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As Inovações Tecnológicas de Simulação Aplicada no Processo Ensino-Aprendizagem

A experiência do Exército Brasileiro

Maj Rodolfo Leonardo Borges Carneiro Amorim, Exército Brasileiro
Ten Cel Anderson Wallace de Paiva dos Santos, Exército Brasileiro

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As tecnologias digitais mudaram a realidade social, alcançando papéis fundamentais no mundo contemporâneo. Inovações na área de tecnologia da informação (TI) possibilitaram o desenvolvimento de simuladores, dando uma nova dimensão ao adestramento das forças armadas, o que torna importante adequar as práticas de ensino às novas tecnologias.¹

O adestramento é uma ferramenta primordial para a manutenção dos níveis de prontidão da tropa. Contudo, pressões políticas sobre os gastos militares e o incremento do número de operações reais têm reduzido o tempo gasto com treinamento. Ainda, as restrições sobre os campos de instrução, seja pela proximidade dos centros urbanos ou por questões ambientais, impõem que os exercícios ocorram em áreas distantes.²

Diante disso, cresce a demanda pelo uso de simuladores de combate, que consiste no processo de imitação e análise de problemas do mundo real³, aplicado para a solução de problemas militares, utilizado como ferramenta de apoio à decisão em jogos de guerra e para aquisição de sistemas de armas.⁴

Recentemente, o Exército Brasileiro ampliou o uso de simuladores, para racionalizar recursos, sem perder capacidade de resposta. Modernos equipamentos foram adquiridos para aliar eficiência operacional e redução de custos.⁵ Novas tecnologias cooperam para o aprimoramento profissional do efetivo do Exército, contribuindo para a transformação da Força Terrestre e projetando-a para o futuro.

Este trabalho abordará o emprego das inovações tecnológicas de simulação no processo ensino-aprendizagem, pautado no estudo de caso da experiência do Exército Brasileiro e na discussão dos fatores que levaram à obtenção de tais inovações para a instrução militar, relacionando-as com as contribuições para a manutenção dos níveis de adestramento, com custo reduzido.

A simulação no processo ensino-aprendizagem

Os exercícios de simulação são habitualmente usados para analisar diferentes fenômenos, sem que estes precisem ocorrer,⁶ e podem significar a representação simplificada de fenômenos ou processos complexos para experiência ou treinamento⁷ como, por exemplo, os dedicados aos sistemas de armas e aeronaves.

No ensino militar, simulação é definida como o método de representar um evento real, por meio de um modelo, com o uso de meios mecânicos e informatizados, que permite reproduzir as características e evoluções de um fenômeno ao longo do tempo.⁸ No estudo da medicina, a simulação é empregada como técnica de ensino aplicada para a reprodução de tarefas práticas que envolvam habilidades manuais ou de decisão.⁹

Atualmente, observa-se o uso cada vez mais frequente de simuladores em diferentes setores da sociedade. As inovações tecnológicas possibilitam simulações cada vez mais detalhadas, sendo possível prever o comportamento de complexos sistemas, materiais e fenômenos naturais,¹⁰ permitindo testar projetos e explorar suas possibilidades e restrições, concorrendo para a seleção da opção mais adequada para a consecução de um empreendimento e evitando comprometer recursos com aquisições erradas. Ainda, permite comprimir e expandir o tempo, acelerando ou desacelerando um fenômeno para melhor investigá-lo, possibilitando entender sua natureza e, então, encontrar soluções para um determinado problema. A simulação também é proveitosa para o treinamento dos recursos humanos, pois propicia o aprendizado por ensaio e erro, sendo menos dispendiosa e garantindo a segurança física.

Por outro lado, a operação de simuladores e a construção de modelos requerem especial treinamento dos operadores, o que pode ser demorado e caro.¹¹

Contudo, a competição na indústria de TI produziu avanços tecnológicos que se traduzem em soluções continuamente melhores.¹² À medida que o computador se torna mais poderoso, mais preciso, mais rápido e mais fácil de usar, o software também melhora, mitigando possíveis desvantagens para a simulação.

