Autores
Pereira, K.M. (UFAM) ; de Souza, R.H. (UFAM)
Resumo
O presente trabalho buscou averiguar as contribuições da inserção da Química Verde (QV) em uma disciplina experimental, a uma turma de licenciandos do curso de Química, oriundos de uma Instituição de Ensino Superior (IES) pública de Manaus-AM. A intenção foi de apresentar os principais conceitos, propósitos e função da QV, bem como, sua aplicação prática, a partir de um experimento moldado aos seus princípios, aliados ao enfoque CTSA. Dessa forma, possibilitando a divulgação da QV aos estudantes de Química, contribuindo para a ampliação da formação consciente desses futuros professores e profissionais, assim como, abrindo novas possibilidades para o ensino de QV nos cursos de Química da referida IES.
Palavras chaves
Química Verde; Experimentação; CTSA
Introdução
A Química tem ocupado lugar de destaque como uma das principais causadoras de grande parte dos problemas ambientais os quais têm impactado negativamente a manutenção da vida, do meio ambiente e dos recursos naturais do planeta. A partir dessa constatação, a ciência foi então desafiada a buscar soluções visando reverter esse quadro, sem afetar o desenvolvimento econômico, tecnológico e social, tendo como foco, alcançar a chamada “sustentabilidade ambiental” (MARQUES, et al, 2007). Portanto, em meio a muitas iniciativas, por volta dos anos noventa surgiu e denominada Química Verde, a qual foi definida por Anastas e Warner (1998) como “a criação, o desenvolvimento e a aplicação de produtos e processos químicos para reduzir ou eliminar o uso e a geração de substâncias nocivas à saúde humana e ao meio ambiente”. Sua filosofia é baseada em doze princípios que ainda de acordo com Anastas e Warner (1998), se atendidos, atestam que os produtos e processos estão nos padrões ecologicamente corretos e comprometidos com a preservação dos recursos naturais e do meio ambiente. Desde então, logo foi percebido o grande potencial econômico e social da QV. Dessa forma, sua inserção no ambiente escolar e acadêmico se fez necessário, ao passo que para os futuros profissionais da química exercerem sua profissão dentro dessa nova cultura, precisariam ser devidamente preparados e conscientizados. Em vista disso, a QV poderá contribuir com o papel principal da educação que é o de formar cidadãos críticos e capazes de interpretar e intervir na realidade em que vivem. Visto que, “o crescimento da área de química verde no consciente acadêmico resulta na formação de profissionais que podem desenvolver metodologias científicas e tecnológicas com aspectos positivos para o planeta” (PRADO, 2003, p. 743). Mesmo com muitas propostas de inserção da educação em QV presentes na literatura e pesquisas diversas, para Cunha e Santana (2012), ainda são muito escassos os relatos da QV no ensino de química experimental na graduação. Muitos graduandos nem sequer conhecem seu conceito ou significado, mesmo que em algum raro momento tenha sido comentada em aulas teóricas. Marques et. al. (2007), reforçam que os princípios da QV possuem características epistêmicas e pedagógicas, logo, deveriam estar presentes na formação dos químicos, licenciados e bacharéis, além de possibilitar a relação entre problemas ambientais e associá-los às atividades químicas. Nas Diretrizes Curriculares Nacionais para os Cursos de Química, há proposições para habilidades e competências dos estudantes tanto de licenciatura quanto de bacharelado, relativas ao meio ambiente como a de: “[...] possuir conhecimento da utilização de processos de manuseio e descarte de materiais e de rejeitos, tendo em vista a preservação da qualidade do ambiente” (BRASIL, 2001, p. 5). Nesse sentido, o enfoque CTSA pode estabelecer conexões com a QV, já que, se trata de uma abordagem de ensino, na qual visa intervenções que incitem os estudantes a adquirirem capacidade de relacionar os aspectos tecnocientíficos aos socioambientais, para que possam ser capazes de avaliar as implicações sociais e ambientais da utilização da ciência e da tecnologia no mundo em que vivem (MELO, 2016). Dessa maneira, sendo possível integrar- se ao enfoque da QV, pois, esta oferece muitas possibilidades de problematização de situações reais que se encaixam nessa inter-relação CTSA. Ainda para implementação da QV no ensino de Química, as atividades de experimentação são as mais adequadas e utilizadas, uma vez que seus princípios foram elaborados para aplicação nas atividades laboratoriais das industrias. Muitas pesquisas foram e têm sido efetuadas com o objetivo de implantação das premissas da QV em disciplinas experimentais tanto na educação básica quanto no ensino superior. Porém, “a Química Verde procura consolidar um novo campo de pesquisa, reforçando a necessidade de se incluir, na formação acadêmica, conteúdos que busquem superar a química tradicional” (LEAL e MARQUES, 2008). À vista disso, acredita-se na importância e relevância dessa temática no ensino de Química, aliada à essas concepções de abordagens de ensino atuais e promissoras, as quais podem contribuir com o principal objetivo desse estudo, que é o de investigar a aceitação e contribuições da inclusão da QV em uma disciplina experimental para uma turma de estudantes do curso de licenciatura em Química de uma IES.
