Prêmio Arcelor Mittal de Meio Ambiente 2016 Energia: Soluções Sustentáveis MARIA EMÍLIA CAIXETA MAIRY BARBOSA.

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1 Prêmio Arcelor Mittal de Meio Ambiente 2016 Energia: Soluções Sustentáveis MARIA EMÍLIA CAIXETA MAIRY BARBOSA

2 Prêmio 2016 Investigar e conhecer aspectos relacionados à busca de soluções energéticas sustentáveis

3 Objetivo Provocar os professores a auxiliarem os estudantes a pensar desafios e propor soluções no campo da energia, sejam para formas alternativas de energia, para produtos mais sustentáveis, para uso na indústria etc.

4 4  Sugestão recorrente nos relatórios de avaliação  Relevância mundial  2014 e 2024 é a “Década da Energia Sustentável para Todos” instituída pela ONU Justificativa do tema

5 Metas a serem cumpridas até 2030  Acesso universal a serviços modernos de energia;  Dobrar o índice global de melhora da eficiência energética;  Ter o dobro de energia renovável no mundo.

6 Ideias chave de energia A energia não surge do nada Sempre que a usamos, estamos na verdade usando um dispositivo que a transforma de um tipo em outro

7 Ideias fundamentais Conservação: Quantidade abstrata, mas que pode ser calculada, mantendo-se constante em toda a transformação. A quantidade total de energia no Universo é a mesma e só pode ser transformada Transformação: A energia não pode ser criada, nem destruída. Degradação: Embora se conserve, vai perdendo a capacidade de ser transformada porque parte se perde na forma de calor. Armazenamento: potencial gravitacional (associada a elevação); química (ligações/reações) e elástica (deformação de materiais) Fluxo ou transferência: forma de calor, trabalho mecânico, elétrico e radiação

8 Contextos Usinas de eletricidade Ciclos de energia nos processos naturais Conceitos disciplinares  Biologia: fluxo de energia sol e terra, fotossíntese, respiração, decomposição...  Química: reações e ligações  Física: fenômenos luminosos, elétricos, térmicos

9 Como a energia se manifesta (transforma)  Mecânica  Elétrica  Térmica  Luminosa  Química

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12 Para pensar... Que áreas/disciplinas ou campos de conhecimento têm algo a dizer sobre energia? Que desafios temos que enfrentar em relação à energia? Como podemos buscar modos mais sustentáveis de viver ?

13 Sobre o material Não é didático, nem paradidático Apresenta a ciência por trás de cada tópico Traz questões teóricas/conceituais de forma mais aprofundada para auxiliar na compreensão Apresenta sugestões de projetos por meio de questões provocadoras/motivadoras Sugere recursos como experimentos, vídeos, etc. Contém um seção Para saber mais para o aprofundamento do professor

14 Aspectos tratados no material pedagógico 1. Energia nos alimentos; 2. Energia dos combustíveis; 3. Energia na iluminação; 4. Produção de energia: hidrelétricas; 5. Produção de energia: termoelétricas; 6. Fontes alternativas de energia: solar; 7. Fontes alternativas de energia: eólica; 8. Energia móvel: pilhas e baterias; 9. Energia em casa: uso doméstico.

15 Como a energia é armazenada nos alimentos? Como podemos determinar a quantidade de energia liberada em um alimento? Todo tipo de alimento fornece a mesma quantidade de energia? O que é caloria? Como construir um instrumento para determinar a energia dos alimentos? Como podemos saber a energia que um alimento contém pela análise do rótulo? Como nosso corpo gasta energia dos alimentos? Como escolher os alimentos de forma a termos uma alimentação saudável? É possível transformar restos de alimentos em energia? 1. Energia nos alimentos

16 Alimentos mais e menos calóricos ou energéticos Dietas alimentares: rótulos, cálculos de ingestão e de consumo Saúde e qualidade de vida Calorímetros Transformação dos alimentos e transformação de energia Reações químicas e energia nas ligações Reações endo e exotérmicas Calorimetro e vela de banana 1min49s. https://www.youtube.com/watch?v=6tk2nd9oNushttps://www.youtube.com/watch?v=6tk2nd9oNus Conteúdos associados

