O PROFESSOR PDE E OS DESAFIOSDA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE

2009

Versão Online ISBN 978-85-8015-054-4Cadernos PDE

VOLU

ME I

TÍTULO: APLICAÇÃO DO TEMA “RESÍDUOS SÓLIDOS” NO ENSINO DE QUÍMICA PARA ALUNOS DE ENSINO MÉDIO

AUTORA: MARIA ANGÉLICA GANDOLFO MOZELLI1

ORIENTADORA: SÔNIA MARIA NOBRE GIMENEZ2

RESUMO

Os resíduos domiciliares são classificados pelo critério da origem em orgânicos, inorgânicos e mistos. Os materiais orgânicos são constituídos de restos de alimentos, cascas e bagaços de legumes, frutas, verduras, pó de café, chá, entre outros. Os inorgânicos podem ser exemplificados por produtos manufaturados como vidros, ligas contendo metais e compostos, gerados pela mistura de partículas de rochas como argamassa e concreto. As embalagens longa vida exemplificam os resíduos mistos. Esses resíduos, em algumas localidades, são descartados em lixões, terrenos baldios e ruas provocando cenário do desperdício e poluição contribuindo para o entupimento de sistemas de redes pluviais provocando inundações e outros transtornos pertinentes. Esta problemática é visível em nosso cotidiano e pode ser transformada através da educação e do conhecimento. Este trabalho destaca a execução de algumas atividades práticas com o objetivo de contextualizar o ensino de química à produção de resíduos e lixo, possibilitando a aprendizagem de diversos conceitos químicos. Dentre as atividades desenvolvidas destacaram-se a construção de composteira no espaço da horta escolar, coleta de resíduos orgânicos para a compostagem, coleta de resíduos inorgânicos para prévia pesquisa e posterior encaminhamento para reciclagem, divulgação dos resultados da pesquisa através de exposições de maquetes e palestras realizadas pelos alunos do Ensino Médio.

Palavras-chave: Resíduos; Contextualização; Compostagem; Conceitos químicos.

ABSTRACT

The household wastes were classified for criteria of origin in relation to living beings, in organic, inorganic and mixed. The organic materials are constituted by the rests of food, peels and marc of vegetables, fruits, greenery, coffee powder and tea, among

1-Maria Angélica Gandolfo Mozelli (angelmozelli@seed.pr.gov.br), graduada em Licenciatura Plena com Habilitação em Química pela FAFI de Cornélio Procópio, Especialização em Química pela UEL.2- Sônia Maria Nobre Gimenez (sogi@uel.br), graduada em Química pela Universidade Estadual de Londrina (UEL), Mestre em Química e Doutora em Ciências pela ÚNICAMP, docente do Departamento de Química da UEL.

others. The inorganic can be exemplified by handling products like glasses, metal alloys created through the blend between particles of rocks like mortar and concrete. The long-life packaging exemplifies the mixed wastes. These wastes, in some localities, are discarded in garbage dumps, vacant lots and streets causing the wastage, environmental contamination, clogging the web pluvial systems, causing floods and other troubles. This problematic is visible in our daily an can be changed through education and knowledgement. This work detaches some activities with the objective of contextualize chemical’s teaching to the production of waste garbage, enabling the learning of many chemical concepts. Among the activities developed stood the construction of composing on the school garden place, the organic waste collection to the composting, the inorganic waste collection to the previous research and posterior routing for recycling, divulgation of the results of research through exposition of the models and speech realized by the High School´s students.

Keywords: Wastes; contextualization; composting; chemicals concepts.

1 INTRODUÇÃO

Os resíduos domiciliares fazem parte do contexto de vida de todo cidadão,

sendo constituídos por compostos orgânicos, inorgânicos e mistos. De acordo com

Santos e Mól (2005, p. 48), os materiais orgânicos são constituídos de restos de

alimentos, cascas e bagaços de legumes, frutas, verduras, pó de café, chá e outros.

Os materiais inorgânicos são constituídos de produtos manufaturados como

plásticos, vidros, ligas de metal, isopor, lâmpadas, parafina, cerâmica, espuma,

cimento, dentre outros. Os resíduos, que podem ser classificados como mistos, são

produtos de processos envolvendo compostos orgânicos e inorgânicos.

De acordo com as propriedades químicas e físicas, os resíduos podem ser

encaminhados para aterros industriais, aterro sanitário, aterro controlado,

incinerador e compostagem. Cabe ressaltar que a reciclagem de alguns materiais,

também se apresenta como uma forma de tratamento que contribui para a

preservação dos recursos naturais.

O consumo exagerado de produtos por parte da população e o descarte

incorreto de diversos materiais, têm proporcionado grande preocupação aos

especialistas sobre o futuro das próximas gerações. Muitas pessoas são induzidas à

produção de grandes quantidades de resíduos e lixo, ignorando ou desconhecendo

a importância da segregação e disposição correta desses materiais.

Os resíduos sólidos, principalmente os domiciliares, são compostos

químicos presentes no cotidiano dos alunos e muitos deles incorporam a cultura de

consumo e desperdício. Dentre esses resíduos estão os materiais de difícil

decomposição, usados em objetos como aparelhos de som, monitores e celulares.

Outros são de fácil decomposição como os restos de alimentos e podas de jardim.

De acordo com Logarezzi (2007, p. 95) resíduo é definido por como: “aquilo que

sobra de uma atividade qualquer, natural ou cultural. Nas atividades humanas em

geral são gerados resíduos e não lixo”. O resíduo pode se transformar em lixo

quando descartado de maneira incorreta.

