José TrivellaTo Júnior – Licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Licenciado em Pedagogia pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras Nove de Julho. Mestre em Didática pela Faculdade de Educação da USP. Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP. Professor de Ciências no Ensino Fundamental e no Ensino Médio.
Marcelo Tadeu MoTokane – Licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Mestre e Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP. Professor da Faculdade de Ciências e Letras da USP de Ribeirão Preto.
Júlio cezar Foschini lisboa – Licenciado em Química pelo Instituto de Química/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Mestre em Ensino de Ciências pelo Instituto de Química/Faculdade de Educação da USP. Professor titular de Química do Centro Universitário Fundação Santo André. carlos aparecido kanTor – Bacharel em Física pelo Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP). Licenciado em Física pela Faculdade de Educação da USP. Bacharel em Meteorologia pelo Instituto Astronômico e Geofísico da USP. Mestre em Ensino de Física pelo Instituto de Física e pela Faculdade de Educação da USP. Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP.
Universo das descobertas - Ciências – 7o ano – José Trivellato Júnior, Marcelo Tadeu Motokane, Júlio Cezar Foschini Lisboa e Carlos Aparecido Kantor.
© UDL Educação
Conselho Editorial
Alessandro Gerardi, Alessio Fon Melozo, Luis Afonso G. Neira, Luis Matos e William Nakamura
Direção Editorial
Alessandro Gerardi
Coordenação Editorial
Priscilla Cerencio/Ex libris Editorial
Assistência de Coordenação Editorial
Beth Silva/Ex libris Editorial
Edição
Maria Carolina Dias Carrera/Ex libris Editorial
Colaboração
Maria Fernanda Regis e Diogo Oliveira/Ex libris Editorial
Copidesque e Preparação
Dora Feres/Ex libris Editorial
Revisão
Bartira Neves, Claudia Mayer, Debora Tamayose, Elis Beletti, Hires Héglan, Luigi Andrade, Maria Fernanda de Carvalho Bottallo, Rosani Andreani e Sylmara Beletti/Ex libris Editorial
Projeto gráfico
Kleber Monteiro de Messas
Capa
Kleber Monteiro de Messas
Imagem da capa
Sunshinyday/Shutterstock.com
Editoração eletrônica e Arte
Book Maker Composição Editorial
Pesquisa iconográfica
Ana Cristina Melchert/Ex libris Editorial
Licenciamento de textos e imagens
Ex libris Editorial
Todos os direitos reservados:
UDL Educação
Av. Ordem e Progresso, no 157, sala 803Várzea da Barra Funda
CEP 01141-030 - São Paulo - SP – Brasil
Telefone/Fax: 55 11 3392 3336
www.udleducacao.com.br
contato@udleducacao.com.br
© 2022 UDL Educação
São Paulo • 1a edição • 2022
ISBN 978-65-89964-66-7
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Angélica Ilacqua CRB-8/7057
U51 Universo das descobertas : Ciências : Manual do professor : 7º ano / José Trivellato Júnior. –– São Paulo : Universo da Literatura – UDL Educação, 2022. 296 p. (Universo das descobertas ; 7)
Outros autores: Marcelo Tadeu Motokane, Júlio Cezar Foschini Lisboa e Carlos Aparecido Kantor
ISBN 978-65-89964-66-7
1. Ciências (Ensino fundamental) 2. Prática de ensino I. Trivellato Júnior, José 22-5012
CDD 372.35
O trabalho de planejar e conduzir a prática pedagógica certamente é uma tarefa dos professores.
As orientações que acompanham os livros didáticos não podem substituí-lo, uma vez que cada docente se encontra em uma realidade particular e para a qual não é possível estabelecer receitas prontas.
As orientações presentes neste manual, portanto, têm a intenção de fornecer informações atualizadas e sugestões que podem facilitar o planejamento do cotidiano em sala de aula.
Cabe a você, professor, refletir sobre os temas tratados em cada unidade, abordá-los segundo suas condições de trabalho e aprofundar o estudo dos temas sempre que achar necessário.
Procuramos atender a todos os objetos do conhecimento e habilidades específicas de Ciências da Natureza (anos finais) propostos na Base Nacional Comum Curricular (BNCC).
Esperamos que, ao ler este manual, você se sinta encorajado a aprimorar a sua prática, investindo sempre em sua formação. Com certeza, a aprendizagem dos alunos será tanto melhor quanto maior for a motivação de seus professores.
Os autores.
Orientações gerais V
1. Pressupostos teórico-metodológicos da coleção V
2. A etapa do Ensino Fundamental VII
3. Educação para uma formação humana integral VIII
3.1 Culturas juvenis e processos identitários IX
3.2 O ensino de Ciências da Natureza e a cidadania X
4. A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) e a área de Ciências da Natureza XI
5. O ensino de Ciências da Natureza XIII
5.1 O conhecimento científico XIII
5.2 Letramento científico XIV
6. A didática das Ciências da Natureza XVI
6.1 As Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação (TDIC) XVII
7. A prática docente XVIII
8. A interdisciplinaridade e a integração das áreas do conhecimento XIX
9. A avaliação no processo de ensino e aprendizagem
9.1 A avaliação formativa
As diferentes propostas teóricos-metodológicas para a área de educação pressupõem compreensões diversas sobre o que é ensinar e aprender. Devido a essa diversidade, utilizamos uma série de ideias que favorecem o ensino e a aprendizagem de competências e habilidades propostas pela Base Nacional Comum Curricular (BNCC). A coleção oferece atividades didáticas que contemplam diferentes modelos pedagógicos.
Quando as atividades didáticas propostas pelo professor proporcionam o engajamento dos estudantes na busca pelo conhecimento de modo ativo e colaborativo, a aprendizagem ocorre de modo significativo. A busca por respostas a questões instigantes permite que os estudantes reestruturem sua rede de conhecimento e ampliem a compreensão que têm do mundo natural, científico, tecnológico e social.
Para promover a aprendizagem em Ciências da Natureza, essa coleção estrutura-se em quatro pilares: o conhecimento científico, que engloba suas práticas, teorias, leis, conceitos, metodologias e história; a linguagem e seu papel mediador na construção do conhecimento; os valores sociais, políticos e éticos; e o desenvolvimento socioemocional, que deve ser estimulado durante a formação educacional e humana dos estudantes.
O conhecimento científico permeia nosso mundo atual e constitui um dos saberes que devem estar presentes na Educação Básica. O conhecimento científico não é apenas um conjunto de conceitos e teorias, também é uma forma de interpretar o mundo. Ensinar Ciência refere-se ao modo como os cientistas e pesquisadores trabalham, como e quais são as práticas que eles usam para elaborar o conhecimento científico e como o contexto cultural, politico e social de cada época influencia na construção de tal conhecimento.
Pensar cientificamente diz respeito ao desenvolvimento de habilidades e competências que possibilitam aos estudantes a resolução de problemas, a interpretação das evidências e dos dados, a comunicação das ideias, a leitura e o entendimento de textos e a argumentação e explicação dos fatos e das teorias com base em justificativas válidas. Essas habilidades e competências são desenvolvidas durante as intervenções do professor, que atua como um mediador da interação entre os estudantes e deles com o conhecimento científico, que se apresenta nos problemas ou temas propostos pelo material educativo, pelo docente ou trazidos pelos próprios estudantes. Tais habilidades e competências constituem um repertório cognitivo que permite ao estudante lidar com a diversidade das situações-problema com a qual nos deparamos no dia a dia.
Aprender Ciência também implica compreender o caráter coletivo e processual da elaboração do conhecimento científico, que se desenvolve continuamente por meio da colaboração de diferentes pessoas e culturas e do compartilhamento de conhecimentos entre pesquisadores de todos os cantos do mundo. Espera-se que os estudantes consigam compreender que os cientistas são pessoas inseridas em um contexto histórico, cultural, social e geográfico, fatores que influenciam suas decisões e sua forma de ver o mundo.
A compreensão do conhecimento científico deve trazer para os estudantes uma visão crítica das situações do cotidiano, relacionando, assim, teoria e prática. Nesta coleção, o conhecimento científico procura diálogo com a cultura juvenil como forma de ressignificar a Ciência e sua importância na vida desses jovens brasileiros.
Para ensinar Ciências da Natureza, os professores precisam conhecer os processos e procedimentos empregados nas investigações científicas e a historicidade do desenvolvimento dos conhecimentos científicos; planejar e utilizar abordagens didáticas adequadas, que orientem os estudantes na aprendizagem dos conteúdos trabalhados; compreender a importância da ludicidade, do brincar e das atividades dinâmicas como instrumentos que motivam e aguçam a curiosidade deles; criar situações de ensino capazes de promover a aprendizagem de conceitos complexos; e estimular a criatividade dos estudantes por meio de um ensino que não considere a aprendizagem um processo exclusivo de memorização e repetição de conceitos, teorias e leis.
A compreensão da Ciência como um empreendimento coletivo e situado em determinado contexto social e cultural também faz com que os estudantes entendam como ela se relaciona com os valores éticos, políticos e estéticos da sociedade. A importância da responsabilidade social e da promoção do bem-estar individual e coletivo, do desenvolvimento sustentável, da preservação ambiental, do papel da ética, do senso de justiça e da perseverança na construção do conhecimento científico são alguns exemplos de aspectos que podem ser trabalhados nas aulas de Ciências da Natureza. Discutir com os estudantes os princípios éticos relacionados aos seres vivos e à natureza como um todo fomenta a compreensão da importância da honestidade, da empatia, do comprometimento com a sustentabilidade e das relações da Ciência com a sociedade e o meio-ambiente. Tais discussões também mostram que a Ciência pode ser uma ferramenta importante para formar jovens preocupados com a superação das desigualdades de gênero, econômicas, sociais e étnicas.
Trabalhar e aprender Ciência na sala de aula pode ser ainda uma oportunidade de promover o desenvolvimento de habilidades socioemocionais. Vivenciar o trabalho em grupo, comunicar-se, dividir tarefas e lidar com problemas diversos e com experimentos que exigem comprometimento e responsabilidade incentiva os estudantes a conviver socialmente. Assim, as aulas de Ciências da
Natureza também contribuem para desenvolver habilidades pessoais e sociais, como a capacidade de dialogar e resolver conflitos, de lidar com frustrações e perseverar, entre outras.
Nas aulas de Ciências da Natureza, os conhecimentos científicos são tratados por meio da comunicação, podendo ser expressos de diferentes formas: texto escrito, discussão de ideias e informações contidas em representações, como gráficos, tabelas, ilustrações, desenhos, diagramas, imagens, vídeos, histogramas, equações matemáticas etc. Todas essas ações comunicativas constituem formas de linguagem. A linguagem, assim, tem um papel importante para o ensino, já que possibilita aos estudantes o contato com a Ciência e o aprendizado quando participam de atividades de discussão, leitura, escrita, entre outros. Ela desempenha a função de organização do pensamento e dá a oportunidade ao estudante de apropriar-se de saberes sobre o mundo em que vive. Além disso, é por meio da linguagem que o estudante comunica suas experiências sobre um tema, objeto ou fenômeno. As tecnologias digitais da informação e comunicação (TDIC) também são formas de linguagem. A internet, vídeos, fóruns on-line, imagens, ilustrações digitais e podcasts podem ser utilizados como recursos didáticos que enriquecem as aulas e ampliam o contato dos estudantes com a cultura digital.
Os conhecimentos prévios dos estudantes constituem um repertório que deve ser trabalhado pelo professor, já que parte desses conhecimentos é fruto de representações sociais solidamente construídas na vida cotidiana dos estudantes, que muitas vezes divergem dos conhecimentos científicos. Assim, é importante que o professor promova oportunidades para que os estudantes aprimorem, critiquem e avaliem o que já sabem, reestruturando sua rede de conhecimento. Esperamos que o professor explore os conhecimentos prévios dos estudantes, estimule a curiosidade deles e dê-lhes liberdade para que possam observar e explicar os fenômenos naturais. Nesse processo, os estudantes se engajam em práticas científicas, como o levantamento de hipóteses, a identificação de relações de causa e efeito e a elaboração de explicações com base em evidências. Os pressupostos teórico-metodológicos estão integrados às atividades pedagógicas, e esta coleção auxilia os estudantes a compreender que a Ciência trabalha o pluralismo de ideias, portanto, não é dogmática, o que os auxilia a diferenciar a Ciência da pseudociência.
O trabalho do professor é apoiado por materiais educativos como livros didáticos e mídias digitais, pela aprendizagem de conhecimentos científicos, pelo desenvolvimento de habilidades socioemocionais e pelo gosto pela Ciência e pelo pensamento científico. O livro didático é um instrumento que auxilia a prática docente, cabendo ao professor inseri-lo em seu planejamento e em suas aulas em conformidade com os objetivos de ensino e com a realidade da comunidade em que a escola está inserida.
É importante ressaltar que o professor, devido à convivência com os estudantes, é capaz de reconhecer as características e necessidades da comunidade escolar. Assim, a coleção e o manual não procuram oferecer um receituário de como ensinar, mas sim auxiliar o docente no planejamento, no aprimoramento de sua prática e no cotidiano de sala aula oferecendo subsídios para o ensino e a promoção da aprendizagem.
Os objetivos formativos da Educação Básica estão presentes em toda a etapa do Ensino Fundamental, de modo que os aspectos físico, afetivo, psicológico, intelectual e social são priorizados na formação dos estudantes, complementando a ação da família e das demais instâncias das relações estabelecidas entre o jovem cidadão e a sociedade. Os documentos oficiais que normatizam a Educação Básica no Brasil estabelecem que as políticas educativas e as propostas pedagógicas na etapa do Ensino Fundamental devem seguir princípios:
a) éticos, como a justiça, a solidariedade, a liberdade, a autonomia, o respeito à dignidade da pessoa humana, o compromisso com a promoção do bem-estar de todos e o combate a quaisquer manifestações de preconceito e discriminação;
b) políticos, como o reconhecimento dos direitos e deveres de cidadania, o respeito ao bem comum, à preservação do regime democrático e aos recursos ambientais, a exigência de diversidade de tratamento para assegurar a igualdade de direitos entre os estudantes que apresentam diferentes necessidades, a redução da pobreza e das desigualdades sociais e regionais, e a busca da equidade no acesso à educação, à saúde, ao trabalho, aos bens culturais, entre outros benefícios;
c) estéticos, como o cultivo da sensibilidade em consonância com a racionalidade, o enriquecimento das formas de expressão e do exercício da criatividade, a valorização das diferentes manifestações culturais (especialmente as da cultura brasileira) e a construção de identidades plurais e solidárias.
A Educação Básica de qualidade é um direito assegurado pela Constituição Federal, pelo Estatuto da Criança e do Adolescente (ECA) e pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB), e abrange a Educação Infantil, o Ensino Fundamental e o Ensino Médio.