Material e métodos
Essa pesquisa de natureza qualitativa foi realizada durante a disciplina de mestrado em Química, denominada Estágio em Docência, aplicada na disciplina de Química Geral Experimental (QGE). O local foi a Universidade Federal do Amazonas (UFAM) durante o 1° semestre letivo de 2017. As aulas da disciplina de QGE ocorriam uma vez por semana em um período de quatro horas consecutivas. A turma era composta por quatorze alunos do curso de licenciatura em Química. Inicialmente foi verificado o plano de ensino da disciplina de QGE, o qual continha a proposta de experimentos e seus roteiros que seriam aplicados nas aulas pelo (a) docente. O objetivo era de previamente averiguar se esses experimentos possuíam características da QV, com base em seus doze princípios. No decorrer das aulas, foi selecionado um experimento do plano de ensino do (a) docente, com vistas a adaptá-lo às premissas da QV, denominado padronização de soluções básicas. Foi então pesquisado na literatura o uso de indicadores naturais e materiais de baixo custo para utilizar na titulação ácido-base. O experimento foi identificado a partir dos apontamentos de Ferreira et. al. (2011), e testado para validação. No teste de validação, o extrato de repolho roxo foi extraído de forma caseira, por aquecimento, utilizando folhas do vegetal em pequenos pedaços e 300 mL de água da torneira. O tempo de preparo foi em torno de vinte minutos. Em seguida, o indicador natural foi submetido a testes com substancias ácidas e básicas (vinagre, água sanitária, solução de bicarbonato de sódio). O indicador foi também testado na padronização de uma solução básica de hidróxido de sódio, usando como titulante uma solução ácida de AAS preparada a partir de quatro comprimidos macerados e misturados a uma solução alcóolica de concentração 1% v/v. Após sua validação, a aplicação do experimento aos alunos se deu em duas partes: A primeira parte foi por meio de uma aula expositiva e dialogada sobre a QV, abordando seus conceitos, princípios, sua história, além de diversos problemas ambientais, utilizando slides e debatendo sobre as implicações da QV inerentes a estes, com o objetivo de se fazer uma contextualização com o experimento que posteriormente seria aplicado. Na segunda parte, realizada na aula seguinte, foi fornecido aos alunos no laboratório, um roteiro semiaberto para execução do experimento intitulado “padronização de uma solução básica com materiais de fácil acesso”. Também foi fornecido um extrato natural de repolho roxo já previamente extraído e comprimidos de Ácido Acetil Salicílico comercial (AAS). Segundo Lunardi e Terrazan (2003), o roteiro semiaberto, além de conter as sugestões dos passos a serem seguidos, é estruturado pelo professor a partir de situações abertas, compondo-se de questionamentos os quais os alunos perceberão durante a realização do experimento. Ao final da aula, foi entregue a cada aluno, um questionário com perguntas abertas para serem devidamente respondidas.
Resultado e discussão
O plano de ensino do (a) docente, continha o total de treze experimentos
planejados para aplicação. Foi possível perceber nos roteiros, que estes
seriam aplicados da forma convencional, sem mencionar ou utilizar os
princípios da QV. Corroborando com Prado (2003), de que mesmo alguns cursos
de graduação em Química tratarem sobre a química ambiental em seus
currículos, poucos apresentam conceitos laboratoriais sobre a prevenção da
geração de subprodutos indesejáveis e tóxicos ao ambiente, bem como práticas
de laboratório de ensino adaptadas à QV. Os testes de validação do indicador
natural com substancias ácidas e básicas (vinagre, água sanitária, solução
de bicarbonato de sódio), evidenciaram as cores conforme a tabela de escalas
de PH. O teste da titulação para padronização da solução básica foi efetuado
com sucesso, demonstrando que a substituição de indicadores ácido-base
tradicionais (fenolftaleína, alaranjado de metila, azul de timol, etc.), por
indicadores naturais, é devidamente aplicável e adequada, pois estes não
apresentam nenhuma toxidade à saúde humana e ao meio ambiente, assim como
pela utilização de materiais de baixo custo e fácil acesso, como também o
uso dos comprimidos de AAS para preparação da solução ácida. “Embora a
maioria dos indicadores ácido-base (como por exemplo o alaranjado de metila,
azul de timol, a fenolftaleína) utilizados em meios laboratoriais não sejam
classificados como produtos perigosos, podem, contudo, causar irritação nos
olhos, na pele e nas vias respiratórios” (ANTUNES, 2013). Ainda a mesma
autora atesta que o indicador alaranjado de metila possui um tipo de corante
tóxico, pertencente ao grupo azo (-N=N-), que impacta negativamente o meio
ambiente quando lançado em meios aquáticos. Com o experimento validado, foi
aplicado sua primeira parte aos alunos, com participação de 100% da turma.
