REVISTA STEAM - 1º EDIÇÃO

REVISTA STEAM

Revista STEAM 1º Edição 1º, 2º e 3º Série do Ensino Médio Volume 1

Coordenação do segmento Rogério Tognetti 1º EDIÇÃO SÃO PAUO 2022

Presidente

Milton Flávio Moura

Chanceler

Rev. Dr. Robinson Grangeiro Monteiro

Diretoria de Ensino, Pesquisa e Inovação Dr. Carlos César Bof Bufon

Diretoria de Relações Institucionais

Dr. Walter Eustáquio Ribeiro Diretor de Finanças Dr. Denys Cornélio Rosa

Diretor de Estratégia e Negócios

Dr. André Ricardo de Almeida Ribeiro

Diretoria de Saúde e Faculdades

Dr. Luiz Roberto Martins Rocha

Superintendente de Educação Técnica e Básica

Drª Márcia Cristina Dantas Leite Braz

Consultora Gestão Escolar Sueli Silva de Almeida

EDIÇÃO

Diretora do Colégio Presbiteriano Mackenzie São Paulo

Prof.ª Marcia de Oliveira Regis

Assessor Pedagógico

Prof. Adriano Bareia Francisco

Coordenadora de Tecnologia Educacional

Prof.ª Debora Valletta Coordenador do Ensino Médio

Prof. Rogério Tognetti

Orientador Pedagógico

Prof. Cleiton Silva Marques

Orientadoras Educacionais

Prof.ª Anaqueila Garcia de Barros

Profª. Patrícia Bertachini Bissetti

Prof.ª Tathiana Machado de Queiroz

Designer Educacional

Thiago David Cavaletti

Prof. Marcia

Prof. Cleiton

“[...] se ministério, dediquemo-nos ao ministério; ou o

Diante das transformações na sociedade impactadas pelas tecnologias e seus serviços gem significativa, oportunizando a formação dos nossos estudantes mackenzistas para competências do currículo de Tecnologia Educacional (TE) alinhado a BNCC e SEMACK. no uso das tecnologias e que ele as reconheça como ferramentas que possibilitam a expansão são realizadas por meio de desafios lançados pelos professores e designer educacional (ODS), Unesco, entre outros.

É com imensa alegria e gratidão a Deus que, convidamos você a navegar e apreciar estudantil, os nossos professores orientadores e equipes pedagógicas para relembrarmos que se destacaram neste ano para, inspirar futuras ações que promovam o protagonismo

Boa leitura ;)

o que ensina esmere-se no fazê-lo;” Romanos, 12: 7

serviços (Internet), a escola tornou-se um ambiente de experimentação para a aprendizapara o exercício pleno da cidadania. O programa STEAM visa desenvolver as habilidades e SEMACK. O currículo de TE se propõe a “Educar o estudante para que ele se torne proficiente expansão de seu aprendizado acadêmico e para o bem do próximo”. Parte das atividades educacional (TE), envolvendo temas relacionados aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável apreciar a leitura da primeira edição da Revista STEAM. Vamos celebrar o protagonismo relembrarmos parte dos projetos desenvolvidos e conhecer a revista digital. Ela traz os projetos protagonismo estudantil no ambiente escolar.

Por Débora Valletta, coordenadora de Tecnologia Educacional

CORPO DOCENTE

FÍSICA

Gustavo Ribeiro Araujo

Lucyano Goncalves Santicioli Reinaldo Borges Junior

QUÍMICA

Alexandre Donizete Marquioreto Filippo Mario Nazareno Gomes Fogaccia Silvana Aparecida Azzolini

BIOLOGIA

Cleiton Silva Marques Thiago Mendes dos Santos

MATEMÁTICA

William Febronio de Mattos Alexandre Klerer

PAX

3B05 - GUSTAVO GONZALVES, LARISSA MARCHETTI E SILVA, MARIANA RODRIGUES SALES, RAFAELA BOGADO DI RAIMO, THEO INJAE TAE, YESHIM PARK

MAGNETOM

1B11 - CAIO HENRIQUE, ISIS LOTURCO, JOHANNA BOF, LETICIA DE CAMPO, SAMUEL CIA, STEPHANIE DA SILVA.

LIPOFIBRA

2B06 - BEATRIZ FREITAS, CAMILA MORGADO, DANIEL BONURA, ELISA BARROS, GABRIELA CARDOSO, MARIA LAURA

SEAGRAPH

2B06 - MANUELA CASTELLINI, NICOLE CRISTINA, RAFAELA, REBECA RIBEIRO, RITA DE CÁSSIA

A BASE COMO AGENTE TRANSFORMADOR

2B04 - AMANDA, BÁRBARA, BEATRIZ, BIANCA, GABRIELA GIORGHE, NICOLAS

GRAPHEXIT

2B06 - ANDREY CHIQUETTO, ENZO MAFRA, DANIEL BARROS, GUSTAVO CANELHAS, JOSÉ GUILHERME BLAT, VICTOR HUGO SILVA

SEALUNG

2B06 - GIOVANNA DE PAULA, JOÃO PAULO DOS SANTOS, LAURA FALCÃO, MARIA TEREZA, RAFAEL JOHAN, STELLA HENRY, RACHEL BARIN, SAMUEL MARTINS

MAR AZUL

1B07 - ANGELO, DE PAULA, BEATRIZ GOULART, CAROLINA RAMALHO, FERNANDA PRUDÊNCIO, MARIANA CAMARGO E JÚLIA LAGUNA.

SINAL VERMELHO

3B07 - LUCAS MOBILE, LEONARDO MORGADO, GUSTAVO CARDOSO, FERNANDA CURY, ANA JÚLIA GODOI

LEARN

3B08 - ADRIEL, GABRIEL, GUILHERME

PAX - Agrotóxic

Resumo

Introdução e Objetivo

O nosso trabalho visa abordar o uso de agrotóxicos e seus malefícios para a saúde humana e para o meio ambiente. O Brasil, desde os anos 2000, é o país que mais importa o produto para o mundo. Pesquisas apontam que ocorrem mais de 200 mil mortes por ano por problemas gerados pelo uso do agrotóxico, sendo que a maioria ocorre em países em desenvolvimento. É necessário que esse assunto seja mais abordado já que interfere na vida das pessoas que comem e das pessoas que trabalham com isso, além de interferir no futuro das próximas gerações e da natureza. O método escolhido por nossa sala foi o escape room, a fim de ensinar de forma divertida e inclusiva. Em nosso trabalho, o expectador faria o papel de um detetive e precisaria descobrir a causa da morte de Marcos, um agricultor de uma fazenda de manga. O projeto contava com um banner com informações importantes sobre o trabalho, um quadro de detetive em que havia fatores que possibilitassem a descoberta do caso e, por último, um minimercado onde a pessoa faria a compra de vegetais com sintomas leves do abuso de agrotóxico.

No século XVIII, com o avanço do sistema capitalista, o uso exagerado de agrotóxicos na agricultura tornou-se um problema. A ingestão de alimentos cultivados com excesso desse produto gera, a longo prazo, doenças graves, afetando, além do ser humano, o meio ambiente. Inicialmente, os agrotóxicos foram criados como uma arma química durante a Primeira Guerra Mundial, antes da proibição de armas como essa em 1899. É necessário que esse assunto seja mais abordado já que interfere na vida das pessoas que comem e das pessoas que trabalham com isso, além de interferir no futuro das próximas gerações e da natureza.

Metodologia

Nós escolhemos a forma de escape room a fim de ensinar de forma divertida e inclusiva. Em nosso trabalho, o expectador faria o papel de um detetive e precisaria descobrir a causa da morte de Marcos, um agricultor de uma fazenda de manga. O projeto contava com um banner com informações importantes sobre o trabalho, um quadro de detetive em que havia fatores que possibilitassem a descoberta do caso e, por último, um minimercado onde a pessoa faria a compra de vegetais com sintomas leves do abuso de agrotóxico.

Questão problema

Primeiramente, para que servem os agrotóxicos? Eles são produtos químicos usados geralmente na agricultura de grande escala para evitar a proliferação de pragas, para proteger a vegetação de doenças e controlar o número de plantas invasoras. Infelizmente o seu uso indevido traz diversos malefícios aos consumidores do alimento e, principalmente, às pessoas que trabalham com isso. Pesquisas apontam que ocorrem mais de 200 mil mortes por ano no mundo por problemas gerados pelo uso do agrotóxico, sendo que a maioria ocorre em países em desenvolvimento. Alguns dos problemas que podem ser causados são: tonturas, cólicas abdominais, náuseas, vômitos e dificuldades respiratórias, porém, caso haja uma exposição por um tempo maior, as complicações pioram, podendo ir de paralisias à lesão cerebral e tumores.

Discussão

Desde os anos 2000, o Brasil foi considerado o país com maior taxa de importação de agrotóxicos. O uso do produto não afeta apenas a saúde do trabalhador, afeta também a saúde de sua família, do consumidor, do solo, além de causar poluição e intoxicações.

Entre 2007 e 2011, segundo dados do Sistema de Informação de Agravos de Notificação (SINAN), houve um crescimento de 67,4% de novos casos de acidentes de trabalho não fatais devido a agrotóxicos, e o coeficiente de intoxicações aumentou em 126,8%, crescimento este maior entre as mulheres (178%).1 Nosso intuito com este trabalho é mostrar como o ser humano sofre com o abuso dos agrotóxicos. Decidimos fazer um escape a fim de incluir pessoas de todas as idades. O escape iniciará com uma marcação de corpo no meio da sala/estande e contará com uma bancada com documentos, quadro com pistas e um minimercado no canto da sala. A história contada será a de um pequeno agricultor que fez mau uso de pesticidas, que acabou perdendo sua família e falecendo de insuficiência cardíaca. Ao fim do trajeto, haverá um jornal feito pelos estudantes a fim de mostrar que existem diversos casos de morte e doenças causadas por agrotóxicos.

Os agrotóxicos vão além dos usados na agropecuária, também constam no uso doméstico em inseticidas, fungicidas, acaricidas, nematicidas, herbicidas, bactericidas e vermífugos. Ao analisar os rótulos do inseticida DDT (pode representar-se por C14H9 Cl5); do herbicida ROUNDUP (cujo componente ativo se pode representar por C3 H8 O5 NP); do fungicida DITHANE NT (cujo componente ativo integra o grupo dos ditiocarbamatos e designa-se MANCOZEBE).

Os inseticidas fazem parte do grupo organofosforados, carbamatos, organoclorados e piretróides, que podem causar, caso haja uma intoxicação aguda, fraqueza, cólica, vômito, espasmos musculares, convulsões e, caso haja uma intoxicação crônica, arritmia cardíaca, alergias, bronquite e alterações cromossomiais. Os fungicidas fazem parte do grupo dos ditiocarbamatos, fentalamidas, dinitrofenóis e pentaclorofenol. Seus efeitos de intoxicação leve consistem em tontura, vômito, tremores musculares e dor de cabeça. Caso haja uma exposição por maior tempo ou maior quantidade, pode ocorrer alergia respiratória, dermatites, doença de parkinson e cânceres. E, por último, os herbicidas são do grupo fenoxiacéticos ou dos dipiridilos. Seu uso indevido pode causar perda de apetite, enjoo, vômito, fasciculação muscular, sangramento nasal, fraqueza, desmaio e conjuntivite. Seus efeitos duradouros podem conter cânceres, teratogênese, lesões hepáticas, dermatite e fibrose. Infelizmente, isso não é apenas ficção, e podem ser encontradas várias histórias reais em que pessoas são infectadas e, às vezes, vão a óbito por conta do produto. Em Lucas do Rio Verde, município do estado do Mato Grosso, ocorreu um estudo que encontrou traços de agrotóxicos no leite materno de 62 mulheres. Com isso, não apenas a mãe como também o bebê podem ser prejudicados. No Pantanal há a Bacia Hidrográfica do Alto Taquari, que é uma das principais áreas da rede de drenagem da Bacia do Alto Paraguai. O que ocorre lá prova que não apenas o solo é afetado, mas também recursos hídricos e, consequentemente, a fauna da região acabam sofrendo com o mau uso dos agrotóxicos. Com o avanço da agropecuária, com o abuso dos produtos, é considerada uma das principais preocupações da sociedade, por medo dos resíduos afetarem a sustentabilidade dos ecossistemas aquáticos do Pantanal e também atingirem a saúde do homem pelas cadeias alimentares.

Como já foi deixado claro, o uso indevido de agrotóxicos faz mal, não só à saúde humana, mas também ao meio ambiente. Por isso, é necessário que haja outras opções, como o uso de pesticidas naturais que podem ser resumidos na criação de insetos e de outros animais como joaninhas, ácaros predadores, fungos e até galinhas, que se alimentam de pragas que podem danificar a plantação.

Os alimentos orgânicos são uma das maiores alternativas para o desuso dos agrotóxicos, dentre seus benefícios, temos produtos: -mais frescos e suculentos; -mais nutritivos; -saudáveis (menos processados).

Entretanto, existem desvantagens que desanimam os produtores a utilizar os alimentos orgânicos, pois os produtos têm:

-estética inferior (influenciando a não consumir); -prazo de validade significativamente menor (não é economicamente benéfico e aumenta o desperdício); -preços elevados.

Os alimentos transgênicos fazem uso da alteração genética para ampliar a produtividade, melhorar a qualidade e a resistência aos herbicidas. Porém, podem causar alergias, elevar o uso de agrotóxicos e aumentar a resistência humana aos antibióticos.

Conclusão

A partir dos resultados, podemos inferir que a exposição indireta aos agrotóxicos afeta a saúde de diversas pessoas. O tempo em que eles estiveram expostos aos agrotóxicos está associado a alterações bioquímicas e apresenta uma relação direta com o estado nutricional e alguns marcadores que sugerem possível contaminação por agrotóxicos, culminando em impactos negativos para a saúde dasmulheres. Ademais, a maioria dos estudos que investigam danos à saúde causados por agrotóxicos é com agricultores expostos diretamente. Portanto, é importante que mais estudos sejam realizados não apenas com os trabalhadores, mas também com parentes próximos, uma vez que estes não estão isentos dos efeitos desses produtos.

Autores

Gustavo Gonçalves, Larissa Marchetti, Mariana Sales, Rafaela Bogado, Theo Injae, Yeshin Park.

BIBLIOGRAFIA

https://periodicos.ufsm.br/revistadireito/article/view/8280

https://mundoeducacao.uol.com.br/saude-bem-estar/os-agrotoxicos-nossa-saude.htm#:~:text=A%20intoxica%C3%A7%C3%A3o%20por%20agrot%C3%B3xicos%20pode,e%20at%C3%A9%20mesmo%20 a%20morte.

https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/49220

https://www.periodicorease.pro.br/rease/article/view/3157

https://www.scielo.br/j/sdeb/a/bGBYRZvVVKMrV4yzqfwwKtP/?format=pdf https://www.scielosp.org/article/csp/2014.v30n7/1360-1362/pt/

https://periodicos.ufv.br/rbas/article/view/12893/6994

https://www.scielo.br/j/csc/a/7DTpVnghMtk89q89JR43CHJ/?lang=pt&format=html

https://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/rbi/article/view/8649104/15653 https://www.lucasdorioverde.mt.gov.br/site/noticias/1438

http://www.revista.liberato.com.br/index.php/revista/article/view/142/132

https://bhrecicla.com.br/blog/4-alternativas-naturais-que-podem-substituir-pesticidas/

Magnetom

Resumo

Desenvolvimento do Projeto

O Magnetom é uma garra mecânica movida por sistema de Arduino e com um imã na ponta. Ele retira o petróleo da água através de nanopartículas magnéticas, que se misturam ao combustível e são atraídas pelo imã, possibilitando a retirada do poluente da água.

Introdução teórica

Os vazamentos de petróleo nas águas causam diversos danos para o meio ambiente, como a intoxicação de animais marinhos. Um dos maiores derramamentos do óleo na história ocorreu no dia 30 de agosto de 2021, no Brasil, e alcançou a faixa litorânea em uma extensão de 4.334 km, incluindo 11 estados do Nordeste e Sudeste. Diante de tal problema, foi desenvolvido um mecanismo para facilitar a remoção do poluente nos oceanos, que consiste em nanopartículas magnéticas que são despejadas sobre o vazamento. Elas se juntam ao petróleo e mantêm suas propriedades magnéticas. Dessa maneira, uma garra mecânica movida à Arduino, e que possui um imã de neodímio na ponta, consegue retirar essa mistura da água alcançando uma eficácia de cerca de 50%.

O projeto teve como base o Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 6.3, que possui seu foco na retirada de resíduos da água. O Magnetom é voltado para vazamentos de petróleo na água de rios e mares, por exemplo. Ele começaria a ser utilizado após o acidente ocorrer e a mancha estar isolada com as barragens, que habitualmente já são utilizadas em casos de derramamentos petrolíferos. As nanopartículas seriam despejadas na área através de um helicóptero ou drone, a depender da situação. Após aguardar de 1 a 2 minutos, as partículas estariam parcialmente ligadas ao petróleo e o Magnetom atrelado à borda de um barco iria até o local. O movimento da garra atinge 180° na base para a esquerda e para a direita e movimenta-se para cima e para baixo. O imã na ponta atrairia a mistura retirando uma quantidade de petróleo da água. O processo poderia ser repetido quantas vezes se fizer necessário, visando reduzir a mancha ao máximo. Estando fora do mar, o poluente seria levado para o descarte correto.