De acordo com as Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica:
Um dos fundamentos do projeto de Nação que estamos construindo, a formação escolar é o alicerce indispensável e condição primeira para o exercício pleno da cidadania e o acesso aos direitos sociais, econômicos, civis e políticos. A educação deve proporcionar o desenvolvimento humano na sua plenitude, em condições de liberdade e dignidade, respeitando e valorizando as diferenças. (BRASIL, 2013b, p. 4.)
Na etapa do Ensino Fundamental, promove-se, intensifica-se e amplia-se, gradativamente, o domínio da leitura, da escrita e do cálculo, que começou nos primeiros anos da Educação Básica. Ao longo do Ensino Fundamental, o objetivo é que os estudantes consolidem a compreensão do ambiente natural e social, do sistema político, da economia, da tecnologia, das artes e cultura, dos direitos humanos e dos valores em que se fundamenta a sociedade. Além disso, espera-se que desenvolvam habilidades, atitudes e valores que estimulem o fortalecimento dos vínculos familiares, dos laços de solidariedade humana e de respeito, necessários à convivência em uma sociedade democrática.
O currículo e as propostas pedagógicas para a etapa do Ensino Fundamental devem ser construídos de acordo com a Base Nacional Comum Curricular, que estabelece os conhecimentos a que todos devem ter acesso, assegurando uma
uniformidade nas orientações e propostas curriculares dos estados, Distrito Federal e municípios. Os conteúdos sistematizados que fazem parte do currículo são denominados componentes curriculares e, para o Ensino Fundamental, são organizados em cinco áreas do conhecimento: Linguagens, Matemática, Ciências da Natureza, Ciências Humanas e Ensino Religioso. Além disso, a legislação determina: que as comunidades indígenas podem utilizar suas línguas maternas e os próprios processos de ensino (art. 32 da LDB); a obrigatoriedade da temática “História e Cultura Afro-Brasileira e Indígena” nos conteúdos desenvolvidos no âmbito de todo o currículo escolar, especialmente em Arte, Literatura e História do Brasil (art. 26, §4o da LDB); a Música como conteúdo obrigatório, mas não exclusivo, do componente curricular Arte; a Educação Física como componente obrigatório do currículo do Ensino Fundamental; o Ensino Religioso com matrícula facultativa e parte da formação básica do cidadão; a matrícula obrigatória, a partir do 6o ano, no ensino de uma língua estrangeira moderna; a abordagem de temas abrangentes e contemporâneos, como saúde, sexualidade e gênero, vida familiar e social, os direitos das crianças e dos adolescentes (Lei n o 8.069/90); a preservação do meio ambiente (Lei no 9.795/99); a educação para o trânsito (Lei no 9.503/97); e o Estatuto da Pessoa Idosa (Lei no 10.741/2003).
Os princípios éticos, políticos e estéticos propostos nos documentos do Ministério da Educação (MEC) que norteiam a concepção de currículos e propostas pedagógicas são inerentes ao ensino de Ciências da Natureza. Ensinar Ciências da Natureza implica ensinar como os fatores éticos, políticos e estéticos relacionam-se com os constructos conceituais, teóricos e procedimentais desse campo do conhecimento, de forma que os estudantes tenham uma aprendizagem significativa sobre como as Ciências da Natureza estão relacionadas aos aspectos sociais e culturais de seu tempo. Preconizando que a escola é um espaço em constante construção e reconstrução do repertório de conhecimento dos estudantes, espera-se que o ensino de Ciências da Natureza proporcione-lhes oportunidades para que amadureçam intelectualmente de forma a constituir entendimentos cada vez mais elaborados e adequados acerca do conhecimento científico (práticas, teorias vigentes, objetos de estudo, metodologias e história).
Uma das características atuais de nossa sociedade é seu caráter multicultural. A globalização, os fluxos migratórios e os adventos tecnológicos possibilitaram novos modos de as pessoas relacionarem-se e de verem o mundo no século XXI. Consequentemente, esse novo olhar trouxe indagações sobre o papel dos educadores em todos os níveis de ensino.
Nesse contexto, a educação no século XXI deve assumir, como uma de suas principais finalidades, um ensino cujo processo de reconhecimento e conscientização da pluralidade cultural esteja presente em nossa sociedade. É principalmente na escola que os indivíduos passam a conhecer a pluralidade cultural e a conviver com a diversidade, portanto, esse é um espaço potencial para a aprendizagem de valores como tolerância, respeito mútuo e empatia. O reconhecimento da diversidade e pluralidade cultural caracteriza uma educação multicultural, que assume como principal finalidade o reconhecimento, a compreensão e a valorização das diferentes culturas de nossa sociedade como forma de promover o respeito mútuo, a equidade e a superação de preconceitos.
No entanto, além de reconhecer o fenômeno e o caráter multicultural de nossa sociedade, a educação humanizadora e integral deve ambicionar que os processos educativos engajem-se ativamente em atividades que propiciem a comunicação e a interação entre culturas, de forma que esses sujeitos desenvolvam compreensão e respeito pela diversidade, pautando-se em posturas democráticas de tolerância. Essa perspectiva de integração e convivência entre diferentes culturas é o principal alicerce de uma educação que busca promover situações de reconhecimento das diferenças e as trocas entre diferentes grupos socioculturais como maneira de promover contextos democráticos de acolhimento e de diálogo voltados para a legitimação dos direitos humanos.
Do ponto de vista da prática pedagógica, os professores podem atuar como mediadores dos processos de desenvolvimento da empatia e do espírito de cooperação entre os estudantes por meio de atividades que os auxiliem no reconhecimento dos pontos de convergência entre eles, ou seja, na descoberta de interesses e expectativas em comum que venham a ter e que podem ser o ponto de partida para a interlocução entre as múltiplas juventudes e
culturas que permeiam o espaço da sala de aula. Ajudar os estudantes a lidar com seus sentimentos e afetos por meio da mediação das conversas e trocas que ocorrem entre os diferentes sujeitos em sala de aula é um ponto de partida para contribuir com o desenvolvimento de habilidades socioemocionais que lhes permitirão avançar no processo de reconhecimento de outras alteridades.
Atividades em grupo nas quais cada estudante tenha responsabilidade para o desenvolvimento de um experimento ou projeto coletivo, os jogos cooperativos e os jogos que criam situações em que os estudantes tenham de ocupar outros papéis e perspectivas, como jogos de RPG, constituem ferramentas didáticas relevantes para a prática pedagógica que objetiva o desenvolvimento da empatia, da solidariedade e de outras habilidades socioemocionais, já que contribuem para que eles participem do próprio processo de aprendizagem que incluem outros conhecimentos, outras atitudes e outros valores.
Lidar com turmas grandes nas quais haja diferenças significativas referentes aos conhecimentos, às habilidades, às atitudes e aos valores entre os estudantes é um grande desafio para qualquer educador. Nesses casos, a presença de diferentes culturas é a grande marca desses grupos, seja por questões migratórias, seja pelas inúmeras culturas juvenis coexistindo no mesmo espaço. Uma estratégia interessante para conduzir as aulas está na ideia de tentar formar grupos heterogêneos, com estudantes em diferentes graus de desenvolvimento acadêmico. Isso estimula a cooperação entre eles, já que cria um ambiente propício para o desenvolvimento de comunidades de aprendizagem nas quais seus membros (todos os estudantes em parceria com o professor) atuam ativamente nos processos de ensino e de aprendizagem uns dos outros. Nessas situações, propor problemas para que sejam resolvidos em grupos e de forma cooperativa é uma estratégia que estimula a aprendizagem de conhecimentos, atitudes, habilidades e outras competências necessárias para desenvolvimento acadêmico e humano.
A avaliação é outra questão importante a ser discutida quando falamos de turmas grandes e com grande diversidade cultural. Avaliar estudantes em turmas tão diversificadas é uma tarefa complexa, na qual devem ser considerados diversos instrumentos e metodologias para se ter um panorama do desenvolvimento individual do estudante. Assim, a avaliação torna-se fundamental para o
planejamento de novos percursos de aprendizagem, e não é considerada apenas uma ferramenta que fornece diagnósticos. Nesses casos, o uso de diferentes instrumentos e critérios avaliativos é fundamental para que o educador consiga acompanhar e planejar sua prática para o pleno desenvolvimento de estudantes que apresentam diferenças significativas quanto à apropriação de conhecimentos, habilidades, atitudes e valores.
Quando observamos a escola e como os estudantes apropriam-se desse espaço e transitam por ele, é comum percebermos, nos horários de intervalo, jovens divididos em grupos que compartilham determinados comportamentos, afinidades e interesses. Esses grupos apropriam-se do território escolar de formas diferentes, mas todos buscam validar sua identidade, que se expressa por meio do estar junto e de seu modo de ser.
Esses coletivos de jovens compartilham interesses em comum (tipos de músicas, esportes, entre outros) e criam espaços de socialização dentro da escola que se transformam em territórios culturais nos quais as identidades deles são elaboradas e moldadas. Os jovens selecionam as características pelas quais querem ser reconhecidos e, de acordo com elas, iniciam o processo de formação de sua identidade por meio das relações que estabelecem com outros interlocutores que compartilham os mesmos gostos e interesses, o que produz vínculos sociais que moldam comportamentos, atitudes e que, muitas vezes, partilham também símbolos e padrões de vestimenta e caracterização corporal.
As culturas juvenis são representadas por esses coletivos, nos quais os jovens partilham sentimentos de pertencimento e de afirmação coletiva e nos quais ocorrem práticas que têm significados e valores que demarcam identidades por meio da expressão e da adesão a um estilo de vida específico. Assim, quando falamos de diversidade cultural na escola, não estamos apenas nos referindo a estudantes migrantes de outras regiões ou países que não partilham tradições culturais e o mesmo idioma, mas também das diferentes culturas juvenis que circulam e se consolidam dentro do espaço escolar.
Existem muitas juventudes e muitas culturas juvenis permeando nossa sociedade. Podemos ver manifestações delas nos diferentes estilos expressados pelos jovens por meio de roupas, acessórios, estilos
de corte e cores de cabelo e outros adereços aos quais eles atribuem significado. Os jovens, quando estão em grupo, partilham práticas próprias, símbolos e linguagens que expressam a cultura que elaboram, dividem e negociam nas relações afetivas que constroem.
A internet e o ciberespaço representam outros territórios nos quais as culturas juvenis constroem-se e expressam-se. Além de outras instituições socializadoras da juventude, como a família e a escola, temos a influência das tecnologias, que fornecem ferramentas para que os jovens expressem sua subjetividade e entrem em contato com outras culturas juvenis. Nesse sentido, a internet e seus aplicativos, sobretudo as redes sociais, são espaços também de encontro de juventudes que partilham interesses em comum e que, assim, constroem territórios on-line de convivência e de partilha que são relevantes nos processos identitários desses sujeitos. No ciberespaço, há formas próprias de expressão das culturas juvenis, tais como vlogs, podcasts, gameplays, as redes sociais focadas na veiculação de fotos e vídeos de curta duração, entre outros.
Todas essas múltiplas juventudes demandam da escola, do professor e dos processos educativos uma construção planejada de práticas pedagógicas voltadas para as necessidades e interesses dos estudantes. Torna-se fundamental a construção de práticas escolares sintonizadas com as formas próprias de comunicação e de expressão das culturas juvenis. Assim, os educadores são convidados a entender e dialogar com as ferramentas e linguagens próprias das juventudes presentes no espaço escolar.
O ciberespaço e suas ferramentas podem ser considerados pelo educador uma forma de integrar as culturas juvenis e de interagir com elas no contexto escolar. Essas ferramentas têm uma série de funcionalidades que podem ser exploradas pelo professor de várias formas: na elaboração de aulas e atividades didáticas, como produto final que expresse e represente alguma construção que os estudantes fizeram ao longo de uma tarefa ou de um trabalho em grupo, entre outros. Outra forma de se aproximar das culturas juvenis e trabalhar com elas dentro da escola está na realização de projetos temáticos que envolvam professores de outras áreas do conhecimento na exploração de assuntos e temas de interesse das juventudes presentes no contexto de cada unidade educacional. Mapear os interesses dos estudantes e dos grupos identitários da escola e procurar dialogar com eles sobre
assuntos considerados relevantes por meio de debates mediados, rodas de conversa, apresentações culturais e artísticas, por exemplo, permite um reconhecimento das diferentes identidades presentes no espaço e sua validação diante de todos os grupos culturais ali presentes.
Ao longo dos anos, vários documentos curriculares nacionais expressaram a importância do conhecimento científico na construção da cidadania na Educação Básica. Mais recentemente, a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) trouxe de forma clara que as questões científicas necessitam de abordagens didáticas que favoreçam essa formação do estudante ao longo de sua escolaridade (BRASIL, 2018, p. 9).
A BNCC traz ainda como deve ser realizada a progressão da aprendizagem do Ensino Fundamental e como essa etapa do ensino deve ser articulada de modo a ser consolidada e aprofundada para garantir a formação cidadã do jovem brasileiro.
A juventude brasileira é marcada por diferentes experiências e formada pela diversidade de matizes no que se refere a comportamento, classe social, identidade de gênero, sexo, afetividade, trabalho, conflitos e pressões que sofre, além de ser consciente de seus direitos. O resultado potencial é uma reflexão sobre si mesmo como sujeito da linguagem (alteridade e identidade), o que contribuirá na construção de uma identidade social.
Entendemos que um ensino de Ciências da Natureza que esteja preocupado em educar para a cidadania deve trazer dimensões que levem em consideração valores éticos, morais, estéticos, econômicos, culturais, políticos e sociais que estão relacionados ao conhecimento científico.
O crescimento das discussões sobre as questões ambientais, por exemplo, contribui para reforçar a ideia de que é preciso ensinar a preservar o meio e, ao mesmo tempo, ensiná-los a compreender os conhecimentos científicos e suas relações com a sociedade. Quando se trata dessa temática, assuntos envolvendo a biodiversidade são os que mais estão em pauta, acompanhados de diversas questões, muitas vezes controversas, que envolvem a tomada de decisão baseada em valores e no conhecimento científico (MOTOKANE et al., 2010).
O ensino de Ciências da Natureza é uma forma de oferecer aos estudantes a possibilidade de ampliar sua visão de mundo e reconhecer que decisões
justas e responsáveis são o caminho para uma sociedade democrática e igualitária.
4. A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) e a área de Ciências da Natureza
A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) visa efetivar os direitos e objetivos de aprendizagem e desenvolvimento para os estudantes da Educação Básica em parceria com os estados, o Distrito Federal e os municípios. A BNCC consiste em um documento normativo que deve ser utilizado na concepção dos currículos e das propostas pedagógicas dos sistemas, redes de ensino e escolas públicas e privadas de Educação Infantil, Ensino Fundamental e Ensino Médio em todo o território nacional.