A mistura de resíduos passíveis de reciclagem e rejeitos, acomodados em

local não apropriado, provocam transtornos como mau cheiro, presença de insetos e

animais nocivos à saúde humana, traduzindo um cenário de desperdício e

contaminação do ar, do solo e dos cursos e lençóis de água. Esse cenário pode ser

observado em lixões, onde muitas pessoas arriscam a saúde para garantir o

sustento, à procura de materiais que possam ser comercializados ou reaproveitados.

Dentre os resíduos encontram-se materiais orgânicos como restos de alimentos,

podas de árvores e jardins, compostos passíveis de compostagem.

Segundo Santos e Mól (2005, p. 52), a compostagem pode ser definida por:

...”um dos métodos mais antigos e consiste na decomposição natural de resíduos de origem orgânica em reservatórios instalados nas chamadas usinas de compostagem. Nesse processo, o material orgânico (restos de alimentos, folhas, cascas de legumes, etc.), é transformado por microorganismos em húmus (composto orgânico), que pode ser usado como adubo”.

O produto final da compostagem é um composto orgânico resultante da

degradação e humificação dos resíduos orgânicos, através do processo aeróbico

controlado (Pereira Neto, 2007, p.17).

A educação através de um trabalho diferenciado, aplicando o tema “resíduos

e lixo” com fundamentos, em diversas áreas do ensino, certamente proporcionará

mudanças de hábitos e atitudes nos educandos.

No ensino Fundamental e Médio é possível desenvolver um projeto que

permita a aplicação de conceitos químicos, contextualizando-os com a problemática

do lixo, enquanto lixo, e dos resíduos passíveis de reciclagem e compostagem,

provocando reflexões e ações referentes às consequências e possíveis soluções.

Segundo Silva (2003, p.26): “contextualizar seria problematizar, investigar e

interpretar situações de forma que os conhecimentos químicos auxiliem na

compreensão e resolução dos problemas”.

O conhecimento em conceitos químicos, físicos, biológicos e geográficos

contextualizados, com impacto ambiental, econômico e social, associados ao tema

resíduos, contribuirá para uma formação mais crítica do aluno, futuro profissional,

em diversas áreas.

Este projeto de pesquisa contemplou orientações contidas nas Diretrizes

Estaduais de Química (DCES) e Coordenação de Desafios Educacionais

Contemporâneos (CDEC), amparado na Lei nº 9795, de 27 de abril de 1999, com

destaque para o Art. 10: “A educação ambiental será desenvolvida como uma

prática educativa integrada, contínua e permanente em todos os níveis e

modalidades de Ensino Formal” (CDC-SEED/2008-p. 84). Cabe ressaltar que o

professor pode provocar a aprendizagem, estimulando o pensamento crítico do

educando através de problemas ambientais (DCE-SEED/2008 - p. 54).

O projeto intitulado: Aplicação do tema “resíduos sólidos” no ensino de

Química para alunos de Ensino Médio, possibilitou o estudo de conteúdos químicos

com abordagem à temática proposta para alunos de 1ª, 2ª e 3ª séries do Ensino

Médio e 3ª série de Formação Docente no Colégio Estadual J. M. Machado de Assis,

localizado no Município de Santa Mariana - PR. A participação em ações referentes

às etapas da transformação dos resíduos orgânicos foi realizada pelos alunos

durante o segundo semestre do ano de 2010, desde coleta até a conversão dos

resíduos em húmus, através da observação e análise do material.

O município de Santa Mariana produz diariamente 10 toneladas de resíduos

e ainda não possui local adequado para sua destinação. O projeto possibilitou a

contextualização de conteúdos químicos com a problemática referente ao descarte

de resíduos e lixo. As atividades constaram de várias ações, tais como: visita ao

depósito de lixo do município, pesquisas bibliográficas sobre a composição,

decomposição e disposição adequada de resíduos, coleta de material orgânico para

compostagem, avaliação de etapas da compostagem, coleta de material reciclável,

atividades experimentais com resíduos plásticos e divulgação do trabalho através de

mini-palestras.

2 DESENVOLVIMENTO

Foi elaborado um plano de ação que está exposto no quadro a seguir com

aplicação do tema “resíduos sólidos” no ensino de química e de outros conteúdos,

considerando a interdisciplinaridade do tema, nas três séries do Ensino Médio.

Série ContextualizaçãoLeituras de artigo de jornais ou livros didáticos e paradidáticos como tema motivador para as aulas de química.

ConteúdoForam considerados conteúdos específicos, associados ao tema proposto, motivados pelas leituras de artigos.

MetodologiaAções inseridas nas atividades pedagógicas da disciplina.

1ª Foco - inundações Propriedades Gerais e específicas da matéria

Materiais Homogêneos e

Heterogêneos

Elementos Químicos

Classificação Periódica

dos elementos

Pesquisa de campo: visita ao depósito de lixo municipal.

Pesquisa bibliográfica: petróleo, resíduo orgânico, compostagem, plástico, metal, papel, vidro e biodegradação.

Participação de coleta de resíduos orgânicos e recicláveis na escola.

Experimentação:Compostagem de resíduos orgânicos

Separação de plásticos porqueima e densidade

Modelagem:Construção de moléculas

Divulgação do trabalho

2ª Foco: Descarte correto de embalagens

Gases

Dispersões

Leis Ponderais das reações

Cálculos estequiométricos

3ª Foco - Os diversos materiais plásticos presentes em nosso cotidiano

Propriedades das substâncias orgânicas

Cadeias carbônicas

Funções Orgânicas: Hidrocarbonetos, Haletos, Ésteres

Quadro 1: Plano de ação de aplicação dos conteúdos da disciplina de Química associado ao tema “resíduos sólidos”

Na avaliação da disciplina foram abordados questionamentos referentes ao

tema proposto relacionando aos conteúdos específicos e estruturantes.