As nanopartículas utilizadas são compostas de magnetita, substância formada por ferro II e III, que garantem as propriedades magnéticas, e por oxigênio.

Ela possui íons ao seu redor, que se conectam parcialmente com o petróleo, sendo capaz de retirar aproximadamente 50% do poluente da água. A eficácia deste procedimento só não é maior pois o petróleo é apolar e a magnetita, polar.

Para tornar a nanopartícula mais eficiente, uma capa orgânica poderia ser adicionada à magnetita tornando tanto ela quanto o petróleo apolares. Essa medida não foi explorada.

Metodologia e Materiais

O projeto foi iniciado com a técnica da “chuva de ideias”, onde o grupo levantou várias possibilidades relacionadas ao tema apresentado pelos professores orientadores. Foi selecionada a proposta de trabalharmos a retirada do petróleo da água através da separação magnética utilizando as nanopartículas magnéticas. Estas foram doadas por um professor da faculdade.

A garra mecânica foi confeccionada em MDF, com o uso de uma cortadora a laser e montada com parafusos e porcas. Para se movimentar foi utilizado um sistema de Arduino com a programação, responsável por comandos à garra. Na ponta da garra foi amarrado um fio e este possui um imã na ponta que atrai a mistura das nanopartículas com o óleo.

Resultados e Discussões

A reação das nanopartículas com o óleo foi a que demandou o maior número de testes. A ideia inicial seria recobrir o imã presente na ponta da linha amarrada na garra com uma esponja para que a mistura de nanopartículas e óleo fosse atraída e o óleo absorvido. Porém ela não foi capaz de retirar uma quantidade do óleo que fosse visível para ilustração. Esse foi o primeiro teste, com uma gota de óleo na água e uma pequena quantidade de nanopartículas.

Outra dificuldade encontrada foi o fato de, ao serem despejadas em uma gota de óleo, uma parte considerável das nanopartículas afundarem no recipiente. Foi feito um segundo teste no qual havia apenas o óleo e as nanopartículas, eles formaram uma mistura homogênea, após mexidos com uma colher, que foi atraída pelo imã. Quando esta não foi mexida em uma terceira tentativa, os reagentes se misturaram parcialmente após uma espera de 2 minutos e a parte com as nanopartículas foi atraída. A partir desse momento houve a certeza de que eles conseguiam se misturar.

No quarto teste foi colocado em um pequeno pote: água, uma fina camada de óleo e as nanopartículas salpicadas na tentativa de que não houvesse um acúmulo capaz de afundá-las. Uma parte ainda desceu, mas foi possível ver o óleo mais preto por conta das nanopartículas e este foi atraído. Depois o frasco foi agitado e o resultado pareceu ser melhor.

Autores

Caio

Turma

1B11

Henrique Soares da Silva, Isis Quinalia Loturco, Johanna Tscherne Bof, Letícia de Campo Falcão Pereira, Samuel Sales Cia, Stephanie da Silva Ribeiro.

BIBLIOGRAFIA

Santos, V. “Danos causados por vazamento de petróleo nos oceanos”, https://mundoeducacao.uol.com. br/quimica/danos-causados-por-vazamentos-petroleo-nos-oceanos.htm

Pena, P., Northcross, A., Lima, M. and Rêgo, R. (2020) “Derramamento de óleo bruto na costa brasileira em 2019: emergência em saúde pública em questão”, https://www.scielo.br/j/csp/a/RdpV54PDWjxktvSjhJRCvTP , January https://brasil.un.org

https://www.jopeu.org/spdfs/dissolver.oleos.agua.pdf

“Nanoparticles and Magnets Offer New Efficient Method of Removing Oil”, cockrell.utexas.edu (2017) https://cockrell.utexas.edu/news/archive/8222-removeoilfromwater-daigle

Tasca, R., Almeida, J., Silva, D., Melo, F. and Toma, H. (2015) “Desenvolvendo Habilidades e Conceitos de Nanotecnologia no Ensino Médio por Meio de Experimento Didático Envolvendo Preparação e Aplicação de Nanopartículas Superparamagnéticas”, Quím. nova esc., vol. 37, nº 3. p. 236-240

Lipofibra - Projeto selecionado para

Resumo

O vazamento de óleo é um problema recorrente no litoral brasileiro, sendo responsável pela contaminação dos cursos d’água e pelo perecimento da fauna marinha local, além de afetar as atividades econômicas e a vida nas comunidades costeiras. Além disso, o descarte incorreto do óleo de cozinha nas residências pode também trazer graves consequências ao meio ambiente. Tendo isso em vista, os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU propõem a preservação e o uso sustentável da água dos rios, mares e oceanos, ponto norteador para a criação do projeto Lipofibra. Este artigo tem como principal objetivo a avaliação das taxas de adsorção de óleo pelas fibras de duas frutas populares na flora brasileira: coco e abacaxi. Dessa forma, essas fibras, as quais podem ser obtidas a partir de técnicas manuais, são uma solução natural e acessível para conter a problemática do vazamento de óleo no Brasil.

Introdução

Diante da proposta descrita no Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 14, denominado “Vida na água”, parte do programa de 17 ODSs das Nações Unidas para 2030,

determinou-se a problemática dos vazamentos de óleo nos corpos d’água brasileiros como tópico norteador deste trabalho.

Objetivo

O desenvolvimento da Lipofibra visa buscar uma solução acessível para a retirada do óleo contaminante do ecossistema aquático no Brasil, a fim de divulgá-la para comunidades litorâneas e ribeirinhas. Desta forma, o objetivo deste projeto consiste na pesquisa e testagem de produtos biodegradáveis presentes na flora brasileira para a fácil produção de adsorventes capazes de eliminar as toxinas derivadas do petróleo e outras substâncias lipofílicas do mar, rios e lagos, contribuindo, assim, para a preservação da fauna aquática.

Metodologia

Baseando-se na análise criteriosa das informações previamente disponibilizadas pela comunidade científica e nos objetivos deste projeto, duas fibras de origem frutífera foram escolhidas para testagem da taxa de adsorção, do coco e do abacaxi.

Para isso, produziu-se as fibras utilizadas no experimento manualmente a partir de frutas obtidas no comércio local.

Após a coleta das fibras, esse material passou por um processo de secagem a fim de torná-lo apto para o uso como adsorvente.

O poder de adsorção das fibras foi testado em três ambientes distintos: na água, no óleo e em uma mistura entre os componentes mencionados previamente. O óleo utilizado para representar o óleo mineral geralmente despejado no mar por petrolíferas e vazamentos em navios foi o Óleo Lubrificante Semissintético 15w40, cuja densidade é próxima do óleo envolvido na questão problema do estudo, cerca de 0,87 g/cm³. Além disso, o óleo vegetal usado foi o óleo de soja. Desta forma, calculou-se a provável capacidade de adsorção do óleo de cada fibra e a quantidade necessária delas para auxiliar em casos de vazamentos padrões de óleo.

Revisão de Literatura

No processo inicial de identificação e análise da questão problema, foi necessário pesquisar sobre os históricos e dados dos vazamentos de óleo no Brasil, bem como sobre as propriedades físico-químicas dos adsorventes escolhidos, ou seja, do coco e do abacaxi. Além disso, objetivou-se definir os termos técnicos e os métodos utilizados em cada um dos experimentos.

Vazamentos de Óleo

no Brasil

O vazamento de óleo é um fenômeno recorrente no cenário mundial originado por falhas em embarcações transportadoras ou em plataformas de extração de petróleo. Além do impacto econômico gerado pelo desperdício do também chamado ouro negro, os danos ambientais não passam despercebidos. Segundo uma pesquisa feita pelo Instituto Latino-Americano de Estudos Socioeconômicos, a Petrobras, maior indústria de óleo e gás natural do país, registrou vinte e três vazamentos de petróleo em dois anos, e o equivalente a 631,8 metros cúbicos da substância foram despejados no ecossistema marinho.

Entre os prejuízos, é possível citar o sufocamento do assoalho oceânico com alterações nas comunidades bentônicas, bem como a incorporação de hidrocarbonetos de petróleo na atmosfera, cuja boa parte é capturada pelas chuvas, sendo assim levada de volta para os mares e rios. Há também o bloqueio da passagem de luz que chega às algas, as quais produzem cerca de 55% do oxigênio no planeta, assim afetando diretamente a vida marinha, principalmente a de recifes de corais que servem de lar para boa parte da fauna local, e o reflexo do despejo em aves marinhas que, cobertas de óleo, morrem por hipotermia ou hipertermia.

Dentre as atividades econômicas que foram afetadas, é ressaltada a pesca, a qual foi proibida em casos de animais filtradores (como mexilhões) para evitar o risco de contaminação do ser humano com as substâncias tóxicas, e o turismo, já que as belezas naturais do país foram manchadas pelo aspecto escuro do petróleo. Como consequência, também afeta os pequenos comerciantes e redes de restaurantes locais, que sobrevivem de tal atividade comercial com turistas. Os funcionários que trabalharam na limpeza do desastre também contraíram problemas de saúde.

O derramamento de óleo na costa brasileira data desde o começo da Primeira Guerra Mundial, com a introdução dos navios a óleo como forma de transporte de pessoas e de carga. Os incêndios eram frequentes, então uma série de regulamentos foi colocada em prática para que não houvesse mais acidentes. Desde essa época, o despejo desenfreado do petróleo tem sido um problema com a expansão do comércio exterior e da globalização. Segundo o IBAMA, em 3 anos, 195 mil litros de óleo foram derramados no mar brasileiro, com média de 5,5 mil litros por mês. Os reflexos desta problemática são visíveis e ainda não possuem solução concreta.

Destacando um evento recente que retrata a seriedade desta situação, em agosto de 2019, ocorreu um derramamento de óleo que atingiu uma faixa litorânea de 4334 km, com manchas se espalhando desde a costa do Maranhão até o Rio de Janeiro. O óleo de tal acidente possuía densidade maior que a da água, o que dificultava mais ainda o trabalho das autoridades, justamente pela mancha ser difícil de ser identificada.

Pode ser observado, na Figura 1, um relatório feito pelo Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA), que, 20 dias depois do ocorrido, o óleo vazado contaminava praias ao longo do Nordeste brasileiro, chegando até o estado do Espírito Santo. Um destaque é a costa do Sergipe, que está quase toda na categoria de até 10% de contaminação.

Após a divulgação do acidente, os primeiros que se dispuseram a ajudar foram as comunidades costeiras, que buscavam eliminar o problema para continuar com suas atividades de subsistência. Mesmo com tal iniciativa, o governo local não foi capaz de conter o vazamento, recorrendo à ajuda de ONGs e das Forças Armadas. Houve diversos desvios da lei em dito acidente, como o não acionamento das autoridades dentro de 24h (isso foi feito após 41 dias).

Hipóteses foram levantadas para identificar o culpado pelo crime ambiental, como o despejo criminoso ou o vazamento de embarcações uma vez naufragadas cujo tanque estaria se deteriorando e liberando resquícios de óleo. Dois anos depois, identificaram a embarcação grega como responsável, e o estimativo de quanto seria preciso para limpar o litoral é de R$188 milhões.

O óleo foi recolhido por um aterro especializado em resíduos industriais no Recife, e este recebeu mais de 1200 toneladas de óleo nos primeiros 6 dias, totalizando 5000 toneladas recolhidas de acordo com a Marinha do Brasil. Estudiosos de Universidades trabalham para achar meios de reutilizar o material.

Comparando os incidentes no Brasil aos de outros países, observamos que o que falta são políticas públicas que deem incentivo financeiro para aqueles que cumprirem a legislação em torno da problemática, e, por outro lado, multas para as empresas que não realizarem a manutenção correta dos equipamentos e permitam que o ambiente marinho continue sendo afetado pela ação humana.

Descarte Incorreto de Óleo de Cozinha nos Corpos D’água

O óleo vegetal é uma substância formada por ésteres de glicerol e diversos ácidos graxos com cadeias que variam entre 8 e 24 átomos de carbono, possui baixa solubilidade em água e é produzido por sementes de diversas plantas, os mais utilizados sendo os de girassol, milho e soja.

De acordo com a PNRS (Política Nacional de Resíduos Sólidos), o óleo de cozinha é classificado como resíduo sólido por ser resultante de atividades humanas, contido em um recipiente e impossível de descartá-lo na rede pública de esgotos ou em corpos d’água.

Em pesquisa do Departamento de Tecnologia Rural da Universidade Federal Rural de Pernambuco, foi evidenciado que 80% dos moradores do bairro de Maranguape 1, em Paulista (PE), descartam o resíduo incorretamente, e que aproximadamente 61% do mesmo grupo de referência sabe dos

malefícios que tal prática leva.

Quando descartado de forma inadequada, o óleo de cozinha torna-se um produto que pode causar transtornos no meio ambiente, como entupimento de caixas de gorduras e tubulações, formação de películas oleosas nas superfícies de rios e mares (já que quando o resíduo segue o caminho do esgoto público, ele é direcionado para tais ambientes aquáticos) gerando a morte do ecossistema local, o que acarreta também na baixa concentração de oxigênio, ocasionando a geração de gás metano e assim contribuindo para o aquecimento global.

Segundo o PGA (Programa de Gestão Ambiental), a quantidade de litros que é direcionada para o corpo hídrico é capaz de contaminar cerca de 18.400 litros de água, além de aumentar os gastos com o tratamento de esgoto em 45%. Ademais, a comunidade científica internacional afirma haver uma relação direta entre o aumento da concentração dos gases agravantes do efeito estufa e o aumento médio da temperatura da terra. Posto isso, o descarte inadequado deste resíduo tem consequências ambientais duradouras e irreversíveis.

Adsorventes

De modo geral, adsorventes são substâncias que possuem a capacidade de aderir moléculas insolúveis em sua superfície. No processo de adsorção, estão envolvidos dois elementos principais: adsorvatos e adsorventes. Nesse sentido, adsorvatos referem-se às substâncias que ficam retidas na superfície, e os últimos são os compostos capazes de efetuar a adesão de tais moléculas. A adsorção se difere da clássica absorção, pois na última o líquido absorvido, em uma esponja de cozinha por exemplo, pode ser facilmente expelido a partir de uma força “N”, o que não ocorre na adsorção.

Sob esse viés, é importante ressaltar que há duas vertentes de adsorção, a química e a física: no processo físico ou fisissorção, há a interação das moléculas do adsorvente com as moléculas do adsorvato, por forças dipolo-dipolo ou dipolo induzido, princípios descobertos a partir dos experimentos do cientista holandês Van Der Waals. Já no processo químico, ou quimissorção, os átomos se unem na superfície do adsorvente através de ligações covalentes.

Os adsorventes são amplamente utilizados em farmacologia, medicina e indústrias químicas, logo costumam estar presentes em cosméticos ou medicamentos. Nesse contexto, infere-se que, como exemplos dessas substâncias, é possível citar: carvão ativado, sílica-gel e alumina ativada (indústrias químicas), amido, carbonato de cálcio e estearato de zinco (farmacologia), além de caulim e trissilicato de magnésio (medicina).

Em situações relacionadas à saúde, salienta-se que muitos deles são empregados no tratamento de intoxicações, disenterias e alergias.

Ademais, destaca-se que, no âmbito ambiental, busca-se utilizar tais compostos de modo a conter e absorver eventuais resíduos de derramamento de óleo no litoral brasileiro. Logo, por suas propriedades físico-químicas específicas, estipulou-se que alguns materiais, por exemplo fibras vegetais, seriam empregados como “barreiras adsorventes de óleo” em caso de desastres naturais.

Em última análise, constata-se que o estudo meticuloso das particularidades dos adsorventes e seu eventual uso em rios e mares afetados pela poluição são passos fundamentais em direção à preservação da fauna e flora marinha nacional, de modo a garantir um ambiente saudável e próspero para as gerações futuras.

Propriedades físico-químicas das fibras

As fibras naturais vegetais são uma fonte de matéria-prima abundante e têm sido cada vez mais estudadas para serem usadas na substituição das tradicionais fibras sintéticas. Devido às suas propriedades renováveis, recicláveis e biodegradáveis, além de seu baixo custo, são alternativas econômicas viáveis para a realização do projeto Lipofibra.

As fibras vindas da fruta geralmente são compostas pelo homopolímero natural de cadeia linear, conhecido por hemicelulose, que é responsável pela sua resistência mecânica. Apesar da hidrofilicidade e de outros aspectos dificultarem seu processamento, essa tornou-se uma alternativa viável para a substituição de certos materiais poluentes ao meio ambiente devido ao fácil acesso, à biodegradabilidade, à baixa densidade e à toxicidade. A molécula de celulose é composta por vários anéis de glicose que possuem grupos hidroxila capazes de formar pontes de hidrogênio com moléculas de água.

Portanto, as fibras apresentam uma afinidade natural com substâncias polares, chamadas de hidrofílicas. Entretanto, a presença de lignocelulose em suas composições químicas possibilitam a adsorção de materiais apolares, ou seja, lipofílicos, como o óleo.

Especificações do Coco

Os coqueiros (Cocos nucifera) são árvores pertencentes à família Arecaceae, um grupo vegetal que engloba plantas monocotiledôneas.