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19 2. Energia dos combustíveis Principais combustíveis: fósseis e renováveis Como funciona uma refinaria de petróleo? Por quanto tempo teremos petróleo? Quanta área plantada com cana substitui todo o uso de gasolina por álcool? Quando vale a pena, financeiramente, utilizar o álcool etílico como combustível? Como funciona um biodigestor? Como podemos obter energia a partir do lixo? Em que lugares, no Brasil e no mundo, a energia é produzida a partir do lixo? É possível termos um carro movido apenas a água? Combustão completa e incompleta, 6min23s.https://www.youtube.com/watch?v=_ZTzPenoKGYhttps://www.youtube.com/watch?v=_ZTzPenoKGY

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21 3. Energia na iluminação Qual tipo de lâmpada é mais eficiente energeticamente: incandescente, fluorescente ou LEDs? Por que não podemos descartar lâmpadas fluorescentes no lixo comum? Como elas podem ser recicladas? Como a iluminação se desenvolveu ao longo do tempo? Como se pode fazer uma “lâmpada” de garrafa PET? Como ela funciona? Analisando a conta de luz: quanto da energia da sua casa é gasta com iluminação? Como alguns seres vivos, como vagalumes ou peixes que vivem no fundo do oceano, emitem luz? Pulseiras de luz 1min27s. http://pontociencia.org.br/experimentos/visualizar/pilulas-de-ciencia- pulseiras-de-luz/263http://pontociencia.org.br/experimentos/visualizar/pilulas-de-ciencia- pulseiras-de-luz/263

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23 4. Produção de energia: hidrelétricas Como funciona uma hidrelétrica? Como fazer um gerador de energia elétrica? Quais os impactos ambientais da produção de energia em uma hidrelétrica? Que países obtêm energia a partir de hidrelétricas? Quais são as usinas hidrelétricas em funcionamento no Brasil? Que tipo de profissionais trabalham em uma usina hidrelétrica? Como funciona uma usina hidrelétrica?, 2min4s https://www.youtube.com/watch?v=iYPMZamqSH4 https://www.youtube.com/watch?v=iYPMZamqSH4 Construção e o funcionamento de um gerador hidráulico (mini usina), 6min https://www.youtube.com/watch?v=XRByv1f_ugA

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26 5. Produção de energia: termoelétricas Como funciona uma usina termoelétrica? Quais os impactos ambientais da produção de energia em uma termoelétrica? Como funciona a chuva ácida? Que países obtêm energia a partir de termoelétricas? Quais são as usinas termoelétricas em funcionamento no Brasil? Que tipo de profissionais trabalham em uma usina termoelétrica? Como gerar energia só com água (gerador termoelétrico), 6min18s: https://www.youtube.com/watch?v=wLrXYMJs-q8 https://www.youtube.com/watch?v=wLrXYMJs-q8

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28 6. Fontes alternativas de energia: solar Como podemos construir um forno solar? Como podemos fazer um aquecedor de água solar caseiro? Como podemos fazer um purificador de água solar? destilador / dessalinizador? Como podemos fazer um carregador de celular com uma placa de painel fotovoltaico (mochila solar)? Como fazer fogo com água?, 2min: http://www.manualdomundo.com.br/2014/07/como-fazer- fogo-com-agua/ Forno solar com caixa de pizza?, 4min40s http://www.manualdomundo.com.br/2014/09/como-fazer-forno-solar-com-caixa-de-pizza/

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30 7. Fontes alternativas de energia: eólica O que é energia eólica? Como funciona uma turbina? O Brasil produz energia eólica? Como podemos ver a direção do vento? E como podemos medir a sua velocidade? O que é um parque eólico? Quais as condições necessárias para a construção de um parque eólico? Onde estão localizados os parques eólicos no Brasil? E no mundo? Energia eólica no Brasil, 3min20s: https://www.youtube.com/watch?v=ptY0ZOXfl-Q Minigerador eólico, 3min: https://www.youtube.com/watch?v=VKFpp1oljps&ebc=ANyPxKoYuIem6z2gh_b8tUtHBD2Yd2 p2VQD2eNKh8PaxbFWGVW2ynYdSSMCgkAYFhqX9ZY8aLnJsTsj4-mNG_1SdbE0vC53ayQ