2.1 Pesquisa de campo e pesquisa bibliográfica

Primeiramente, foi realizada uma visita ao depósito de lixo municipal com os

alunos para diagnosticar a problemática de descarte de resíduos. O município não

possui programa de coleta seletiva de resíduos e a coleta geral é feita nas

residências de 3 a 4 dias semanais com auxílio de um caminhão caçamba. Os

resíduos são levados ao depósito localizado a 2 km do centro da cidade, onde os

materiais são colocados em valas de aproximadamente 330.000 m3 e enterrados

com auxílio de uma máquina escavadeira. Nesse local foram observadas

irregularidades como más condições, impossibilidade de retirada de materiais

passíveis de reciclagem pelos catadores, presença de muitos insetos e urubus, mau

cheiro e muitos resíduos esparramados, rejeitos e materiais passíveis de reciclagem.

No local foram observados também resíduos de hospitais e não há monitoramento

do chorume produzido. Atualmente o depósito só tem espaço para construção de

mais duas ou três valas.

Após a visita foram feitas algumas reflexões sobre os problemas detectados,

e para busca de soluções foram realizadas pesquisas bibliográficas sobre a

classificação e disposição correta de resíduos, conceitos abrangendo a diferença

entre as palavras “lixo” e “resíduos”, a compostagem e sua importância ambiental, a

coleta seletiva, a composição e decomposição de materiais e o descarte correto de

embalagens.

A pesquisa de campo foi importante para sensibilizar os alunos, sobre o

impacto ambiental causado pelo descarte inadequado de resíduos, e provocar

reflexões sobre mudanças de hábitos quanto à segregação de resíduos orgânicos e

outros recicláveis, bem como a cobrança de políticas públicas em relação à gestão

dos mesmos.

A pesquisa bibliográfica ampliou o conhecimento nos aspectos químicos,

físicos, biológicos e ambientais sobre o tratamento de resíduos orgânicos e de

outros recicláveis.

Para dar continuidade às ações propostas no projeto, dentre elas a

destinação dos resíduos passíveis de compostagem, foi necessário construir

composteiras.

2.2 Construção de composteiras

Foram construídas, por um funcionário, três composteiras na horta do

colégio, com dimensões iguais de 1m3 (figuras 1 e 2). O local foi protegido das águas

de escoamento de chuva e a terra de escavação foi mantida próxima à vala.

Figura 1: Composteiras construídas no solo da horta do colégio.

Figura 2: Composteira com resíduos orgânicos.

Foi construída também uma composteira de madeira (pallets) com

dimensões iguais de 1,20 m3 para acomodar os resíduos orgânicos (figura 3) e

facilitar o revolvimento destes permitindo um processo aeróbico de

acompanhamento da compostagem.

Figura 3: Composteira de madeira.

2.3 Coleta de resíduos orgânicos e recicláveis

Para esta atividade foi entregue uma carta explicativa aos alunos sobre a

coleta de resíduos orgânicos e recicláveis dando ênfase à importância de

participação de cada um. Dentre as informações foi apresentada uma tabela com

orientações sobre os resíduos adequados e inadequados para a compostagem

(tabela 1). Os alunos trouxeram os resíduos orgânicos produzidos em um dia,

previamente segregados em suas respectivas residências. Os resíduos foram

entregues para a professora e colaboradores no portão da escola, para posterior

distribuição nas composteiras já preparadas.

Adequados para a compostagem Inadequados para a compostagem

Restos de alimentos, folhas vegetais, cascas de ovos, legumes e frutas, borra de café, cinzas e podas de gra-ma

Carne, peixe, ossos, lacticínios, gorduras, papel higiênico usado, resíduos de jardim tratados compesticidas, plantas doentes, sabugos de milho, madeira tratada com pesticida ou envernizadas, óleo, tinta, couro, metais, vidros, excrementos,papel, papelão, plásticos e produtos químicos

Tabela 1 – Orientações sobre resíduos destinados para a composteira.

A coleta de outros resíduos passíveis de reciclagem como papel, papelão,

metal e plástico tem sido realizada mensalmente na escola há vários anos em data

pré-determinada. Os resíduos são entregues no pátio da escola, segregados e

posteriormente vendidos a um sucateiro. A renda é aplicada no colégio em

materiais, mudas de árvores e outros.

2.4 Pesquisa experimental – avaliação das mudanças durante a compostagem

Com o auxílio de um funcionário da escola, os resíduos foram acomodados

nas composteiras, de solo e de madeira, utilizando também podas de grama, folhas

e pequenos galhos. Estas foram recobertos com uma camada de terra sendo

compactados com uma tábua. Esta tarefa foi realizada com a participação de alunos

e de alguns professores da escola. O procedimento foi repetido até preenchimento

da vala sendo a última camada, cerca de 20 cm de terra, seguindo orientações

contidas em publicação do Laboratório de Engenharia Sanitária e Ambiental (LESA),

Departamento de Engenharia Civil (DEC) e Universidade Federal de Viçosa (UFV)

(Pereira Neto, 2007, p. 37).

A primeira composteira em solo foi preenchida em junho e aberta após 120

dias, no mês de novembro, não sendo observada a decomposição completa de

alguns materiais. O composto resultante foi peneirado e reservado para adubação

de plantas do colégio, o material ainda em decomposição foi colocado novamente na

vala para continuidade do processo.

Considerando que o processo de compostagem desta composteira não

estava completo optou-se pela utilização do material da composteira de madeira. O

composto resultante deste processo foi analisado em intervalos de vinte dias até sua

maturação.