A BNCC reúne um conjunto de conhecimentos, competências e habilidades que representam aprendizagens essenciais que todos os estudantes devem desenvolver ao longo das etapas e modalidades da Educação Básica. Tais aprendizagens essenciais foram orientadas e concebidas com base nas Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica, que propõem que os processos educativos visem à formação humana integral de indivíduos comprometidos com a transformação social por meio da construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. Assim, trabalhar com a BNCC de forma efetiva implica em desenvolver tanto a formação acadêmica quanto a formação humana dos estudantes, buscando oferecer oportunidades para que eles construam conhecimentos e se formem como sujeitos que atuarão na sociedade de maneira local e global com poder de decisão e de atuação em diversas instâncias. As competências e habilidades preconizadas como fundamentais pela BNCC visam instrumentalizar e preparar as crianças e os jovens para seu pleno desenvolvimento intelectual, humano, ético, estético e atitudinal. Esses preceitos pedem uma prática educativa voltada para as alteridades, para o acolhimento e para a criação de oportunidades de aprendizagem, de modo que os estudantes compreendam tanto os conceitos e procedimentos relevantes da área do conhecimento em estudo como a aplicabilidade destes na resolução de problemas cotidianos e relevantes para a sociedade democrática que queremos construir.
Para a Educação Básica, a BNCC (BRASIL, 2018, p. 8-10) apresenta um conjunto de dez competências gerais.
Na BNCC, competência é definida como a mobilização de conhecimentos (conceitos e procedimentos), habilidades (práticas, cognitivas e socioemocionais), atitudes e valores para resolver demandas complexas da vida cotidiana, do pleno exercício da cidadania e do mundo do trabalho. (BRASIL, 2018, p. 8)
O conjunto de dez competências gerais busca, portanto, articular os diversos tipos de conhecimento que os estudantes devem ter desenvolvido ao longo do Ensino Fundamental, como forma de instrumentalizá-los para o pleno desenvolvimento acadêmico e humano.
Cada área do conhecimento também tem competências específicas da área (Linguagens, Matemática, Ciências da Natureza, Ciências Humanas e Ensino Religioso), que devem ser desenvolvidas pelos estudantes ao longo das etapas do Ensino Fundamental e do Ensino Médio. A área de Ciências da Natureza é composta somente do componente curricular Ciências, que tem oito competências específicas. Essas competências específicas representam como as dez competências gerais para a Educação Básica expressam-se nessa área quando articuladas com as particularidades desse campo do conhecimento:
As competências específicas possibilitam a articulação horizontal entre as áreas, perpassando todos os componentes curriculares, e também a articulação vertical, ou seja, a progressão entre o Ensino Fundamental – Anos Iniciais e o Ensino Fundamental – Anos Finais e a continuidade das experiências dos alunos, considerando suas especificidades. (BRASIL, 2018, p. 28)
As oito competências específicas da área de Ciências da Natureza do Ensino Fundamental estão no texto da BNCC (BRASIL, 2018, p. 324), disponibilizado na página do MEC (http://basenacionalcomum. mec.gov.br/).
A BNCC ainda propõe um conjunto de habilidades que objetivam o desenvolvimento das competências específicas. As habilidades são desdobramentos das competências específicas da área e relacionam-se com os objetos do conhecimento, que representam conteúdos, conceitos e processos. Elas expressam as aprendizagens essenciais que devem ser desenvolvidas pelo componente curricular. A redação das habilidades tem uma estrutura cujo objetivo é relacionar os processos cognitivos envolvidos na habilidade (verbos), os objetos do conhecimento mobilizados e o contexto ou uma maior especificação da aprendizagem esperada. Veja o exemplo a seguir:
Verbo: explicita o processo cognitivo envolvido na habilidade.
Complemento do verbo: explicita o objeto do conhecimento mobilizado na habilidade.
Modificador ou complemento do verbo: explicita o contexto e/ou uma maior especificação da aprendizagem esperada.
As unidades temáticas agrupam os objetos do conhecimento de acordo com as especificidades dos diferentes componentes curriculares. As unidades temáticas da área Ciências da Natureza estabelecidas na BNCC para a etapa do Ensino Fundamental são: Matéria e Energia, Vida e Evolução e Terra e Universo.
A unidade temática Matéria e Energia engloba os conhecimentos que dizem respeito aos diferentes materiais, suas propriedades, transformações e uso consciente, às diferentes fontes energéticas e aos processos empregados na geração e usos da energia.
Sob uma perspectiva histórica, essa unidade também se preocupa em discutir as formas pelas quais a humanidade apropriou-se desses recursos e processos, resgatando os materiais e seus usos em diferentes ambientes e épocas históricas.
Ao iniciar os anos finais da etapa do Ensino Fundamental, os estudantes já estarão familiarizados com diversos tipos de objetos, materiais e fenômenos que estão presentes em seu cotidiano. Essa familiaridade constitui um repertório inicial a partir do qual é possível trabalhar os conhecimentos propostos por essa unidade temática, por exemplo, a exploração das propriedades de diferentes materiais
do cotidiano, como dureza, transparência, solubilidade e interações com a luz. Nessa unidade temática, também são trabalhadas questões relacionadas à água e seus usos, ao clima, à geração de energia elétrica, à preservação dos solos e outros aspectos ambientais presentes no entorno das crianças nos diferentes espaços em que elas frequentam, como a casa, escola e o bairro.
As questões relacionadas aos conhecimentos biológicos são abordadas na unidade Vida e Evolução . Essa unidade engloba: os conhecimentos sobre as características dos seres vivos, considerando a vida um fenômeno natural e social que requer elementos para sua manutenção; os estudos relacionados aos processos evolutivos que geram a biodiversidade do planeta; as questões ecológicas, como as características dos ecossistemas e as relações dos seres vivos entre si e o ambiente físico; as interações que os seres humanos estabelecem entre si, com outros seres vivos e com elementos não vivos do ambiente; e a importância da preservação da biodiversidade e como ela se apresenta nos ecossistemas brasileiros.
O corpo humano é outro foco importante dessa unidade e é tratado de modo que os estudantes percebam o funcionamento harmonioso, a
(EF 07 C1 02) Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica
nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.
integração dos processos e as funções biológicas desempenhadas pelos diferentes sistemas que compõem o nosso corpo.
Aspectos relativos à saúde também recebem destaque e visam promover uma compreensão da saúde que vai além da ideia de bem-estar físico individual, ou seja, consideram o bem-estar coletivo, destacando a importância dos programas institucionais e das políticas públicas.
A terceira unidade temática proposta pela BNCC, Terra e Universo, engloba conhecimentos sobre as características de corpos celestes como a Terra, o Sol e a Lua. Nessa unidade temática, espera-se que os estudantes desenvolvam um arsenal de conhecimentos sobre as dimensões, a composição, as localizações, os movimentos e as forças que atuam nos corpos celestes.
O ensino dessa unidade dá ênfase à ideia de que os conhecimentos astronômicos foram construídos ao longo da história da humanidade e que diferentes culturas têm diferentes formas de interpretar os fenômenos celestes. Temas importantes relacionados aos diversos fenômenos naturais, como as condições para a manutenção da vida na Terra, o efeito estufa, a camada de ozônio, as erupções vulcânicas, os tsunamis, os terremotos e os padrões de circulação atmosférica e oceânica também são abordados. Os assuntos dessa unidade temática normalmente despertam a curiosidade dos estudantes do Ensino Fundamental. Assim, durante as aulas, espera-se estimular ainda mais essa curiosidade, propiciando o desenvolvimento do pensamento espacial dos estudantes por meio de experiências cotidianas de observação de diversos fenômenos celestes. As atividades de observação, quando orientadas e sistematizadas, permitem a identificação e a regularidade de fenômenos que se relacionam com a prática da agricultura, a construção de calendários, a determinação de cada estação do ano etc.
Os temas abordados pelas unidades temáticas apresentadas são tratados por meio dos saberes intelectuais, linguísticos e emocionais que os estudantes têm. Tais saberes vão sendo aprimorados e organizados, ao longo de cada unidade, com a mediação do professor, dando continuidade ao processo de desenvolvimento de habilidades cognitivas, ético-políticas e socioemocionais iniciado nos primeiros anos do Ensino Fundamental por meio do amadurecimento e enriquecimento de seu repertório de conhecimentos científicos.
A inserção do ensino de Ciências da Natureza nos currículos da Educação Básica consiste em um fenômeno relativamente recente. Até a promulgação da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (lei no 4024/1961), de acordo com os documentos oficiais, as aulas de Ciências da Natureza eram obrigatórias apenas nos dois últimos anos do Ensino Fundamental (antigamente, chamado de “ginásio”). Em meados dos anos 1970 (lei no 5692/1971), a disciplina passou a ser obrigatória no currículo de todas as séries do Ensino Fundamental (KRASILCHIK, 2000).
Com a obrigatoriedade do ensino de Ciências da Natureza no Ensino Fundamental, os documentos oficiais normativos da Educação Básica passaram a elaborar diretrizes e parâmetros curriculares para essa disciplina. Essas diretrizes e parâmetros refletem as concepções didáticas e pedagógicas de determinado período histórico e social. Com as alterações dos modelos de sociedade que se deseja constituir, as concepções didático-pedagógicas também se ressignificam. Assim, no decorrer da história, o Ensino de Ciências da Natureza no Brasil foi modificando suas propostas e propósitos de acordo com as demandas e os objetivos sociais e econômicos que norteiam os objetivos educacionais orientadores dos currículos e da didática.
Atualmente, espera-se que a educação científica escolar estimule a reflexão sobre as Ciências da Natureza e os processos envolvidos na sua produção, comunicação e avaliação. Espera-se, portanto, que os estudantes apropriem-se do conhecimento científico para utilizá-lo como ferramenta na conquista de sua autonomia e no exercício da cidadania crítica e consciente.
As aulas de Ciências da Natureza podem representar um momento e um espaço no qual é possível conhecer as diferentes explicações sobre o mundo e os fenômenos naturais; expressar e avaliar diferentes ideias, além de contrapor-se a elas; desenvolver-se intelectualmente de maneira crítica por meio da indagação, da investigação e da análise do mundo e da realidade.
Os conteúdos constituídos pelo corpo de conhecimento de Ciências da Natureza estão nos compêndios que apresentam os fatos, os fenômenos, os conceitos, as leis, as teorias, os modelos e os
princípios científicos. A apropriação desse conteúdo permite ao estudante expressar-se cientificamente pela escrita ou pela fala.
A metodologia de investigação científica diz respeito aos procedimentos e modos pelos quais o pesquisador obtém elementos que apoiam leis, princípios, conceitos e teorias. Os procedimentos próprios da construção e reformulação do conhecimento científico podem ser descritos como um conjunto de habilidades que devem ser desenvolvidas nas aulas de Ciências da Natureza. Por exemplo, observar, classificar, seriar, medir, construir e interpretar tabelas e gráficos, saber usar um aparelho, montar um modelo, construir um equipamento, identificar problemas, saber como buscar informações em fontes variadas, elaborar
hipóteses, fazer previsões, relacionar variáveis, planejar experimentos, analisar e interpretar dados, usar modelos interpretativos, concluir com base nos dados disponíveis e argumentar com apoio da linguagem escrita e simbólica.
Os modos de pensar e de agir dos indivíduos são conteúdos que dizem respeito às ações das pessoas em relação à sociedade, ao ambiente, aos cuidados com a saúde individual e coletiva e à valorização da atividade científica e tecnológica.
O desenvolvimento de habilidades e competências cognitivas nas aulas de Ciências da Natureza permite aos estudantes a interpretação e utilização de modelos, teorias e explicações científicas de maneira similar à dos cientistas (PRO BUENO, 2009).
caracteriza-se por
que determinam
formas de pensar e atuar
tomada de consciência avanços da ciência atividade científica
que se manifestam como que deve implicar em relação à
mudança de atitude
desenvolvimento sustentável conservação do meio hábitos saudáveis
Em atividades do dia a dia, deparamo-nos com o conhecimento científico e tecnológico em nossas ações e afazeres. Assim, os conhecimentos científicos tornam-se mais do que necessários na formação do cidadão. As Ciências da Natureza colaboram na resolução de problemas ambientais; no desenvolvimento de medicamentos e meios de transporte; nas soluções para a saúde individual e coletiva; na produção e conservação de alimentos etc. A presença da Ciência na sociedade atual traz à tona a importância do ensino de Ciências da Natureza na Educação Básica.
Espera-se que a educação científica institucional forme sujeitos que compreendam a relação entre Ciência, tecnologia, sociedade e meio ambiente, já que essa formação tem se estabelecido como uma condição para que os cidadãos sejam capazes de atuar de modo consciente e responsável no mundo atual.
No contexto do letramento científico, o objetivo central da educação em Ciências recai sobre a necessidade de que os estudantes não se limitem a entender os conteúdos, procedimentos e experimentos, mas entendam a própria natureza das Ciências e as práticas científicas.
A ideia de que a educação em Ciências deve formar cidadãos participantes das discussões científico-tecnológicas busca orientar um ensino que contextualize os conhecimentos científicos de forma que os estudantes os compreendam como uma ferramenta que pode ser utilizada no campo social para a participação na tomada de decisões sobre as questões científico-tecnológicas da atualidade.
O ensino de Ciências da Natureza deve propiciar a compreensão dos processos sociais e coletivos de construção do conhecimento científico ao longo do tempo e a conscientização do papel desses saberes no campo social, político, econômico e ambiental.
É importante que o professor de Ciências da Natureza reconheça seu papel educativo ao propor e mediar atividades que propiciem o desenvolvimento das habilidades cognitivas dos estudantes. A promoção do letramento científico deve considerar três aspectos importantes das Ciências da Natureza:
• os conceitos, os fatos, os princípios, as leis e as teorias que permitem aos estudantes construir e apropriar-se dos conhecimentos científicos, possibilitando a compreensão do mundo atual, de modo a serem utilizados no entendimento de informações de natureza científica em situações cotidianas e na compreensão de fenômenos naturais;
• a compreensão do caráter social e humano do empreendimento científico. O entendimento de que as explicações científicas são provisórias e passíveis de modificações e que a produção de conhecimento ocorre coletivamente;
• a responsabilidade social e ética necessária para a utilização dos conhecimentos científicos e a avaliação das consequências do seu emprego. Esse eixo preconiza a importância do desenvolvimento sustentável para a promoção do bem-estar social e do meio-ambiente.
De acordo com a BNCC, o letramento científico envolve a capacidade de compreender e interpretar questões relacionadas à Ciência, como forma de desenvolver uma capacidade de atuação no e sobre o mundo, sendo esse um importante aspecto no exercício da cidadania. Para compreender e interpretar questões relacionadas à Ciência, os estudantes precisam desenvolver competências relativas às formas de trabalho e de raciocínio empregadas na construção do conhecimento científico. Isso envolve, por exemplo, a capacidade de interpretar e avaliar criticamente informações de cunho científico; planejar metodologias para a resolução de problemas;
construir argumentos e explicações coerentes que se apoiam em dados, evidências e justificativas; identificar termos em textos científicos; distinguir um texto científico de um texto de outra natureza; relacionar variáveis; interpretar gráficos e tabelas com dados científicos e comunicar informações coletadas em textos com linguagem típica das Ciências.