Assim, empresários, gestores e órgãos públicos estão percebendo os benefícios dos simuladores e incorporando-os cada vez mais às operações diárias. Para a maioria das instituições, os benefícios vão além do simples fato de estarem atualizadas, pois a confiança nos resultados fortalece sua credibilidade e processo decisório.

De fato, a simulação no processo ensino-aprendizagem passa a ser uma necessidade, pois essa ferramenta possibilita a experimentação e a solução de problemas, ao passo que também estimula a aprendizagem.

Esse incentivo pode ser explicado considerando-se que as gerações atuais vivem em um ambiente repleto de tecnologia. Elas passam muito tempo on-line e têm, à mão, sofisticados dispositivos. Assim, é mais adequado inserir na prática de ensino as novas tecnologias com as quais as atuais gerações estão familiarizadas, tornando o processo de aprendizagem mais atrativo.¹³

Por esses motivos, é necessária a revisão dos modelos tradicionais de ensino, de forma a incluir novas práticas pedagógicas que possibilitem maior integração entre teoria e prática.¹⁴ Apesar da dificuldade de alguns professores em acompanhar essa evolução, as modernas tecnologias têm muito a oferecer, o que, sem dúvida, tornará seus trabalhos mais rápidos e fáceis.¹⁵

Para tanto, nos últimos anos, surgiram diferentes softwares de simulação para o ensino de física, matemática e outras ciências. Essas ferramentas têm possibilitado recriar experiências que em sala de aula não seriam possíveis.¹⁶

Entende-se, então, que, para melhor interação de alunos e professores no processo ensino-aprendizagem na Era da Informação, é importante que a capacitação pedagógica e tecnológica dos educadores seja continuamente desenvolvida. Isso permitirá ao indivíduo não apenas acompanhar as mudanças, mas, sobretudo, inovar.¹⁷

Do exposto, infere-se que o uso de modernas ferramentas de simulação favorece alcançar resultados imediatos de aprendizagem, na medida em que o aluno consegue simular fenômenos e debater os resultados obtidos. Da mesma forma, o contato com essas tecnologias estimula no futuro profissional o espírito da inovação, competência altamente exigida contemporaneamente.

A simulação empregada na instrução militar

A simulação de combate tem por finalidade preparar o militar para atuar em um ambiente operacional real. Na instrução militar, a simulação representa uma excelente forma de adestramento para as tropas.

No Brasil, na década de 1920, há relatos da realização de manobras na região Sul do país, enfatizando a simulação de uma contraofensiva ante invasores estrangeiros. Assim, a simulação de combate é inicialmente definida como a reprodução de uma situação de conflito, ou seja, é o processo de treinamento que imita sistemas de armas e seu adequado comando e controle,¹⁸ incluindo, nessa definição, a reprodução da operação de sistemas e materiais bélicos de uso complexo.

Dessa forma, graças às inovações tecnológicas na computação e informática, a simulação de combate é empregada com elevado grau de realismo em diversas áreas militares. É aplicada no treinamento de tiro, pilotagem, sistemas complexos de armas, logística, adestramento tático de pequenas frações, operações de grandes unidades, sistemas de comando e controle, comando e estado-maior, dentre outros.¹⁹

A simulação para aplicações militares é conduzida em três modalidades: viva, virtual e construtiva. Nos três casos, haverá a interação de pessoas reais em uma experiência simulada, controlada por regras e procedimentos pré-determinados.

A modalidade de simulação viva é o treinamento militar, envolvendo pessoas reais que operam materiais também reais, em um terreno que se assemelhe a um Teatro de Operações. Os armamentos, viaturas e aeronaves são equipados com sensores e dispositivos que possibilitem acompanhar o treinamento e os engajamentos.

Como exemplo de equipamento de simulação viva, destaca-se o Dispositivo de Simulação de Engajamento Tático (DSET), utilizado pelo Exército Brasileiro, que possibilita o sensoriamento do disparo simulado por armamentos individuais e coletivos. Esse equipamento proporciona grande realismo, pois, por meio de feixes de laser, simula a balística da munição e o acerto do impacto em tempo real.²⁰

Já na simulação virtual, pessoas reais operam sistemas gerados por computador.²¹ São recriados armamentos, viaturas, aeronaves, observação, entre outros recursos e materiais, cuja operação exija alto grau de adestramento e risco ou custo elevado de operação.