Tal elemento da flora brasileira é originário do Sudeste Asiático e chegou em solo nacional no século XVI. O fruto advindo desta árvore é conhecido popularmente como coco, o qual é dividido anatomicamente em epicarpo (casca externa), mesocarpo (fibras e pó) e polpa.

Há três tipos de substâncias que podem ser extraídas do coco: fibra, turfa e chips. Em relação às fibras, destaca-se que estas possuem celulose, hemicelulose, lignina, pectina e minerais em sua composição, e costumam ser obtidas a partir da porção externa do fruto. Inicialmente, busca-se fatiar o coco em diversos pedaços, obtendo um resíduo alaranjado, no qual as fibras estão contidas. Em seguida, tal material deve ser submetido a um processo de secagem natural, por meio do sol. Pesquisadores e agrônomos afirmam que o tempo ideal desse procedimento varia entre 7 e 10 dias.

Ademais, ressalta-se que tal composto vegetal é muito aplicado no setor agrícola, como matéria-prima para o controle de erosão e repovoamento da vegetação de áreas degradadas por ações antropológicas. Porém, os grandes latifundiários não são os únicos a se beneficiarem das propriedades do coco, visto que este também é um importante aliado de indivíduos fascinados por hortas e jardins. É importante destacar ainda que as fibras de coco são materiais lignocelulósicos, conhecidos por sua dureza e durabilidade, propriedades que estão diretamente vinculadas ao alto teor de lignina, macromolécula tridimensional típica de plantas terrestres, presente em sua estrutura. Sob esse viés, infere-se que tal substância confere diversos benefícios aos vegetais, como rigidez, impermeabilidade e resistência a eventuais ataques microbiológicos. Essas propriedades mostram-se essenciais e valiosas para o uso do coco como adsorvente natural, tornando-o um material indispensável no desenvolvimento do projeto Lipofibra.

Especificações do Abacaxi

Os abacaxizeiros (Ananas comosus) são árvores pertencentes à família Bromeliaceae. Essa planta é originária das Américas e seu fruto, o abacaxi, é caracterizado por um aglomerado de pequenos gomos em torno de um eixo central e se fundem em um grande corpo, no topo do qual se forma a coroa. A fibra da folha do abacaxi tem diâmetro médio de 45 a 205 micrômetros e são constituídas principalmente de celulose (70 a 82%), além de lignina e cinzas. Sua produção no Brasil é abundante e são, em grande parte, descartadas como resíduos, assim, sua introdução no projeto seria ideal. Devido às ligações de hidrogênio, essas fibras são de natureza hidrófila. Ademais, essas fibras têm um alto índice de cristalinidade, densidade de 1350kg/m³, porosidade de 9,0%, uma condutividade térmica de 0,203 w/n.k e boas propriedades mecânicas devido a sua abundância em celulose. Em relação à anatomia foliar, são estruturas com presença de ceras e de hipoderme, devido aos cordões fibrosos

que se desenvolvem em torno do caule de forma espiral.

Regiões Brasileiras de Produção de Coco e Abacaxi

Em mapeamento da produção frutífera no Brasil, é observado que as produções de abacaxi e coco se encontram em sobreposição. O abacaxi é principalmente produzido no continente asiático, mas em segundo lugar em número de exportações está a América, com 36,9% da produção mundial em seus territórios. Enquanto isso, o coco é principalmente produzido nas Filipinas e Indonésia, mas o Brasil lidera o ranking de maior rendimento, com aproximadamente 13.000 kg/ha. Ambas as produções destas frutas estão concentradas no Nordeste do país (73,5% do coco nacional e 35% do abacaxi). Destaca-se o estado da Paraíba na produção de abacaxi e o Ceará na de coco.

Na Paraíba, o total de abacaxis produzidos em 2020 foi de 311,9 milhões de frutos e foram registrados 35.323 (com produção em crescimento) cocos colhidos no mesmo ano. Ampliando a pesquisa para um o centro de produções de abacaxi de Santa Rita (PB), é possível observar um custo de produção maior que as outras concentrações, mas isso se dá pelo custo maior da mão de obra e dos fertilizantes e mostra-se como compensado pela enorme produtividade: 44 toneladas de frutos por hectare. A produção de coco no estado entrou em decaimento nos últimos anos por conta das secas que assolaram a região, mas mesmo assim sua produção é longe de insignificante.

No Ceará, o total de cocos produzidos é de 405.019 frutos em 2020, e foram registrados uma média de 436.000 abacaxis por ano na região de Santana do Cariri (CE). Em tal município, localizado a aproximadamente 500 quilômetros de Fortaleza (capital do estado), estão concentrados 34 hectares de produção de abacaxi. Destaque na produção de coco, Paraipaba (CE) tem elevado rendimento de 24.626 frutos por hectare, e em Trairi (CE) o rendimento é de 16.086 frutos por hectare.

Considerando tal disposição das produções das frutas fibrosas mencionadas, é considerado ideal que o projeto seja aplicado em tais locais, lembrando que os estados da Paraíba e Ceará também são costeiros, fazendo destes locais ideais para o estudo e aprimoramento da finalidade deste artigo.

Testes de Adsorção com Óleo Mineral

Inicialmente, o bagaço do coco, região entre a castanha e a casca, e a coroa do abacaxi foram trabalho

manual, em finas camadas. A partir desse processo, foi possível a obtenção de um “resíduo” no qual as fibras estavam contidas. Após isso, esse material passou por um intenso período de secagem ao ar livre a fim de que os componentes indesejados presentes no bagaço e coroa fossem evaporados das fibras do coco e abacaxi.

Durante o quarto dia de secagem do composto, realizou-se a primeira pesagem para o controle do material, cujo resultado apresentado foi de 527g (Figura 2). Avaliou-se que, no sexto dia, esse material havia perdido 4,2% de sua massa, em relação à medição anterior, totalizando em 505g. De forma semelhante, no sétimo dia, a massa sofreu uma diminuição para 501g, e, no décimo quarto, atingiu 300g. Portanto, tornou-se evidente a diminuição da massa da fibra e, consequentemente, a evaporação da água e demais compostos.

Considerando somente a produção da fibra do coco, constatou-se que um fruto que pesa originalmente cerca de 2 kg, após a retirada da castanha e secagem do material interior, gera aproximadamente 544 g de fibras, ou seja, entre 27 e 28% da massa original. Após o processo de secagem, foi realizada a separação manual das fibras, resultando em um conteúdo final de 246,15 g de fibra de coco e 41,12 g de fibra de abacaxi. A fim de analisar a quantidade de óleo absorvida pela fibra com maior precisão e considerar uma possível absorção simultânea de água, testou-se a taxa de absorção submergindo totalmente os compostos por 20 minutos em três recipientes (Figura 3):

•

I. Béquer 1: 200 ml de óleo, o qual apresenta 142,41 g de massa no teste do coco e 119,89 g no do abacaxi.

•

II. Béquer 2: 50% do volume preenchido de água, 100 ml ou 100 g, e a outra metade com 100 ml de óleo, pesando 68,53 g no teste do coco e 65,87 g no recipiente utilizado no experimento com fibras de abacaxi. Desta forma, simulou-se o ambiente aquático contaminado com óleo na superfície.

•

III. Béquer 3: 200 ml de água, correspondente a 200 gramas.

Além disso, as amostras testadas foram separadas e estabelecidas massas padrões, sendo para o coco, porções de 40 g (Figura 4) e, no caso do abacaxi, 13 g (Figura 5).

Teste de Adsorção do Coco

Na tabela a seguir (Tabela 1), estão relacionados os dados pré-testagem para meios de comparação com os resultados.

Após deixar as fibras de coco adsorverem o óleo por 20 minutos, as amostras de fibras foram retiradas do recipiente e novamente pesadas a fim de obter a massa adquirida, resultado da diferença entre a massa total após o experimento e a massa inicial da fibra. Os dados adquiridos dispostos na tabela abaixo (Tabela 2).

Como meio de análise mais válido, calculou-se a porcentagem que corresponde à massa adquirida em relação à massa inicial, a qual pode ser comparada (Tabela 3).

Desta forma, constatou-se que há um maior ganho de massa na amostra 1, que corresponde ao experimento somente com óleo, do que na amostra 3, referente ao teste exclusivamente com água. Portanto, analisando os primeiros resultados, pode-se concluir que a etapa experimental condiz com os objetivos e hipótese da pesquisa. Entretanto, ressaltou-se a necessidade de aprofundar o estudo, visto que, apesar de menor, houve uma absorção significante de água, o qual exige uma preocupação na apuração dos resultados da amostra 2, sendo esta crucial para as considerações finais sobre a eficácia das fibras.

Teste de Adsorção do Abacaxi

Abaixo, encontra-se a tabela (Tabela 4) que contém os dados basais do teste de adsorção da fibra de abacaxi, sendo eles massas e composição de cada amostra.

Assim como feito com as fibras de coco, utilizou-se os dados iniciais do experimento e as informações coletadas das massas após os 20 minutos de submersão das fibras para construir a tabela a seguir (Tabela 5), calculando a massa adquirida por cada amostra.

Novamente, foi determinada a taxa de adsorção simples (Tabela 6), porcentagem entre a massa adquirida e massa inicial, de forma que é possível comparar os resultados dos experimentos além das amostras de uma mesma fibra, mas também em relação à fibra de coco com dados iniciais distintos.

Desta maneira, observou-se em primeiro momento que a fibra de abacaxi apresenta um rendimento maior do que o coco, com mais do que o dobro de adsorção absoluta (analisando somente a massa adquirida).

Cálculo da Taxa de Adsorção das Fibras

Observou-se durante os testes que a fibra absorve uma quantidade de água que, mesmo que menor do que a quantia de óleo, deve ser considerada no cálculo para determinar a adsorção somente da substância que contamina os oceanos e rios.

Para encontrar a razão entre óleo e água adsorvida, subtraiu-se da massa adquirida na amostra 2, óleo + água, a massa obtida com as amostras em que há apenas um dos adsorventes. Através desse cálculo, exemplificado abaixo, foi encontrado a proporção entre a adsorção da água e do óleo, onde o composto que oferece maior massa de diferença entre a amostra 1 e 2 (D), é menos potente que o outro.

Obs: A fim de analisar e comparar os resultados de ambas as frutas, padronizou-se a massa inicial de 1 kg de fibra.

Por meio dos resultados expostos na tabela acima (Tabela 7), conclui-se que, no uso de fibras de coco, o óleo apresenta uma capacidade de adsorção aproximadamente 1,49 vezes maior que a água, enquanto nas fibras de abacaxi, essa razão é de 2,38 vezes. Desta forma, no meio que simula o ambiente contaminado por óleo, ou seja, na amostra 2, o uso da fibra causa uma adsorção de 59,77% de óleo em relação ao total adsorvido, no caso da fibra de coco, e 70,38% para a fibra de abacaxi. Esses resultados são coerentes com o que foi observado após a submersão das fibras na amostra 2, como exemplificado abaixo (Figura 6), onde é perceptível constatar que restou um maior volume de água do que óleo, o qual teve uma adsorção de mais da metade do volume original.

Figura 6 – Amostra 2 (Água + Óleo) Pós Teste de Adsorção com Fibras de Abacaxi

Por fim, temos que, na situação prática da amostra 2, a cada 1 kg de fibra de coco ou de abacaxi utilizada, são adsorvidas 805,45 g e 1599,72 g de óleo, respectivamente (Tabela 8).

A fim de estudar as possibilidades de expansão do uso das fibras como solução para a contaminação dos corpos d’água com óleo vegetal, majoritariamente originada do descarte doméstico incorreto, realizou-se novos experimentos com a fibra de coco e óleo de soja.

Assim como nos testes com óleo mineral, o experimento foi separado em três amostras de fibras com aproximadamente 30 g cada, que foram submersas em três recipientes, como detalhado abaixo:

• I.Béquer 1: 200 ml de óleo, correspondente a 197,24 g.

• II.Béquer 2: 50% do volume preenchido de água, 100 ml ou 100 g, e a outra metade comcerca de100 ml de óleo, pesando 109,20 g. Desta forma, simulou-se o corpo d’águacontaminado com óleo na superfície.

• III.Béquer 3: 200 ml de água ou 200 g.

Os dados de preparo do experimento encontram-se na tabela abaixo (Tabela 9), onde é possível observar a massa das amostras de fibra e do líquido nos recipientes.

Ademais, as informações das massas do experimento após a exposição das amostras de fibras de coco por 20 minutos nas substâncias descritas acima estão organizadas na tabela a seguir (Tabela 10).

A partir dos dados apresentados anteriormente, foi possível determinar a taxa de adsorção da fibra em cada ambiente como a razão entre a massa adquirida e a massa inicial, expressa em porcentagem, a qual está organizada na tabela abaixo (Tabela 11). Desta forma, pode-se relacionar a quantidade direta de massa adsorvida em função da massa de adsorvente.

Cálculo da Taxa de Adsorção da Fibra de Coco com Óleo Vegetal

Assim como na análise dos dados do experimento com óleo mineral, novamente é essencial considerar a adsorção de água na amostra 2 para calcular a massa adsorvida de óleo relativa à massa de fibra. Logo, utilizou-se o mesmo cálculo para determinar a razão entre a adsorção de água e óleo vegetal.

Consequentemente, obteve-se que 59,53% da massa adsorvida da amostra 2 é composta de óleo vegetal, sendo que os demais 40,47% representam a absorção de água. Tendo esses dados, calculou-se a quantidade de óleo adsorvido (Tabela 13), mensurado em gramas, a cada 1 kg de fibras de coco despejado em um ambiente aquático contaminado. Portanto, esse dado pode ser utilizado posteriormente como proporção para determinar a quantidade necessária de óleo para descontaminar um corpo d’água.

Teste de Filtragem da Água + Óleo Vegetal com Fibra de Coco

Diante dos resultados positivos dos experimentos da capacidade de adsorção das fibras de coco e abacaxi, buscou-se testar o uso prático dessa propriedade observada durante o estudo. Desta forma, foram utilizados os dados finais da adsorção de óleo da fibra de coco, a qual apresenta uma produção mais simples e forma mais maleável para a construção do instrumento, para guiar a segunda etapa dos testes, a confecção de um filtro.

Inicialmente, a ideia consistiu em observar se todo o óleo contaminando a água seria retido caso fosse respeitado a proporção de fibra e óleo adsorvido, determinada pelos cálculos expostos anteriormente. Além disso, houve o interesse em constatar o comportamento do filtro, como a velocidade de filtração, a possibilidade de reutilização da mesma fibra para descontaminar outras amostras de água e a presença de cheiro ou cor no líquido resultante.

O modelo de filtro (Figura 7) para os testes foi construído a partir de uma garrafa PET de 600 ml, da qual foi retirada sua tampa e fundo. Em seu interior, foi adicionada primeiramente uma camada de algodão com a finalidade de sustentar as fibras, bloqueando a passagem de partículas para o líquido final. Posteriormente, 50 g de fibra de coco foram compactadas no recipiente para reter o óleo, mas permitir a passagem do fluido.

Primeiramente, o óleo de cozinha de soja foi escolhido para ser testado no filtro, pois esse modelo seria mais adequado para menores quantidades de corpos d’água a serem descontaminados, como no uso doméstico. Conforme o resultado dos cálculos divulgados na seção anterior (4.1.), 1 kg de fibra de coco apresenta a capacidade de adsorver cerca de 504 g de óleo vegetal. Seguindo essa proporção, a quantidade de óleo totalmente retido condizente aos 50 g de fibra de coco seria por volta de 25 g. Entretanto, a partir da hipótese de que o fator da disposição das fibras influencia a massa adsorvida, iniciou-se o teste com 30 g de óleo misturado em 30 g de água, 5 g acima da capacidade obtida empiricamente.

A mistura de água e óleo foi despejada no filtro e levou cerca de 25 segundos para que o líquido começasse a cair do recipiente de forma contínua, porém ressalta-se que parte do fluido permaneceu gotejando por mais 10 minutos. Visto que a água e o óleo apresentam polaridades distintas, essa mistura se caracteriza como heterogênea, sendo possível notar a diferença entre as substâncias facilmente a olho nu. Analisando o líquido resultante da filtragem apenas através dos fatores perceptíveis pelos sentidos humanos, observou-se que o óleo foi totalmente contido pelas fibras, resultando em somente água (Figura 8).

Posteriormente, a proporção da mistura foi alterada para 40 g de óleo e 20 g de água com o objetivo de testar a capacidade das fibras de serem reutilizadas, pois elas não foram trocadas após o primeiro experimento, e uma maior proporção de adsorção da fibra quando compactada, cerca de 15 g a mais da relação proposta empiricamente. Como resultado, obteve- se um líquido novamente sem vestígios de óleo, porém, tornou-se evidente uma alteração na cor e odor da água (Figura 9).

Discussão dos Resultados

Através da realização dos experimentos detalhados acima (Seções 3 e 4), em que foram testadas as performances das fibras de coco e abacaxi como adsorventes de óleo mineral e vegetal, conclui-se que o uso das fibras como coletor de óleo nos corpos d’água é promissor. Inicialmente, o ganho de massa da fibra quando exposta ao óleo nas amostras 1 representou um indício do bom resultado. Com o cálculo das taxas de adsorção em ambiente semelhante ao encontrado na natureza, ou seja, mistura de água e óleo, tornaram-se mais sólidos os resultados favoráveis para o uso das fibras.