Os relatos e comentários foram realizados após cada visita a composteira,

em intervalos de vinte dias, sempre comparando os resultados com as informações

da pesquisa bibliográfica, principalmente as fases da temperatura e atividade

microbiana.

Segundo Pereira Neto (2007, p.18), “como um processo biológico, a

compostagem é influenciada por todos os fatores que comumente afetam a atividade

microbiológica, dentre eles: umidade, oxigenação, temperatura, concentração de

nutrientes, tamanho das partículas e pH”.

O controle do teor de umidade durante a compostagem foi importante para

evitar a anaerobiose, podendo gerar gases fétidos, líquidos lixiviados e atraindo

vetores, comprometendo o material e o local.

De acordo com Pereira Neto:

“Do ponto de vista teórico, o teor de umidade ideal para propiciar a degradação dos resíduos orgânicos é 100%, entretanto, devido à necessidade de obter configuração geométrica definida e manter porosidade adequada à passagem livre do ar para oxigenação do material, a umidade fica restringida a um valor máximo, situado em torno de 60%” (p.18, 2007).

Segundo Lima (2004, p. 81): “Assim, na compostagem, é mantida uma faixa

de umidade que varia de 40 a 60% em peso seco da matéria orgânica

decomponível.” Teores de umidade abaixo de 40% inibem a atividade biológica e

acima de 60% torna o meio anaeróbico, baixando o potencial óxido-redução,

reduzindo a eficiência do processo.

2.4.1 Teor de umidade

Para a determinação do teor de umidade foi separada uma quantidade de

composto para a pesagem e levado a uma estufa por 4 horas, a uma temperatura de

105°C. Em seguida esta amostra desidratada foi pesada e realizou-se o cálculo da

porcentagem de umidade da massa restante. Os valores referentes a umidade estão

registrados na tabela 2.

No vigésimo dia após a coleta, o composto analisado apresentou 47% de

umidade e no final do processo, após 120 dias de maturação 38%.

Para controlar a umidade do processo de compostagem, foi periodicamente

adicionado água ou material orgânico fresco com elevado teor de umidade. Com

estes dados houve reflexões sobre a influência dos climas seco e úmido no sistema.

Para fundamentação foi feito estudo do texto “Influência da umidade na

compostagem” (Lima, 2004, p. 81). Nesta etapa os alunos observaram também que

a adição de matéria orgânica no composto em maturação não atrapalha o processo,

pois, o material em decomposição agiu como inóculo para a massa fresca,

adicionada na composteira. A oxigenação ou aeração do material em decomposição

tem por finalidade suprir a demanda de oxigênio necessária pela atividade

microbiológica e atua como agente controlador da temperatura. A massa de

compostagem foi oxigenada duas vezes por semana, através do reviramento ou

revolvimento manual.

2.4.2 Temperatura

A temperatura é um bom indicador sobre a eficiência do processo de

compostagem e aumenta com aumento da atividade microbiana (Criófilos, Mesófilos,

Termófilos e Hipertermófilos). Os microrganismos Criófilos são constituídos por

bactérias e fungos ativos em temperaturas até 10 °C; os Mesófilos por bactérias,

fungos e actinomicetos ativos em temperaturas de 10 °C a 45 ºC; os Termófilos por

bactérias e actinomicetos ativos em temperaturas de 45 °C a 60°C e Hipertermófilos

formados por bactérias ativas em temperaturas acima de 60 °C (Grupo

Interdepartamental de Pesquisa sobre educação em Ciências, 2003, p.41). O valor

médio ideal da temperatura é de 55 ºC. Temperaturas superiores a 65 ºC devem ser

evitadas por causarem a eliminação dos microorganismos mineralizadores,

responsáveis pela degradação dos resíduos orgânicos (Pereira Neto, 2007, p. 22).

No experimento, a temperatura foi observada nos intervalos de vinte dias com

auxílio de um termômetro de mercúrio. No início do processo, com vinte dias de

compostagem, a temperatura do material foi de aproximadamente 45 ºC, após

sessenta dias, 38 ºC (tabela 2).

2.4.3 Características físico-químicas

As observações referentes às características dos resíduos em

decomposição realizadas nos intervalos de vinte dias foram registradas na tabela 2.

Foi possível verificar com o tempo a cor escura do material em decomposição e a

diminuição da temperatura de 45 °C para 28 °C, evidências explicadas pelas fases

do processo de decomposição, onde ocorre a formação de ácidos húmicos.

No processo de compostagem, a concentração de nutrientes é determinada

pelas diversidades dos resíduos orgânicos em decomposição. De acordo com

Pereira Neto (2007, p. 24):

“A intensidade da atividade microbiológica dos microorganismos decompositores nos processos de compostagem está estritamente relacionada à diversificação e concentração dos nutrientes. Quanto mais diversificados os resíduos orgânicos que compõem a massa de compostagem, mais variados serão os nutrientes, e, consequentemente, a população microbiológica. Esses fatores, portanto, resultarão em maior eficiência do processo.”

A atividade metabólica dos microorganismos é determinada pelos nutrientes

que lhes são fornecidos pela massa de compostagem. Os microorganismos

necessitam de macro e micro nutrientes para suas atividades metabólicas, como por

exemplo, potássio e fósforo, zinco e ferro. O carbono e o nitrogênio estão entre os

elementos constituintes dos nutrientes necessários aos microrganismos, cuja

concentração e disponibilidade biológica afetam o desenvolvimento do processo. O

carbono é a fonte básica de energia para as atividades vitais dos microorganismos e

o nitrogênio é necessário na reprodução protoplasmática dos microorganismos.