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32 8. Energia móvel: pilhas e baterias Como podemos montar uma pilha com materiais caseiros? Como funciona uma pilha recarregável? Quais são os tipos mais importantes de pilhas e baterias? Quais baterias são usadas em carros elétricos? Quais são os impactos ambientais do descarte inapropriado de pilhas e baterias? É possível reciclar os materiais de pilhas e baterias? Como fazer bateria de latinha de alumínio, 5min: http://www.manualdomundo.com.br/2013/02/bateria-de-lata-de-aluminio/ http://www.manualdomundo.com.br/2013/02/bateria-de-lata-de-aluminio/ Como fazer lanterna com limão, 3min21s: http://www.manualdomundo.com.br/2010/11/como- fazer-lanterna-com-limao/

33 9. Energia em casa: uso doméstico O que é KWh? Que informações podemos tirar de uma conta de energia elétrica? Que aparelhos consomem mais energia em casa? Como funciona o relógio que mede o consumo de energia em casa? Quanto podemos economizar tirando aparelhos da tomada quando não estão em uso? Como funciona um chuveiro elétrico? O que acontece quando mudamos o seu ajuste de “inverno” para “verão”? Vídeo: Chuveiro esperto, 2min18s: https://www.youtube.com/watch?v=s1ZwjAaZP2Qhttps://www.youtube.com/watch?v=s1ZwjAaZP2Q Chuveiro cuja água muda de cor: http://www.ostentation.com.br/chuveiro-que-muda-de-cor-dependendo-do-gasto-de-agua/

34 Referências Documentos oficiais BRASIL. Parâmetros curriculares nacionais: ciências naturais. Secretaria de Educação Fundamental. Brasília: MEC/SEF, 1997. Livro para formação docente LIMA, Maria Emília Caixeta de Castro; LOUREIRO, Mairy Barbosa. Trilhas para ensinar ciências para crianças. Coleção Formação Docente. Editora Fino Traço: Belo Horizonte, 2013. Animações furnas - http://www.furnas.com.br/frmSOEnergiaEficienteAnimacoesJogos.aspx

35 Sites com experimentos e projetos de vários temas pontociência - http://pontociencia.org.br manual do mundo - http://www.manualdomundo.com.br/ feira de ciências - http://www.feiradeciencias.com.br/ Portal do Professor (MEC) - http://portaldoprofessor.mec.gov.br/buscarAulas.html Ciência na mão - http://www.cienciamao.usp.br/ Química Nova na Escola - http://qnesc.sbq.org.br/ A arte de aprender brincando - http://professorphardal.blogspot.com.br/ Ciência Hoje para as Crianças - http://chc.cienciahoje.uol.com.br/?s=energiahttp://chc.cienciahoje.uol.com.br/?s=energia Canal do YouTube do GEPEC- USP - https://www.youtube.com/channel/UC4xjE6V16jWqLuMSV4duvtQ https://www.youtube.com/channel/UC4xjE6V16jWqLuMSV4duvtQ

36 Livros de experimentos Química na cabeça: experimentos espetaculares para fazer em casa ou na escola Alfredo Luis Mateus, editora UFMG, 2001. Química na cabeça 2: mais experimentos espetaculares para fazer em casa ou na escola Alfredo Luis Mateus, editora UFMG, 2010. Ciência na tela: experimentos no retroprojetor Alfredo Luis Mateus, Helder de Figueiredo e Paula e Débora D´Ávila Reis, editora UFMG, 2009. Manual do mundo: 50 experimentos para fazer em casa Alfredo Luis Mateus e Iberê Tenório, editora Sextante, 2014. Física mais que divertida: inventos eletrizantes Eduardo de Campos Valadares, editora UFMG, 3a edição, 2012.