Dada a complexidade do sistema a ser simulado, é na modalidade virtual onde se empregam os meios de simulação com maior tecnologia embarcada. Sua principal aplicação é o desenvolvimento da destreza individual e coletiva no emprego de determinado material de uso militar.

Existem simuladores virtuais de procedimentos de torre e cabine para adestramento da guarnição dos carros de combate, bem como simuladores de helicóptero para treinamento da tripulação. Merece destaque o fato de que ambos os simuladores permitem o adestramento a baixo custo, sem consumo de munição e combustível e sem o desgaste e dispêndio com a manutenção do material bélico. Por exemplo, o custo do uso do simulador de helicópteros equivale a um terço do valor das horas de voo em aeronave real.²²

Ainda como exemplo de simuladores virtuais, o Exército Brasileiro dispõe do Simulador de Tiro de Armas Leves (STAL) e do Simulador de Apoio de Fogo para Artilharia (SIMAF), para tiro de armamentos e sistemas de armas.

Embora o emprego desses simuladores não substitua o tiro real, são alternativas às restrições ambientais, demográficas e orçamentárias para utilização de campos de tiro e munição.

Em terceiro lugar, a modalidade de simulação construtiva emprega pessoas reais, controlando tropas e elementos simulados. Mais conhecida como “Jogo de Guerra”, pode ser desenvolvida utilizando tabuleiros, cartas topográficas e softwares de simulação. É aplicada no treinamento de comandantes e seus estados-maiores na solução de problemas militares.

Na simulação construtiva, os indivíduos interagem constituindo frações amigas e inimigas, que se enfrentam sob o controle da direção do exercício. Quando executado com apoio de software, a existência de inteligência artificial não permite aos operadores influenciarem diretamente na consequência das decisões tomadas. Os resultados dos enfrentamentos estão diretamente relacionados aos atributos e à doutrina militar inseridos no programa.

Os programas AZUVER e COMBATER são utilizados para simulação construtiva no Exército Brasileiro, nos níveis batalhão, brigada e divisão de exército. Semelhantemente, nos Estados Unidos da América (EUA), utilizam-se os programas JSIMS (Joint Simulation System) e JWARS (Joint Warfare System) para simulação de operações conjuntas.²³ Em ambos os casos, essas ferramentas colaboram para estimular a capacidade de decisão dos comandantes e estados-maiores.

A experimentação do uso de simuladores na instrução militar produz benefícios devido aos baixos riscos e baixos custos de execução.²⁴ Ainda, a flexibilidade de criação de cenários facilita o desenvolvimento do pensamento criativo, por meio da execução de missões inéditas. No entanto, a impossibilidade de reproduzir atributos intangíveis como moral, camaradagem, medo e fadiga, é uma limitação comumente criticada nos simuladores.

Do exposto, observa-se que os avanços tecnológicos permitiram o desenvolvimento de sofisticados dispositivos de simulação. Assim, conclui-se que esses meios colaboram com o adestramento nas forças armadas ao possibilitarem emular inúmeras situações de combate, materiais e sistemas complexos de armas.

O sistema de simulação do Exército Brasileiro

Na atualidade, em que a sociedade se encontra imersa em tecnologia, não se concebe uma simulação de combate sem o emprego de equipamentos, meios de informática e infraestrutura necessária para suporte aos exercícios de adestramento militar.

No Exército Brasileiro, o Programa de Instrução Militar do Comando de Operações Terrestre (PIM COTER)²⁵ prevê a realização de exercícios de simulação desenvolvidos a partir de software, como excelente ferramenta no adestramento de frações.²⁶

Portanto, foi criado o Sistema de Simulação do Exército Brasileiro (SSEB), cuja finalidade é definir a obtenção, o emprego e o gerenciamento de simuladores para treinamento militar no âmbito da Força.²⁷

O SSEB é constituído por um conjunto de recursos humanos, instalações e equipamentos de simulação que mobiliam as principais escolas militares, centros de instrução e organizações militares. A implantação desse sistema, aplicado à instrução e ao ensino militar, coopera para a transformação da Força Terrestre, projetando-a para a Era do Conhecimento.