Retomando, obteve-se um valor de adsorção em relação à massa da fibra utilizada de 80,54% para a fibra de coco em óleo mineral, 50,42% para a fibra de coco em óleo vegetal e 159,97% para a fibra de abacaxi em óleo mineral. Como meio de comparação e aplicação prática do resultado da pesquisa, considera-se o vazamento médio mensal dos últimos três anos no Brasil de 5,5 mil litros, equivalente a aproximadamente 4785 g (utilizando a densidade do óleo como 870 mg/L). Nessa situação, seriam necessários 2991 g de fibra de abacaxi ou 5941 g de fibra de coco, ou ainda em torno de 21842 cocos utilizados para a produção dessa quantidade de fibra. Ressalta-se que, nesse último caso, a produção mensal média de coco do Ceará em 2020, cerca de 33750 cocos colhidos, seria mais do que suficiente para coletar todo o óleo despejado no litoral brasileiro.

Por fim, observou-se que sua capacidade de adsorção pode ser ampliada ao compactar as fibras, e apresentou um nível de confiabilidade promissor nesses primeiros testes. Desta forma, este estudo pode ser utilizado no desenvolvimento de mecanismos a partir das fibras do coco e do abacaxi além do simples despejo delas na água para separar o óleo da água, mas também como filtros. Por exemplo, um uso adequado seria a promoção do hábito de colocar fibras no ralo das pias de cozinhas a fim de impedir a passagem de óleos e outras substâncias contaminantes, contribuindo para a preservação dos corpos d’água e do meio ambiente. Logo, a execução de mais experimentos para aumentar a precisão dos resultados podem permitir o uso e divulgação das fibras como uma solução para o problema recorrente no cenário brasileiro dos vazamentos de óleo.

Destinação do Óleo

Visando tornar o uso da Lipofibra um processo o mais sustentável possível, a reutilização do óleo é necessária. Quando o descarte ou reaproveitamento desse material é feito de modo inapropriado, os impactos ambientais são tão preocupantes quanto seria a negligência do derramamento no mar, em primeiro lugar.

Para a infraestrutura da cidade, o óleo pode acabar formando uma crosta nos encanamentos e, como consequência, atrair doenças e reduzir a capacidade da tubulação, entupindo ou rompendo-a. No âmbito ecológico, entretanto, o destino do óleo são os lixões, onde são absorvidos pelo solo, contaminando-o e prejudicando a integridade das plantas nesses locais, ou dos mananciais de água, essenciais à vida humana. Adiante, a queima ilegal da substância, coisa que emite gases tóxicos na atmosfera, prejudiciais à saúde humana, é outro fim que o óleo toma, quando descartado indevidamente. Vale ressaltar que, do 1 bilhão de litros consumidos de óleo lubrificante anualmente no Brasil, são gerados 450 milhões de litros reusados, dos quais 200 milhões têm uma destinação desconhecida uma vez que não são coletados.

Tendo isso em mente, após a coleta do óleo realizada pelas fibras de abacaxi e coco, e tendo realizado o processo de filtração do material, a substância oleosa precisa passar por um processo de reciclagem. A partir da empresa Lwart, a substância tem a capacidade de ser refinada novamente com garantia de que poderá ser reutilizada com altíssima qualidade e pureza, criando um ciclo de uso e reuso do óleo, impedindo o descarte inadequado e poluente desse componente finito.

Quando o óleo é entregue para a Lwart, o indivíduo recebe um certificado confirmando que sua ação condiz com a lei e contribui diretamente para minimizar os impactos ambientais. Ademais desses benefícios, a empresa possui 17 centros de refino espalhados pelo Brasil, os quais atendem em média 3.300 municípios. Esse fator torna a Lwart, não só sustentável, como também acessível para diversas regiões do Brasil, que podem usar do serviço para reduzir os impactos ao meio ambiente.

Por outro lado, também é de extrema importância considerar as destinações para o óleo vegetal. Enquanto uma das melhores soluções para o óleo mineral seja o seu re-refino, o óleo vegetal pode ser utilizado como material base para a produção de outros produtos, sendo um deles o biodiesel.

O biodiesel é um tipo de combustível que assemelha suas características ao do diesel original. Contudo, seus elementos compositores são provenientes de fontes naturais e renováveis, sendo este um dos principais diferenciais entre as duas substâncias. No caso analisado, o biodiesel pode ser produzido através do aquecimento do óleo vegetal descartado, e sua mistura com metanol e soda cáustica. Em questão de algumas horas, essa mistura formará duas camadas, a do biodiesel e a da glicerina, e basta a separação delas para que a substância já possa ser usada.

A utilização do biodiesel teria como consequência certos impactos que este causaria no meio ambiente quando queimado ao desempenhar sua função principal de combustível. Por possuir enxofre em sua composição, o material chega a ser poluente. Entretanto, a quantidade de enxofre presente nele é controlada e significativamente menor do que a do diesel comum, que possui 10 mg/kg, sendo que o teor de enxofre no biodiesel é desprezível, tornando-o um Ultra-Low Sulfur Diesel.

Indo além, é importante destacar que, através do uso dessa alternativa de combustível, os impactos por emissão de monóxido de carbono e hidrocarbonetos tóxicos, os quais possuem propriedades cancerígenas, se minimizam na atmosfera. Contudo, vale destacar que a substância não pode ser considerada totalmente sustentável. Mesmo que seja mais sustentável que outros, ainda há um certo impacto ambiental gerado, que procuramos evitar.

Por isso, uma alternativa, que seria preferível como destino para a reciclagem do óleo vegetal seria o desenvolvimento de sabão. Pelo fato de os materiais para a produção do sabão serem, em sua maioria, de fácil acesso (óleo vegetal, soda cáustica, álcool etílico, água e bicarbonato de sódio), e o produto final do sabonete possuir volume para um bom rendimento, ele passa a ser uma opção interessante para fechar o ciclo do óleo vegetal, sendo não só sustentável, como também lucrativo. Por possuir facilidade de ser produzido de forma caseira, o sabonete serve como uma alternativa para populações e pequenas comunidades de o utilizarem como fonte de renda, através do pequeno comércio do produto. Essa solução, além de ser mais sustentável e propor uma finalidade para o óleo vegetal, tem potencial de movimentar a economia local e contribuir para populações de baixa renda, tornando-se extremamente válida de ser considerada.

Considerações Finais

A partir do desenvolvimento deste artigo, concluiu-se que é possível utilizar compostos de origem vegetal, como fibras de coco e abacaxi, a fim de minimizar os impactos ambientais causados pela negligência humana para com o ecossistema aquático. Nesse contexto, infere-se ainda que, devido ao fato de os frutos mencionados anteriormente serem abundantes na flora brasileira, e a extração de suas fibras ser simples e representar a reutilização de partes geralmente descartadas, o procedimento em questão pode ser realizado facilmente e com eficácia pelos moradores de comunidades costeiras e ribeirinhas.

Autores

Turma

Beatriz de Freitas Cardoso, Camila Mecchi Morgado, Daniel Bonnura José dos Santos, Elisa Kessar Rego Barros, Gabriella Cardoso Veigas da Silva, Maria Laura da Silva Teixeira

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SEAGRAPH

Resumo

O Objetivo de Desenvolvimento Sustentável 14, proposto pela Organização das Nações Unidas, em sua primeira meta, visa prevenir e reduzir significativamente a poluição marinha. Sabe-se que uma das principais mazelas as quais corroboram para a problemática supracitada é o óleo crônico existente nos oceanos. Esses, quando dispersos na água, destroem todo o ecossistema ali instaurado, afetando a fauna e a flora aquática. Faz-se, portanto, imprescindível a adoção de medidas para evitar tais derramamentos, buscando um agente capaz de erradicar tal adversidade.

O grafeno é um material nanométrico, alótropo do carbono, que possui propriedades revolucionárias. Inclui-se sua capacidade de absorção de óleos da água em até 900 vezes o próprio peso, característica que pode ser usada para auxiliar no combate à poluição marinha. Através da construção de um protótipo, provou-se a funcionalidade do material: utilizou-se um recipiente de vidro (30x20x15cm), contendo um motor de 9v ligado a pás de Polietileno Tereftalato (PET), visando simular um ambiente aquático e o fluxo das águas. Em um dos pontos do comprimento do recipiente, foi colocada uma rede de Nylon com Poliuretanos (esponjas sintéticas), que passaram por reduções térmicas e químicas em óxido de grafeno, para incorporar a ação filtradora da substância.

Com isso, encheu-se o recipiente de água e colocou-se óleo vegetal no sentido do fluxo giratório das pás. Ao entrar em contato com as esponjas, o poluente foi inteiramente absorvido; as águas que passavam a rede chegavam sem contaminações do outro lado.

A partir do sucesso do experimento, infere-se que o grafeno, apesar de possuir custo relativamente caro (R$500,00 para 1 grama), pode ser utilizado na descontaminação de ambientes aquáticos, removendo poluentes oleosos maléficos ao ecossistema. Através de pesquisas e desenvolvimento científico, crê-se que tal material será uma ferramenta de suma importância para alcançar o ODS 14 e contribuir para um planeta mais sustentável.

Introdução Teórica

Os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) foram estabelecidos em 2015 pela Organização das Nações Unidas (ONU). Trata-se de um apelo global para erradicar a pobreza, preservar o meio ambiente e o clima, bem como garantir que as pessoas, em todos os lugares, possam desfrutar de paz e prosperidade. Eles compreendem, em sua totalidade, 17 objetivos e 169 metas, os quais devem ser atingidos até 2030 pelos 193 Estados membros da ONU; dentre eles, o Brasil.

Abordar-se-á majoritariamente neste artigo o ODS 14, cujo foco está na conservação e uso sustentável dos oceanos, dos mares e dos recursos marinhos para o desenvolvimento sustentável. A ênfase estará especialmente na meta 14.1: até 2025, prevenir e reduzir significativamente a poluição marinha de todos os tipos, especialmente a advinda de atividades terrestres, incluindo detritos marinhos e a poluição por nutrientes.

Sabe-se que uma das principais mazelas as quais afligem e corroboram para a poluição marinha é o óleo crônico existente nos oceanos. Esses, quando dispersos na água, destroem todo o ecossistema ali instaurado, afetando a fauna e a flora do ambiente aquático. Faz-se, portanto, imprescindível a adoção de protocolos de emergência para evitar tais derramamentos, buscando um agente capaz de transformar e auxiliar na eliminação de tal problemática.

O grafeno, considerado o material do futuro, tem sido estudado e aplicado profundamente nas esferas tecnológicas, medicinais e científicas nos últimos anos. Ele consiste em uma camada bidimensional de átomos de carbono, organizados de forma hexagonal; tais ligações proporcionam a ele propriedades inacreditáveis, com as mais variadas aplicabilidades, principalmente no setor da nanotecnologia. Sua característica mais promissora, a qual contribui com a questão ambiental supracitada, está baseada na capacidade de o grafeno purificar a água, removendo substâncias indesejadas. Atuando desde a dessalinização até a remoção de óleos, o material seguramente será uma ferramenta para o ODS 14, assunto que será abordado e discutido neste artigo.

Objetivos

Geral: O projeto foi baseado em um dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável proposto pela ONU (Organização das Nações Unidas), em que foram estabelecidas diversas metas para o progresso concomitante internacional, dentre elas o tópico 14.1, responsável por conter a poluição marinha. Fundamentada nesse escopo, tem-se o intento de, através do grafeno, realizar a descontaminação gerada por óleos descartados incorretamente e que podem corroborar para a intoxicação de animais aquáticos, além de outros malefícios.

Específico: Utilizar os avanços proporcionados pela nanotecnologia, especificamente as características do óxido de grafeno, para despoluir o ambiente aquático. Devido à propriedade do material de absorver óleos da água, tal objetivo consegue ser alcançado sem gerar maiores resíduos, com exceção do próprio óxido, além de não prejudicar o meio em que ele está sendo aplicado. Trata-se, portanto, de uma saída viável e aplicável em grande escala, respeitando o ideal da preservação da natureza.

Questão Problema

O petróleo é uma combinação complexa de hidrocarbonetos (composto químico de átomos de carbono e hidrogênio), o qual é formado a partir da decomposição de matéria orgânica em um processo milenar de soterramento de restos animais e vegetais. Tal substância é um recurso natural amplamente utilizado como combustível fóssil não renovável, ou seja, finito.

Sabe-se, no entanto, que a indústria petroleira representa uma ameaça ao meio-ambiente, por tratar- se de um produto perigoso, cujo manuseio e transporte podem ser prejudiciais tanto ao ecossistema marinho, quanto à saúde humana, resultante da exposição nociva a tal material.

Ressalta-se que os derrames de petróleo e outros óleos em áreas marítimas e fluviais são catástrofes hodiernas que impactam drasticamente a economia, fauna e flora do local despejado. Visto que, ao ser lançado no ambiente aquático, o óleo permanece na superfície da água (por apresentar menor nível de densidade), impedindo a penetração de luz. O fitoplâncton, consequentemente, não consegue realizar a fotossíntese, prejudicando toda a cadeia alimentar do ecossistema marinho. Outrossim, tais óleos podem intoxicar os seres vivos do ambiente, causando danos no sistema nervoso, asfixia e morte pelo aprisionamento do óleo.

É imprescindível, portanto, encontrar meios de aplacar a problemática supracitada, erradicando as consequências maléficas do derramamento de óleos e petróleos no ecossistema marinho e/ou dulcícola.

Petróleo: Composição E Atuação na Indústria Brasileira

O petróleo é composto por produtos nitrogenados e sulfurados (derivados do nitrogênio e enxofre), matéria orgânica decomposta e oxigênio. É considerado uma mistura de hidrocarbonetos, visto que seus derivados possuem de 1 a 38 carbonos em suas cadeias estruturais, como também hidrogênio (SOUZA, Líria). A formação do material ocorre através de um processo milenar de soterramento de restos de animais e vegetais em decomposição; por isso, está impregnado nas rochas sedimentares, variando em metros ou quilômetros abaixo da superfície.

Esse combustível fóssil é um dos principais constituintes da economia brasileira e do mundo, sendo responsável pela fabricação de diversos produtos e por fornecer energia. Sua ascensão e desenvolvimento foi durante a Segunda Revolução Industrial, no século XIX, tornando-se a matéria-prima fundamental para os países industrializados.

No Brasil, um dos principais marcos nacionalistas que corroborou para o estabelecimento e monopólio estatal da indústria petrolífera foi a criação da Petrobrás, em 1953, por Getúlio Vargas (LINS, Claudia). E, posteriormente, o petróleo serviu de base para o investimento no setor automobilístico realizado durante o governo de Juscelino Kubitschek.

A redução da dependência externa em relação ao petróleo ocorreu a partir dos grandes investimentos na década de 80 para exploração petrolífera nacional, possibilitando ao país ser líder na produção offshore (exploração de petróleo nas bacias litorâneas). O Brasil, então, tornou-se autossuficiente para produção interna petrolífera (LINS, Claudia).

Atualmente, o material ainda é de suma relevância para indústria e economia nacional. Segundo a Associação Brasileira das Empresas do Serviço de Petróleo, em 2021, a arrecadação decorrente das atividades de petróleo e gás alcançou a cifra de R$ 104 bilhões. Ainda de acordo com a associação, em média, foram produzidos 3,76 milhões de barris de óleo, gás natural ou líquido diariamente no Brasil no ano passado (FREIRE, Tâmara).

Devido ao fato de que a maior parte da produção de petróleo no Brasil é extraída do mar, o risco de ocorrer derramamentos no meio aquático capazes de causar graves consequências ao meio ambiente, à comunidade e à economia local é alto (SOUZA, Diego).

O Despejo De Óleos E Seu Impacto Ambiental

Embora o petróleo providencie inúmeros benefícios para a nação, dentre eles o desenvolvimento e a industrialização, sabe-se que a indústria petrolífera representa uma ameaça ao meio-ambiente, sobretudo em decorrência de acidentes envolvendo o derramamento de petróleo em ambientes aquáticos, o qual varia a qualidade da água, além de afetar o meio biológico e antrópico.

A interferência na qualidade da água ocorre em função do despejo de resíduos no mar, modificando as características físico-químicas do ambiente, como o aumento da turbidez e a redução da concentração de oxigênio dissolvido (MARTINS, S.).

São incontáveis as implicações no meio biótico. Dentre elas, pode-se citar a interferência na capacidade fotossintética dos organismos fitoplanctônicos, resultante do impedimento da penetração da luz causado pelos óleos presentes na superfície. cipalmente dos macro e megabentos (MARTINS, S.).

Sem a fotossíntese, toda a cadeia alimentar marinha é prejudicada. Além disso, os organismos filtradores são diretamente impactados em virtude de os sólidos em suspensão entupirem seus aparatos filtradores, prejudicando a alimentação.

Outrossim, pode causar danos no sistema nervoso, asfixia e morte pelo aprisionamento do óleo na comunidade bentônica, principalmente dos macro e megabentos (MARTINS, S.).