No enfrentamento dos desafios sociais, ambientais, econômicos e políticos, entre outros, que caracterizam o século XXI, faz-se cada vez mais necessário fomentar a ciência, a tecnologia e a inovação que contribuam para o bem-estar social, fortalecendo as ciências interdisciplinares e transdisciplinares que possam contribuir para atingir objetivos socialmente definidos, em diálogo com outros modos de conhecimento e com a participação da sociedade. O desenvolvimento científico e tecnológico introduziu novos temas de pesquisa, que foram levados à pauta do debate na sociedade, e grande parte deles se refere à relação do homem com o meio-ambiente. Discutidos em nível mundial, esses temas colocam os desafios da proteção ambiental conjugada ao desenvolvimento sustentável e despertam na sociedade a necessidade de mais informações e maior participação e controle.
Lixo, poluição da água, da terra, do mar e do ar, desmatamento, perda da biodiversidade, destruição da camada de ozônio, chuva ácida, mudanças climáticas, pandemias, gases de efeito estufa, incêndios florestais, secas, inundações, escassez de água e de saneamento, pobreza, fome, desigualdades de gênero, racismo, desigualdades sociais, dificuldades de acesso à educação, saúde, cultura, ciência e tecnologia, entre outros, são problemas que afetam a todos e que podem pôr em risco a sobrevivência, a segurança e o bem-estar de toda a sociedade. O enfrentamento desses desafios locais, regionais, nacionais e globais envolve valores e atitudes de indivíduos, da coletividade e do poder público, em busca de assegurar os direitos à educação, à saúde, à paz social, ao emprego, à segurança alimentar e ao meio ambiente ecologicamente equilibrado para as presentes e futuras gerações. A democratização do conhecimento científico tem papel fundamental nesse contexto, no sentido de promover o direito à informação e à participação social, por meio do debate e do acesso à produção do conhecimento de excelência. Os avanços da ciência, do conhecimento da natureza da ciência, da influência da sociedade na ciência e da ciência na sociedade, do conhecimento de quem produz ciência, dos pesquisadores, das instituições científicas e de fontes válidas de informação, a partir das relações entre ciências e outras linguagens que promovem interação, diálogo e engajamento, em especial as artes, as pessoas podem se utilizar de seu pensamento crítico e reflexivo para se posicionar diante dos problemas que as rodeiam. Assim, se promove o diálogo de saberes e de conhecimentos e a participação da sociedade na transformação da realidade.
A percepção dos brasileiros sobre a ciência e a Tecnologia reforça a importância da popularização da C&T [Ciência & Tecnologia]
Ao pensarmos no aprimoramento do fomento à popularização e educação em ciências faz-se essencial conhecer e analisar o grau de informação, o conhecimento geral, as atitudes e as visões da população brasileira sobre C&T. Nesse contexto, as pesquisas nacionais de percepção pública da ciência e tecnologia, realizadas periodicamente sob a forma de enquetes (nos anos de 1987, 2006, 2010, 2015 e 2019), revelam importantes considerações sobre o que os brasileiros pensam acerca da ciência e tecnologia. [...]
A razão para tais pesquisas é que a compreensão das implicações econômicas, políticas, educacionais, culturais e éticas da percepção pública da C&T pode contribuir para verificar se os esforços de divulgação científica realizados pelas agências de fomento e instituições de pesquisa estão se refletindo na sociedade e se o interesse pela ciência está avançando nos diferentes estratos sociais e faixas etárias, por exemplo. De modo especial, possibilita a formulação mais adequada de políticas públicas em educação científica e em comunicação pública da ciência, bem como para a inclusão social, para estimular os jovens para as carreiras científicas e ampliar a compreensão quanto às suas escolhas; e para o fortalecimento de competências individuais e coletivas na tomada de decisão e no exercício da cidadania.
A enquete de percepção pública da ciência de 2019, realizada pelo CGEE (Centro de Gestão e Estudos Estratégicos), buscou averiguar como os brasileiros percebem os efeitos da C&T, qual é a imagem do cientista, o grau de confiança por fontes de informação, os temas de interesse, os hábitos culturais e o acesso à informação sobre C&T, entre outros. A pesquisa abrangeu também o conhecimento sobre a ciência brasileira, a percepção de riscos, a avaliação sobre a C&T no Brasil, as noções sobre a ciência, a relação entre as crenças e as evidências científicas, além de atitudes sobre C&T e questões visando um melhor entendimento acerca do grau e das razões de rejeição ou aceitação de novas tecnologias por parte de setores da população. Em comparação com edições anteriores, reafirmou o interesse dos brasileiros por temas de natureza da ciência e a elevada confiança na ciência e nos cientistas, mas também um escasso acesso à informação científica, uma baixa apropriação do conhecimento e uma desigualdade tanto na informação quanto na participação em atividades de difusão cultural, entre outros aspectos. (BRASIL, 2013b)
Planejar as atividades didáticas que se adequam aos objetivos do ensino e aos conteúdos que serão trabalhados também é uma ação importante na prática docente. A variação nas estratégias e nos materiais didáticos aumenta o interesse dos estudantes, uma vez que eles experimentam diferentes formas de aprender.
Aqui apresentaremos abordagens, estratégias e materiais didáticos e seus objetivos no ensino de Ciências da Natureza. Essas escolhas perpassam um processo de reflexão, pois devem garantir que os objetivos educativos propostos no planejamento sejam alcançados.
Nos debates mediados, os estudantes têm mais liberdade para se expressar por meio da sua participação em discussões. Nessa modalidade didática, cabe ao professor conduzir as discussões de acordo com seus objetivos e com os temas propostos. A abordagem de temas que tratem da relação entre Ciência, tecnologia, sociedade e ambiente pode ser beneficiada com o uso dessa modalidade didática.
Nos seminários é atribuída aos estudantes a tarefa de preparar uma aula sobre um tema a ser estudado. O professor pode organizá-los em grupos e atribuir a cada grupo um tema de estudo. O grupo deve, então,
preparar uma apresentação com explicações sobre esse tema para o restante da turma. Dessa forma, além dos conteúdos, os estudantes trabalham habilidades como a argumentação e preparam-se para discussões e apresentações orais.
Na sala de aula invertida, o professor dá um tema ou assunto para que os estudantes pesquisem em casa de forma autônoma. Depois, eles deverão trazer para a aula o que descobriram e aprenderam sobre o tema e compartilhar esses conhecimentos com os colegas.
As demonstrações são comumente utilizadas para a apresentação de técnicas e fenômenos. Nessa modalidade didática, o professor realiza uma atividade de demonstração para a sala, garantindo que todos os estudantes observem o fenômeno, a técnica ou o objeto.
As atividades práticas científicas aguçam a curiosidade e o interesse dos estudantes, pois eles se envolvem em investigações científicas que promovem a capacidade de resolução de problemas, a compreensão de conceitos básicos e o desenvolvimento de habilidades. Essa modalidade didática é característica da disciplina de Ciências da Natureza.
O propósito dessa modalidade didática é apresentar para os estudantes aspectos e práticas da construção do conhecimento científico, o que engloba uma série de atividades que podem ser trabalhadas isoladamente em sala de aula ou no laboratório. Algumas dessas práticas podem ser: delineamento de situações-problema, proposição de temas e questões para investigação, elaboração de hipóteses, extrapolação de conclusões com base no exame e na interpretação de dados, planejamento e condução de experimentos, coleta e análise de dados e interpretação de resultados expressos em forma de tabela ou gráfico. Esses aspectos podem ou não ser desenvolvidos por meio de atividades manipulativas, como experimentos empíricos.
Essas atividades visam mostrar que as práticas de construção do conhecimento científico não são procedimentos isolados, e sim aspectos interconectados da investigação científica. Dessa forma, é possível promover uma conscientização sobre os valores, objetivos e normas que regem o empreendimento científico.
A produção de modelos para suportar explicações e/ou propiciar o uso de conceitos em situações determinadas pode ser incluída nessa modalidade. Ressaltamos a importância de fornecer instruções claras para os estudantes sobre como assegurar a integridade física de todos no laboratório.
As aulas expositivas são comumente utilizadas para apresentação e exploração de conceitos e
ideias, para enfatizar aspectos importantes do tema em estudo e apresentar novos tópicos e assuntos. É possível tornar uma aula expositiva mais participativa e ativa para os estudantes procurando, por exemplo, instigá-los intelectualmente por meio de perguntas e desafios, e abrindo momentos para que eles possam expor suas opiniões e suas ideias. Além disso, o uso de recursos como vídeos, músicas, imagens, ilustrações, sites, recursos on-line etc. pode dar dinamicidade à exposição.
O ponto de partida para a aprendizagem baseada em projetos é a proposição de um projeto prático aos estudantes, que deverão elaborar planos de ação para desenvolver o projeto e chegar aos resultados pretendidos. Nessa modalidade, o professor atua como um orientador que observa e ajuda os estudantes a planejar e a tomar decisões ao longo da elaboração do projeto.
As atividades extraclasse/estudos do meio representam momentos em que os estudantes podem conhecer outros espaços educativos, como museus, exposições, observatórios, zoológicos, jardim botânico etc. A realização de uma atividade extraclasse requer planejamento e organização. É importante pensar que um estudo do meio representa um momento de lazer, mas deve ter objetivos pedagógicos claros.
As simulações compreendem atividades nas quais os estudantes se envolvem com uma situação-problema. Essas atividades incluem a tomada de decisão e compreendem recursos como jogos, dramatizações e uso de simuladores em computadores, aplicativos, softwares etc.
Esta coleção contempla essas modalidades didáticas e oferece sugestões de encaminhamento, textos de apoio pedagógico e atividades complementares para estruturar a prática em sala de aula. A escolha das modalidades e em que momentos serão utilizadas é uma prerrogativa do professor. O docente deve considerar a possibilidade de fazer adaptações que atendam às particularidades da realidade da sua comunidade.
Na era digital, temos acesso muito rápido à informação por meio dos celulares, tablets, computadores e outras tecnologias. Esses aparatos tecnológicos e todo o repertório de inovações, informações e conteúdos que os acompanham fazem parte de nossas vidas.
Pensando no espaço escolar, as redes e as tecnologias são consideradas ferramentas inovadoras que podem participar como mediadoras dos processos de aprendizagem. Tais ferramentas oferecem novas perspectivas para a prática educativa e dão suporte ao planejamento e à concretização de atividades didático-pedagógicas diferenciadas que utilizam a tecnologia a seu favor, promovendo o trabalho em grupo e a aprendizagem colaborativa.
As TDIC são fontes de recursos que devem ser exploradas com objetivos claros. Cabe ao professor selecionar e avaliar como e quais recursos tecnológicos da informação e da comunicação serão utilizados na sala de aula e refletir sobre elas.
É importante avaliar previamente os conteúdos e recursos que se quer recomendar aos estudantes em relação à adequação das TDIC à faixa etária deles e evitar conteúdos discriminatórios ou preconceituosos.
As simulações e as modelagens são exemplos de abordagens e modalidades didáticas que possibilitam a inclusão das TDIC nos contextos de ensino e aprendizagem. Comumente, os modelos científicos e as simulações são utilizados de maneira demonstrativa, isto é, para descrever, explicar ou ilustrar conhecimentos e ideias. A manipulação desses recursos pelos estudantes e a possibilidade de trabalhar ativamente com eles é uma maneira mais atrativa e motivadora de aprendizagem. Essas simulações e modelagens dão a chance aos estudantes de interferirem em variáveis, testar hipóteses e acompanhar processos de longa duração ou que precisem de aparatos sofisticados, promovendo assim uma aproximação dos estudantes com o fazer científico.
Essas abordagens podem também fazer parte de um contexto investigativo. Fazendo essa articulação, é possível utilizar as TDIC para desenvolver habilidades, como a de levantar hipóteses, trabalhar com dados, construir explicações e argumentar.
Os jogos digitais são exemplos das TDIC que permitem aliar a aprendizagem de conceitos científicos ao desenvolvimento das habilidades motoras, de raciocínio lógico e de leitura.
Outra possibilidade de TDIC são os podcasts, que podem ser utilizados tanto em sala de aula como em modalidades de ensino híbrido, nas quais o professor pode indicar aos estudantes episódios a serem escutados em casa para posterior discussão em classe.
As TDIC podem também promover mais oportunidade de fomento ao protagonismo juvenil, já que muitos desses aparatos tecnológicos podem ser
utilizados pelos estudantes para estudo e comunicação de seus conhecimentos. As redes sociais podem ser ferramentas didáticas interessantes para que eles expressem suas ideias e suas aprendizagens, podendo ser utilizadas pelo professor nas aulas, nos trabalhos em grupos e em outras tarefas cujo produto seja a produção dos estudantes.
É tarefa do professor planejar e conduzir a prática pedagógica. O processo de planejamento e organização do trabalho didático do professor é norteado pelo projeto político-pedagógico da escola. O professor consegue estruturar sua prática docente por meio da definição dos objetivos educacionais, dos conteúdos que os estudantes devem aprender, das atividades a serem desenvolvidas, das técnicas e estratégias de ensino a serem usadas em sala de aula e dos instrumentos de avaliação para cada um dos conteúdos estabelecidos. Planejar é importante para que seja possível otimizar o tempo daqueles que ensinam e daqueles que aprendem. Esse planejamento não pode, porém, ser um conjunto de práticas estanques e imutáveis que impeçam os ajustes de rumos necessários para assegurar a aprendizagem dos estudantes.
O processo educativo é dinâmico, e a prática docente consiste em uma atividade social complexa e multifacetada, na medida que se atribui ao professor a responsabilidade de formação de seus educandos em diferentes instâncias (intelectual, socioemocional e valorativa).
É um consenso social de que, para ensinar, o professor deve dominar os princípios e a didática da área do conhecimento a ser ensinado. Esses saberes são a base do repertório teórico e metodológico do professor para que ele planeje e conduza sua prática, e reflita sobre ela.
Além disso, o professor desempenha um papel na formação humana de seus estudantes. Atuando como mediador, o docente necessita dispor de suporte socioemocional para perceber as diferentes subjetividades presentes no ambiente da sala de aula. Empatia, senso de justiça, honestidade, ética, perseverança e respeito são algumas das habilidades socioemocionais necessárias para o trabalho docente. A interação cotidiana com sujeitos que compartilham o mesmo espaço, mas que têm diferentes origens e vêm de diversos contextos sociais, culturais e econômicos, demanda a conscientização sobre como interagir e lidar com essa multiculturalidade encontrada nos espaços educacionais.
