Autores

Gomes, M.A. (IFPB) ; Furtado Neto, F. (UEPB) ; Resende Filho, J.B.M. (IFPB)

Resumo

O desafio da educação química atual é envolver os alunos com o conhecimento científico, situando-o dentro da esfera do seu cotidiano, suas contribuições para o desenvolvimento da tecnologia e seus impactos sociais. O presente trabalho trata-se de um relato de experiência sobre um conjunto de aulas que culminou na construção de um protótipo funcional do mecanismo básico de uma termoelétrica em uma turma de 2° ano do ensino médio. A confecção desse protótipo permitiu aos alunos a compreensão de conceitos de Termoquímica, envolvendo-os de forma mais efetiva com o conhecimento científico abordado em sala de aula e aumentando a percepção dos alunos no que tange a aplicação prática desses conhecimentos e suas implicações tecnológicas, sociopolíticas e econômicas.

Palavras chaves

Ensino de Química; Termoquímica; Usina Termoelétrica

Introdução

Com o desenvolvimento da sociedade em que vivemos e a constante aproximação da tecnologia com a população, há a necessidade de se alfabetizar cientificamente os alunos da Educação Básica, de modo a permitir um uso consciente da tecnologia a qual estes tem/terão acesso. O ensino pautado em uma abordagem CTS (Ciência-Tecnologia-Sociedade) consiste na associação entre o conhecimento científico e tecnologia e os impactos sociais e ambientais causados pelo uso e produção desta última (SANTOS; SCHNETZLER, 2008). De acordo com Santos e Schnetzler (2008, p. 68), podemos citar como objetivos da abordagem CTS a busca por soluções “[...] de problemas da vida real que envolvem aspectos sociais, tecnológicos, econômicos e políticos [...] [e a] compreensão da natureza da ciência e do seu papel na sociedade”. Santos e Rangel (2011) relatam uma proposta interdisciplinar similar ao presente relato de experiência em que, através da construção de uma usina térmica com materiais de baixo custo, buscam abordar conceitos relativos à Química e à Física. Dentro desta perspectiva, buscamos abordar conceitos de Termoquímica (energia, transferência de energia, calor, processo endo e exotérmicos etc.) a atividades antrópicas, com foco na produção de energia elétrica a partir de usinas termoelétricas. O intuito da sequência de aulas que culminaram na construção de um protótipo funcional de uma termoelétrica era permitir que os alunos compreendam os conceito científicos trabalhos dentro de um contexto real que apresenta relação direta com nossas atividades cotidianas.

Material e métodos

Este relato de experiência está embasado em uma sequência de aulas envolvendo conteúdos teóricos sobre três tópicos principais: 1) energia (conceitos e unidades), 2) conceitos introdutórios de Termoquímica (sistema e vizinhanças, mecanismos de transferência de energia, calor, processos endo e exotérmicos) e 3) métodos de produção de energia elétrica (usina termoelétrica, hidroelétrica e nuclear – com destaque nas discussões para o primeiro método). Esses três tópicos serviram de base para a compreensão do funcionamento de uma usina termoelétrica e a confecção de um protótipo das três principais partes de um sistema termoelétrico: queimador, caldeira e gerador. O presente relato de experiência compreende um total de 10 aulas, de 50 min de duração cada, em uma turma do 2° ano, contendo 16 alunos. Após a apresentação dos conceitos teóricos sobre energia e Termoquímica, foram apresentados e discutidos alguns vídeos que mostravam o funcionamento de usinas hidroelétricas, termoelétricas e nucleares. Dentro desse contexto, surgiu a ideia de como poderíamos montar um protótipo que demonstrasse o funcionamento de uma usina termoelétrica. Como atividade extraclasse, os alunos pesquisaram na internet vídeos que mostrassem experiências envolvendo a confecção de protótipos de usinas termoelétricas. Esses vídeos foram apresentados e discutidos em sala de aula e, juntamente com os conceitos teóricos apreendidos inicialmente, serviram como base para a confecção de um protótipo funcional de uma usina termoelétrica. O protótipo foi confeccionado sob a orientação do professor da disciplina, juntamente com uma licencianda em química que estava realizando atividades de estágio na turma.

Resultado e discussão

A partir das aulas teóricas e dos vídeos assistidos sobre o funcionamento de uma termoelétrica, os alunos, juntamente com o professor e a estagiária, montaram um protótipo funcional de uma termoelétrica contendo as seguintes partes: queimador, caldeira e turbina. Para confecção da caldeira, utilizou-se uma lata de Neston® (por ter maior volume que as demais) e, após vedada totalmente, foi feito no centro da tampa um pequeno furo com auxílio de uma furadeira de menor calibre. Esse, serviria para entrada de água (antes de iniciar o aquecimento) e saída de vapor pressurizado. A unidade geradora de energia foi criada utilizando um cooler de computador velho, acoplado na altura da saída de vapor da caldeira, por uma base de alumínio também retirada da fonte do computador. O cooler foi acoplado de modo que suas “hélices” ficassem em frente a saída do vapor. O queimador foi confeccionado com tubos de ferro que foram soldados e lixados com uma lixa grosseira. A presente sequência de aulas permitiu aos alunos a visualização práticas de conhecimentos científicos, ou seja, a aplicação de conceitos trabalhos em Termoquímica em um sistema físico (usina termoelétrica) que tem impactos diretos nas suas vidas (produção de energia elétrica por meio da queima de combustíveis fósseis e a relação com o aumento da energia elétrica nas contas em épocas de seca, devido ao maior fornecimento de energia a partir das termoelétricas). Essas aulas permitiram que os alunos aprendessem alguns conceitos de termoquímica (transformação da energia, calor, processos endo e exotérmicos etc.) de forma efetiva, pois era necessário compreender tais conceitos para que o protótipo da termoelétrica funcionasse e produzisse a energia elétrica a partir da queima de um material combustível.

Conclusões

Em linhas gerais, metodologias que envolvam o aluno de forma efetiva podem contribuir para a construção de um aprendizado mais efetivo. Nesse relato de experiência, pudemos observar um maior envolvimento entre os estudantes e o conhecimento científico na montagem de um protótipo funcional de uma termoelétrica o que, por sua vez, possibilitou a melhor compreensão de conceitos relacionados à Termoquímica e discussões de aspectos sociopolíticos e econômicos relacionados à produção de energia elétrica no Brasil.

Agradecimentos

Referências

SANTOS, W. L. P.; SCHNETZLER, R. P. Educação em química: compromisso com a cidadania. Ijuí: Unijuí, 2008.

SANTO, J. M. E.; RANGEL, M. R. Uma proposta interdisciplinar no Ensino Médio entre Física e Química por meio de experimento de baixo custo: usina térmica. 2011. Monografia (Graduação em Ciências da Natureza – Licenciatura em Física e Licenciatura em Química) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense, Campos dos Goytacazes (RJ), 2011.