deve ceder lugar a alguém que é teoricamente mais capaz de proteger o seu povo contra ameaças?
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Os podcasts que escuto

Nos trajetos casa-trabalho, na academia, lavando louça, aqui está o que me entretém:

  1. Nerdcast: risadas garantidas falando de filmes, séries, atualidades
  2. Cortex: discussões profundas sobre como trabalhar melhor
  3. Mac Power Users: como fazer dispositivos Apple valerem o seu preço
  4. The Numberphile Podcast: entrevistas com matemáticos e físicos, compartilhando a sua paixão por ciência (escutar sempre me deixa feliz por eu mesmo ter escolhido ser cientista)
  5. Deep Questions: Cal Newport responde perguntas sobre produtividade e gasta tempo demais reclamando do Twitter
  6. SuperDataScience Podcast: uma tentativa de aprender mais sobre ciência de dados e Machine Learning
  7. RapaduraCast: filmes e séries, também com humor
  8. Gugacast: histórias da vida privada
  9. Exercício Físico e Ciência: desvendando mitos sobre exercício (como o que é melhor para emagrecer, musculação ou corrida)
  10. Discoteca Básica Podcast: histórias de grandes álbuns (o episódio sobre o Acústico MTV Cássia Eller é sensacional)
  11. Cegos do Castelo: Mythbusters de trilhas sonoras
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Equipamentos que uso para dar aulas presenciais

Há alguns meses, no meio da pandemia e com aulas remotas, eu compartilhei que equipamentos eu usava para ministrar aulas online. A pandemia não acabou, mas a época de aulas remotas sim, então este é um update de como tenho feito agora, em sala de aula.

Eu sou professor de Engenharia; minhas aulas têm muitas equações, muito gráficos, alguns vídeos e fotos de equipamentos. Assim, eu tento equilibrar o uso do quadro negro e o uso de slides; em algumas aulas, eu apenos escrevo e resolvo exercícios no quadro-negro, em outras só discutimos o que aparece nos slides, mas mais comumente equilibramos os dois:

Aliás: eu adoro escrever em giz (muito melhor que caneta)

Para escrever em si, minha universidade fornece o giz, mas para me lembrar do que devo escrever, eu geralmente levo uma cópia dos meus livros-texto, um caderno de anotações e o meu iPad Air 3a geração.

Para projetar slides, fotos e vídeos, uso o meu laptop Samsung com um passador de slides Logitech R400 e um Adaptador USB-C (tipo C) para HDMI e VGA UCA09 da Geonav (algumas salas não têm o projetor de fácil acesso, mas apenas um cabo VGA).

Estudantes: como tem sido a volta das aulas presenciais?

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5 livros de engenharia que uso nas minhas disciplinas

Por nenhum motivo em particular, aqui vão os 5 livros básicos que uso para preparar as minhas aulas:

  1. Incropera – Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa – a maior referência; mostra todos os tópicos relevantes (e que aparecem na prática de projetos reais), desenvolve a teoria com rigor, e mescla exercícios leves e pesados. Um clássico justificado.
  2. Termodinâmica de Çengel e Boles – já falei sobre esse autor aqui, que escreve livros super didáticos mas levemente fáceis. O livro de Termodinâmica, porém, é bastante completo e tem exercícios mais avançados que os das outras disciplinas. Uso como referência sempre que quero desenvolver melhor algum tópico mais “básico” nas minhas disciplinas mais aplicadas.
  3. Motores de Combustão Interna de Franco Brunetti – bastante mal escrita, notação confusa, exercícios errados… mas um livro texto muito atualizado sobre motores e que engloba muitos tópicos importantes. Eu costumo complementar a discussão teórica com exemplos e explicações do livro do Çengel e acima e com o maravilhoso Internal Combustion Engine Fundamentals do Heywood (mas a edição que tenho é bastante antiga)
  4. Refrigeração e Ar Condicionado de Stoecker e Jones – esta é um problema; o livro é muito bom, une teoria e prática, mas preciso desesperadamente achar um livro de refrigeração atualizado (os fluidos discutidos neste livro nem podem ser mais usados, por exemplo)
  5. Geração de Vapor do Bazzo – o único livro-texto sobre o assunto; sério: para preparar a minha disciplina eu pesquisei ementas de disciplinas similares em todo o Brasil e todas usam esta bibliografia. Existem outros livros, mas são de referência e não para ensino. Apesar de antigo, não chega a ser desatualizado e é muito bom e completo.
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Estudando para provas discursivas… resolvendo exercícios?

Concursos Públicos para Professor Efetivo geralmente começam com uma prova escrita, dissertativas, onde os candidatos e candidatas discorrem sobre algum ponto sorteado na hora.