Estes elementos estão entre os nutrientes de grande importância, constituem fatores

limitantes no processo de compostagem (Pereira Neto, 2007, p. 24). “Assim, no

início da compostagem, a relação carbono/nitrogênio deve ser da ordem de 30:1 e

no final do processo, ou seja, na completa maturação, de 10:1” (Lima, 2004, p.82).

Geralmente, os vegetais secos classificados como resíduos palhosos são

fontes de carbono e os legumes frescos e resíduos fecais são fontes de nitrogênio.

O balanceamento incorreto de resíduos para a compostagem pode provocar um

aumento do período de maturação causado pelo excesso de carbono e a volatização

da amônia causado pela maior concentração de nitrogênio.

2.4.4 Microorganismos

Diversos microorganismos participam do processo de compostagem. Dentre

eles destacam-se as bactérias, os fungos, os protozoários e também os

actinomicetos. A observação de macro organismos vivos presentes durante o

processo foram importantes para representar as etapas de transformação, pois nas

primeiras semanas eram em maior quantidade que no final do processo, são

questões relevantes que foram discutidas com os alunos sobre as atividades destes

organismos no processo de compostagem, são decompositores primários vivos que

trabalham em condições favoráveis no ambiente, diferente quando o local está

contaminado e poluído por não existir organismos benéficos. Foram encontrados

organismos como: formigas (Formicidae), besouros (Coleoptera), tatuzinho

(Isopoda), minhoca (pontoscolex corethrurus) e outros (Mello et al, 2009, p.40). De

acordo com Sanches et al (2006, p.12) :

“... a presença de seres vivos invertebrados tais como tatuzinho (Ligia

oceanica), formiga (Acromyrmox) e besouro (Chelymorpha cribaria), no

composto, foram classificados como consumidores primários do material

orgânico, uma vez que são herbívoros, enquanto as bactérias são os

decompositores.”

O aparecimento de microorganismos foi demonstrado com a utilização de

meio de cultura conforme descrição a seguir (Grupo Interdepartamental de Pesquisa

sobre educação em Ciências, 2003, p.53):

Materiais: Béquer, meio tablete de caldo de carne, 50g de dextrose, 4

colheres de amido de milho, placas de Petri, tela de amianto, 1g de compostado

úmido, bico de Bunsen ou lamparina e água.

Procedimento: Foi fervido 200 mL de água e meio tablete de caldo de carne

em um béquer. Foi retirada a gordura, fervido novamente e a suspensão foi filtrada.

Foi misturado ao filtrado a dextrose, o amido de milho e 300 mL de água. Levado ao

fogo até sua fervura e em seguida foi distribuído em placas de Petri

aproximadamente 1 cm do meio de cultura. Depois de esfriado, foi inoculado 1 mL

de compostado úmido ( descrito a seguir). As placas fechadas foram divididas em

dois conjuntos, um guardado em geladeira e outro exposto ao ambiente.

Preparo da amostra do compostado úmido: Foi misturado 1g do resíduo

úmido em 100 mL de água. Em seguida foi retirado 1mL do preparado, diluído em 10

mL de água e feita inoculação com 1 mL deste.

Para inocular o resíduo, as placas foram mantidas próximas à chama para

evitar contaminantes presentes no ar.

Após alguns dias já foi possível observar algumas colônias de fungos a olho

nu. Os fungos são seres eucarióticos e heterotróficos, pois utiliza matéria orgânica

sintetizada por outros organismos como fonte de energia. Podem ser unicelulares ou

multicelulares e são aeróbicos. Os mais típicos são os bolores, que formam massa

visível, chamada micélio, composto por longos filamentos que se ramificam e se

expandem. Os fungos são bastante eficientes na faixa termofílica e na degradação

de compostos carbonáceos, como a celulose e a lignina, entre outros (Pereira Neto,

2007, p.30).

Foi também observado, a olho nu, colônias de actinomicetos que apresentam

cor esbranquiçada e desempenham papel importante na degradação de substâncias

normalmente não decompostas por bactérias e fungos (Pereira Neto, 2007, p.32).

2.4.5 Determinação do pH

Com a análise de pH dos resíduos foi possível explorar conceitos de acidez

ou basicidade e o conhecimento de uma escala padrão através de indicadores

comuns como papel de tornassol, azul de bromotimol e peagâmetro, o que causou

grande interesse por parte dos alunos. Para determinação do pH foi coletado 100g

de material compostado adicionada água destilada até o recobrimento do material.

Esta mistura foi agitada com uma espátula e depois de alguns minutos em

descanso, o sobrenadante foi filtrado e feito a medição (Grupo Interdepartamental de

Pesquisa sobre educação em Ciências, 2003, p.43). No vigésimo dia o material

apresentou pH 6,8 e após 120 dias aumentou para 7,8 resultados demonstrados na

tabela 2.

De acordo com Pereira Neto, 2007, p.27):

“experiências realizadas pelo laboratório de Engenharia Sanitária e Ambiental-LESA, da Universidade de Viçosa-UFV, indicam que a compostagem pode ser desenvolvida numa faixa bem ampla de pH, ou seja, entre 4,5 e 9,5, e que os valores extremos são automaticamente regulados pelos microorganismos por meio da degradação de compostos que produzirão subprodutos ácidos ou básicos de acordo com a necessidade do meio”.