Para desempenhar todos esses papéis que são esperados do educador, é importante também a articulação entre os demais profissionais e as instâncias responsáveis pela escola e pelas condições de ensino e aprendizagem: a gestão e a coordenação pedagógica. A articulação entre docentes, gestores e outros profissionais que integram a equipe pedagógica é extremamente importante, pois são essas equipes que garantem o bom funcionamento da escola e das relações profissionais e educativas que ali ocorrem. As reuniões pedagógicas e os horários coletivos são momentos importantes da jornada do professor, já que esses eventos representam espaços importantes para a interlocução entre seus membros, como forma de construir coerência entre as práticas e o planejamento pedagógico para as turmas que serão atendidas durante o ano letivo. O planejamento da formação do estudante ao longo de vários anos também é um ponto fundamental e exige articulação entre os membros da equipe pedagógica. A transição dos estudantes dos anos iniciais para os anos finais do Ensino Fundamental é algo que impacta bastante a rotina deles, já que, na maioria dos casos, a partir do 6o ano, eles passam a ter contato com diversos professores, sendo um para cada componente curricular. Essa transição costuma gerar ansiedade e alguma confusão nos estudantes, que agora precisam se organizar de forma diferente para acompanhar as trocas de aula e se habituar à nova rotina com os professores especialistas, por meio dos quais conhecerão mais a fundo as particularidades de cada campo de conhecimento.
Outro aspecto importante do trabalho docente está nas possíveis trocas entre colegas de mesma disciplina que podem ocorrer em espaços de formação continuada, reuniões entre todos os professores da área do conhecimento, entre outros motivos. Esses momentos são valiosos, pois nele ocorrem oportunidades de discussão e compartilhamento de atividades, planejamentos e outras interlocuções que podem suscitar novas ideias e perspectivas para o trabalho em sala de aula. Nessas ocasiões, a equipe pedagógica pode entender problemas que são do entorno da escola e trazê-los para as aulas de Ciências, promovendo maior integração entre professores, estudantes e a comunidade local.
A escolha dos materiais pedagógicos que serão utilizados nas aulas, projetos e em outras atividades didáticas também é um momento de interlocução relevante. No caso das Ciências da Natureza, a equipe pedagógica precisa dialogar e compartilhar seus planejamentos para que os materiais necessários –, que
vão de livros didáticos a equipamentos, reagentes, vidrarias e outros aparatos necessários para aulas práticas, por exemplo –, sejam providenciados.
Os cursos, encontros e atividades de formação continuada representam momentos de intercâmbio e de diálogo entre a equipe pedagógica de diferentes unidades escolares, possibilitando trocas de experiências e vivências entre realidades educacionais diferentes.
8. A interdisciplinaridade e a integração das áreas do conhecimento
O processo de interação de duas ou mais disciplinas na abordagem de saberes e conhecimentos (interdisciplinaridade) pode se configurar de diferentes maneiras, mas devem sempre visar à cooperação, ao intercâmbio e ao enriquecimento intelectual. A interdisciplinaridade também é uma ferramenta didática para a promoção do letramento científico, pois articula conceitos, ideias e procedimentos de diferentes campos do conhecimento.
As práticas interdisciplinares visam promover a integração entre saberes e conhecimentos de diferentes campos e domínios científicos com o objetivo de ampliar os estudos e construir sentidos para os inúmeros fenômenos que nos cercam. Assim, podemos dizer que a interdisciplinaridade busca romper com a fragmentação dos saberes e conhecimentos por meio das conexões entre as Ciências, sobretudo na resolução de problemas concretos ou na compreensão de determinado fenômeno por diferentes pontos de vista, procurando estabelecer relações entre os saberes e conhecimentos de diferentes naturezas.
A interdisciplinaridade pode se materializar nas abordagens de ensino, no currículo e na prática docente. Em saídas de campo, podemos perceber exemplos de como a compreensão da Ciência perpassa a interdisciplinaridade, sobretudo quando a História se une ao processo de narrativa do desenvolvimento de diversos conhecimentos e ferramentas criados há muitos anos e amplamente utilizadas na Ciência até os dias atuais. Nesse sentido, o trabalho de campo pode ser uma atividade interdisciplinar, uma vez que, por meio dessa modalidade didática, é possível identificar um problema em comum às várias disciplinas, organizar a coleta de informações no local a ser visitado e estimular discussões e resoluções que sejam interdisciplinares.
Podemos observar que muitos temas estudados nas Ciências da Natureza comunicam-se com os de outros componentes. O estudo dos biomas
brasileiros e das suas características é um exemplo de objeto do conhecimento que é estudado tanto pelas Ciências da Natureza quanto pela Geografia.
Já na prática docente, a interdisciplinaridade pode ocorrer pela formação de parcerias entre docentes de diferentes áreas do conhecimento que podem atuar coletivamente na concepção de projetos educativos transversais focados em um tema específico. Um campeonato de voleibol, por exemplo, pode abordar assuntos como a importância do fairplay e das atividades esportivas para a saúde e o bem-estar individual e coletivo, promovendo maior longevidade na população. Então, esse campeonato pode envolver, assim, os componentes curriculares de Educação Física e Ciências da Natureza.
Muitos problemas contemporâneos, como o aquecimento global, também necessitam de uma abordagem interdisciplinar para sua compreensão e para a projeção de soluções para lidar com seus efeitos. Compreender o fenômeno do agravamento do efeito estufa, do papel das mudanças climáticas na sociedade humana em razão da emissão de gases e dos impactos desse aquecimento na Terra e em todos os seres vivos que a habitam envolve uma série de conhecimentos tanto das Ciências da Natureza como da História, da Geografia e da Matemática.
Dessa forma, é sempre importante pensar que a integração das disciplinas pode trazer a possibilidade de os estudantes desenvolverem novas conexões entre informações e conhecimentos e a criação de novos olhares e novas perspectivas para o estudo de um fenômeno, o que ajuda a promover o desenvolvimento de novas habilidades e de valores sociais, políticos e éticos.
O planejamento de projetos, práticas ou atividades interdisciplinares é algo extremamente importante para que todos os envolvidos consigam alcançar os objetivos pedagógicos almejados e para que os estudantes desfrutem melhor das atividades e compreendam as expectativas dos professores em relação ao desenvolvimento dos conhecimentos e das habilidades que pautam a intervenção. Partir das habilidades específicas de cada área do conhecimento e mapear os pontos em comum ou interlocuções possíveis entre as áreas do conhecimento é o primeiro passo que o coletivo de professores pode dar para encontrar temas e assuntos que possam ser trabalhados interdisciplinarmente. Após esse mapeamento, os planejamentos de todos os docentes envolvidos na prática interdisciplinar podem ficar em sintonia para que ela seja desenvolvida ao longo de
determinado período do ano letivo. Depois, os docentes devem participar ativamente do planejamento das propostas de trabalho, aulas, sequências didáticas e atividades que serão utilizadas e desenvolvidas pelo professor de cada área para realizar a abordagem do tema escolhido para o trabalho interdisciplinar. É importante que os professores articulem pontos de convergência entre as aulas, sequências didáticas e atividades para que os estudantes consigam acompanhar os pontos de interlocução entre os componentes curriculares.
É importante também que os professores façam um mapeamento dos recursos necessários para as atividades planejadas, a fim de que haja tempo hábil para a equipe de coordenação pedagógica e gestão da escola preparar e providenciar todos os materiais, espaços e outros instrumentos que venham a ser necessários durante a realização das ações planejadas. O tempo também é um recurso e, portanto, planejar, discutir e estimar quanto tempo será dedicado às atividades planejadas é algo que deve ser construído coletivamente levando em consideração as demais demandas curriculares a serem desenvolvidas ao longo do ano.
A avaliação do processo de aprendizagem é uma das principais atribuições da prática docente. Faz parte do ofício do professor acompanhar e observar os progressos e as dificuldades dos estudantes durante o ensino.
Muitas vezes, a avaliação é considerada um processo cujo resultado mede o desempenho dos estudantes e classifica-os em categorias. No entanto, a avaliação educacional deve ser compreendida em uma perspectiva formativa e como uma oportunidade de diagnóstico do processo de ensino e de aprendizagem que permite a elaboração de indicadores dos progressos de determinado período.
O processo de avaliação oferece elementos para o professor verificar se a aprendizagem está se realizando, como é a atuação dele e se o planejamento está sendo suficiente para cumprir os objetivos propostos.
A avaliação diagnóstica permite a identificação dos conhecimentos, das habilidades, das atitudes e dos valores que o estudante traz como repertório prévio. Tal repertório prévio de conhecimentos permite ao professor estabelecer o ponto de partida de seu planejamento
didático e os meios pelos quais ele atuará pedagogicamente para que o estudante progrida em seu desenvolvimento e consolide novas aprendizagens sobre essa base de conhecimentos já construídos. O planejamento docente que parte da avaliação diagnóstica funciona, então, como uma espécie de mapa pelo qual o professor sabe a origem e o ponto de partida e, baseado nisso, pode planejar um itinerário ou uma trajetória formativa para que o estudante alcance o destino final, que é o desenvolvimento de novos conhecimentos e novas habilidades.
Tendo como base o currículo ou o planejamento docente do período anterior, o professor pode elaborar a avaliação diagnóstica com foco na identificação dos conhecimentos e das habilidades que o estudante deveria ter aprendido na etapa anterior e na constatação do que foi, de fato, consolidado e desenvolvido.
Com os resultados desse diagnóstico em mãos, o professor pode planejar atividades de revisão e de reforço para promover oportunidades de aprendizagem daqueles conhecimentos e daquelas habilidades que a avaliação diagnóstica indicar que não foram completamente desenvolvidas e ainda pensar nos próximos passos para que os estudantes continuem seu processo de aprendizagem.
A avaliação diagnóstica pode ser concebida em diversos formatos e planejada de acordo com diferentes modalidades didáticas. Ela pode ser um texto livre, no qual o estudante explique tudo o que recorda ter aprendido no ano letivo anterior; uma atividade dialógica, na qual o professor faz questionamentos direcionados sobre determinados conhecimentos ou procedimentos realizados em uma atividade prática; ou ainda uma atividade mais direcionada, com questões que incentivem o estudante a exercitar a lógica, os conhecimentos matemáticos, a resolução de problemas, a elaboração de hipóteses ou quaisquer outros conhecimentos e habilidades que já tenham sido trabalhadas anteriormente.
Os momentos avaliativos também devem ser entendidos como oportunidades de reflexão, em que o professor pode identificar os pontos fortes e as fragilidades de seu trabalho. Essa reflexão é importante porque possibilita o diagnóstico da prática docente e direciona a reestruturação de práticas didático-pedagógicas e o replanejamento do trabalho educativo focalizando as necessidades formativas dos estudantes. Nesse sentido, a avaliação pode ser vista como um trabalho constante que serve para direcionar possíveis modificações necessárias no planejamento inicial.
A escolha das metodologias e dos instrumentos que serão utilizados na avaliação deve se basear nos objetivos formativos, nas habilidades e nos conhecimentos trabalhados em sala de aula, bem como ser coerentes com as modalidades didáticas adotadas.
O processo avaliativo exige uma imersão em diferentes aspectos da atuação do professor, que deve procurar conhecer e adotar novas situações de aprendizagem e instrumentos avaliativos que se adequem aos objetivos estabelecidos no currículo, no projeto político-pedagógico da escola e no planejamento dos conteúdos que foram trabalhados.
É importante lembrar que os processos avaliativos estão sujeitos à subjetividade, já que avaliar necessariamente envolve um juízo de valor. Assim, é importante estabelecer e compartilhar com os estudantes, de maneira clara e objetiva, os critérios das avaliações que serão utilizados. Dessa forma, os estudantes terão clareza do que o professor espera e do que devem desenvolver ao longo do ano letivo.
Eles podem ser avaliados por meio de diferentes instrumentos: provas dissertativas, testes, construções de modelos, redações e relatórios, participações e desempenhos em atividades individuais e coletivas, apresentações de seminários e de trabalhos, exercícios que proponham a resolução de problemas ou outras produções que expressem e representem alguma construção dos estudantes no decorrer de uma tarefa ou de um trabalho em grupo. Esses instrumentos devem ser usados de forma variada e fornecer subsídios para o monitoramento da aprendizagem dos estudantes, de modo que possam ajudá-los a sistematizar suas aprendizagens.
Diferentes modos de avaliação usados regularmente configuram uma avaliação formativa, a qual deve ser contínua, cumulativa e sistematizada porque vai além da verificação se o estudante aprendeu determinado conteúdo. Ela permite detectar a defasagem de aprendizagem e a correção de rumos do ensino para um estudante ou um grupo de estudantes. A avaliação formativa não tem caráter classificatório e é realizada com frequência durante o ano letivo. Como para toda prática docente, é importante planejar cada avaliação, pois a principal função dela é acompanhar a evolução da aprendizagem individual e coletiva dos estudantes.
A autoavaliação consiste em outra opção de instrumento avaliativo. Com ela, o estudante pode exercitar a capacidade de reflexão sobre o próprio desempenho nas atividades propostas pelo educador.
A avaliação educacional deve ser entendida para além de propósitos classificatórios, servindo também como um instrumento a favor da aprendizagem. Na perspectiva da avaliação formativa, o processo avaliativo tem como objetivo primordial acompanhar a aprendizagem dos alunos de modo a compreender seus avanços e suas dificuldades. Avaliar passa a ser uma tarefa que compõem a prática pedagógica de forma contínua e sempre oferecendo feedbacks para os alunos e possibilitando novos rumos para a aprendizagem.
Em uma perspectiva formativa, a avaliação deve ser vista como um meio que auxilia alunos e professores. Os alunos tomam conhecimento do quanto aprenderam e se desenvolveram socialmente com as aulas, e o professor usa a avaliação como instrumento para melhorar a sua atuação.
Um processo de avaliação formativa, quando realizado adequadamente, permite que o professor tenha informações suficientes para que possa ajudar seus alunos a descobrir e tomar consciência dos obstáculos, dificuldades e dúvidas que devem ser ultrapassados para a compreensão mais elaborada dos conteúdos.
Os instrumentos de avaliação devem sempre ser dimensionados e planejados tendo em vista os objetivos e propósitos que se deseja atingir. Por isso, devemos nos perguntar antes de preparar um instrumento de avaliação:
• Queremos diagnosticar o que os alunos já sabem?
• Queremos avaliar aprendizagem de conceitos, de procedimentos e de atitudes?
• Desejamos avaliar as habilidades que foram desenvolvidas nas aulas?
• Desejamos avaliar o ensino?
Para o professor, um instrumento de avaliação deve fornecer um conjunto de informações sobre qual é o desenvolvimento atual do aluno e como explorar o potencial de aprendizagem. É a partir dessas informações que o professor organiza suas próximas ações, que podem ser seguir trabalhando os conteúdos inicialmente previstos, retomar o que se mostrou difícil para a maioria dos alunos ou agir pontualmente nos casos de dificuldades individuais.