O Centro de Adestramento-Leste (CA-Leste) e o Centro de Adestramento–Sul (CA-Sul), respectivamente instalados nas cidades do Rio de Janeiro-RJ e de Santa Maria-RS, são, atualmente, organizações militares que conduzem o adestramento da Força Terrestre nas três modalidades de simulação. O CA-Leste realiza a preparação de tropas, prioritariamente de infantaria, para a atuação dentro do território nacional e para missões internacionais, no contexto de operações de paz. O CA-Sul tem como missão contribuir para a capacitação de tropas, preferencialmente, blindadas e mecanizadas.

Ambos os centros primam pela imitação do combate, com ênfase na utilização de meios de simulação. Para tanto, contam com o DSET, para simulação viva; o software Virtual Battlespace 3 (VBS-3), para simulação virtual; e o Jogo de Guerra COMBATER, para simulação construtiva.

O CA-Sul apoia o Centro de Instrução de Blindados nas atividades de simulação, adestrando tropas blindadas e mecanizadas na operação dos simuladores de torres de tiro e cabines de motoristas, possibilitando a interação do combatente com o material nas fases iniciais do treinamento.²⁸

Também coopera com o SSEB, o Centro de Instrução de Aviação do Exército, em Taubaté-SP, onde está instalado o Simulador de Helicóptero Esquilo/Fennec, certificado pela Agência Nacional de Aviação Civil, para o adestramento da tripulação de aeronaves. Para o Maj Rodrigo de Souza Mendes, que é instrutor de voo, o equipamento possibilita vivenciar situações de estresse, condições meteorológicas diversas, emergências, processos de tomada de decisão e outras experiências sem que haja o risco inerente à pilotagem de aeronaves.²⁹

O Centro Tecnológico do Exército, sediado no Rio de Janeiro, é o órgão responsável pela pesquisa e desenvolvimento de material bélico para a Força Terrestre. Acompanhando a evolução tecnológica dos meios de simulação para adestramento, criou, em 2010, o Grupo Especial de Simuladores, responsável pelo desenvolvimento do STAL.³⁰

O STAL é um recurso de tecnologia 100% nacional. Seu sistema possibilita o treinamento de tiro virtual em um cenário simulado, por um ou mais atiradores simultaneamente. Por ser um equipamento de propriedade nacional, possui valor de aquisição e manutenção abaixo do praticado no mercado, o que favorece seu emprego em larga escala.³¹

O Centro de Defesa Cibernética também contribui para o SSEB no setor que é considerado estratégico para a defesa nacional. Nesse centro, foi desenvolvido o Simulador de Operações de Guerra Cibernética (SIMOC), que permite imitar cenários de ataques cibernéticos, bem como ambientes de catástrofes e de comprometimento de infraestruturas críticas, possibilitando o emprego dual do equipamento.³²

Ainda, outras parcerias foram firmadas para o desenvolvimento de ferramentas de simulação aplicadas ao ensino e à instrução militar. O simulador virtual de reconhecimento, escolha e ocupação de posição do sistema ASTROS,³³ software desenvolvido no modelo Tríplice Hélice,³⁴ envolve o Exército Brasileiro, como órgão de fomento, e a Universidade Federal de Santa Maria, executiva do ensino e pesquisa dessa inovação.

No mesmo sentido, a Empresa Brasileira de Treinamento e Simulação, originária da Incubadora de Empresas de Base Tecnológica do Exército, desenvolveu simuladores para a condução de viaturas, que vem sendo utilizados amplamente no adestramento da tropa.

O SIMAF também integra o SSEB. Com uma unidade instalada em Resende-RJ, na Academia Militar das Agulhas Negras, e outra no CA-Sul, o SIMAF é um sistema computadorizado, composto por armamentos, equipamentos e softwares, capaz de simular os trabalhos para a execução dos tiros de artilharia e morteiro pesado, conforme a doutrina militar terrestre brasileira.³⁵

A execução do tiro real de artilharia é uma atividade complexa e onerosa. Depende de amplos campos de instrução, que atualmente têm seu uso limitado por conta da expansão dos centros urbanos e pelas restrições ambientais impostas aos danos causados pela munição de grosso calibre. Somam-se, também, as despesas com munição de alto custo, transporte do pessoal e armamento e os gastos logísticos para a realização da atividade durante o período necessário para execução do tiro.