O pH do produto final, maturado deverá ser alcalino, variando de 7,6 a 8,0

(Lima, 2004, p. 85). Foi explorada também com os alunos a importância do húmus

para o crescimento das plantas, pois o húmus é caracterizado como um produto

estabilizado biologicamente, rico em nutrientes essenciais para as mesmas. É um

produto coloidal resultante da transformação da matéria orgânica. O adubo orgânico

(húmus) resultante da compostagem produz efeitos benéficos quanto às

propriedades físicas, biológicas e químicas do solo. Dentre as propriedades físicas,

o composto age como condicionador das partículas e melhoria na estrutura do solo,

facilitando a aeração, a permeabilidade, a retenção de água e a resistência. Quanto

às propriedades biológicas a presença da matéria orgânica no composto favorece o

aumento da população de organismos saprofíticos que são desprovidos de clorofila

e se alimentam da matéria orgânica morta ou em decomposição. A presença de

antibióticos e ácidos fenólicos existentes nos adubos orgânicos fornece resistência

às plantas ao ataque de patógenos. A incorporação do adubo orgânico (húmus) à

agricultura melhora as propriedades químicas do solo através do fornecimento de

nutrientes, aumento da capacidade catiônica, formação de complexos e aumento do

poder-tampão.

A capacidade de troca catiônica (CTC) do adubo orgânico no solo varia de

100 a 300mg/100mg de material orgânico, enquanto os componentes minerais,

responsáveis pela retenção de cátions, como a caulinita apresentam valores de CTC

na ordem de 3 a 15mg/100mg (Pereira Neto, 2007, p.57).

O adubo orgânico forma compostos complexos que promove ligações com

íons metálicos de ferro, manganês, alumínio, zinco e cobre com possibilidade de

eliminação de efeitos tóxicos do manganês ou alumínio, disponibilizando o

fornecimento de alguns nutrientes necessários às plantas. Devido ao efeito da CTC,

o adubo orgânico aumenta seu poder-tampão, diminuindo as variações na reação do

solo. “A resistência natural do solo às mudanças bruscas de reação é denominada

poder tampão ou capacidade de tamponamento” (Lima, 2004, p.84).

As mudanças durante a compostagem foram decisivas na aplicação dos

conceitos químicos, físicos e biológicos. As observações do composto estão

descritas na tabela 2 incluindo as características físicas, químicas e biológicas do

compostado como teor de umidade, temperatura, cor, cheiro, presença de

organismos, e pH.

Período emdias de

compostagem

Data Teor de

umidade (%)

Temperatura

(ºC)

Característicasfísico-química

Microorganismos pH

20 09/08 47 45

Material em

decomposição,

cheiro ácido e

perdendo o

colorido

Grande número de

formigas, tatuzinhos

minhocas e outros 6,8

40 30/08 48 45

Material em

decomposição,

cor escura, cheiro

de mato

Grande número de

formigas, tatuzinhos,

minhocas, fungos de

cor esbranquiçada

7,2

60 20/09 57 38

Poucos resíduos

decompostos, cor

escura, cheiro de

terra mofada

Formigas, tatuzinhos,

fungos e outros 7,5

80 13/10 55 33

Poucos resíduos

decompostos, cor

escura, cheiro de

terra mofada

Pequenas

quantidades de

formigas, tatuzinhos e

outros

7,5

100 03/11 45 28

Material já

decomposto, cor

escura, cheiro de

terra úmida,

aspecto coloidal

Poucos animais

minúsculos

7,8

120 24/11 38 28

Material já

decomposto

(aspecto coloidal),

cor escura, cheiro

de terra úmida.

(não suja as

mãos)

Poucos animais

minúsculos

7,8

Tabela 2: Relatório de compostagem.

A prática da compostagem proporcionou a exploração de alguns conteúdos

básicos como Propriedades Gerais e Específicas da matéria orgânica, e sua

transformação em húmus com destaque aos elementos químicos da tabela

periódica, materiais homogêneos e heterogêneos e suspensões. Além de explorar

conteúdos estruturantes como matéria e sua natureza, elementos constituintes da

biogeoquímica em que respectivamente incorporam maneiras macroscópicas e

microscópicas de análise da matéria e o estudo do adubo orgânico, componente

essencial ao solo. Cabe ressaltar que foi possível integrar alguns conceitos físicos,

matemáticos e biológicos ao processo.

2.5 Participação dos professores, funcionários e alunos na transformação dos

resíduos orgânicos em húmus

Alguns docentes e funcionários participaram de maneira colaborativa

auxiliando nas coletas e com interesse trouxeram resíduos orgânicos com

freqüência, fazendo também visitas informais às composteiras, comentando sobre

as transformações ocorridas.

Outros professores, pedagogas e funcionários que participaram de todo o

processo também fizeram comentários positivos. Alguns por exemplo, já faziam a

separação de resíduos, mas após terem partilhado deste conhecimento afirmaram

que irão praticá-lo da melhor forma possível, de maneira que já utilizam o termo

“resíduo” e não mais “lixo”.

Foi observado e comentado também por todos os envolvidos que a

transformação dos resíduos em adubo da composteira de madeira (sistema

aeróbico) foi mais rápido que o processo das valas fechadas (sistema anaeróbico).

2.6 Atividade experimental e modelagem com resíduos plásticos.

Foram selecionados dois artigos que auxiliaram nas pesquisas, explorando

conceitos químicos em atividades experimentais e modelagem. O procedimento da

atividade experimental sobre plásticos refere-se ao artigo com título “Coleta Seletiva

e Separação de Plásticos”, publicado na Revista Química Nova na Escola (Santa

Maria et al, nº 17, maio, 2003), que oferece sugestão de atividades experimentais

com resíduos plásticos atuante como elemento de aprendizagem nas questões

equivalentes à destinação de resíduos, importância na segregação, recuperação ou

reciclagem de plásticos, preparo de soluções e tipo de concentração, importantes no

aspecto da educação sócio ambiental, com abordagens nos conteúdos

“propriedades específicas da matéria” e “polímeros”, através de sua coleta e

separação pelos testes da chama e densidade.