O meio antrópico também é afetado econômica e socialmente, pois o óleo prejudica as atividades pesqueiras, delimitando a área de pesca e alterando as características do pescado. Ademais, pode comprometer a saúde humana caso haja exposição nociva a tal material. Tendo em vista os impactos ambientais, econômicos e sociais citados, é imprescindível, portanto, encontrar meios de aplacar a problemática, erradicando as consequências maléficas do derramamento de óleos e petróleo no ecossistema marinho e/ou dulcícola. Mas, dados comprovam que a total remoção é difícil de ser alcançada, se não, impossível. Segundo a CNN Brasil, entre 2019 e 2020, foi registrado o derramamento de aproximadamente 4 mil barris de petróleo, totalizando 631,8 metros cúbicos do insumo (JANONE, Lucas). A substância despejada é alterada lentamente; uma parte das moléculas vai para o ar, no processo de volatilização; outra parte desprende-se do óleo e vai para o fundo do oceano; e outra parte permanece na superfície das águas (SANTOS, Douglas). Ou seja, é improvável que o óleo será retirado em integridade, restando apenas a tentativa de minimizar seus impactos nas esferas supracitadas.

Grafeno: Composição, Propriedades e Atuação

O grafeno é um nanomaterial que tem sido amplamente estudado em virtude das suas inúmeras aplicações no setor tecnológico, científico e medicinal. Considerado o material do futuro, o alótropo do carbono consiste em uma camada bidimensional de átomos de carbono, organizados em rede com formato hexagonal. Sua estrutura proporciona propriedades inigualáveis: resistência mecânica maior que a do aço, mobilidade eletrônica mais elevada que o silício (2. 105 cm2 /V.s), condutividade térmica mais alta que o cobre (5000 W/m.K), além de ser extremamente leve e o material mais fino e forte já medido no universo. Uma característica recém-descoberta do grafeno é sua “invisibilidade à água”, a qual garante que, caso uma superfície seja coberta por uma única camada do material, ela permanecerá interagindo da mesma maneira com as moléculas de água, sem nenhuma mudança ou alteração de contato. Há também os óxidos de grafeno (GO), derivados do grafeno, caracterizados pela presença de grupos funcionais oxigenados polares hidrofílicos (hidroxila, carbonila e epóxi) na superfície e extremidades da folha de carbono. As vantagens em relação ao grafeno são a melhor solubilidade e estabilidade em meio aquoso. Embora seja hidrofílico, a redução de GO muda o material de hidrofílico para hidrofóbico, porque alguns dos grupos funcionais polares são removidos nesse processo.

O Aerogel de Grafeno

O aerogel de grafeno, sintetizado pela primeira vez no ano de 2010 por Anyuan Cao e Tsinghua Dehai Wu, é um material de propriedade altamente hidrofóbica e oleolífica, ou seja, repele rigorosamente a água e tem afinidade com componentes apolares, em especial, hidrocarbonetos e solventes. Esse, conhecido por ser o “material mais leve do mundo”, possui características promissoras e de relevante aplicabilidade para a regulação da problemática enunciada pelo ODS, 14, porque tem a capacidade de absorver até novecentas vezes o próprio peso em óleo, possui 99,8% de porosidade, é sete vezes mais leve que o ar (1m³ pesa apenas 160g), com densidade de 5,8 - 25,5 mg/cm³ e, submetido à compressão, tem competitivo potencial de elasticidade, resistência e flexibilidade.

Ao considerar-se as particularidades referenciadas, ressalta-se a latente aplicação do aerogel para a absorção de petróleo, diesel, querosene e outros elementos do ambiente aquático, provenientes de acidentes antropológicos durante as atividades de extração e/ou transporte, tais como vazamentos em plataformas petrolíferas e em navios aliviadores (que levam o óleo para a costa).

Processo de Consolidação do Projeto

SeaGraph

Em primeiro lugar, destaca-se a fundamental participação e o auxílio da professora dos cursos de Química e Engenharia de Materiais e Nanotecnologia da Escola de Engenharia da Universidade Presbiteriana Mackenzie e pesquisadora do Instituto Mackenzie de Pesquisas em Grafeno e Nanotecnologias (MackGraphe), do Instituto Presbiteriano Mackenzie¹³, para a consolidação do projeto.

Sob essa óptica, obteve-se o devido suporte para o desenvolvimento de uma base teórico-científica bem fundamentada, além da construção de um protótipo capaz de ilustrar com clareza e coesão a matriz idealizada no decorrer do processo de pesquisa. Nesse contexto, surge o projeto SeaGraph, o qual visa atenuar prejuízos ocasionados pelo derramamento de óleo nos ambientes aquáticos de forma mais rápida e eficaz, utilizando-se do potencial de absorção do aerogel de grafeno.

Em contrapartida, devido ao alto custo de síntese desse material, fez-se necessária a busca de uma rota alternativa para realizar a demonstração do funcionamento do protótipo. Portanto, decidiu-se recorrer ao uso de esponjas sintéticas de Poliuretano embebidas no óxido de grafeno para obter-se as propriedades hidrofóbicas, oleolíficas, mecânicas e reciclabilidade do aerogel, mas com baixo custo.

Redução Térmica

Com o objetivo de obter-se propriedades semelhantes às do aerogel de grafeno, foi realizada a Redução Térmica a partir da modificação das esponjas de Poliuretano (PU) com dispersão de óxido de grafeno (GO), de concentração de 3mg/mL, por dez minutos e, em seguida, secas em uma estufa a 80°C durante trinta minutos. Ressalta-se que esse processo foi executado quatro vezes; entretanto, os resultados obtidos não foram os esperados.

Redução Química

Para atingir a proposta do protótipo, posteriormente ao processo de Redução Térmica, foi realizada a Redução Química, na qual as esponjas de PU, modificadas com GO (PU-GO), foram submetidas a uma solução aquosa de ácido ascórbico (AA), de concentração de 0,1mol/L, a 90°C e sob agitação, durante três horas, com o propósito de obter a redução do GO, concebendo o óxido de grafeno reduzido (rGO) na superfície das espumas de Poliuretano.

Em seguida, retiraram-se as esponjas de PU da solução de AA, o excesso de solução foi desagregado por compressão das espumas e, para secagem, essas foram postas em estufa a 80°C durante uma hora.

Ulteriormente a ambos os procedimentos, o material modificado adquiriu a característica ideal para ser aplicado nos processos de adsorção.

Funcionalidade do Projeto

Em vista do protótipo construído, é possível garantir a sua funcionalidade se submetido ao óleo vegetal de soja, além da reciclagem do componente absorvido e da própria esponja de Poliuretano, porque, se aplicada uma força mecânica a esta, o óleo absorvido poderá ser devidamente recolhido sem resíduos, e a esponja poderá ser reutilizada por diversas vezes, sem que haja a perda de suas propriedades.

Se aplicado em larga escala, no caso dos aerogéis de grafeno para aplacar danos ao ecossistema marinho, o efeito supracitado permanece. Hodiernamente, a retirada do petróleo em caso de acidentes é um procedimento o qual demanda grande força-tarefa e empenho, com técnicas adequadas a cada situação.

As barreiras de contenção evitam que o óleo se espalhe, cubra uma área ainda maior e cause maiores prejuízos à fauna e à flora marinha. Elas são uma das técnicas mais utilizadas, e continuará a ser aplicada no caso da retirada via aerogel de grafeno. Por conseguinte, não haverá a necessidade de usufruir de outros métodos, como o skimmer, o qual capta e bombeia o petróleo para um local de armazenamento; a biorremediação, com o uso de microrganismos com a capacidade de metabolizar os componentes do petróleo; o uso de dispersantes químicos para acelerar o processo de remoção do óleo da superfície; ou a retirada mecânica e manual, quando o petróleo atinge o litoral; mas apenas o posicionamento dos aerogéis de grafeno entremeio às barreiras de contenção, o que proporcionará uma absorção do hidrocarboneto de maneira mais eficiente, veloz e sem deixar resíduos, reciclando o óleo, o aerogel e preservando os ecossistemas marinhos.

Discussões Finais

Em virtude dos fatos mencionados, é possível tomar como perfazimento o aerogel de grafeno demonstrar-se o meio mais qualificado para a solução do derramamento de óleos, como o petróleo, o óleo de soja e o querosene. Os resultados foram validados tendo em vista experimentos em razão das propriedades identificadas no nanomaterial denominado grafeno, o qual possui, dentre outros atributos, menor densidade em relação à água e à oleofílica. O material revolucionário concede a possibilidade de reutilização do hidrocarboneto absorvido e do próprio aerogel.

O projeto SeaGraph reconhece as adversidades envolvidas na despoluição marinha. Contudo, o artifício estudado atesta legitimamente a aplicabilidade do aerogel de grafeno como a melhor solução para a problemática dos incorretamente descartados ou mesmo provenientes de acidentes, corroborando para o equilíbrio e a manutenção dos ecossistemas.

Metodologia e Materiais

Após análise do acervo de pesquisas, artigos científicos e estudos específicos sobre a área de Nanotecnologia e Grafeno, e a partir dos objetivos gerais e específicos, obteve-se a idealização de um protótipo que consiga transmitir a ideia principal do projeto.

Para a realização do presente estudo, utilizou-se um aquário de vidro com dimensões de 30 cm x 20cm x 15cm.

A garrafa PET (polietileno tereftalato) foi usada para a construção das pás, as quais estarão conectadas a um motor alimentado por uma bateria de 9V, movendo a água no sentido horário, simulando o fluxo de um rio. A princípio, em um dos pontos do comprimento do aquário, foi colocada uma rede de Nylon para que essa simule uma rede real posta no leito para barrar os aerogéis de grafeno. No entanto, para maior segurança do projeto e melhor realização do protótipo, alterou-se tal material por Poliuretano (esponja sintética), passando pelo processo de Redução Térmica, mergulhados no óxido de grafeno de forma gradativa e, posteriormente colocados em fornos específicos para secagem. Esse processo foi realizado três vezes, até a obtenção da característica necessária para a consolidação do produto, de absorção. No entanto, após esse processo, os resultados não saíram como o esperado, então foi necessário realizar um novo processo, denominado Redução Química, no qual as esponjas foram submetidas à ação de um béquer com ácido ascórbico, em um misturador magnético, por cerca de uma hora, e posto para secagem no forno.

O material foi produzido no Laboratório do Instituto MackGraphe, monitorado pela Pesquisadora e Química Cecília de Carvalho. Para a simulação dos óleos de derramamento, utilizou-se o óleo vegetal de soja.

Resultados e Discussões

Através do experimento realizado com o protótipo idealizado e construído pelo SeaGraph, conclui- se que o Poliuretano com Óxido de Grafeno demonstrou a utilidade desse material para remoção de óleos do meio ambiente, visto que absorveu com êxito as substâncias despejadas no recipiente de vidro durante a averiguação em testes.

A partir dos resultados obtidos, almeja-se o desenvolvimento do projeto, acompanhado de investimento e parcerias externas, os quais corroborarão para uma aplicabilidade real do Grafeno para solucionar a questão abordada no ODS 14.

Em escalas maiores, o grupo SeaGraph visa ao uso de barreiras de contenção, as quais são responsáveis por conter os derramamentos de petróleo e derivados, concentrando, bloqueando ou direcionando as manchas de óleos (SZEWEZYK, Susana). A tais estruturas, seriam acrescentados aerogéis de grafeno, proporcionando uma absorção mais efetiva e veloz do resíduo poluente.

Dessa forma, haverá a possibilidade de reutilização e reciclagem do óleo, auxiliando na sustentabilidade mundial, bem como na eliminação (ou diminuição) da poluição marinha causada pelo derramamento indevido de substâncias na água.

Processo de síntese do material.

Forno de secagem material a 130°C.

Primeiro estágio da aplicação do óxido de grafeno.

Índice de valores publicados pela Petrobras referentes aos vazamentos de petróleo nos anos de 2012 a 2016

Aspectos econômicos para a criação das nanoesponjas.

Considerações Finais / Conclusão

A produção deste trabalho possibilitou que os membros do grupo e a coletividade atingida por estes obtivessem uma ampliação de seus conhecimentos com relação às problemáticas que ocorrem ao redor do globo. No decorrer do processo, foram descobertas inovações tecnológicas e suas respectivas aplicabilidades, além do reconhecimento e de um olhar mais cauteloso e aprofundado para situações que assolam o ambiente aquático, fato que deu origem ao projeto SeaGraph, detalhado no presente documento.

O objetivo principal do SeaGraph é a absorção de óleos nos ambientes marinhos e dulcícolas, tais como os rios, os lagos e o próprio mar, provenientes majoritariamente de desastres ambientais, por exemplo, o caso do derramamento de petróleo que ocorreu em agosto de 2019 e atingiu o Nordeste e o Sudeste brasileiro.

Nanomateriais para a remoção do petróleo em caso de vazamento.

Sob essa problemática, o projeto viabiliza a sua resolução a partir da utilização do aerogel de grafeno, o material mais leve do mundo, que possui 99,8% de porosidade e pode absorver até 900 vezes o seu próprio peso em óleo.

A Universidade Presbiteriana Mackenzie e o Instituto de Pesquisa MackGraphe forneceram total suporte para a consolidação do trabalho, inclusive para a síntese de um material similar ao aerogel de grafeno para posterior exposição na Mostra do Conhecimento, utilizando esponjas sintéticas e óxido de grafeno, de modo que fosse mais seguro para manusear e que apresentasse a mesma propriedade de absorção de óleo.

O incentivo do Colégio à identificação de problemas e busca por soluções que partam dos próprios alunos, além de fomentar o desenvolvimento científico, forma cidadãos preocupados em resolver os problemas do mundo. Apesar dos custos relativamente altos para a produção do aerogel de grafeno, este se trata de um material recém-descoberto e que pode atenuar significativamente danos à natureza de origem antropológica, além de que o seu preço tende a reduzir com o avanço da tecnologia, fator que abre portas para o investimento em trabalhos subsequentes.

Autores

Nicole Cristina Maia Bastos, Rafaela Gonçalves Farias, Rita de Cassia Souza Sá

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Resumo

O projeto tem como objetivo encontrar uma solução viável para a problemática apresentada na ODS 14.3, propondo a criação de um produto o qual utiliza das bases nitrogenadas para reduzir a acidificação das águas dos oceanos. A partir do esquema apresentado em “3.1 Metodologia”, foi possível entender como funcionaria o mecanismo do sistema. A partir do tubo que recolhe a água acidificada e do sensor de pH, o Arduino analisa a acidificação da substância. Caso essa possua um pH elevado, o sistema liberará o líquido (composto por bases nitrogenadas) armazenado em uma caixa de acrílico próxima à caixa do Arduino. Caso a água esteja em um nível de pH normal, não será lançado o líquido no local. Entretanto, por não haver investimento suficiente para a realização do protótipo, foi decidido construí-lo quando houver recurso monetário suficiente para sua efetuação.

Introdução teórica

A acidificação das águas do oceano ocorre desde o início da Primeira Revolução Industrial, em meados do século XVIII, quando a emissão de poluentes aumentou rápida e significativamente graças à instalação de indústrias por toda a Europa. Como a escala de pH é logarítmica, uma leve diminuição deste valor pode representar, em porcentagem, variações de acidez.

A partir desses dados, surge a criação de um projeto que envolve o uso de bases nitrogenadas no ambiente marinho com o intuito de neutralizar o nível de acidificação dos oceanos.

É válido ressaltar que essa iniciativa de um grupo do corpo discente do Ensino Médio não seria necessária caso não houvesse a negligência do ser humano, agente responsável pela emissão de carbono e, consequentemente, pelo aumento do nível de ácidos no ambiente marinho.

Desenvolvimento do Projeto

Primariamente, foi realizada uma análise detalhada da “ODS 14 - Vida na água”, refletindo acerca dos problemas e das possíveis soluções. Desse modo, a equipe selecionou a ODS 14.3, “Minimizar e enfrentar os impactos da acidificação dos oceanos, inclusive por meio do reforço da cooperação científica em todos os níveis”.

Nas aulas seguintes, pesquisou-se sobre atitudes que contribuem para a acidificação dos oceanos e debateu-se sobre iniciativas que poderiam contribuir para o fim desse problema.

Por fim, o grupo chegou à conclusão de que o uso de bases para neutralizar a presença de ácidos nos mares e oceanos seria uma boa alternativa a ser apresentada para a sociedade, e então iniciou o planejamento do trabalho.

Metodologia

A princípio, foram pesquisados os materiais os quais serão utilizados para a realização do protótipo (estes serão citados em 3.2. Materiais).

Após a pesquisa, foi iniciada a construção da maquete a partir de materiais como placa de MDF (70cm x 50cm), papel sulfite (aproximadamente 20 folhas), tinta PVA cinza (um pote com 37 mL), grama falsa para maquete, algodão, tinta PVA azul claro (um pote com 37 mL), massa para biscuit (90g), palitos de sorvete e pistola de cola quente.

Com a maquete quase finalizada, foi decidido pelo grupo a desistência da compra dos materiais que seriam utilizados no protótipo, por causa da falta de recursos financeiros. Com isso, a decisão escolhida foi fazer um desenho do esquema do protótipo, para futuras arrecadações e continuidade do projeto apresentado:

Depois do desenho feito, a maquete foi finalizada.

