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Projetos Integradores – Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Projetos Integradores – Ciências da Natureza e suas Tecnologias

SEQUÊNCIA DIDÁTICA 8 – FONTES DE ENERGIA SUSTENTÁVEIS

           Atenção Professor! Essa proposta foi pensada de modo a atender ao ensino remoto de emergência, todos os seus procedimentos e etapas possuem indicações de como adaptá-la ao ambiente virtual.

Etapa de ensino

Médio, com foco no 3º ano

Tempo estimado

6 a 8 aulas

Objetivos

  • Conhecer os diferentes tipos de energia e seus mecanismos de conversão e conservação;
  • Reconhecer fontes de energia sustentáveis, suas origens e seus processos de geração;
  • Desenvolvero pensamento crítico a respeito das diferentes fontes de energia sustentáveis e seus impactos biológicos, ambientais, sociais, culturais e econômicos.

Componentes curriculares contemplados

  • Física –o que é energia;tipos de energia; como funciona uma turbina eólica; como funcionam as placas fotovoltaicas; potência e rendimento; como diminuir perdas na transmissão de energia.
  • Química – Obtenção de energia elétrica por reações químicas.
  • Biologia – Implicações do uso de energias sustentáveis em diversas populações, tais como energia eólica e populações de aves (fluxo migratório); energia hidroelétrica e populações de peixes e outros animais aquáticos.
  • História – Meio ambiente; mudanças nas formas de obtenção de energia e impactos sociais;
  • Geografia – Países que mais produzem e consomem energia sustentável; implicações da mudança da matriz energética na economia; aquecimento global.

Competências e habilidades desenvolvidas

  • Competências Gerais: 1, 2 e 7
  • Competências Específicas: 1 e 3
  • Habilidades: EM13CNT101; EM13CNT104; EM13CNT106; EM13CNT309

Introdução

            O que são energias sustentáveis?Antes de responder a essa pergunta, podemos nos questionar acerca do que é energia e quais são os seus tipos. Não existe uma definição exata e objetiva para o que é energia, mas conseguimos identificá-la como a capacidade de realizar trabalho ou produzir calor.

            Quando estamos estudando esse assunto em física, identificamos uma série de tipos de energia, tais como:

  • Energia cinética;
  • Energia potencial:
  • Gravitacional,
  • Elástica;
  • Energia elétrica;
  • Energia térmica;
  • Energia luminosa;
  • Energia sonora;
  • Energia química;
  • Energia nuclear etc.

            Desde a Pré-História observamos a necessidade do ser humano de produzir energia (naquela época, a produção do fogo foi de fundamental importância tanto para a sobrevivência quanto parao conforto). À medida que a população crescia e o modo de vida se modificava, ficou ainda mais evidente essa dependência do ser humano por fontes energéticas.

            Nesse processo, o ser humano passou a poluir cada vez mais o meio ambiente, visto que a maior parte da energia produzida mundialmente ainda hoje advém principalmente da queima de combustíveis fósseis (petróleo, carvão mineral, gás natural), que além de serem extremamente poluentes, são uma fonte considerada não-renovável, ou seja, demoraria muito tempo para serem renovadas e suas reservas atuais podem se esgotar em poucas décadas.

            A procura por fontes que degradassem menos o meio ambiente e fossem consideradas renováveispassou a ser imprescindível. E é exatamente neste contexto que surgiu o conceito de fontes de energia sustentáveis, como:

  • Energia hidroelétrica;
  • Energia solar;
  • Energia eólica;
  • Energia das ondas;
  • Energia geotérmica;
  • Bioenergia (biocombustíveis, biomassa).

            Em 2015, os 193 Estados-membros da ONU entraram em acordo e estabeleceram uma agenda, intitulada “Transformando Nosso Mundo: a Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável”. O objetivo número 7 dessa agenda é “Energia Limpa e Acessível: Assegurar o acesso confiável, sustentável, moderno e a preço acessível à energia para todas e todos”.

            Cerca de 13% da energia produzida no mundo é advinda de energias sustentáveis. Os motivos para essa porcentagem tão baixa são os mais diversos. Em geral, energias sustentáveis dependem ou da localização ou da época do ano ou se é dia, noite…  E diante de uma sociedade que só cresce e a cada dia exige mais conforto e consumo, esse tipo de energia ainda encontra certa resistência e falta de investimentos.

Procedimentos metodológicos

Etapa 1

– Inicie a abordagem do tema realizando um debate com os alunos a respeito do que seria energia e quais situações cotidianas nos fazem pensar nesse conceito;apresente exemplos relacionados à transformação de um tipo de energia em outro (exemplo: televisão – transformação de energia elétrica em energia luminosa e sonora).