Nas avaliações formativas, o registro dos avanços e das dificuldades dos alunos torna-se informação preciosa para a condução da aprendizagem.
Os estudantes, por sua vez, precisam da avaliação para ter uma ideia daquilo que sabem ou precisam saber. É importante também que a avaliação estabeleça qual é sua situação em relação a determinados objetivos gerais de grupo, não com finalidade classificatória, mas com a intenção de reconhecer seu percurso de aprendizagem. Sem uma atitude favorável em relação à aprendizagem não se avança, e essa atitude depende estreitamente da autoestima de cada aluno. O resultado de uma avaliação não pode ser um obstáculo insuperável. Ele deve ser um estímulo e incentivo para a aprendizagem.
A avaliação formativa, entendida como uma etapa do processo de ensino-aprendizagem, deixa de centrar-se nos resultados obtidos pelos estudantes em momentos específicos e passa a oferecer devolutivas sobre em qual etapa do processo cada um se encontra. As atividades individuais e coletivas, as provas, a participação em discussões e debates são instrumentos úteis de avaliação que oferecem um registro do percurso que os alunos estão trilhando no momento.
Se entendermos a avaliação como um processo contínuo e não como um somatório de notas de provas fragmentadas, perceberemos que há um conjunto de instrumentos aplicados ao longo do tempo que oferecem um panorama do desempenho e desenvolvimento de cada estudante.
Um bom processo de avaliação implica na escolha de instrumentos que possam evidenciar e subsidiar o processo de aprendizagem. Não é adequado avaliar a aprendizagem e o ensino com base em um único instrumento.
As provas escritas são, geralmente, instrumentos muito utilizados para avaliação. Apesar de importantes, eles não são e nem devem ser os únicos. Em um processo mais amplo, podemos ter um conjunto de instrumentos, como: entrevistas, atividades individuais e em grupo, seminários, modelos, painéis, produção de textos diversos, inclusive os que envolvem mídias digitais, relatórios de atividades experimentais, dramatizações, entre outros.
Cada tarefa proposta aos alunos pode envolver diferentes instrumentos de avaliação. Por exemplo, ao solicitar aos alunos que produzam um texto informativo sobre o uso racional da água, estamos promovendo situações nas quais várias habilidades são requeridas até que o produto final seja entregue. Temos todo um processo de construção do texto a ser avaliado. Com um conjunto de instrumentos elaborados com a finalidade de oferecer
informações sobre os caminhos percorridos pelo aluno nessa produção, o professor recolhe elementos suficientes para avaliar cada etapa (por exemplo, texto inicial, textos revistos, seleção de figuras) e, se for o caso, interferir buscando os melhores resultados para todos.
É importante que os objetivos da avaliação sejam conhecidos por todos. Estudantes e professores devem estar esclarecidos da finalidade de cada instrumento utilizado. Explicitar os objetivos dos instrumentos ajuda os estudantes a se preparar adequadamente e a redimensionar o trabalho que estão realizando ou que virão a realizar.
É também de grande importância que o professor analise cuidadosamente as informações obtidas das avaliações realizadas por órgãos oficiais como Secretarias Estaduais e Municipais de Educação e Ministério da Educação. Tais avaliações fornecem subsídios para a atuação dos poderes públicos visando à melhoria dos sistemas de ensino e também permitem às escolas e aos professores identificarem as dificuldades apresentadas pelos alunos, em uma escala mais ampla, e como devem atuar no sentido de superá-las.
As metodologias ativas de ensino são modalidades didáticas que têm por objetivo central colocar o estudante no centro do processo de aprendizagem, de forma que este é convidado a não somente ouvir, mas também a fazer e “colocar a mão na massa”.
Essas modalidades didáticas promovem o desenvolvimento da autonomia e oferecem aos estudantes oportunidades para refletir, trabalhar em equipe, solucionar problemas entre outras atividades. O professor nesse processo assume um papel de mediador, atuando como um facilitador do processo de ensino-aprendizagem. A seguir, apresentamos algumas modalidades didáticas que são consideradas metodologias ativas de ensino e aprendizagem.
A sala de aula invertida é um exemplo de metodologia ativa de aprendizagem na qual o estudante é colocado a atuar ativamente no seu processo de aprendizagem. Essa metodologia consiste em inverter a lógica tradicional da aula: os estudantes irão ler e estudar o conteúdo em casa e, na aula, irão fazer as atividades relacionadas a este conteúdo. Nessa dinâmica, os estudantes poderão ter um conteúdo pré-determinado pelo professor ou também poderá ser motivado a pesquisar sobre determinado assunto. É importante que, nessa atividade, o professor atue como mediador e orientador da trajetória de pesquisa e curadoria de conhecimentos e informações trazidos pelos estudantes, buscando conscientizá-los sobre a importância da escolha de fontes de informação que sejam confiáveis.
A Aprendizagem Baseada em Problemas, como o próprio nome diz, se baseia em promover contextos de aprendizagem com foco na resolução de problemas reais do cotidiano.
Essa abordagem se inicia com a identificação de problemas que preferencialmente estejam relacionados com o cotidiano dos estudantes. A partir da identificação deste problema, o professor pode promover discussões para focaliza uma questão em particular da problemática para que essa seja o foco dos estudantes. Após a delimitação da questão problema a ser abordada, o professor deve questionar os estudantes sobre suas hipóteses acerca do problema foco do estudo, buscando gerar previsões e/ou explicações que norteiem a busca por respostas.
Posteriormente, o professor pode atuar como um mediador no mapeamento dos conhecimentos e experiências que os estudantes já possuem e que podem servir de repertório na elaboração de explicações e busca de respostas ou soluções para a questão problema que está sendo abordada.
Assim, os estudantes são convidados a buscar novas informações e conhecimentos, bem como a definir um plano de trabalho detalhado que os permita construir conhecimentos para propor explicações ou soluções para o problema. Essas explicações e soluções construídas pelos estudantes devem ser expostas por meio um relatório que contenha dados, evidências e considerações baseadas nas pesquisas, análises e reflexões feitas pelos alunos acerca do problema estudado. É importante também que o professor organize um momento de socialização desse relatório para que todos os estudantes conheçam os resultados dos projetos desenvolvidos, bem como as diferentes soluções propostas pelos estudantes.
Na Aprendizagem Baseada em Projetos, os estudantes são organizados em grupos que tem por objetivo solucionar uma questão de um tema específico por meio do desenvolvimento de um projeto proposto pelo professor, que atua como orientador do processo.
Para trabalhar com essa metodologia ativa, o professor deve definir o número de participantes de cada grupo e o prazo que os grupos terão para realizar o projeto. A escolha do tema dos projetos deve ser democrática e discutida com os estudantes, tendo como critérios base dessa seleção os interesses do grupo e os objetivos didático-pedagógicos que o professor espera alcançar com o desenvolvimento do projeto. É bastante importante que os projetos tenham significado para os estudantes, de forma que estes se sintam engajados com a temática e com as relações que ela estabelece com temas presentes em suas vidas.
Os grupos são orientados pelo professor a desenvolver pesquisas, debates, exposições e ideias para estruturar e construir coletivamente o projeto proposto, fazendo uso de múltiplos recursos para o seu desenvolvimento. Ao término do projeto, é importante que sejam promovidos momentos de socialização de seus resultados e produtos finais, de forma que haja um feedback do professor sobre o trabalho do grupo, bem como do produto final apresentado.
Nos Manuais do Professor específicos de cada volume, abordamos outras modalidades didáticas que fazem parte das Metodologias Ativas de Aprendizagem.
A criação de Mapas Conceituais é uma metodologia ativa que permite aos estudantes organizar conhecimentos, construindo uma rede de relações e significados entre eles, de forma hierárquica ou não.
Assim, por meio dessa ferramenta, os estudantes podem se apropriar de uma nova forma de organizar e representar o conhecimento, interligando aspectos relevantes do que aprendeu sobre um determinado conteúdo.
foram desenvolvidos por ajuda a responder
é composto por são adicionados aos
Conceitos
Percepções de Regularidades ou Padrões
começa na em
Objetos (Assuntos)
conecta-se por
Mapas Conceituais O Conhecimento Organizado
LIsta de Questões Foco
Sensibilidade ou Afetividade Eventos (Acontecimentos)
Infância
inclui
Palavras de Ligação
Proposições
precisa responder a é necessário para
é é
Dependente do Contexto
O Ensino Efetivo
por exemplo
Rotulados
com
Símbolos
eles representam auxilia a começa na
podem ter podem ser
Joseph Novak são construídas na mostrando
Estruturados Hierarquicamente Criatividade
especialmente com na
A Aprendizagem Efetiva
Social Palavras
Geralmente os conceitos são organizados dentro de figuras geométricas como círculos ou retângulos que se conectam e interligam por meio de linhas ou setas. Sobre essas linhas e setas são adicionadas palavras ou frases que elucidam a relação entre os conceitos que estão sendo conectados.
Os mapas conceituais permitem também ao estudante utilizar notações para destacar os conceitos mais importantes ou centrais representados na ferramenta. O uso de setas também é importante para que o estudante construa uma lógica de leitura e de relação entre os principais conceitos e os que são mais secundários ou específicos. Assim, o sentido da leitura das setas também serve como ferramenta para o estabelecimento de relações.
Para auxiliar na montagem de mapas conceituais, abaixo disponibilizados um link com sugestões de softwares que podem ser utilizados pelos estudantes na elaboração de seus mapas conceituais: disponível em: https://gitmind.com/pt/criadores-mapas-con ceituais-em-educacao.html (acesso em: 20 ago. 2022).
Pessoal
são são são entre
Diferentes Segmentos do Mapa
Estrutura
Cognitiva
Unidades de Pensamento Cruzamento das Ligações Inter-relações
Especialistas
A coleção é composta de quatro volumes, sendo destinada para o ensino de Ciências da Natureza dos anos finais do Ensino Fundamental. Os conteúdos de cada volume estão organizados em unidades, as quais são formadas por capítulos.
Os livros apresentam as seções a seguir.
Panorama – Esta seção faz parte da abertura das unidades e funciona como uma etapa importante de levantamento dos conhecimentos prévios dos estudantes sobre os temas propostos na unidade temática. Ela pode ser usada como ferramenta de avaliação diagnóstica.
Início de conversa – O objetivo desta seção é apresentar imagens, gráficos, esquemas e textos com informações que permitam aos estudantes fazer reflexões relevantes para iniciar as discussões sobre os temas propostos na unidade temática.
História da Ciência – O objetivo desta seção é retomar fatos da história da Ciência relacionados ao tema de estudo da unidade. O resgate da historicidade serve para contextualizar fatos, experimentos, teorias e explicações científicas, promovendo a compreensão de que a construção do conhecimento científico é um processo colaborativo que reflete sua época cultural. O reconhecimento desses aspectos históricos valoriza os processos de construção do conhecimento científico, as disputas de ideias e de poder, o desenvolvimento de tecnologias, as descobertas ao acaso e outros fatos relevantes da história da Ciência. É importante mostrar que a construção do conhecimento científico é coletiva e vinculada às condições históricas e materiais de cada época.
Ciências em ação – Esta seção propõe uma atividade prática. Ela pode ser uma experimentação, a observação detalhada de um objeto/fenômeno em estudo, a montagem de um modelo, a coleta de dados e montagem de tabelas, a análise de uma tabela e/ou gráfico, o levantamento de hipóteses, a comparação de dados, teorias ou explicações e a resposta a uma questão-problema considerando os dados obtidos em atividade experimental e outras situações que representam as etapas do desenvolvimento do conhecimento científico. Tais atividades visam proporcionar aos estudantes a vivência da prática científica e suas características (observação, coleta de dados, análise de resultados, confirmação ou refutação de hipóteses, comparação de dados, comparação de teorias ou explicações etc.). Sugere-se que as propostas didáticas desta seção sejam realizadas preferencialmente em grupo, para que também seja possível trabalhar habilidades socioemocionais e práticas de colaboração.
Fórum – Esta seção solicita que os estudantes debatam tópicos relacionados aos temas e assuntos estudados. Assim, eles precisam tecer argumentos sobre algum tema participando e trocando opiniões com os colegas. O foco desse trabalho consiste no fomento à troca de ideias e à formulação de hipóteses, na tentativa de resolver um problema, de justificar uma observação ou de defender um posicionamento e/ou um ponto de vista. O foco são análises de temas atuais em que o estudante utilizará os conhecimentos que está aprendendo na unidade temática como repertório para debater o assunto tratado. Recomenda-se que ao final seja proposta uma síntese individual ou coletiva dos assuntos debatidos, que pode ser utilizada pelo professor como uma das ferramentas de avaliação da aprendizagem. Um aspecto relevante nesta seção é a possibilidade de prática argumentativa. O Fórum
pode propiciar reflexões sobre aspectos sociais e valores da coletividade.
Múltiplos olhares – Nesta seção, são sugeridos outros materiais e conteúdos que ampliam o conhecimento dos estudantes sobre os assuntos trabalhados. A seção apresenta sugestões de livros, músicas, filmes, séries, textos literários e locais para visitação –como museus, observatórios, entre outros – que abordam algum aspecto relativo ao tema em estudo nas unidades temáticas.
Pesquisa – Sugestões de pesquisas que os estudantes podem fazer para ampliar o conhecimento ou obter mais informações sobre os temas tratados no capítulo. Recomenda-se que o professor oriente os estudantes para que compartilhem o resultado da pesquisa com os demais colegas da turma. Esta seção também pode orientar os estudantes nos trabalhos individuais ou em grupo que podem ser apresentados para a turma e servir de instrumento de avaliação para o professor.
Expansão de repertório – Seção que traz textos, imagens, infográficos, tabelas e outros recursos textuais com o objetivo de expandir as discussões e os conhecimentos tratados no capítulo ou ainda suscitar reflexões sobre situações reais ou hipotéticas. Os estudantes são convidados a realizar atividades extras relativas aos temas em estudo.
Retomada do Panorama – Esta seção retoma as questões apresentadas na seção Panorama. O objetivo é que os estudantes retomem os conhecimentos e as discussões realizadas no início da unidade.
Decifrando a Ciência – Nesta seção são apresentados textos de divulgação científica que se relacionam com o tema do capítulo. O objetivo é trabalhar o letramento científico dos estudantes apresentando-lhes aspectos da cultura científica, como as formas próprias de se comunicar, de realizar procedimentos, de lidar com problemas e situações anômalas, entre outros. Em muitas situações, são incluídos trechos que oferecem subsídios para a compreensão do texto, como um conceito, uma contextualização histórica, entre outras possibilidades.
Reveja – Esta seção aparece duas vezes em cada capítulo, ao final de um bloco temático. Nela são apresentadas atividades que estimulam os estudantes a retomar os conhecimentos e habilidades estudados ao longo do capítulo. Os exercícios e atividades podem, por exemplo, ser na forma de questões ou solicitar a interpretação de imagens, leitura de tabelas ou diagramas etc.