Materiais

• Boia de piscina inflável (diâmetro=76 cm)

• Sensor de pH Arduino

• Kit de Arduino

• Chapa de acrílico transparente (30x30)

• Ácido Calcon Carboxílico (10g)

• Leite de Magnésio (350ml)

• Placa de MDF (70cm x 50cm)

• Papel sulfite (aproximadamente 20 folhas)

• Tinta PVA cinza (um pote com 37 mL)

• Grama falsa para maquete

• Algodão

• Tinta PVA azul claro (um pote com 37 mL)

• Massa para biscuit (90g)

• Palitos de sorvete

• Pistola de cola quente

Resultados e Discussões

A partir do esquema apresentado em “3.1 Metodologia”, foi possível entender como funcionaria o mecanismo do sistema. A partir do tubo que recolhe a água acidificada, o Arduino, através do sensor de pH, analisa a acidificação da substância. Caso essa possua um pH elevado, o sistema liberará o líquido (composto por bases nitrogenadas) armazenado em uma caixa de acrílico próxima à caixa do Arduino. Caso a água esteja em um nível de pH normal, não será lançado o líquido no local.

Como não houve a produção do projeto, não é possível saber se esse responderia da forma esperada, contudo, assim que a equipe possuir o recurso necessário para a realização do projeto, no valor de quatrocentos e sessenta e nove reais, esse será retomado e construído da maneira como foi planejado. Por fim, a maquete foi finalizada com sucesso, tendo como resultado as imagens a seguir:

Considerações finais / Conclusão

Com a finalização da maquete, foi possível concluir que o objetivo inicial do trabalho foi cumprido, uma vez que se encontrou uma solução viável para a problemática apresentada na ODS 14.3, propondo a criação do produto apresentado, o qual utiliza das bases nitrogenadas para reduzir a acidificação das águas dos oceanos.

Por causa das limitações financeiras, propõe-se que outras equipes se inspirem no projeto planejado para criar seu próprio produto, assim contribuindo para um mundo mais limpo e menos poluído pela ação humana irresponsável.

Autores

Amanda dos Santos Miron, Bárbara Pedroso de Lima, Beatriz Francisca Soares de Souza, Gabriela Giorghe Maqueda, Bianca Aguera de Sales, Nicolas Guilherme da Silva. Turma 2B04

BIBLIOGRAFIA

DE PAULA, Elgte Elmin Borges et al. Complexos supramoleculares: interação entre o ácido esquárico e bases nitrogenadas. Principia: Caminhos da Iniciação Científica, v. 12, p. 144-156, 2008.

DONEY, Scott C. et al. Ocean acidification: the other CO2 problem. Annual review of marine science, v. 1, p. 169-192, 2009.

PEREIRA, Camila Ortulan. Fluxo de matéria orgânica em comunidades bênticas frente a condições atuais e de acidificação dos oceanos. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo.

SODRÉ, Camila Fernanda Lima; SILVA, Yuri Jorge Almeida; MONTEIRO, Isabella Paerce. Acidificação dos Oceanos: fenômeno, consequências e necessidades de uma governança ambiental global. Revista Cientifica do Centro de Estudos em Desenvolvimento Sustentável da UNB, v. 1, n. 4, 2016.

Resumo

GRAPHEXIT

Um recorrente problema de impactos globais que não recebe a devida importância pelos atuais governos presentes na sociedade é a presença de microplásticos na água potável e nos alimentos disponibilizados para compra e consumação nos comércios. Esses resquícios de polímeros em tamanhos micrométricos são causados pelo descarte indevido destes nos mares, gerando como consequência sua entrada no ecossistema dos animais que vivem neste meio e interferem diretamente no cotidiano de muitas pessoas. O trabalho desenvolvido ao longo do semestre visa desenvolver estações autônomas compostas de um filtro hexagonal à base do material de grafeno por possuir resistência, maleabilidade e filtrabilidade de excelência para o objetivo desejado de coletar os microplásticos presentes no oceano através das correntes marítimas.

Introdução Teórica

Com a crescente poluição nos oceanos ao redor do mundo, vê-se a necessidade de buscar métodos de limpeza para se livrar dessas impurezas uma vez que, por meio do próprio ciclo natural da água, poluentes como microplásticos chegam às torneiras, e peixes acabam os ingerindo, levando o mesmo problema para os pratos de comida.

Objetivo Geral

Buscar métodos para retirar os microplásticos dos meios marítimos de modo que seu impacto na vida humana e de outros animais seja reduzido. Isso será feito de maneira sustentável favorecendo sempre abordagens que gerem a menor quantidade possível de poluentes e detritos.

Objetivos Específicos

Livrar os oceanos de microplásticos por meio da utilização de filtro em correntes marítimas. O filtro terá pouco ou mesmo nenhum impacto na vida marinha, além de ser feito de materiais recicláveis. Ele terá uma boia na superfície para facilitar sua recuperação e terá a parte de filtragem removível, o que também facilitará sua manutenção enquanto mantém o padrão de sustentabilidade.

Justificativas

Este projeto tem potencial de ajudar a resolver a poluição marítima por microplástico, diminuindo a ingestão desses componentes por meio da água que chega às casas, além de reduzir a quantidade de animais que comem esses polímeros quando os confundem com alimento.

Ele também pode ser comercializado, por meio de parcerias com governos que geram muitos detritos plásticos, como a China e os EUA, assim ajudando a combater esse problema ambiental.

Desenvolvimento do Projeto

Microplásticos e seus problemas para o planeta

Uma das mudanças mais onipresentes e duradouras do nosso planeta é a presença de micro fragmentos de plásticos, podendo ser caracterizados entre megafragmentos (>100mm de diâmetro), macrofragmentos (>20mm), mesofragmentos (5-20mm) e microfragmentos (<5mm). Desde a produção em massa de plásticos iniciada nos anos 1950, os fragmentos de plásticos acumularam-se em todos os ambientes terrestres, desde o solo oceânico até a costa de ilhas remotas; e desde o Ártico até a Antártica. Mesmo o plástico sendo apenas 10% do lixo descartado, ele representa uma proporção muito maior de fragmentos espalhados pelo globo. Macro e micro plásticos têm se acumulado em maior quantidade no Hemisfério Norte, próximo a centros urbanos, em mares fechados e em convergência marítima. Além disso, têm se acumulado, em menores quantidades, em costas de ilhas remotas, fundo do mar de plataformas continentais e (em menores quantidades, mas mesmo assim foram documentados) no Hemisfério Sul. Na quantificação abaixo é possível observar a densidade de plástico espalhada por todo o mundo (por número de itens) (BARNES, 2009).

Gráfico de Porcentagem de Plásticos pela Segmentação das Regiões Oceânicas Globais

M, Mar mediterrâneo; B, Mar Báltico; NA, Atlântico Norte; NP, Oceano Pacífico Norte; WP, Oceano

Outro grave problema que acompanha a rápida proliferação do plástico no ambiente marinho é sua longevidade, com milhares de anos de vida. Para se ter uma ideia de sua longevidade, o primeiro plástico fabricado no mundo ainda está presente em algum lugar do planeta. Essa longevidade pode acabar atrapalhando formas de vida nos oceanos, desde as maiores, como baleias, tartarugas, albatrozes, entre outros macropredadores, até microrganismos que não conseguem digerir o plástico pela sua complexidade comparada à madeira e algas, por exemplo. Isso pode acabar chegando em nós, humanos, já que o microplástico é introduzido no começo da cadeia alimentar até chegar em nós. Um grande agente que contribui para a proliferação dos microplásticos é o mal descarte de embalagens e fabricados de único uso que são jogados fora de qualquer maneira e, no caso de aterros sanitários, se o plástico não for selado corretamente, pode acabar virando fragmentos minúsculos de plástico (BARNES, 2009).

Para o descarte bem-feito, é necessário que as embalagens tenham suas identificações devidas, incluindo polímeros de alta densidade pigmentados e translúcidos (HDPE), polímero pigmentado e tereftalato (PET), polímeros que contém cloreto de polivinila (PVC) e a classificação de “outros” contribui no momento da separação do lixo e em seu momento de reciclagem. A quantificação abaixo mostra, como um exemplo da consequência de mau descarte, um setor particular, MSW (Master in Social Work), e como sua taxa de reciclagem é baixa, comparando o lixo gerado, reciclado e descartado.

Geração, reciclagem e descarte de plástico nos Estados Unidos em 2005, tirado de US EPA (2006). Plásticos do setor de construção e agricultura não estão incluídos na quantificação.

Filtros com boa capacidade de combate aos microplásticos.

Os microplásticos têm sido um grande problema para o ambiente marinho, e é de interesse geral erradicá-los, por isso, muitos vêm criando e buscando formas de retirá-los dos oceanos através de filtros.

Na Colômbia, estudantes criaram um filtro que funciona a partir do musgo. Foi descoberto que o musgo esfagno, além de purificar a água da região, também era capaz de reter microplásticos, possibilitando a criação do filtro.

Na Alemanha, engenheiros criaram um filtro feito de folhas de aço. O filtro foi criado a partir de orifícios milimétricos perfurados a laser. Ele contém folhas com milhões de furos extremamente pequenos, contendo 10 micrômetros de diâmetro, impossibilitando a passagem de microplásticos. O filtro foi testado em laboratório e, apesar de ter uma filtragem eficiente, não é capaz de retirar todos os resíduos.

Agente Passivo da Filtragem (Correntes Marítimas)

As correntes marítimas são um fenômeno natural que tem como objetivo levar grandes quantidades de água para locais afastados de sua origem.

Tal evento possui diversas influências, sendo ela sobre o clima, rotas de navegação e pontos para construção de portos, por exemplo.

Esse fato, que ocorre nos mares de todo o mundo, possui tanta força que, segundo o artigo científico “Aproveitamento da energia das correntes marítimas”, de Isabel Páscoa diz, é possível utilizar a energia cinética realizada pela água do mar para a conversão de energia elétrica, tendo uma densidade cerca de oitocentas vezes maior. Levando isso em consideração, foi pensado em utilizar as próprias correntes marítimas como a força a levar a água para a filtragem.

As correntes marítimas, devido ao descarte incorreto de resíduos, levam tais substâncias para diversos locais, podendo percorrer distâncias imensas (Turra, A. 2020), como, por exemplo, um resíduo descartado no Brasil pode chegar ao continente africano. E isso não é diferente com os microplásticos, que são ainda mais leves que a maioria dos resíduos de descarte.

A imagem mostra os pontos em que há a concentração de lixo.

Como já mencionado antes, as correntes marítimas estão presentes nos mares do mundo inteiro. Apesar de serem tão importantes, algumas se destacam mais, sendo elas: Corrente do Golfo, Corrente do Brasil e as Correntes de Humboldt.

Correntes marítimas do Brasil e do mundo: tipos e nomes [resumo] (todoestudo.com.br) - Mostra todas as correntes marítimas.

Metodologia e Materiais

Como desenvolvimento em equipe para alcançar o potencial máximo do projeto apresentado, o grupo dividiu-se em prol da pesquisa a partir de constantes encontros dentro das aulas de STEAM, componentes da grade curricular do Colégio Presbiteriano Mackenzie, assim como fora delas, realizando registros de tais encontros ao relatar seu progresso e objetivo monitorado pelos professores orientadores.

Para a confecção do projeto, foram pensados materiais de alta qualidade e custo-benefício. Tornando-se parte do produto final, filtros de grafeno no interior de cápsulas hexagonais compostas de fibras de vidro, as quais poderão ser movidas verticalmente por um motor externo. Este, por sua vez, será alimentado por uma fonte fotovoltaica localizada em sua superfície. Para impedir que o filtro saia de sua respectiva corrente, o mesmo será fixado no substrato através de uma âncora.

A implementação deste projeto seria inicialmente autônoma, com o objetivo de obter lucro. Enquanto em longo prazo, tornar-se-á mais acessível e com suporte governamental. Estudos serão realizados para auxiliar aspectos de localização, potência e direcionamento das correntes marítimas selecionadas. O protótipo é formado por um tubo de acrílico com seu interior revestido por uma malha fina, mergulhados num aquário e movidos por um motor simples com sistema de corrente alternada.

Resultados e Discussões

Durante o projeto, foram discutidos diversos métodos de desenvolvimento e implantação de sistemas funcionais para a colaboração na filtragem de lixo ocêanico em escalas micrométricas. A conclusão alcançada relaciona o uso de filtros em estações autônomas como forma mais sustentável de remover os microplásticos da água pela eficiência e quantidade de materiais necessários para produção. O uso de filtros de materiais como camadas de grafeno possibilita a coleta de materiais de escalas micrométricas na sua variação total.

Considerações finais / Conclusão

Deve-se deixar claro que esse projeto é uma reparação do problema real, que é o despejo dos microplásticos em rios, servindo apenas para reduzir a porcentagem de dejetos nos oceanos e contribuindo de forma efetiva, porém temporária em nossas vidas, uma vez que, a partir da redução de polímeros presente nas águas, todo o ciclo natural de consumo písceo é afetado, consequentemente reduzindo o consumo de plástico no cotidiano.

Autores

Andrey Chiquetto Murbach, Daniel Barros Ribeiro, Enzo Mafra Botejara, Gustavo Canelhas Souza, José Guilherme De Carvalho Guillem Blat, Victor Hugo Silva Maffei.

BIBLIOGRAFIA

AMADEI, J. R. P; FERRAZ, V. C. T. Guia para elaboração de referências: ABNT NBR 6023:2018. 2 ed., Bauru, Universidade de São Paulo, mar. 2019. 54 p. Disponível em: https://usp.br/sddarquivos/aulasmetodologia/abnt6023.pdf. Acesso em: 25 de set. 2022.

BARNES, David KA et al. Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments. Philosophical transactions of the royal society B: biological sciences, v. 364, n. 1526, p. 1985-1998, 2009..

TURRA, A. et al. LIXO NOS MARES: DO ENTENDIMENTO À SOLUÇÃO. internet: [s.n.].

ORLIC, M.; GACIC, M.; LAVIOLETTE, P. E. The currents and circulation of the Adriatic Sea. Oceanologica acta, v. 15, n. 2, p. 109-124, 1992.

PÁSCOA, Isabel Sofia Nunes. Aproveitamento da energia das correntes marítimas. 2014. Tese de Doutorado. Instituto Superior de Engenharia de Lisboa.

Resumo

A acidificação

Diante da ODS 14 e da problemática da acidificação dos oceanos, o grupo desenvolveu o SeaLung. O projeto consiste em um reator de algas filtradoras que tem por objetivo regular o pH das águas através da diminuição da concentração de gás carbônico (CO2). Para isso, utilizou-se a alga de espécie Chaetomorpha linum, a qual apresentou alta capacidade de adaptação em áreas mais ácidas, promovendo o aumento do pH nessas regiões.

Introdução teórica

Considerando os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), decidimos focar no ODS 14: “Vida na água”. A partir dese, o grupo busca trabalhar em prol da conservação e do uso consciente dos oceanos, dos mares, e dos recursos marinhos, apresentando um desenvolvimento sustentável e ecológico. Nessa perspectiva, tencionamos atuar diante da problemática da acidificação dos oceanos, visando estabilizar o pH, ou Potencial de Hidrogênio, da água. Isto posto, o SeaLung foi criado, projeto que tem como objetivo reduzir os índices de ácido carbônico através de algas, de forma que o ecossistema não seja prejudicado.

A acidificação dos oceanos é um fenômeno que consiste principalmente na concentração elevada de gás carbônico (CO2) na água, elevando a produção de ácido carbônico (H2CO3). O processo se dá após essa formação, quando o ácido se dissolve na água, formando íons carbonato (CO32-) e hidrogênio (H+), visto que o nível de acidez é determinado por meio do aumento da quantidade de íons H+ presentes em uma solução. Isto é, quanto maiores as emissões, maior a quantidade de íons H+ que se formam, e mais ácidos os oceanos ficam. [2] Este efeito vem se agravando de acordo com o crescimento exponencial da emissão de gases poluentes na atmosfera, desde a primeira revolução industrial até os dias de hoje, tendo aumentado cerca de 26%.

Figura 1. Níveis de saturação de aragonita nos oceanos, indicando que quanto menor o nível de saturação, maior a concentração de CO2.

Fonte: https://www.earth.columbia.edu/articles/view/3211 - Columbia Climate School – The Earth Institute, 2014.

Consequências

Segundo o Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (PBMC), a acidificação dos oceanos vem afetando diretamente organismos calcificadores, como mariscos, algas, moluscos, corais e plânctons. Deste modo, esses seres tornam-se incapazes de formar conchas e outras estruturas protetoras, podendo ocasionar o seu desaparecimento.

Amalgamado a isso, com a ausência de corais para se fixarem aos sedimentos, as plataformas continentais também sofrem um processo de erosão.

Ademais, a redução de peixes e crustáceos apresenta considerável impacto no cotidiano humano, tanto no âmbito alimentar quanto na subsistência de famílias e indivíduos que vivem da pesca, à medida que a matéria prima se torna escassa.

Intervenção

Para a intervenção, o grupo se baseou no mecanismo do reator de algas, utilizado em aquários, com o intuito de manter o pH da água estável. Destarte, projetou um sistema de filtragem acoplado a boias marinhas ancoradas a fim de promover trocas gasosas através da fotossíntese das algas. Esse processo é responsável pela redução da concentração de gás carbônico, regulando assim a acidificação dos oceanos. Exibiria foco principal no Sul do Atlântico, o qual, de acordo com o estudo da Universidade Federal do Rio Grande, corresponde ao oceano mais afetado pelo fenômeno.