– Acesse um simulador online (link para acesso: https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms-and-changes/latest/energy-forms-and-changes_pt_BR.html) que aborda alguns exemplos de tipos e transformações de energia; para essa atividade, no ambiente escolar, você pode conduzir os alunos ao laboratório de informática ou utilizar um computador com acesso à internet e aparelho retroprojetor; no ambiente virtual, ative o recurso de compartilhamento de tela;

– No simulador, a aba selecionada deve ser a de “Sistemas”;alterne as formas de geração de energia e sua aplicação final;analise junto com os estudantes as mais variadas situações, por exemplo, quando se escolhe o Sol como gerador de energia, com a utilização de placas solares, pode-se mudar um fator relacionado à quantidade de nuvens presente no local, o que faz com que as placas recebam mais ou menos incidência de raios solares.

– Após essa análise, faça questionamentos relacionados ao simulador, por exemplo: a quantidade de nuvens tem influência na geração de energia elétrica ou térmica via energia solar? A quantidade de água tem influência na geração de energia via moinho? Quanto mais rápido um ciclista pedala, ele gera mais ou menos energia?

– Para a próxima aula, solicite aos alunos que acessem o simulador e analisem todas as possibilidades; peça a eles que façam uma ligação entre os tipos de energias utilizadas(geradoras) e o tipo de energia que se obtém ao final de cada processo;e uma pesquisa sobre quais são os tipos de energia mais utilizados atualmente.

Etapa 2

– Considerando que os alunos realizaram a pesquisa solicitada na aula anterior, questione-os sobre quais ligações conseguiram encontrar, além daquelas já abordadas em sala de aula. Pergunte também como é a matriz energética mundial atual.

– A fim de introduzir o estudo sobre as energias sustentáveis, faça os seguintes questionamentos aos alunos: O que vocês acham da matriz energética mundial? Quais os problemas que essas fontes de energia mais utilizadas podem causar ao meio ambiente e ao ser humano?

– Apresente aos alunos o episódio Energias Renováveis do Programa Biosfera da Fundação José de Paiva Netto, (link de acesso: https://www.youtube.com/watch?v=A0bPm_Vl_JM); no ambiente escolar, utilize computador com acesso à internet e aparelho retroprojetor; no ambiente virtual, você pode optar por compartilhamento de tela e assistir ao episódio junto com os alunos.

– Após assistir ao vídeo, discuta com os alunos o que viria a ser energia sustentável;peça para que eles deem exemplos desse tipo de energia e opinem sobre sua utilização, com base nos conhecimentos adquiridos até então; pergunte também se eles já viram esse tipo de energia pessoalmente (placas solares, usinas hidroelétricas, parques eólicos);

– Conclua a aula dividindo a turma em 4 grupos; cada grupo ficará responsável por um tipo de energia sustentável: eólica, hidroelétrica, biomassa e solar;

-Peça para os alunos realizarem uma pesquisa sobre como ocorre a transformação de cada um desses tipos de energia em energia elétrica, bem como os prós e contras de sua utilização sob os pontos de vista biológico, social, econômico e cultural.

Etapa 3

Professor(a), todos os procedimentos dessa etapa podem ser executados tanto no ambiente escolar quanto no ambiente virtual.

– Considerando o que foi visto nas aulas anteriores e que os alunos realizaram a pesquisa solicitada anteriormente, realize um debate coletivo sobre o processo de transformação das principais fontes de energia sustentáveis em energia elétrica.

– Informe à turma que agora chegou o momento de eles defenderem suas opiniões por meio do gênero discursivo debate. Para cada grupo formado na aula anterior, siga os seguintes passos:

  • Divida o grupo em dois, aqueles que serão contra e aqueles que serão a favor da implementação de energias sustentáveis como fundamento da matriz energética mundial;
  • Informe a eles que os argumentos levantados terão que considerar os aspectos biológicos, sociais, econômicos e culturais para a adoção ou não de fontes de energia sustentáveis;
  • Inicie o debate,como professor, você deve ser o mediador;
  • Ao final, informe que não há vencedor nesse debate, a intenção é avaliar os alunos quanto aos conhecimentos adquiridos, pensamento crítico e capacidade de argumentação;
  • Por fim, para fixação do conteúdo, sempre faça um esquema ou mapa conceitual resumindo quais seriam os principais pontos a favor e contra o uso de fontes de energia sustentáveis.

– Encerre essa atividade elegendo com os alunos o melhor modelo de matriz energética para o mundo hoje.

Matérias Necessários

Para o ambiente escolar, computador com acesso à internet edatashow.

Sugestões de leitura

Livro – Energia nossa de cada dia(1998), Valdir Montanari.

Artigo – Energia Sustentável: informações essenciais para você entender o assunto.

Disponível em: https://blog.bluesol.com.br/energia-sustentavel-informacoesessenciais/#:~:text=EnergiasustentA1velAtodaa,ouagravamentodosimpactosambientais

Artigo – O que você precisa saber sobre energia renovável

Disponível em: https://cebds.org/o-que-voce-precisa-saber-sobre-energia-renovavel/

Sugestão de vídeos

Documentário – Geração de energia

Programa Biosfera – Episódio Energias Renováveis

 

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