Edição 2060, 14 de maio de 2008

Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias - Física

Sol e ondas para salvar o planeta

Examine com a garotada as novas promessas contidas nas fontes energéticas alternativas

Efeito Garrafa Térmica Quatro aulas Transmissão de calor e conversão de energia Analisar e discutir as fontes alternativas de energia baseadas no aproveitamento da luz solar e das ondas oceânicas

A discussão sobre uma possível falta de energia saiu dos gabinetes do governo e hoje faz parte do dia-a-dia da população. Constantemente somos alertados pela mídia quanto a um provável apagão energético. Além disso, são freqüentes as notícias sobre os efeitos danosos ao meio ambiente causados por diversas fontes de energia, como as usinas termelétricas, as nucleares etc. A reportagem de VEJA pode ser o ponto de partida para discutir com a garotada a respeito da importância de se desenvolverem fontes alternativas capazes de suprimir a crescente demanda de energia e, quem sabe, substituir as fontes convencionais.
 
Atividades
1ª aula – Inicie falando como a energia elétrica é essencial para o modo de vida moderno. Como os alunos imaginam que seria um dia sem luz, em casa, na escola, no trabalho? O que pararia? O que continuaria funcionando? Que atividades seriam viabilizadas nessa situação? Introduza o conceito de “apagão” elétrico, ou blackout, e discuta as causas disso. Em seguida, divida a turma em grupos e encomende uma lista de eletrodomésticos utilizados em casa e, a partir disso, uma estimativa da quantidade de energia que consomem. Quando todos terminarem, determine com a moçada o consumo médio de uma família representativa da classe. Depois compare os dados estimados com aqueles fornecidos pela companhias energéticas (isso pode ser obtido na internet). Para encerrar a aula, examine as ações que todos podem realizar para diminuir esse gasto. Chame a atenção para o crescente desperdício gerado por inúmeros aparelhos que, aparentemente inativos, permanecem ligados no modo stand by, chegando a representar 10% do consumo energético residencial.
 
2ª aula – Converse sobre as diferentes fontes de energia e suas variadas formas de classificação (renováveis, não renováveis, alternativas, convencionais, limpas etc.). Quais são as fontes alternativas que os alunos conhecem? Anote as sugestões no quadro-negro e discuta os critérios utilizados para ordená-las. Em seguida, forme novamente os grupos para a leitura conjunta de VEJA. Peça que calculem, em reais, o custo do quilowatt-hora gerado por usinas termelétricas, hidrelétricas, oceânicas, eólicas, solares térmicas e fotovoltaicas. Considerando a média diária de radiação solar sobre o território brasileiro igual a 5,5 kWh/m2, proponha que avaliem qual seria a energia elétrica gerada por uma placa fotovoltaica ideal que tivesse o tamanho do Brasil (área total de aproximadamente 8.500.000 km2) e eficiência de 25% (média obtida com essas placas). Com os dados da aula anterior (energia consumida em casa), sugira que façam também uma estimativa de quantas casas poderiam ser alimentadas pela energia assim produzida. Para encerrar, distribua o quadro “Aquecedor Solar” (abaixo) e oriente os grupos a realizar o experimento ali sugerido.

 
3ª e 4ª aulas – Retome a reportagem da revista, divida a turma em grupos e distribua o quadro “Usina Flutuante” (abaixo) para cada equipe. Peça que analisem as diversas transformações de energia envolvidas na produção de eletricidade pela usina solar térmica e pela usina marinha. A energia cinética das ondas realiza trabalho sobre a tubulação, aumentando a energia cinética do fluido lá contido. Este, por sua vez, transfere energia cinética para as turbinas, que a transformam em eletricidade. Recomende que comparem com as transformações de energia envolvidas em outras fontes, como as termelétricas, as hidrelétricas e as fotovoltaicas, por exemplo, apontando semelhanças e diferenças ao longo dos processos.

Depois, passe para a discussão do experimento realizado. Conte que um recurso baseado no mesmo princípio foi idealizado pelo grego Arquimedes para salvar a cidade de Siracusa da invasão romana. Desafie-os, então, a resolver o problema do quadro “Luz Solar Salva Siracusa” (abaixo).

Plano elaborado por Gustavo Isaac Killner, professor de Física do Colégio Santa Cruz, de São Paulo