O funcionamento contará com o uso de algas verdes filtradoras, como a da espécie Chaetomorpha linum utilizada no protótipo por serem de água doce, enquanto no projeto real serão utilizadas algas marinhas. Essas serão cultivadas dentro de um cilindro nivelado com duas válvulas, uma de entrada e outra de saída de água: no primeiro nível, de cima para baixo, estará a válvula de entrada, a qual ficará conectada a um tubo que encaminha o fluxo de água para a base do cilindro (o quarto nível); a água ácida começará a preencher o espaço até entrar em contato com as algas localizadas no terceiro nível; estas iniciarão o processo de troca gasosa enquanto a água continuará subindo até o segundo nível, onde estarão algas adicionais para reforçar o processo e onde ficará a válvula de saída de água devolvendo-a para o mar com menor concentração carbônica. O chão de vidro resistente da boia fornecerá a passagem de luz solar para as algas, descartando a necessidade do uso de iluminação artificial. O projeto também inclui expedições periódicas a cada instalação para análise do funcionamento, limpeza, troca dos filtros que protegem a entrada e saída de água e checagem da saúde dos vegetais. O custo do produto é elevado e, por conta disso, o grupo permanece pesquisando maneiras de torná-lo mais barato sem perder a efetividade.

Conclusão da revisão

Tendo em vista os pontos abordados acima, o grupo pôde concluir que a acidificação dos oceanos é um problema que vem se agravando cada vez mais, e progressivamente. Nessa perspectiva, o protótipo de um reator de algas desenvolvido pelo grupo visa neutralizar o pH dos oceanos do planeta, de forma sustentável, procurando a preservação dos mares, sem adição de novos elementos químicos e sem desequilibrar o ecossistema da região. É previsto que o Sealung resulte em uma fauna e flora mais estáveis no ambiente marinho, e uma drástica diminuição da concentração de carbono nas águas onde o reator se encontra.

Metodologia e Materiais

Primeiramente, foi pesquisada a problemática da acidificação dos oceanos e suas causas. Ao observar que o principal fator resultante na diminuição do pH das águas é a concentração de CO2 nos mares, o grupo decidiu focar na atenuação desse gás.

Nessa perspectiva, dentre as soluções estudadas, a inserção de algas verdes para uma limpeza através da fotossíntese era a menos invasiva, apresentando-se de forma atrativa. Porém, ainda exibia desvantagens: impacto no ecossistema da região dado o crescimento exponencial da espécie, conduzindo ao desequilíbrio ambiental.

Por conseguinte, decidimos desenvolver um ecossistema artificial, o qual não afetaria negativamente a área presente, visto que as algas seriam criadas separadamente das nativas. Isto é, preservando a ideia inicial, mas com alterações.

Em seguida, partimos para a construção do protótipo.

Os materiais utilizados podem ser encontrados na Tabela 1.1

Para a construção do protótipo, utilizou-se a máquina de corte a laser para recortar uma circunferência na tampa do pote hermético. Nessa circunferência foi encaixada a lâmpada, já construída usando o soquete e o cabo de cobre encapado, a qual ficará exposta e ligada na tomada.

Na próxima etapa, a estrutura de canos que conduziriam o fluxo de água dentro do reator foi montada e, logo em seguida, dois furos foram feitos no tubo de acrílico para encaixá-los. Para as divisões dos níveis do reator, foram utilizadas redes de malha fina, encaixadas por ganchos feitos de arame fixos na parede do tubo. Uma das redes foi utilizada para impedir a saída de algas do sistema. Para finalizar, todos os buracos foram vedados com massa Durepoxi e cola quente.

Com o protótipo pronto, foi preparado um tanque com pH baixo através de fermentação biológica para que o projeto fosse colocado em ação para estabilizar a acidez do ambiente.

Os materiais utilizados podem ser encontrados na Tabela 1.2

O primeiro acidificador consiste em um CO2 caseiro, utilizado em aquários que necessitam abaixar o pH da água. Este tem como base o fermento biológico, açúcar refinado e bicarbonato de sódio, criando uma solução com leveduras, as quais decompõe as moléculas de açúcar, produzindo álcool e CO2.

Figura 2. Processo de produção de CO2

Fonte: CAMPOS, 2006

A solução é feita dentro da garrafa PET tampada, com apenas um furo para a passagem da mangueira até o aquário. Por outro lado, pela indisponibilidade de tal material, utilizamos o restante do cano de PVC, criando um circuito até o mesmo destino. A seguinte alternativa de diminuir o pH adotada pelo grupo foi por meio do suco de limão. Para isso, foram apenas utilizados dois limões, os quais foram espremidos num recipiente, produzindo uma quantidade de suco suficiente para a quantidade de água no tanque. Logo, o suco foi despejado juntamente com a água, misturando-os e aguardando a acidificação. Ademais, procurando nutrir e contribuir com a acidificação, foi adicionado também ração de peixe no tanque.

Ao realizar a pesquisa acerca de algas que poderiam ser utilizadas no protótipo, foi escolhida a de espécie Chaetomorpha linum. Esta, a partir do processo de fotossíntese, tem a capacidade de neutralizar o pH da água, a fim de tornar o bioma marinho mais saudável para fauna e flora. Para sua conservação, foi inserida na água já acidificada. Teve como base o gás carbônico (CO2) caseiro para a nutrição, adicionada à luz natural do sol, quando disponível, e a luz artificial proveniente da lâmpada do protótipo.

Resultados e Discussões

Com a finalização do protótipo, o grupo decidiu acidificar a água de um aquário, usando ração de peixe e suco de limão, além do auxílio de um acidificador por respiração anaeróbica. Vale notar que o primeiro experimento do CO2 caseiro não apresentou os resultados esperados, visto a utilização de fermento químico ao contrário de bicarbonato de sódio.

Essa etapa de acidificação foi necessária, uma vez que foi nessa que os níveis de acidez e concentração de fosfatos e nitratos foram aumentados para que o teste no tanque fosse realizado de maneira fidedigna ao funcionamento do SeaLung em ecossistemas afetados. Após esse processo, a água encontrou-se com pH entre 5 e 4. Foi então efetuado o teste, colocando o protótipo em um ambiente acidificado.

Após 48 horas do funcionamento ativo do reator com as algas no tanque, as fitas medidoras de pH registraram alteração no pH da água. A que estava inicialmente com pH entre 3 e 4 mostrou-se menos ácida, aumentando para 5, um aumento de aproximadamente 40%, tornando-se habitável para certas espécies de peixes.

Assim, é previsto que em um período de 5 dias com o SeaLung dentro do aquário, a água terá o pH neutralizado em 100%, ou seja, passará a ter pH entre 6 e 8. A partir desse resultado é correto afirmar que, se ampliado em larga escala e receber investimentos, o projeto SeaLung poderá neutralizar o pH das regiões afetadas pela poluição do CO2.

Considerações finais

Em suma, o trabalho foi bem-sucedido, baseando-se em uma das metas dos ODS 14, cuja redação oficial é “Conservar e usar de forma sustentável os oceanos, mares e recursos marinhos para o desenvolvimento sustentável”, nesse caso, alcançando a meta “14.3: Reduzir a acidificação do oceano.”

Os maiores desafios enfrentados pelo grupo foram conseguir acidificar a água do tanque pra realizar o experimento, e a própria construção do reator, que demandou estudo, habilidades manuais e criativas, além de diversas testagens. O resultado satisfatório do protótipo levou o grupo a acreditar que é realmente possível criar reatores com a alga Chaetomorpha linum para regular o pH das águas oceânicas com adaptações de porte e de materiais, sendo assim uma alternativa de menor custo para a reduzir a acidificação dos oceanos.

Autores

Giovanna de Paula Azevedo Oliveira, João Paulo dos Santos Pessini, Laura Falcão Dourado Maria Teresa Richard Dias, Rachel Borin, Samuel Martins Ferreira, Stella Enz Amodio Ribeiro Henry

BIBLIOGRAFIA

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CAMPOS, M. Injeção caseira de CO2 com fermento biológico

Injeção caseira de CO2 com fermento biológico. Available from: https://www.aquaonline.com.br/artigos/ faca-voce-mesmo-fvm/49-injecao-caseira-de-co2- com-fermento-biologico. Accessed: 29 Sep. 2022.

O que é AO? - BrOA - Rede Brasileira de Pesquisa em Acidificação de Oceanos.

O QUE é AO? - BrOA - Rede Brasileira de Pesquisa em Acidificação de Oceanos. Available from: https:// broa.furg.br/o-que-é- ao.html#:~:text=O%20oceano%20Atlântico%20apresenta%20as. Accessed: 17 Aug. 2022.

REDAÇÃO. Acidificação dos oceanos -

ACIDIFICAÇÃO dos oceanos, o que é, suas causas e efeitos. Available from: https://www.ecodebate. com.br/2020/07/15/acidificacao-dos-oceanos-saiba-mais/. Accessed: 18 Aug. 2022.

Resumo

Hoje, o petróleo é uma fonte de energia fundamental para a economia mundial e, apesar do esforço do desenvolvimento e da adoção de fontes de energias renováveis, projeta-se que ele ainda ocupará uma parcela importante da matriz energética mundial ainda por algumas décadas. Vazamento de petróleo no mar pode ser causado tanto na exploração como no transporte de petróleo, acarretando uma série de danos a todo o ecossistema marinho e também à economia, afugentando turistas, interrompendo a pesca e aumentando os custos da saúde, pois pessoas podem ficar intoxicadas pelo contato ou ingestão de alimento contaminado.

Visando mitigar os impactos na natureza, este projeto traz uma proposta para a retirada de óleo dos oceanos quando há derramamento, por meio da absorção hidrofóbica e compressão a partir de cilindros. A ideia é colocar estes dispositivos em pequenos barcos autônomos movidos a energia solar.

Introdução teórica

Derramamento de óleo é um problema que ocorre em muitos lugares, por diversas causas, como defeitos em navios transportadores, vazamento nas plataformas, rompimento de dutos e

lançamento de água utilizada para lavar reservatórios no mar com processos difíceis para a remoção da superfície, porque ele se espalha rapidamente por causa das correntes marítimas. Além disso, pode causar a morte de aves e diversos animais marinhos, como focas, tartarugas e leões marinhos. Dessa forma, o grupo projetou um sistema para limpar derramamentos de óleo de forma rápida e eficaz com um custo baixo, comparado a outros processos de coleta.

Questão ou Problema Identificado

A partir da necessidade de proteger a vida marinha, foi identificado o derramamento de óleo nos oceanos, visto que, de acordo com a ODS 14.1, é proposto “até 2025, prevenir e reduzir significativamente a poluição marinha de todos os tipos, especialmente a advinda de atividades terrestres, incluindo detritos marinhos e a poluição por nutrientes”, assim, o grupo se baseou nessa problemática para a criação do projeto.

Descrição de materiais e métodos

Os materiais utilizados para o protótipo foram: elástico, polia de MDF, mini motor, suporte de isopor, palitos de churrasco, cano rígido de

plástico, botão, EVA, cano de papel e fio de cobre.

No modelo, o grupo juntou à base de isopor um suporte de palitos de churrasco com dois rolos de fita crepe para a uma engrenagem de compressão. Para a representação da faixa de esponja, colocou uma tira de EVA por dentro da engrenagem, que estava ligada logo abaixo por dois motores responsáveis pelo trabalho da máquina.

Desenvolvimento do Projeto

Este projeto desenvolveu-se em dois tópicos:

1)Foram pesquisadas soluções para o vazamento de óleo nos mares. A seguir, o projeto foi esboçado para definir os materiais e ações necessárias para a realização.

2)O projeto foi colocado em prática utilizando um spray com nanopartículas hidrofóbicas no tecido desenvolvido pelos pesquisadores para que absorva apenas óleo, e os demais materiais listados abaixo, construindo um barco minimalista, pequeno, que não necessita de tripulação e barato.

Resultados e Discussões

Os resultados da pesquisa foram barcos mais eficientes e também mais leves, com um custo mais barato, tendo como objetivo principal retirar o óleo do oceano. Portanto, ao percebermos os problemas, criamos um projeto visando a retirada do óleo no mar para melhorar a qualidade de vida dos animais aquáticos.

Autores

BIBLIOGRAFIA

https://www.todamateria.com.br/

https://ec.europa.eu/research-and-innovation/en/horizon-magazine/mopping-oil-slicks-easy-way

https://www.ecoresponse.com.br/blog/noticia-interna/vazamento-de-petroleo-e-o-ambiente-123#:~:text=Entre%20esses%20preju%C3%ADzos%2C%20est%C3%A3o%20a,processo%20de%20fotoss%C3%ADntese%20 das%20algas.

Ângelo, de Paula, Beatriz Goulart, Carolina Ramalho, Fernanda Prudêncio, Mariana Camargo e Júlia Laguna

Sinal vermelho: dispositivo para facilitar a denúncia contra abusos.

Resumo

Inspirado no “ODS-5 Igualdade de gênero”, o trabalho aborda os assustadores números de abusos contra mulheres e suas consequências.

No final é apresentada uma possível forma de tentar reduzir os dados e ajudar nessa questão tão alarmante.

Introdução

ODS-5: Igualdade de gênero, define-se por “acabar com todas as formas de discriminação contra todas as mulheres e meninas, em toda parte. Eliminar todas as formas de violência contra todas as mulheres e meninas nas esferas públicas e privadas, incluindo o tráfico e exploração sexual e de outros tipos.’’

Mas por que é preciso proteger as mulheres dessa questão? Analisando os seguintes fatos, essa pergunta é respondida: De janeiro a julho de 2022, foram registrados 4.486 casos de violência sexual contra crianças e adolescentes no Brasil.

2021

A cada 10 minutos, uma mulher teve seu corpo violado, e foram notificados 56 mil casos contra menores de 14 anos.

Média mensal de 110 feminicídios, gerando uma média de ocorrência de um crime com essa gravidade a cada 7 horas.

3 de cada 4 casos de relação forçada ocorreram com menores de 18 anos.

A cada 24 horas, 320 crianças e adolescentes passam por essa tortura, gerando uma média de 13 por hora.

75% das vítimas foram meninas e, em sua maioria, negras.

76% dos casos de abuso sexual infantil ocorreram dentro da casa da criança, sendo que em 82% desses mesmos casos, o agressor era conhecido (78% envolveram pais, tios, irmãos, primos e outros parentes).

Além do mais, esses números tendem a ser maiores, pois estima-se que apenas 7 casos a cada 100 são denunciados.

O Brasil ocupa a posição de segundo país no mundo onde mais ocorre exploração e abuso sexual infantil.

Sabendo de toda dor que o tema traz, é impossível ficar estagnado. Baseando-se nessa premissa, o desafio é achar uma forma viável de ajudar, e em especial incentivar a denúncia. Porém, a problemática afeta todas as classes da sociedade.

Objetivos e Questão Problema

Como foi visto, o número de denúncias é muito menor do que a estimativa de casos que acontecem. Se buscar-se conhecer o motivo desse movimento, é possível chegar nas seguintes conclusões:

A vítima sente-se culpada e não tem o suporte necessário;

A vítima tem medo do seu agressor ou é manipulada por ele;

Pensando nisto, a pergunta permanente é: “Como incentivar a denúncia e como proteger a vítima?” e “Como diminuir os números?”

A resposta para a primeira pergunta foi rapidamente respondida: é só fazer uma boa propaganda de um dispositivo de denúncia.

A resposta para a segunda, infelizmente, estamos em processo ainda (o mundo todo).

Metodologia e Resultados

A ideia principal foi estabelecida: criar um protótipo que seja útil para a denúncia e que possa proteger a vítima. Em seguida, aplicar o dispositivo em lugares estratégicos como pontos de ônibus, mesas de trabalho, banheiros públicos, etc.

O dispositivo conta com um botão que, através de um sistema programado em Arduino e uma combinação de código, o suporte de segurança do local é acionado. Assim, trazendo segurança e anonimato para a vítima.

O sistema só funciona através da tecnologia Android.

Discussão

Diante de tudo o que foi apresentado, é muito difícil não se comover com a situação, porque, ainda que esse projeto entre em vigor, a maior parte desse crime bárbaro é cometido dentro de casa e por alguém que tem algum tipo de poder perante a vítima.

É dever de todos cuidarmos das crianças e das meninas brasileiras.

Autores

Turma 3B07 BIBLIOGRAFIA

https://forumseguranca.org.br/publicacoes/v iolencia-contra-meninas-e-mulheres/ https://liberta.org.br/ http://book.uniguacu.edu.br/index.php/Medit atio/article/view/497 https://youtu.be/vteR8l0XoRQ (documentário ‘’Mas por que ela não denuncia?’’)

Ana Julia Godoi, Fernanda Cury, Gustavo Cardoso, Leonardo Morgado e Lucas Nobile.

Resumo

Percebendo a quantidade de problemas relacionados à educação, este projeto tem como principal objetivo aumentar a eficácia de estudo dos alunos e poder tornar isso um verdadeiro hábito sustentável. Por meio de pesquisas e testes, cria-se uma plataforma capaz de aliar objetivos, praticidade, competição, entusiasmo e outros elementos para uma tarefa outrora entendida como chata.

Com a Learn, a educação no Brasil e no mundo pode alcançar patamares nunca antes vistos. Learn: uma plataforma que, através da educação, transforma sonhos em realidade.