Nesse momento, utilizou-se o enfoque CTSA, para abordar a parte conceitual
geral sobre a QV aos alunos, problematizando diversas questões ambientais e
seus problemas ocasionados principalmente pelas indústrias e por ações
cotidianas dos indivíduos, como por exemplo o descarte indevido de
determinados objetos como pilhas, baterias, etc., de forma a contextualizar
essas problemáticas vivenciadas no contexto social desses alunos, com suas
implicações para a sociedade e o meio ambiente, possibilitando que
enxergassem a Química nesse cenário e a importância da utilização da QV no
combate a esses inconvenientes. No início da atividade, foi questionado pela
pesquisadora se tinham conhecimento sobre a QV. Todos os alunos enfatizaram
que desconheciam o assunto. Durante o debate, muitos alunos fizeram
perguntas sobre a QV, questionaram sua relação com a sustentabilidade
ambiental, demonstrando interesse por um assunto que até então não
conheciam. Já na execução do experimento no laboratório, percebeu-se o
entusiasmo pela maioria dos alunos, do início ao término da atividade.
Quando constataram a mudança imediata na coloração da base (titulado) de
incolor para verde (figura 1), ao se adicionar o indicador de repolho roxo
para dar início a titulação, demonstraram euforia, pois, além da mudança
brusca na coloração da base ao se adicionar o indicador que tinha uma
tonalidade roxa, tratava-se de uma substancia extraída por um método caseiro
na qual não acreditavam que teria o mesmo resultado de um indicador
sintético. Outro ponto a destacar, foi no momento do ponto final da
titulação, quando a solução básica apresentou uma tonalidade rosa,
igualmente se tivesse sido utilizado por exemplo o indicador fenolftaleína.
Ao término do experimento, os alunos demonstraram preocupação quanto ao
descarte devido dos resíduos e soluções, o que já demonstra uma mudança
atitudinal implementada a partir das concepções da QV. Na análise dos
questionários, a primeira pergunta questionava se tinham conhecimento da QV.
Constatou-se que 83,3% dos alunos nunca tinham ouvido falar sobre essa
temática (Figura 2), somente dois alunos responderam que já tinham
conhecimento, embora tivessem afirmado anteriormente que desconheciam. Logo,
evidencia-se a escassez da aplicação da QV no ensino de química da referida
IES e se confirma que “muitos graduandos nem sequer conhecem seu conceito ou
significado, mesmo que em algum raro momento tenha sido comentada em aulas
teóricas” (MARQUES et. al., 2007). Na segunda pergunta, foi solicitado aos
alunos marcarem na questão, os princípios da QV que possivelmente estariam
presentes no experimento. Apenas um aluno não respondeu a essa questão. Os
demais apontaram de um a nove princípios, e ainda alguns justificaram a
resposta mesmo sem ter sido solicitado. Isso demonstra que por mais que os
apontamentos não estivessem totalmente coerentes, o assunto despertou
interesse nos estudantes, pois, fixaram alguns conceitos dos princípios da
QV expostos em uma única aula. A terceira pergunta, solicitou que apontassem
as principais dificuldades sentidas na aplicação do experimento e sugestão
de melhorias. A maioria dos alunos afirmou ausência de dificuldades,
conforme alguns relatos a seguir: “Não houve dificuldades” (estudante B);
“Nenhuma. Mudaria nada, a metodologia é perfeita e poderia ser bem aplicada
para o ensino principalmente pela facilidade de adquirir materiais”
(estudante D); “É um experimento muito simples. Não senti nenhuma
dificuldade” (estudante F); “Nenhuma dificuldade, devido o uso do indicador
ser totalmente eficiente para a padronização” (estudante G); “A dificuldade
foi na tonalidade de cores que o extrato de repolho roxo se tornava em
contato com ácido e base, pois foi minha primeira experiência. Não mudaria
nada, apenas outros exemplos de titulação deveriam ser embasados na química
verde” (estudante I). Isso atesta, portanto, a facilidade de aplicação dos
conceitos práticos da QV que se utiliza de materiais de fácil acesso e baixo
custo, contribuindo para a simplificação dos experimentos. No entanto, vale