Esta atividade foi utilizada com vários tipos de plásticos contendo

respectivamente sua classificação: embalagem plástica de água mineral (PET- poli

tereftalato de etileno), embalagem de feijão (PEBD- polietileno de baixa densidade),

pote de iogurte (PEAD- polietileno de alta densidade), tubos e conexões (PVC-

policloreto de vinila), pote de margarina (PP- polipropileno) e copo plástico para café

(PS- poliestireno).

Esses plásticos foram submetidos ao teste da chama e classificados de

acordo com a tabela 3, a seguir:

Material Combustão Liberação de substâncias

Mudança decor

Odor Significado das siglas

PET Completa Fumaça e resíduo

Escureceu Plásticoqueimado

Polietileno tereftalato

PEAD Completa Fumaça branca Escureceu Parafina queimada

Poli etileno de alta densidade

PVC Incompleta Fumaça ácida Escureceu Forte e irritante

Poli cloreto de vinila

PS Completa Fumaça escura Escureceu Cheiro forte

Poli estireno

PP Completa Fumaça escura Não mudou de cor

Parafina queimada

Poli propileno

Tabela 3: Observações referentes ao teste da chama.

No teste da chama, os alunos analisaram a liberação de substâncias e o

poder calorífico dos materiais plásticos. Foi observado que o PVC liberou uma

chama fuliginosa com odor forte e irritante, aproximando um papel indicador sobre

os gases liberados constatou-se que se trata de um gás ácido (Santa Maria et al, nº

17, maio; 2003; p.33).

Os alunos participaram com grande interesse, houve comentários críticos

sobre a queima de materiais a céu aberto em locais do município.

Na atividade de densidade foram utilizados os mesmos materiais plásticos

do teste da chama em pedaços, água e soluções de sal e de álcool. A solução de sal

foi preparada a partir de 150g de sal comum dissolvido em 400mL de água e a

solução de álcool na concentração 50%, isto é, 200mL de água adicionado em

200mL de álcool combustível. Foram realizados os testes introduzindo os materiais

PEAD, PP, PS e PVC, primeiramente em um recipiente com água, esperou -se

alguns minutos e observou-se que os materiais PEAD e PP flutuaram e PS e PVC

decantaram. Em seguida colocaram os materiais que flutuaram (PEAD e PP) na

solução de álcool e os que decantaram (PS e PVC) na solução de sal. Comprovou-

se que o material PP flutua na água e em solução de álcool e o material PEAD flutua

na água, porém, afunda na solução de álcool. O Material PS decanta na água e

flutua na solução de sal enquanto o material PVC decanta na água e também na

solução de sal. Para visualizar melhor os resultados foram feitas anotações e, em

seguida observaram uma tabela (tabela 4) contendo as densidades dos materiais

utilizados. Os resultados obtidos foram muito importantes para a comprovação dos

dados tabelados, sendo possível relacionar as unidades de densidade, e a ordem de

grandeza da densidade e também as propriedades das soluções de sal e álcool

(Santa Maria et al, nº 17, maio; 2003; p.34).

Material Densidade g/cm3

PEAD 0,94 – 0,96

PP 0,90 – 0.91

PS 1,04 – 1,08

PVC 1,22 – 1,30

Tabela 4: Densidade de materiais plásticos.Obs: a densidade da água é 1,0 g/cm3.

Fonte: Santa Maria et al, 2003.

Esta atividade foi interessante também por despertar nos alunos a

aprendizagem com relação ao preparo de dispersão e à propriedade densidade.

Considerando que alguns alunos trabalham em oficinas mecânicas, foi possível

associar o conteúdo aprendido às atividades de seu trabalho, pois lá eles também

verificam a densidade do líquido da bateria com um aparelho semelhante ao

densímetro utilizado.

A atividade de modelagem foi extraída do artigo de título “Construindo com

PET: como ensinar truques novos com garrafas velhas” (Mateus e Moreira, 2007, 84

p.) e possibilitou o desenvolvimento de conceitos, átomos e moléculas, geometria

espacial, tipos de ligações, funções orgânicas, propriedades do elemento carbono e

polímeros. A atividade permitiu a construção de moléculas do metano, eteno e

polietileno de alta e baixa densidade.

O objetivo do experimento foi construir modelos moleculares observando e

manuseando átomos, elementos, ligações e geometria espacial das moléculas

através dos seguintes materiais: Garrafas plásticas de vários formatos tamanhos e

cores, ferro de solda, tesoura, pincel, caneta para retroprojetor, régua, grampo ou

morsa, arco de serra, rebitadeira, alicate de ponta fina, pistola de cola quente, tinta

spray ou a base de óleo, eletrodutos, caixa de sapatos, rebites, cola quente, álcool

etílico, tubos plásticos de filmes (Mateus e Moreira, 2007, p. 16).

O procedimento exigiu alguns cuidados como: Limpeza preliminar das

garrafas. Retirada dos rótulos, foram lavados com água e sabão e deixados secar.