Assim, parece absurdo que eu gaste tempo resolvendo exercícios numéricos, com calculadora e – pasmem – Python e R (como na foto acima), para algo que vai virar 4 páginas de texto, não?

Não é absurdo porque isso é Engenharia. Nossa profissão é provar nosso ponto com números. Naturalmente, eu preciso entender os conceitos básicos, e devo conseguir explicar com palavras o que é o “Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento” ou quando a “Equação de Bernoulli” é válida. Mas, na minha experiência, quando você resolve problemas numéricos é que você realmente compreende o que são essas equações, quais as dificuldades de aplicá-las, como calcular as propriedades e termos relevantes – o que já vira um treino para a Prova Didática. É fácil compreender que um “escoamento incompressível” é aquele onde a densidade não varia, mas fica muito mais interessante quando você calcula a densidade da água líquida e do ar em diferentes temperaturas e mostra que um caso varia muito mais o outro.

Nas minhas próprias aulas, aliás, à medida que vou ficando mais experimente e maduro nos assuntos, eu frequentemente paro as explicações para simplesmente fazer uns cálculos básicos e mostrar que eu não estou inventando afirmações.

Eu continuo escrevendo redações para treino, mas quando percebo que não consigo expressar por palavras, é porque na verdade não entendi e está na hora de voltar livros – e seus problemas numéricos.

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Estudando para concursos de Professor Universitário (sem ter muito tempo, já que já sou Professor Universitário)

O título ridiculamente longo expõe um problema complexo e que muitos doutores enfrentam: como ter tempo para estudar para um concurso de Professor Efetivo de Ensino Superior, enquanto você já é Professor ou Professora (em alguma posição ou universidade da qual você queira ou precise sair por motivos de contrato) e dá muitas aulas e tem todos os compromissos relacionados.

Eu nunca fui aprovado em um concurso para professor efetivo, então não tenho uma receita do sucesso, mas só quero compartilhar como eu estou fazendo: tentar mesclar a rotina de estudo e de preparação de aulas ao máximo.

Por exemplo: enquanto escrevo isto, amanhã tenho de ministrar uma aula de Refrigeração sobre o assunto de trocadores de calor. Estou incrito em um concurso onde o tópico “trocadores de calor” não está presente, mas onde “escoamento em tubos”, uma parte importante de entender o funcionamento de trocadores de calor, é um dos pontos da prova escrita. Então, em vez de simplesmente preparar um PowerPoint para a aula, posso aproveitar para revisar o livro-texto apropriado e me aprofundar mais na teoria e na matemática, mesmo que isso não seja necessário para a aula em si. Com isso, a minha aula fica mais completa e bastante back to basics (na minha experiência, nunca é demais tomar os minutos iniciais para revisar o “básico”…). O estudo alimenta a preparação de aulas. A cada aula, eu reflito: o que posso estudar que vai me ajudar?

O processo é reversível: ao preparar uma aula sem pensar explicitamente nos concursos, eu me dou conta de aplicações de alguns dos pontos, ou encontro uma nova maneira de falar isso em uma Prova Didática; ao ministrar as aulas, eu percebo as dificuldades comuns. Todas essas impressões são anotadas no meu BuJo.

Professores que lêem este blog: como foi/é a preparação de vocês para concursos?

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Risco e recompensa ao escolher um livro de Engenharia

Em The Millionaire Fastlane, MJ DeMarco faz um paralelo entre três abordagens para enriquecer. Não vou detalhá-las aqui, e o livro é de leitura interessante (embora algumas partes me irritem), mas a ideia é que, ao passar de um nível para outro, seu risco cresce um pouco mas as recompensas crescem de maneira acelerada, de maneira que não faz muito sentido outra coisa a não ser escolher a “via rápida de se tornar milionário” (na visão do autor).

Eu estou, no momento, estudando bastante para um concurso para Professor na área de Mecânica dos Fluidos, e ao comparar 3 opções clássicas de bibliografia fiquei pensando que essa analogia, esta comparação entre risco e recompensa, serve para escolher um livro adequado.

Eu já falei aqui do meu amor pelos livros do Çengel. Para mim, são os livros melhor produzidos do mercado, e o de Mecânica dos Fluidos é assim: o texto é fluido, as imagens são muito didáticas e de qualidade, a quantidade de informações disponíveis é ampla… mas são livros fáceis, que não me forçam a navegar no desconhecido.

O outro extremo é o livro provavelmente mais famoso da área, de Fox et al. É um livro difícil, chato de ler, confuso na explicação, com exercícios que fritam o cérebro. Eu nunca gostei.