Neste volume, os estudantes serão apresentados a temas importantes para a vida deles e para a sociedade: vacinação e erradicação de doenças; importância do saneamento básico para o bem-estar social; mudanças climáticas e sua relação com o efeito estufa e o aquecimento global; entre outros.
No Capítulo 1, eles estudarão os mecanismos de funcionamento de diversos objetos do cotidiano, como alicates, tesouras e abridores de garrafa. O estudo do processo de funcionamento de máquinas simples é fundamental para que compreendam os conhecimentos científicos que embasam a criação de objetos que são amplamente utilizados em diversas atividades humanas. Este capítulo contempla outros conhecimentos, como os relacionados à termodinâmica, buscando fazer com que os estudantes entendam a diferença entre calor, temperatura e sensação térmica, além dos mecanismos pelos quais ocorre a transferência de calor entre corpos. Outro assunto importante abordado é o papel do calor nas mudanças de estado físico da matéria, fenômeno importante para a compreensão de diversos processos como o ciclo da água da natureza.
No Capítulo 2, são apresentados os conhecimentos relacionados às fontes de energia utilizadas pelo ser humano ao longo de sua história, sobretudo a produção de energia por máquinas térmicas e o processo de geração de energia elétrica. Os conhecimentos sobre fontes de geração de energia elétrica e tipos de combustíveis que são usadas em diversas atividades humanas também são discutidos. Outro foco de estudo são problemas socioambientais decorrentes da geração de energia e do uso de determinados tipos de combustíveis, buscando levar os estudantes a refletir sobre a criação e o uso de energias limpas e o desenvolvimento sustentável. Por fim, aprenderão sobre a importância do fluxo de energia solar no planeta por meio de correntes marítimas e de ar, responsáveis pela transferência de calor na atmosfera terrestre.
O estudo das características dos principais biomas brasileiros é abordado no Capítulo 3, cujo objetivo é relacionar fatores abióticos (umidade, variação de temperatura, solo e luminosidade) e bióticos (a biodiversidade, as interações entre os seres vivos) presentes nos ecossistemas brasileiros. Esses estudos sobre os biomas brasileiros são utilizados como ponto de partida para a apresentação das
características dos principais grupos de plantas e animais que habitam o planeta. Esse capítulo apresenta aos estudantes noções de adaptação biológica e como as alterações nos ecossistemas podem resultar em prejuízos ecológicos. Os conhecimentos sobre os ecossistemas brasileiros são relevantes para despertar a apreciação pela natureza, promover a valorização dos recursos naturais e o respeito à biodiversidade.
No Capítulo 4, os estudantes são convidados a entender melhor como mudanças no clima afetam a vida na Terra, tomando como exemplo alguns dos principais eventos de extinção em massa que ocorreram em diferentes períodos geológicos. A partir disso, é possível explicar aos estudantes como mudanças nos fatores abióticos podem podem interferir na diversidade e na distribuição de espécies, já que os seres vivos estão interligados pelas relações que estabelecem entre si e com o ambiente. Assim, conceitos como cadeias e teias alimentares, pirâmides de energia e relações ecológicas interespecíficas e intraespecíficas começam a ser trabalhados por meio de exemplos que ocorrem na natureza.
A disponibilidade de recursos naturais, como a água e sua importância para a vida humana, são contemplados no Capítulo 5, que aborda conhecimentos relacionados ao saneamento básico e às doenças de veiculação hídrica. Todos esses conhecimentos são importantes para o desenvolvimento do pensamento crítico dos estudantes quanto à necessidade de políticas públicas voltadas à preservação ambiental e ao tratamento adequado da água e do esgoto. Assim, esse capítulo trata de questões relevantes do ponto de vista da promoção da saúde pública, do bem-estar social e da preservação ambiental. Outro aspecto importante abordado é o tratamento dos resíduos sólidos e sua relação com a poluição do solo e da água, visto que são os principais contaminantes da água superficial e do oceano. A compreensão dos riscos à saúde e ao meio ambiente que existem em razão da falta de saneamento básico e do tratamento inadequado dos resíduos sólidos descartados é de extrema importância para que os estudantes pensem nas condições de vida e na preservação do meio ambiente nos dias atuais, sobretudo no processo de formação de cidadãos atentos às questões sociais e ambientais relacionadas à promoção e ao atendimento às necessidades básicas da vida humana.
No Capítulo 6, os estudantes continuam aprofundando-se nos assuntos referentes à microbiologia e nos conhecimentos relacionados às características dos vírus e das bactérias patogênicas. Outro tema trabalhado são as principais vias de contaminação e transmissão de algumas das doenças mais conhecidas pela humanidade, além de aspectos relevantes sobre as características fisiológicas do sistema imunológico humano. Assim, o estudante aprenderá sobre os principais tipos de células que compõem o sangue e os mecanismos de ação dos leucócitos na defesa do organismo. A produção de soros e vacinas e a importância deles para a saúde pública são discutidas, mostrando a vacinação como mecanismo de prevenção da transmissão de doenças e redução dos índices de contaminação na população. Aqui também buscamos promover a empatia e uma postura ética nos estudantes por meio da noção da importância de iniciativas individuais na promoção do bem-estar e da saúde coletiva, como no caso da adesão às campanhas de vacinação.
O estudo da atmosfera terrestre e de suas características é abordado no Capítulo 7. Nele, são trabalhados conhecimentos sobre a composição do ar e suas propriedades, a relação entre a pressão atmosférica e altitude e a importância do efeito estufa e sua importância para a manutenção da vida na Terra, bem como os processos antrópicos que têm influenciado a composição do ar atmosférico e promovido a intensificação do efeito estufa e o aquecimento do planeta Terra.
Dando continuidade aos estudos sobre a atmosfera, o Capítulo 8 trata da ozonosfera e seu papel na retenção e filtração da radiação ultravioleta proveniente do Sol. Também discute-se a composição da ozonosfera e são investigadas outras aplicações para o uso do ozônio, como no processo de esterilização da água. Nesse capítulo, também são estudados os fenômenos naturais que ocorrem na crosta terrestre, como os terremotos e tsunamis, e são apresentadas as teorias e evidências que embasam as explicações para o processo de formação dos continentes atuais. Tais fenômenos são ponto de partida para o estudo das ondas, suas características, e seus processos de geração e propagação em diferentes meios.
Todo o volume é composto de textos, atividades e outros recursos baseados na promoção do letramento científico dos estudantes. Além de promover a compreensão de conceitos, leis e teorias, os conteúdos do volume focam na apresentação de cientistas de diferentes épocas e fatos históricos para que eles compreendam como ocorre a construção dos conhecimentos científicos. Buscamos desenvolver também o reconhecimento e a valorização da inventividade, da criatividade e da inovação como fundamentais para a realização de novas descobertas e para a criação de novos aparelhos e aparatos tecnológicos, possibilitados pelo desenvolvimento do conhecimento científico. Incentivamos ainda os estudantes a se engajar em práticas características das Ciências da Natureza como forma de construir conhecimentos e apropriar-se de procedimentos inerentes à metodologia científica.
A seguir, elencamos as competências gerais da Educação Básica e as competências específicas de Ciências da Natureza que são trabalhadas ao longo deste volume.
1. Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva.
2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas.
3. Valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais, das locais às mundiais, e também participar de práticas diversificadas da produção artístico-cultural.
4. Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo.
5. Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva.
6. Valorizar a diversidade de saberes e vivências culturais e apropriar-se de conhecimentos e experiências que lhe possibilitem entender as relações próprias do mundo do trabalho e fazer escolhas alinhadas ao exercício da cidadania e ao seu projeto de vida, com liberdade, autonomia, consciência crítica e responsabilidade.
7. Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta.
8. Conhecer-se, apreciar-se e cuidar de sua saúde física e emocional, compreendendo-se na diversidade humana e reconhecendo suas emoções e as dos outros, com autocrítica e capacidade para lidar com elas.
9. Exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a cooperação, fazendo-se respeitar e promovendo o respeito ao outro e aos direitos humanos, com acolhimento e valorização da diversidade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes, identidades, culturas e potencialidades, sem preconceitos de qualquer natureza.
10. Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários.
1. Compreender as Ciências da Natureza como empreendimento humano, e o conhecimento científico como provisório, cultural e histórico.
2. Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva.
3. Analisar, compreender e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo natural, social e tecnológico (incluindo o digital), como também as relações que se estabelecem entre eles, exercitando a curiosidade para fazer perguntas, buscar respostas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.
4. Avaliar aplicações e implicações políticas, socioambientais e culturais da ciência e de suas tecnologias para propor alternativas aos desafios do mundo contemporâneo, incluindo aqueles relativos ao mundo do trabalho.
5. Construir argumentos com base em dados, evidências e informações confiáveis e negociar e defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e o respeito a si próprio e ao outro, acolhendo e valorizando a diversidade de indivíduos e de grupos sociais, sem preconceitos de qualquer natureza.
6. Utilizar diferentes linguagens e tecnologias digitais de informação e comunicação para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos e resolver problemas das Ciências da Natureza de forma crítica, significativa, reflexiva e ética.
7. Conhecer, apreciar e cuidar de si, do seu corpo e bem-estar, compreendendo-se na diversidade humana, fazendo-se respeitar e respeitando o outro, recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza e às suas tecnologias.
8. Agir pessoal e coletivamente com respeito, autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões científico-tecnológicas e socioambientais e a respeito da saúde individual e coletiva, com base em princípios éticos, democráticos, sustentáveis e solidários.
A seguir, elencamos as habilidades da BNCC trabalhadas neste volume.
(EF07CI01) Discutir a aplicação, ao longo da história, das máquinas simples e propor soluções e invenções para a realização de tarefas mecânicas cotidianas.
(EF07CI02) Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.
(EF07CI03) Utilizar o conhecimento das formas de propagação do calor para justificar a utilização de determinados materiais (condutores e isolantes) na vida cotidiana, explicar o princípio de funcionamento de alguns equipamentos (garrafa térmica, coletor solar etc.) e/ou construir soluções tecnológicas a partir desse conhecimento.
(EF07CI04) Avaliar o papel do equilíbrio termodinâmico para a manutenção da vida na Terra, para o funcionamento de máquinas térmicas e em outras situações cotidianas.
(EF07CI05) Discutir o uso de diferentes tipos de combustível e máquinas térmicas ao longo do tempo, para avaliar avanços, questões econômicas e problemas socioambientais causados pela produção e uso desses materiais e máquinas.
(EF07CI06) Discutir e avaliar mudanças econômicas, culturais e sociais, tanto na vida cotidiana quanto no mundo do trabalho, decorrentes do desenvolvimento de novos materiais e tecnologias (como automação e informatização).
(EF07CI07) Caracterizar os principais ecossistemas brasileiros quanto à paisagem, à quantidade de água, ao tipo de solo, à disponibilidade de luz solar, à temperatura etc., correlacionando essas características à flora e fauna específicas.
(EF07CI08) Avaliar como os impactos provocados por catástrofes naturais ou mudanças nos componentes físicos, biológicos ou sociais de um ecossistema afetam suas populações, podendo ameaçar ou provocar a extinção de espécies, alteração de hábitos, migração etc.
(EF07CI09) Interpretar as condições de saúde da comunidade, cidade ou estado, com base na análise e comparação de indicadores de saúde (como taxa de mortalidade infantil, cobertura de saneamento básico e incidência de doenças de veiculação hídrica, atmosférica, entre outras) e dos resultados de políticas públicas destinadas à saúde.
(EF07CI10) Argumentar sobre a importância da vacinação para a saúde pública, com base em informações sobre a maneira como a vacina atua no organismo e o papel histórico da vacinação para a manutenção da saúde individual e coletiva e para a erradicação de doenças.
(EF07CI11) Analisar historicamente o uso da tecnologia, incluindo a digital, nas diferentes dimensões da vida humana, considerando indicadores ambientais e de qualidade de vida.
(EF07CI12) Demonstrar que o ar é uma mistura de gases, identificando sua composição, e discutir fenômenos naturais ou antrópicos que podem alterar essa composição.
(EF07CI13) Descrever o mecanismo natural do efeito estufa, seu papel fundamental para o desenvolvimento da vida na Terra, discutir as ações humanas responsáveis pelo seu aumento artificial (queima dos combustíveis fósseis, desmatamento, queimadas etc.) e selecionar e implementar propostas para a reversão ou controle desse quadro.
(EF07CI14) Justificar a importância da camada de ozônio para a vida na Terra, identificando os fatores que aumentam ou diminuem sua presença na atmosfera, e discutir propostas individuais e coletivas para sua preservação.
(EF07CI15) Interpretar fenômenos naturais (como vulcões, terremotos e tsunamis) e justificar a rara ocorrência desses fenômenos no Brasil, com base no modelo das placas tectônicas.
(EF07CI16) Justificar o formato das costas brasileira e africana com base na teoria da deriva dos continentes.
A seguir, elencamos os Temas Contemporâneos Transversais que são trabalhados ao longo deste volume.
Ciência e Tecnologia
Saúde
Meio Ambiente – Educação Ambiental e Educação para o Consumo Economia – Trabalho
Nesta seção, apresentamos uma proposta de projeto interdisciplinar com outras áreas do conhecimento, de forma a articular o desenvolvimento de habilidades de diferentes componentes curriculares por meio de um tema em comum que será trabalhado de forma transversal pelos docentes de cada campo do conhecimento.
Com base nos Temas Contemporâneos Transversais elencados anteriormente, apresentamos propostas de aulas em conjunto com professores de outras áreas de conhecimento. Para a proposta que apresentaremos a seguir, focaremos nos Temas Contemporâneos Transversais Saúde e Meio Ambiente (Educação Ambiental e Educação para o Consumo).
No quadro a seguir, mostramos as áreas do conhecimento, componentes curriculares, objetos do conhecimento e habilidades que serão trabalhados e desenvolvidos nesta proposta interdisciplinar, cujo tema central é saneamento básico. ÁREA DO
Ciências da Natureza CiênciasProgramas e indicadores de saúde pública
(EF07CI09) Interpretar as condições de saúde da comunidade, cidade ou estado, com base na análise e comparação de indicadores de saúde (como taxa de mortalidade infantil, cobertura de saneamento básico e incidência de doenças de veiculação hídrica, atmosférica, entre outras) e dos resultados de políticas públicas destinadas à saúde.
MatemáticaMatemáticaGráficos de setores: interpretação, pertinência e construção para representar conjunto de dados
(EF07MA37) Interpretar e analisar dados apresentados em gráfico de setores divulgados pela mídia e compreender quando é possível ou conveniente sua utilização.
O objetivo é o engajamento dos estudantes em um projeto para a conscientização da importância do acesso a água potável e ao tratamento de esgoto para toda a população brasileira, como forma de prevenir a disseminação de doenças relacionadas à falta de tratamento de água. Esta ação pedagógica também oferece a oportunidade dos estudantes refletirem sobre políticas ambientais de preservação de mananciais e recursos hídricos.