Depois de retirados a tampa e o lacre foram guardados separadamente. Para retirar

o adesivo que fixa o rótulo, foi usada uma estopa com um pouco de aguarrás. O

carimbo e o risco que foi feito para o corte foram retirados com álcool (Mateus e

Moreira, 2007, p.16); Foram utilizados bicos de garrafas arredondadas para montar

os átomos. Usando a caixa de sapatos, marcou-se a linha que separa o bico da

parte lisa da garrafa (aproximadamente 8 cm). Cortada a garrafa, guardou-se o

restante do material para confecção de outros objetos. Para cada átomo foram

necessárias quatro garrafas (Mateus e Moreira, p.67, 2007); Forrou-se a área de

trabalho com jornais e o interior dos bicos foi tingido com tinta a base de óleo ou

spray e colocado para secar. As cores utilizadas para cada átomo foram: Preto -

carbono; vermelho - oxigênio; azul - nitrogênio; magenta - fósforo; branco -

hidrogênio; amarelo – enxofre; Montou-se o tetraedro usando 4 bicos, foi colocado

um bico dentro do outro, depois esses dentro de mais um, e finalmente os três

dentro de um quarto. Acertou o conjunto, de modo que ficaram firmes e igualmente

espaçados, na forma de um tetraedro (Mateus e Moreira, 2007, p. 68); Com ferro de

solda aquecido, foi feito furo no meio de um dos lados do tetraedro, exatamente da

largura do rebite utilizado. Prendeu-se um rebite no furo sem deixar o tetraedro se

desmontar. Repetiu o procedimento para os outros três lados do tetraedro.

Para representar os átomos de hidrogênio foram utilizadas embalagens de

filme fotográfico ou fazendo adaptações com garrafas menores. Para representar as

duplas ligações foram utilizados eletrodutos do tamanho do bico da garrafa.

Os modelos prontos (figura 4) puderam ser explorados pelos alunos com

objetivo de exemplificar moléculas, ligação de átomos, formação de moléculas numa

visão espacial macroscópica, e o entendimento das relações de conceitos químicos

envolvendo o mundo dos plásticos. O trabalho também proporcionou o cuidado com

o descarte de resíduos gerados em atividades experimentais.

Figura 4: Representação de moléculas do metano, eteno e polietileno confeccionados com PET.

A montagem dos modelos moleculares incentivou o estudo de conteúdos

referentes ao petróleo (matéria prima dos plásticos), das propriedades do elemento

carbono, das estruturas de cadeias carbônicas e das funções orgânicas

especialmente os Hidrocarbonetos, encontrados nos polímeros mais utilizados. Foi

possível relacionar os conteúdos básicos com a Química Sintética, relacionando a

difícil decomposição dos polímeros, suas reações e conseqüências ao ambiente.

Foram confeccionadas moléculas do metano, eteno, polietileno de alta densidade

(PEAD) e polietileno de baixa densidade (PEBD).

2.7 Divulgação dos resultados do trabalho à comunidade escolar e local

A divulgação referente à compostagem e reciclagem foi realizada por

equipes de alunos da 2ª, 3ª séries do Ensino Médio e 3ª série de Formação de

Docentes, através de mini palestra de aproximadamente 15 minutos para os alunos

de Ensino Fundamental. Foi também realizada uma exposição das atividades

realizadas no pátio da escola para a comunidade escolar. Foram expostos painéis

sobre reutilização de embalagens, tipos de resíduos indicados para compostagem,

pequenas composteiras, amostras do composto resultante da compostagem e

moléculas confeccionadas com PET.

A mini palestra foi agendada com antecedência e as equipes se prepararam

com materiais escritos sobre o tema, com demonstração em composteiras

pequenas, sobre as etapas de compostagem e amostras do composto pronto para

os alunos visualizarem o resultado.

Após as apresentações foi solicitado aos alunos que relatassem sobre o

aprendizado com a experiência. Os comentários foram positivos, tais como:

“_A experiência foi boa, aprendi bem sobre o assunto citado e também foi

uma aula diferente, completamente melhor e ainda conseguimos passar para os

alunos de Ensino Fundamental o que aprendemos e eles ficaram bem interessados.

Um aluno veio me perguntar - qual é o tempo necessário para compostagem e eu

pude responder com fundamento prático.”.

“_Foi uma ótima experiência, ganhamos bastante conhecimento, e também

aprendemos como é difícil a vida dos professores. Na hora da apresentação, fiquei

inibida, mas fui bem, foi muito bom e deu tudo certo, acredito que fizemos uma boa

palestra e os alunos gostaram, aprenderam um pouco sobre compostagem, Eu

consegui passar o que eu queria, o que aprendi”.

“_Na mini palestra aprendemos sobre o processo de compostagem e que

tudo que podemos reaproveitar dos resíduos será um bem grandioso para a

natureza como a reciclagem dos resíduos e os restos de alimentos usados no

processo de compostagem. A diferença entre o lixo e um resíduo é que o lixo não

pode ser aproveitado e o resíduo sim”.

A maioria dos professores que presenciaram a mini palestra fez comentários

afirmando que as mini palestras foram muito válidas. Destacaram a importância de

continuidade deste trabalho e parabenizaram pelas etapas das atividades, inclusive

o formato de apresentação das palestras.

3 CONCLUSÃO

A participação dos alunos nas atividades de compostagem contribuiu para o

processo de construção de conhecimento, interpretando e transformando o

cotidiano, a tal ponto de relacionar consumo e implicações no meio ambiente e se

sentir inserido no contexto.

Para alguns alunos, assim como para outros participantes do projeto, as

reflexões e os questionamentos sobre a reciclagem certamente possibilitaram ações

de intervenção também em seus respectivos lares e consequentemente em sua

localidade.

A aplicação do tema “resíduos sólidos” no ensino de Química baseada na

contribuição de professores de outras áreas, na participação dos alunos e de outros

servidores, bem como da comunidade em geral, foi de grande importância no

desenvolvimento das atividades e provocou mudanças positivas em todos os

aspectos deixando claro que a pesquisa contextualizada e integrada contribuiu para

a formação de cidadãos mais conscientes no contexto de problemas sócio-

ambientais.

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