ressaltar a importância da forma como o docente orienta a atividade
experimental para sua correta execução e alcance dos seus objetivos de
aprendizagem. “Não são as condições materiais em si que favorecem a
aprendizagem dos estudantes, mas sim o modo como o docente realiza a
atividade” (MARQUES et. al., 2007). Na última pergunta, foi questionado se
achavam relevante a aplicação dos princípios da QV nos experimentos
realizados e por quais motivos. Todas as respostas foram positivas, tanto no
sentido de acharem muito relevante, quanto no sentido de que a QV foi
percebida pelos estudantes como uma ferramenta importante e eficaz na
prevenção da produção de resíduos tóxicos e poluentes, minimização do risco
de acidentes no laboratório, facilidade de sua aplicação, e
consequentemente, a redução de possíveis danos ao meio ambiente. “ A Química
verde deve ser colocada nas atividades experimentais, tanto por questões
ambientais, quanto por questões criativas. Quando se troca algum reagente
por algo natural, o aluno estará vendo que a Química também está nas coisas
mais simples, e que a química verde também pode ser aplicada no meio
experimental” (aluno A); “Sim. Pois assim podemos prevenir vários problemas,
usar materiais de fácil acesso que facilitará o aprendizado em sala de aula
futuramente” (aluno K). Assim sendo, foi evidenciado o alcance de alguns
objetivos da aplicação da QV nesse estudo, conforme proposto por Seidl et.
al. (2017): Utilização de materiais de partida com o mínimo ou nenhuma
toxidade, simples e de baixo custo (Indicador natural de repolho roxo,
comprimidos de AAS comercial); Sempre que possível, oriundos de fontes
renováveis; Escolha de condições reacionais apropriadas (o experimento foi
efetuado em temperatura e pressão ambiente); Uso de materiais que não gerem
resíduos tóxicos e que possam ser descartados no ambiente sem causar danos.
Mudança na coloração da base pela adição do indicador de repolho roxo.
Percentual de avaliação de alunos que conhecem ou não a QV.
Conclusões
De acordo com os resultados obtidos, percebeu-se a facilidade de inserção da QV na disciplina de QGE. Apesar de ter sido possível somente a aplicação de um único experimento adaptado a esse novo conceito durante a realização do estágio em docência, pela análise efetuada nos roteiros contidos no plano de ensino do (a) docente, verificou-se ser possível também moldar os demais aos princípios da QV. A maioria dos alunos, demonstrou entusiasmo e interesse na abordagem da QV tanto na parte conceitual, quanto na prática, mesmo se tratando de um assunto o qual não conheciam. Comparando o experimento realizado nessa pesquisa com alguns experimentos aplicados pelo (a) docente durante suas aulas, constatou-se que essa atividade realmente despertou interesse e curiosidade nos estudantes. Acredita-se que isso se deve ao fato da proposta didática aplicada, ter saído dos moldes tradicionais de ensino quando aplicado o enfoque CTSA, o qual suscitou o debate e o diálogo, permitindo aos alunos se posicionarem de forma mais ativa, e ainda, atividade experimental orientada com aspectos investigativos. Por conseguinte, atestou-se a aceitação da QV e suas contribuições diante da mudança atitudinal percebida na maioria dos alunos participantes no que concerne a preocupação demonstrada quanto ao descarte de resíduos e a quantidade demasiada de substâncias utilizadas em algumas atividades experimentais. Desse modo, a educação em QV pode ser vista como uma ferramenta atrativa na tentativa de promover a conscientização, ampliar a criticidade e a responsabilidade ambiental dos futuros professores e profissionais da química, sobre os prejuízos gerados pelos processos químicos à natureza e à sociedade, além de favorecer o incentivo tanto na pesquisa, quanto no ensino e na indústria, pela busca de produtos e processos através de uma química mais verde e sustentável.
Agradecimentos
À CAPES pela bolsa concedida. Às professoras Neila Braga (UFAM); Sidilene Farias (UFAM), Katiuscia Sousa (UFAM) e Claudia Cândido (UEA).
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