Assim, o uso de novas tecnologias, como simuladores de tiro, é considerado como solução às limitações mencionadas acima. Ainda que a simulação não substitua os exercícios no terreno, ela complementa a instrução em excelentes condições, precedendo a realização do tiro real.

O contrato para a aquisição das duas unidades do SIMAF custou 13,98 milhões de euros, ou cerca de 37,9 milhões de reais, ao câmbio do ano do contrato. Com a adoção do simulador, o Exército contabilizou uma economia anual de aproximadamente 40 milhões de reais em gastos com munição de artilharia, justificando o investimento.³⁶

De acordo com o SIMAF, em 2017, foram rodadas mais de 430 horas de simulação, com 9.300 disparos simulados de artilharia efetuados nos diversos tipos e calibres e cerca de 1.250 militares submetidos às atividades de instrução.³⁷

Por fim, o custo de aquisição de materiais bélicos de alta tecnologia embarcada justifica o emprego de simuladores de treinamento. Contudo, sua obtenção deve responder aos fatores condicionantes para a geração de capacidades operacionais militares (DOAMEPI): doutrina, organização, adestramento, material, educação, pessoal e infraestrutura.³⁸ Assim, a simulação deve atender à geração das capacidades requeridas à Força Terrestre, com a utilização dos materiais de emprego militar ou sistemas que serão simulados.

Diante do exposto, infere-se que os principais meios de simulação adquiridos pelo Exército Brasileiro nos últimos anos são importantes ferramentas para a redução de custos e para a manutenção da capacitação de seus recursos humanos.

Conclusão

A simulação de combate é empregada por Forças Armadas de diversos países e apresenta-se como excelente ferramenta ao processo de ensino-aprendizagem. Os avanços tecnológicos permitiram o desenvolvimento de simuladores com elevado grau de realismo, tornando o adestramento mais satisfatório para os militares.

Observa-se que os simuladores do Exército Brasileiro evidenciam o incremento na instrução militar, fomentando a geração de capacidades militares necessárias à transformação da Força Terrestre e possibilitam a interação do combatente com os modernos materiais de emprego militar, principalmente no início do adestramento. Facilitam, assim, o desenvolvimento de experiência, por meio do treinamento continuado, diminuindo os custos e os riscos próprios das atividades militares.

A aquisição de sistemas ou materiais bélicos complexos, com alta tecnologia agregada, demanda o uso de simuladores para adestramento por seus usuários. As inovações tecnológicas na área de simulação têm por objetivo permitir o preparo adequado para que o emprego do poder militar ocorra em melhores condições.

Nesse sentido, o Exército Brasileiro empreende esforços no amplo uso de simuladores para o preparo de seu efetivo, pois entende que “a simulação busca a perfeição no adestramento, a fim de obter eficiência e eficácia no emprego da tropa e de garantir um presente profícuo e um futuro promissor”.³⁹

Diante do exposto, a simulação de combate é um excelente instrumento para a manutenção dos níveis de adestramento. A utilização desse meio pode contribuir para a racionalização de recursos e atender a carência de locais para adestramento e execução do tiro real.

Por fim, ressalta-se a relevância da simulação para preparar o Exército Brasileiro para os desafios advindos dos conflitos no século XXI, desenvolvendo a mentalidade de transformação e de constante inovação.

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Referências

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7. Minidicionário Aurélio da Língua Portuguesa, 2007, “simulação”.
8. Estado-Maior do Exército, Portaria nº 55, de 27 de março de 2014. Aprova a Diretriz para o Funcionamento do Sistema de Simulação do Exército – SSEB (EB20-D-10.016) (Brasília, DF, 2014a).
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10. Estado-Maior do Exército, Portaria nº 55, p. 2.
11. Banks, “Principles of Simulation”, p.11.
12. Ibid.
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16. Bellemain; Bellemain; Gitirana, “Simulação no ensino da matemática”, p. 4.
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19. Ibid, p. 6-7.
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21. Estado-Maior do Exército, Portaria n^o 55, 2014, p.3.
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27. Estado-Maior do Exército, Portaria n^o 55, 2014, p. 1.
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