Introdução

Diante dos dramas vividos durante a pandemia, a partir das aulas do Projeto STEAM do Colégio Presbiteriano Mackenzie, nasce a ideia da Learn (do inglês: aprender), um trabalho que tem como primeiro objetivo corrigir um déficit educacional, piorado muitas vezes durante a pandemia. Tal prejuízo foi causado por muitos motivos, entre eles, a falta de acesso à internet, à tecnologia e a outros aspectos relacionados à infraestrutura e, mesmo aos que tiveram acesso a todas essas coisas, ainda assim sofreram um grande déficit de atenção e motivação, afastados das salas de aula, do desejo de estudar e verdadeiramente

progredir, de vencer a tentação de realizar avaliações e outras atividades com seriedade, sabendo que todas as possibilidades de cópia descarada estavam à distância de um clique de mouse.

Vale salientar que no Brasil especificamente os índices relacionados ao ensino são preocupantes há anos, mesmo antes do novo Coronavírus. Em uma pesquisa realizada pelo PISA em 2019, é dito que 80% dos estudantes, mesmo preparados, sentem ansiedade antes de avaliações, e 56% deles sentem tensão durante o estudo.

Nesse sentido, percebendo tal déficit, principalmente pelos dramas oriundos do vírus SARSCoV-2, busca-se, na Learn, entender as melhores formas de corrigir esse problema e contribuir com o 4º Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS’s) da ONU, que busca a educação de qualidade para todos.

Desenvolvimento

Para solucionar e contribuir para a resolução dos problemas apresentados na introdução, a Learn cria uma plataforma que auxiliará o aluno em diversas frentes: etapas indispensáveis do processo de aprendizagem frequentemente ignoradas por estudantes de diversos níveis, cuja motivação pode ser desde a falta de conhecimento de tais aspectos quanto a ausência de motivação para eles, tendo como base a aprendizagem ativa.

Planejamento – Organização

Para qualquer das áreas da vida, é inquestionável a importância de planejar quaisquer metas e objetivos, mesmo que a curto prazo. Apesar de potencialmente extenso e cansativo por si só, o planejamento é fundamental para diminuir custos, aumentar a eficácia de tarefas de todos os níveis de dificuldades, evidenciar todas as etapas do processo de modo que o autor nunca desconheça os próximos passos da realização do plano, economizar tempo, entre diversos outros fatores. Ocorre que, com o processo de aprendizagem, não deve ser diferente. É de suma importância definir metas e objetivos que servirão como direcionamento.

Como resposta, haverá, como uma das primeiras etapas do cadastro do usuário, um espaço dedicado a escolha de vestibulares, permitindo a definição de um objetivo antes mesmo de acessar o restante da plataforma.

Além disso, depois de criar sua conta, uma das abas do usuário conterá um calendário que, entre outras coisas, poderá ser utilizado para marcar horários e dias de estudo de determinados tópicos, e que será conectado diretamente ao cronograma anual das escolas contratantes da Learn, dessarte, dando mais um recurso organizacional ao usuário.

Métodos de estudo

Por se tratar de um programa digital, há uma infinidade de possibilidades de adaptação para diversas tarefas, inclusive, a do estudo. Para isso, a Learn, por meio de pesquisa e de diversos testes, aglutinou uma série de formas de estudo que podem maximizar a eficácia do estudo e da retenção de conteúdo do estudante. Esses métodos de estudo/aprendizagem foram transformados em ferramentas digitais, acessíveis diretamente por meio da aplicação. Entre elas, estão:

Pomodoro:

Análogo ao tópico de organização, a técnica Pomodoro consiste, basicamente, no emprego de ciclos de tempo determinados, seguidos de pausas mais curtas para a realização de tarefas. No caso dos estudos, essa técnica é essencial por trabalhar de forma mais eficiente com os picos de foco do cérebro, o que permite melhor aproveitamento do tempo estudado.

O tempo de estudo funcionará através de ciclos. O usuário poderá definir quanto tempo deseja estudar, a quantidade de tempo de cada ciclo e o tempo de descanso entre eles.

e-Duca:

Richard Feynman foi indubitavelmente um dos mais relevantes cientistas do século XX. Entre seus feitos, um dos mais prestigiados é, certamente, ganhar o Prêmio Nobel de Física de 1965, prêmio que o homenageava por seus trabalhos relacionados à eletrodinâmica quântica.

Dentre muitas outras qualidades deste incrível professor, ele também era conhecido por explicar de maneira muito simples e compreensível mesmo os assuntos mais complexos de física e, a partir de tal fama, nasce a técnica de Feynman.

Tal método de estudos consiste em 4 etapas básicas:

•Escolha e estudo do assunto: estudar um assunto determinado. No caso do Ensino Médio, as disciplinas respectivas a essa etapa;

•Ensinar: ao terminar os estudos sobre o assunto determinado, o estudante deve lecionar esse assunto para uma plateia qualquer, ou mesmo em frente ao espelho;

•Identificar falhas: ao lecionar, é importante que o educando identifique as falhas argumentativas, momentos de hesitação e todos os demais buracos em seu conhecimento.

•Correção a partir de falhas: após a identificação dos problemas, deve-se estudar novamente o assunto, focando especificamente nos furos.

Este método funciona, pois, ao lecionar sobre um determinado assunto, é necessário reorganizar os pensamentos de forma a obedecer a uma certa lógica de organização. Isso só é possível mediante profundo conhecimento do assunto.

A plataforma Learn transforma esse método de estudos em uma rede social, em que o aluno poderá produzir seu próprio conteúdo, de forma a lecionar os assuntos que desejar e disponibilizar os conteúdos para os demais usuários cadastrados.

Técnicas Mnemônicas (memorização – ToListen):

Técnicas de memorização são muito úteis em muitos contextos, até mesmo para competições. Além disso, podem ser ferramentas poderosas quando relacionadas aos estudos. Estudos indicam maior chance de relembrar memórias relacionadas a objetos, imagens e, entre outros itens, a música.

ToListen se comportará como uma plataforma de streaming de música, na qual os alunos poderão depositar conteúdos, dessa vez estritamente musicais sobre seus objetos de estudo.

Aulas Invertidas:

A aula invertida consiste em estudar um conteúdo de forma prévia a sua respectiva aula.

Sua eficácia está relacionada ao foco proporcionado ao aluno, uma vez que ele já conhece os pontos de maior dificuldade e potenciais dúvidas sobre o assunto.

Na plataforma, basta que o usuário veja previamente as aulas da semana e marque um período de estudo relacionando essa aula.

Viagem Mental :

Mais uma relevante técnica mnemônica é a dos Palácios Mentais, ou, Palácios da Memória. Consiste em criar um espaço mental imaginário, em que você possa organizar e relacionar informações a objetos visíveis neste mundo inteligível (como por exemplo, guardar um número de telefone em frente à geladeira no palácio mental).

A plataforma terá um ambiente 3D que imitará uma casa. Neste, o usuário poderá se locomover entre os espaços e armazenar textos, imagens, vídeos e outros arquivos em determinada parte dessa casa.

Flashcards:

A técnica dos flashcards (do inglês, cartões de memória), consiste no uso de pequenas fichas de papel com informações condensadas utilizadas como técnica de memorização.

Um exemplo é anotar uma pergunta de um lado, e na outra face da folha escrever a reposta. Na Learn, os flashcards obtém um novo nível de interação e praticidade, em que o usuário criará as duas faces em seu computador ou celular, e poderá acessar diretamente da versão móvel da aplicação. Bastará realizar um rápido movimento de torção para revelar o outro lado deste flashcard.

Recompensas

É fundamental que haja uma recompensa imediata dentro desta plataforma, especialmente quando ela é relacionada a uma plataforma que, para muitos, é tida como entediante. Recompensas são importantes para maximizar as chances do estudo se tornar um hábito na vida do aluno. Segundo a University College, de Londres, um hábito só é consolidado, de fato, após 66 dias. O que significam 66 dias, em média, de dedicação constante em prol de cumprir esses objetivos intelectuais?

O meio pelo qual a Learn resolve esse problema é a “gamificação”.

“A gamificação (ou gamification, em inglês) é a aplicação das estratégias dos jogos nas atividades do dia a dia, com o objetivo de aumentar o engajamento dos participantes. Ela se baseia no game thinking, conceito que abrange a integração da gamificação com outros saberes do meio corporativo e do design.” https://posdigital.pucpr.br/blog/gamificacao-engajamento#o-que-e-gamificacao Será a principal estratégia de engajamento para o usuário.

A proposta de gamificação na Learn vem por dois motivos fundamentais:

A.Concorrência potencial: a Learn não terá materiais/conteúdos específicos acerca das áreas do conhecimento abordadas na escola, por exemplo, mas mesmo assim, precisa de grandes diferenciais para poder, futuramente, se destacar no mercado.

B.A experiência do usuário: partindo do pressuposto de que a grande maioria das pessoas reconhece perfeitamente a importância de manter a mente ativa por meio dos estudos para diversos fins, e, sabendo que infelizmente a parte majoritária das pessoas mesmo assim não estuda, pensamos que a Learn precisa tornar tal experiência mais divertida e cativante, “prendendo” o usuário ao seu objetivo e recompensando-o ativamente por seus pequenos esforços diários, além de reforçar a importância de manter constância e continuidade.

Seguem alguns pontos possíveis para desenvolver tal estratégia na Learn:

A pontuação (SQUIDPOINTS)

Será a forma de recompensa imediata do estudante. Basicamente, tudo o que for feito na plataforma dará uma certa quantidade de pontos (todas ainda a ser definidas), e algumas das possibilidades são:

•Tempo de estudo: o aluno definirá o tempo de cada ciclo Pomodoro e algumas outras opções na configuração antes da iniciação. Após iniciar o estudo, o usuário estará sob um certo monitoramento (de forma privativa e sem reter dados sensíveis, como gravações de microfone nos servidores), assim sendo possível medir quanto desse tempo foi realmente aproveitado. Assim, receberá uma quantidade proporcional de pontos para o tempo e esforço investidos;

•Atividades enviadas: uma das formas de comprovar o tempo investido no item anterior é enviar resumos/anotações acerca dos estudos realizados durante o tempo computado na plataforma.

Apenas por enviar (desde que seja uma imagem/documento coerente com a proposta de estudo enviada, que será verificada por projetos open source de reconhecimento de imagem, como o SOD ou Photonix);

•Utilização das ferramentas: A Learn conta com uma série de ferramentas específicas também para cada tipo de absorção de conteúdo (que será fornecido pelo teste VARK). O aluno que utilizar as ferramentas também receberá pontos por isso (especialmente aquelas que melhor se encaixarem com seu resultado VARK);

•Missões diárias: a plataforma fará a proposição de pequenos desafios (como utilizar a ferramenta X, ou estudar Y tempo). Ao completar um desafio, o estudante receberá os pontos da atividade realizada adicionados ao cumprimento do objetivo diário. Caso ele cumpra todos os objetivos do dia, será ainda mais bonificado;

•Assiduidade: frequência e constância são coisas fundamentais quando se fala de estudo, afinal, é importante estudar e revisar o conteúdo a todo momento, pois o cérebro descarta as informações que considera inúteis (as menos utilizadas). Para evitar isso, é importante estar constantemente estudando, e por isso, apenas por acessar a plataforma, o aluno receberá pontos, e será acumulativo, o que significa que, quanto mais dias seguidos, mais pontos (proporcionalmente) ganhará.

O estudante poderá utilizar seus pontos para diversos fins. Para recuperar uma sequência de dias seguidos (em caso de quebra) e até mesmo na loja de pontos, onde poderá comprar desde mudanças estéticas na plataforma até produtos reais da Learn.

O Ranking

Os ranks terão o objetivo de gerar competitividade entre os clientes/estudantes da plataforma, assim incentivando-os a ganhar mais pontos (através de diversas atividades e tempo de estudo) em busca de uma melhor colocação. Algumas sugestões de rank podem ser:

•All Time (geral): um ranking geral com a pontuação individual somada de todo o período de um certo usuário. Tendo como recompensa um potencial brinde ou “achievement” em seu perfil Learn, análogo às medalhas da Steam;

•Por temporada: um ranking que mede os pontos de uma temporada (sugiro que seja um trimestre ou bimestre) e que futuramente, recompensará o podium dos alunos com brindes, tais como pequenos prêmios em dinheiro, ou, até mesmo, alguns aparelhos eletrônicos, como celulares, por exemplo;

•Classificação de tempo de atividade: evidentemente, o tempo de estudo da plataforma será motivo de pontuação (como explicado no tópico anterior), e um dos mais relevantes, mas não será o único. Aqueles que se dedicarem mais tempo também merecem destaque em nossa plataforma;

•Mais resumos/relatórios/atividades enviadas: também pode ser glorificado aquele que se dedicar ao maior número de atividades, pois também é uma forma legítima de estudo, apesar de não contemplar todos os aspectos possíveis para tal análise;

•Ranking de equipes: essa ideia é mais complexa, já que haverá a possibilidade de batalhas entre equipes. Por meio de desafios, o ranking não somente dependerá da soma dos pontos dos membros do grupo, como também das vitórias e derrotas de cada batalha.

Todos os tipos supracitados terão suas versões individuais, coletivas (por equipes) ou mesmo por instituição (no modelo B2B, ou, Business To Business).

Os animais VARK

O teste VARK é uma peça fundamental para a Learn, pois será um dos principais métodos pelos quais conseguiremos personalizar o estudo do usuário.

Para cada um dos quatro resultados possíveis do teste VARK, atribuiremos um animal (a decidir). Relacionaremos as principais ferramentas para cada tipo de animal, o que gerará identificação.

As equipes (CLÃS)

As equipes serão criadas e formadas pelos próprios usuários, com limite de usuários e várias opções para melhor seleção, inclusive, por área de conhecimento. Assim sendo, se os líderes da equipe estiverem buscando por estudantes de exatas, poderão especificar e filtrar os usuários que desejarem ingressar a tal equipe.

Os grupos trazem por si um mundo inteiro de possibilidades, sendo algumas delas:

•Coerção social: será, além da classificação e do esquema de pontos, uma ótima forma de engajamento entre os estudantes. Afinal, os integrantes de uma mesma equipe precisarão cumprir certos requisitos para se manter relevantes em seus lugares. O que gerará um senso de necessidade, mas acima de tudo, de motivação mútua entre os membros;

•Criação de atividades/provas em Grupo: a Learn pode organizar desafios entre equipes, como avaliações, questões de vestibular, entre outros. Isso pode gerar competição entre as próprias equipes, e gerar um sistema de classificação separado para isto. Novamente, havendo a possibilidade, não participarão de classificatórios os membros que não desejarem;

•Ranking interno: um ranking de pontos entre os usuários de um mesmo clã, aumentando a competitividade interna;

•Ranking de equipes: uma ala do ranking geral da Learn que contempla especificamente as equipes, como citado acima.

Conclusão

Diante dos diversos dramas vivenciados pelos membros da Learn, torna-se necessária a intervenção no sistema de educação.

Mesmo os alunos que não têm grandes dificuldades relacionadas ao hábito e assiduidade do estudo, eles enxergam a necessidade da existência da plataforma, o que se prova por meio de uma pequena pesquisa realizada dentro do Colégio Presbiteriano Mackenzie, das quais, entre as 19 repostas sobre a satisfação do produto Learn, 100% responderam favoráveis à conclusão da criação da plataforma.

Diante de tamanho problema relacionado à educação e, sabendo que até a ONU tem interesse na educação de qualidade para todos, torna-se indispensável que providências sejam tomadas, não só em relação aos investimentos da educação, mas também ações voltadas diretamente ao indivíduo que se relaciona com essas questões diariamente em sua escola, curso, ou faculdade.

Autores

Gabriel Arom, Guilherme de Lima, Adriel de Carvalho.

BIBLIOGRAFIA

95% dos alunos formados não tem conhecimento adequado em matemática.

https://exame.com/brasil/95-dos-alunos-saem-do-ensino-medio-sem-conhecimento-adequado-em-matematica/ Pesquisa PISA

https://novaescola.org.br/conteudo/17035/pisa-alerta-que-80-dos-alunos-brasileiros-se-sentem-muito-ansiosos

Tempo para criar novos Hábitos https://blogs.ucl.ac.uk/bsh/tag/66-days/

Cirillo, F. (2018). The Pomodoro technique: The life-changing time-management system. Random House. Jäncke, L. (2008). Music, memory and emotion. Journal of biology, 7(6), 1-5.

Oliveira, T. E. D., Araujo, I. S., & Veit, E. A. (2016). Sala de aula invertida (flipped classroom): inovando as aulas de física. Física na escola. São Paulo. Vol. 14, n. 2 (out. 2016), p. 4-13.

Maciel, A. C. D. M. D. (2021). Sherlock e o palácio da memória. Artcultura: Revista de História, Cultura e Arte, 23(42), 259-270.

Barcellos, P. D. S. C. C., Nunes, G. P., Alves, L. P., & Weiand, A. (2019). Pieces of Knowledge: uma revisão sistemática sobre flashcards. MoExP-Mostra de Ensino, Extensão e Pesquisa do Campus Osório, 1(1), 1-1.

Coordenação Geral de Edição: Cleiton Silva Marques Ilustração da capa:

Turma 2B05 Giovanna Guedes João Henrique Martins João Vinícius Maranhão Isadora de Souza

Luiza Dutra Carlos Eduardo Santos Revisão ortográfica André Filipe Noronha Silva Diagramação e Arte Final: Thiago David Cavaletti