Pessoalmente, tenho estudo pelo livro do White. Embora talvez não seja tão profundo e desafiador quanto o do Fox, é imensamente mais didático, de maneira que não faz sentido; você consegue de fato avançar na leitura e nos exercícios. O pequeno aumento do risco de não ser tão completo quanto o outro é mais que compensado pela sua didática.

A leitora também tem de lidar com escolher livros de níveis diferentes para uma mesma área?

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Acompanhando a evolução de franquias de mídia (ou: se importando com o que não parece importante)

Não vai surpreender ninguém que me conhece que dois dos projetos no meu Trello são esses:

Eu me propus a assinar o Disney+ e assistir os filmes do Marvel Cinematic Universe na Timeline Order, i.e. na ordem da história e não de lançamento. Por exemplo, o segundo filme é Capitã Marvel (que eu achei mediano), que foi lançada há poucos anos mas se passa na década de 90. Eu encaro isso com seriedade e sob a ótica da “produtividade”justamente para escapar de pensar sobre engenharia e aprendizado de máquina. Meu psiquiatra dizia que uma vida saudável requer hobbies, e que um hobby é diferente de lazer; você precisa de fato mergulhar e se importar com as coisas.

Quando se mergulha numa franquia assim, é interessante observar como se dá a sua evolução. Os primeiros filmes para mim são claramente sobre salvar a Terra e a humanidade, com a formação dos Vingadores e sua batalha contra Thanos. Depois de Vingadores: Ultimato, porém, essa história cessou e passou a ser sobre consequências. Os Eternos mudaram a história da Terra e agora têm responsabilidade sobre o estado atual. Os filmes novos do Homem-Aranha são sobre ser jovem demais e poderoso demais. um arco narrativo.

Outra franquia que consumo bastante, principalmente cozinhando como ruído de fundo é Two and a Half Men. As primeiras temporadas são uma comédia clichê sobre ser um (mau) homem, envolvendo carreira, mulheres, família, sucesso, mas a partir da 6a temporada é simplesmente uma série sobre sexo.

Não quero me fingir de crítico de cinema, e quero deixar claro que quando sento deito para assistir um filme (em pedaços de 40 minutos, já que sou pai) não tento analisá-lo intelectualmente ; só quero apontar que, quando você de fato presta atenção, acaba descobrindo coisas que não aparecem se você não se importa.

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Lendo livros de que você discorda

Talvez seja a inflação, mas ando obcecado por livros sobre carreira e finanças, e estou praticamente lutando contra três livros de contextos muito diferentes – e quando eu digo lutando, eu estou quase no ponto de gritar sozinho bem alto para ver se os autores ouvem.

Como estudar para concursos:você deve deixar uma foto de algo que você queira comprar quando passar no concurso dos sonhos; eu tinha uma foto de um carro”

Eu: “passar em um concurso = vencer na vida = ter um carro esportivo? É isso a vida?”

The Millionaire Fastlane: “trabalhar e ir para a faculdade é coisa de idiota. Todos são idiotas. Você, leitor, provavelmente é um idiota que investe em ações. Eu sou rico porque não trabalho, não me importo se esse livro não vender nada porque não preciso, só quero saber de dirigir meus carros esportivos”.

Eu: “mas que diabo de masculinidade é essa que diz que certificado de sucesso é carro adesivado? Se eu ganhasse muito dinheiro, eu compraria todos os gadgets possíveis alguma coisa racional e estável, como uma casa para ver minha família crescer.”

Your Money or Your Life: “você precisa contabilizar cada centavo que você já ganhou na vida para ter um retrato preciso da sua riqueza; precisão é honestidade“.

Eu: “por favor, eu sou engenheiro; precisão demais é trabalho, tempo e dinheiro desperdiçados”.


Mesmo assim, eu sigo lendo os livros, justamente porque eles me forçam a pensar, mesmo sobre o que eu discordo. Eu estou estudando para alguns concursos, mas encaro como um degrau na carreira e não como a linha de chegada, e se eu melhorar em 1% minha técnica de estudos está ótimo. Eu sei que trabalhar e investir não é receita de sucesso, é preciso empreender, e eu quero aprender a fazer isso. E eu não quero contar os centavos que ganhei no passado, mas quero sim ser mais intencional sobre os que eu ganho e gasto no presente e no futuro.

Há muitos anos li algum artigo em alguma revista (provavelmente a Veja) uma opinião de algum intelectual que à época devia ser famoso no Brasil, reclamando da popularização do mercado de livros de auto-ajuda, porque “livros são para causar desconforto”. A leitora concorda?