Em conjunto com o professor de Matemática, pode ser realizado um levantamento de dados sobre as regiões do país com maior e com menor acesso a políticas públicas de saneamento básico e buscar construir gráficos que representem essas informações. Além disso, podem ser pesquisados dados sobre a incidência de doenças na população relacionadas à falta de tratamento de água e de esgoto, também buscando representá-los por gráficos de diferentes tipos (barra, setores etc.).
Nesta seção, apresentamos os objetivos de cada capítulo deste volume, bem como as justificativas da pertinência de tais objetivos para o processo formativo dos estudantes.
Além das justificativas específicas para cada capítulo deste volume, elencamos, a seguir, algumas justificativas pertinentes a diferentes seções e componentes trabalhados no Livro do Estudante, pois eles permitem aos estudantes:
• extrair e interpretar informações de diferentes tipos de linguagens;
• compreender que os conhecimentos científicos são desenvolvidos continuamente, ao longo do tempo, por meio da atuação e da colaboração de diversos cientistas;
• utilizar objetos do cotidiano como ferramenta para a construção de analogias que permitam um melhor entendimento de processos, conceitos, leis e teorias científicas;
• reconhecer a criatividade humana como elemento essencial para a resolução de problemas e para o desenvolvimento da Ciência;
• participar de práticas características das Ciências da Natureza como forma de se apropriar de seus processos de construção do conhecimento;
• estimular o gosto pela leitura e o interesse por obras de divulgação dos conhecimentos científicos;
• comunicar dados de pesquisas ou resultados de atividades experimentais com clareza e confiança;
• compartilhar pontos de vista em debates que tratam de temas científicos de relevância social e econômica;
• utilizar recursos digitais na produção de atividades em grupo propostas nas aulas de Ciências.
Formas de propagação do
EF07CI01 – Discutir a aplicação, ao longo da história, das máquinas simples e propor soluções e invenções para a realização de tarefas mecânicas cotidianas.
EF07CI02 – Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.
Discutir a aplicação, ao longo da história, das máquinas simples. Reconhecer as diferentes máquinas simples e sua utilização no dia a dia. Compreender a diferença entre temperatura e calor. Reconhecer que a nossa sensação térmica é subjetiva e a medida da temperatura requer o uso de instrumentos.
Reconhecer a propagação de calor e compreender sua utilização em materiais condutores e isolantes. Identificar os processos de fluxo de calor.
Reconhecer a dilatação térmica como resultado de ganho ou perda de calor e relacionar seu tipo com as dimensões do objeto.
EF07CI03 – Utilizar o conhecimento das formas de propagação do calor para justificar a utilização de determinados materiais (condutores e isolantes) na vida cotidiana, explicar o princípio de funcionamento de alguns equipamentos (garrafa térmica, coletor solar etc.) e/ou construir soluções tecnológicas a partir desse conhecimento.
Relacionar a variação de temperatura de um objeto com sua massa e a quantidade de calor absorvida ou cedida e, a partir dessa relação, definir o calor específico de uma substância. Identificar os estados físicos das substâncias e compreender que as mudanças entre eles envolvem ganho ou perda de energia térmica.
Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:
• identificar processos realizados por máquinas simples e compreender seus mecanismos de funcionamento e aplicações em diferentes atividades cotidianas;
• diferenciar calor, temperatura e sensação térmica e aplicar esses conceitos na interpretação de fenômenos;
• classificar materiais em condutores ou isolantes de calor;
• reconhecer processos de transferência de calor e relacioná-los com variáveis como a massa e o calor específico;
• compreender que a matéria pode sofrer transformações que alteram seu estado físico quando há transferência de energia térmica;
• relacionar o processo de dilatação de um corpo à variação de temperatura.
UNIDADE 1 – MATÉRIA E ENERGIA CAPÍTULO 2 –
Objetos do conhecimento Habilidades
Equilíbrio
termodinâmico e vida na Terra
História dos combustíveis e das máquinas térmicas
EF07CI04 – Avaliar o papel do equilíbrio termodinâmico para a manutenção da vida na Terra, para o funcionamento de máquinas térmicas e em outras situações cotidianas.
EF07CI05 – Discutir o uso de diferentes tipos de combustível e máquinas térmicas ao longo do tempo, para avaliar avanços, questões econômicas e problemas socioambientais causados pela produção e uso desses materiais e máquinas.
EF07CI06 – Discutir e avaliar mudanças econômicas, culturais e sociais, tanto na vida cotidiana quanto no mundo do trabalho, decorrentes do desenvolvimento de novos materiais e tecnologias (como automação e informatização).
Objetivos do capítulo
Avaliar o consumo de energia pelo ser humano ao longo da História. Conhecer as fontes de energia utilizadas pelo ser humano.
Discutir o uso de diferentes tipos de combustível e máquinas térmicas ao longo do tempo.
Avaliar o funcionamento de máquinas térmicas.
Compreender a geração de energia elétrica por meio de usinas termoelétricas, hidrelétricas, eólicas e fotovoltaicas.
Reconhecer problemas socioambientais decorrentes da geração de energia.
Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:
• reconhecer a importância dos conhecimentos de termodinâmica para compreender processos naturais inerentes à existência e manutenção da vida na Terra;
• descrever as principais fontes energéticas utilizadas pela humanidade para o desenvolvimento da civilização e de diversas atividades de importância sociais e econômicas;
• argumentar sobre os pós e contras dos diferentes tipos de combustíveis utilizados pelo ser humano, reconhecendo os impactos e problemas ambientais relacionados a seus usos;
• explicar o mecanismo de funcionamento de máquinas térmicas e comparar sua eficiência em relação a outros aparatos utilizados pelo ser humano;
• reconhecer a importância histórica de máquinas a vapor em relação ao desenvolvimento industrial e econômico;
• comparar prós e contras da utilização de diferentes fontes para geração de energia elétrica;
• reconhecer os impactos ambientais causados pelas diferentes fontes utilizadas para geração de energia elétrica;
• defender o uso de fontes energéticas e combustíveis que causem menor impacto socioambiental em toda a sua cadeia de processo de produção e consumo.
Objeto do conhecimento Habilidade Objetivos do capítulo
Diversidade de ecossistemas EF07CI07 – Caracterizar os principais ecossistemas brasileiros quanto à paisagem, à quantidade de água, ao tipo de solo, à disponibilidade de luz solar, à temperatura etc., correlacionando essas características à flora e fauna específicas.
Reconhecer as características dos principais ecossistemas brasileiros. Relacionar fatores abióticos e bióticos. Reconhecer as características físicas (umidade, variação de temperatura, solo e luminosidade) dos principais ecossistemas brasileiros. Identificar as características dos principais animais e plantas que vivem nos ecossistemas brasileiros. Compreender como alterações nos ecossistemas podem afetar processos ecológicos.
Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:
• identificar elementos físicos e biológicos característicos dos principais biomas do país;
• descrever características da fauna e da flora dos ecossistemas brasileiros;
• compreender processos ecológicos importantes, como a polinização;
• valorizar a fauna e a flora endêmicas e características do Brasil;
• explicar a relação entre os fatores abióticos e bióticos de um ecossistema;
• argumentar sobre as consequências de desequilíbrios em ecossistemas decorrentes da ação antrópica;
• apreciar os recursos naturais e a natureza e reconhecer-se como parte dela.
UNIDADE 2 – VIDA E EVOLUÇÃO CAPÍTULO 4 – FENÔMENOS NATURAIS E IMPACTOS AMBIENTAIS
Objetos do conhecimento Habilidade
Diversidade dos ecossistemas
Fenômenos naturais e impactos ambientais
EF07CI08 – Avaliar como os impactos provocados por catástrofes naturais ou mudanças nos componentes físicos, biológicos ou sociais de um ecossistema afetam suas populações, podendo ameaçar ou provocar a extinção de espécies, alteração de hábitos, migração etc.
Objetivos do capítulo
Compreender a relação entre catástrofes naturais e redução ou extinção das espécies.
Relacionar a escala de tempo geológico com os períodos de extinção em massa de espécies do planeta.
Relacionar mudanças climáticas com a produção excessiva de gases do efeito estufa.
Conhecer alguns dos principais conceitos da Ecologia. Analisar informações em mapas de vegetação nativa de biomas brasileiros nas últimas décadas.
Compreender as interações entre as espécies de uma comunidade.
Interpretar relações ecológicas interespecíficas e intraespecíficas.
Objetos do conhecimento Habilidade
Objetivos do capítulo
Interpretar gráficos que relacionam a densidade populacional de presas e predadores.
Avaliar impactos da ação humana sobre populações de um ecossistema ou porção representativa de um bioma.
Avaliar os riscos de extinção de espécies nativas em porções degradadas de ecossistemas devido à ação humana.
Propor ações que possa, preservar e/ou recuperar partes significativas de biomas como Mata Atlântica, Cerrado e Manguezal.
Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:
• relacionar vulcanismo, tsunamis e outros eventos à processos de extinção em massa de espécies;
• compreender os critérios para definição e classificação do tempo geológico;
• inferir o papel da emissão excessiva de gases do efeito estufa no agravamento do aquecimento global e argumentar sobre ele;
• argumentar sobre a relação entre o aquecimento global, as mudanças climáticas e os desequilíbrios em biomas e ecossistemas ao redor do globo terrestre;
• compreender as relações ecológicas intraespecíficas e interespecíficas como fundamentais para a manutenção do equilíbrio dos ecossistemas;
• explicar o impacto socioambiental de determinadas atividades humanas que interferem em biomas e ecossistemas;
• agir individual e coletivamente na criação de iniciativas, ações e projetos que possam contribuir para preservação do meio ambiente e para promover a conscientização da importância dos ecossistemas para a manutenção da vida na Terra;
• interpretar representações esquemáticas próprias da ecologia para compreender conceitos (cadeias e teias alimentares e pirâmides de energia, por exemplo).
Objeto do conhecimento Habilidade
Objetivos do capítulo Programas e indicadores de saúde pública
EF07CI09 –Interpretar as condições de saúde da comunidade, cidade ou estado, com base na análise e comparação de indicadores de saúde (como taxa de mortalidade infantil, cobertura de saneamento básico e incidência de doenças de veiculação hídrica, atmosférica entre outras) e dos resultados de políticas públicas destinadas à saúde.
Reconhecer a água potável como um bem necessário para toda a população.
Analisar as condições de vulnerabilidade hídrica de parte da população brasileira.
Compreender que a água transparente de um riacho pode estar imprópria para o consumo humano.
Conhecer a qualidade da água de rios brasileiros.
Apontar atitudes que deterioram a qualidade da água dos mananciais de uma região.
Relacionar o saneamento básico com a qualidade de vida da população.
Identificar os procedimentos controlados pelo poder público que garantem o saneamento básico (tratamento de água e de esgoto, limpeza urbana e manejo das águas das chuvas).
Identificar as etapas do processo de tratamento da água e do esgoto doméstico.
Relacionar as internações hospitalares devido a doenças de veiculação hídrica com a falta de redes de água e de esgoto na comunidade.
Relatar as ações individuais que tratam a água no domicílio. Avaliar as possibilidades de poluição e contaminação da água e do solo de acordo com o destino dado aos resíduos sólidos urbanos.
Avaliar os riscos provenientes do descarte inadequado de resíduos hospitalares e de embalagens de produtos tóxicos. Comparar os processos de destinação dos resíduos sólidos: aterro sanitário, incineração e lixão.
Calcular a quantidade média de resíduos sólidos produzidos por cidades de mesmo porte de regiões diferentes do Brasil.
Relacionar a falta de saneamento às internações hospitalares em um ano no Brasil.
Identificar alguns microrganismos benéficos e maléficos para o ser humano.
Analisar diferentes tipos de gráficos e tabelas.
Conhecer os fatores que inibem e estimulam o crescimento de bactérias.
Relatar os cuidados que devemos ter para não sermos contaminados por bactérias e vírus patogênicos.
Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:
• reconhecer a água como um recurso essencial à vida;
• argumentar sobre o direto de acesso à água potável a toda a população;
• debater as causas da falta de acesso à água potável e saneamento básico em determinadas regiões do Brasil;
• compreender que a água própria para consumo precisa passar por processos de análise e tratamento para evitar a disseminação de doenças e componentes tóxicos à saúde;
• conscientizar-se sobre comportamentos da população que geram poluição e destruição de recursos hídricos;
• reconhecer o saneamento básico como fundamental para a manutenção da saúde humana;
• identificar doenças relacionadas à falta de acesso à água potável e ao saneamento básico;
• explicar a importância socioambiental e econômica do tratamento da água e do esgoto doméstico;
• discutir medidas para economizar e ações para preservar os recursos hídricos;
• relacionar o descarte inapropriado de resíduos sólidos à poluição e à contaminação do solo e de mananciais;
• compreender a necessidade de tratamento e descarte adequado para diferentes tipos de resíduos sólidos produzidos pelas atividades humanas (por exemplo, lixo hospitalar, lixo radioativo etc.);
• argumentar sobre prós e contras dos diferentes métodos de tratamento dado aos resíduos sólidos descartados;
• reconhecer a importância dos estudos sobre os microrganismos e os benefícios e malefícios que esses seres vivos trazem à população humana;
• compreender as diferentes medidas profiláticas cabíveis no combate à contaminação e à transmissão de doenças causadas por vírus e bactérias;
• reconhecer a importância dos antibióticos para a saúde pública.
UNIDADE 2 – VIDA E EVOLUÇÃO
CAPÍTULO 6 – VACINAÇÃO: UMA QUESTÃO DE SAÚDE PÚBLICA
Objeto do conhecimento Habilidades Objetivos do capítulo
Programas e indicadores de saúde pública
EF07CI10 – Argumentar sobre a importância da vacinação para a saúde pública, com base em informações sobre a maneira como a vacina atua no organismo e o papel histórico da vacinação para a manutenção da saúde individual e coletiva e para a erradicação de doenças.
EF07CI11 – Analisar historicamente o uso da tecnologia, incluindo a digital, nas diferentes dimensões da vida humana, considerando indicadores ambientais e de qualidade de vida.
Compreender os elementos que compõem o sangue e suas funções.
Compreender como agem as principais células de defesa do sistema imunológico humano. Reconhecer microrganismos patogênicos. Compreender o modo de transmissão de doenças contagiosas.
Relacionar vacinação e erradicação de doenças contagiosas.
Argumentar sobre a importância da vacinação para a saúde pública.
Analisar indicadores ambientais de qualidade de vida.
Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:
• identificar os diferentes tipos de células sanguíneas e as funções que elas desempenham;
• compreender o papel da medula óssea na formação das diferentes células que compõem o sangue;
• explicar os mecanismos pelos quais as células do sistema imunológico atuam na defesa do organismo;
• identificar vírus, bactérias, fungos e protozoários responsáveis pelas doenças e enfermidades que afetam o ser humano;
• explicar medidas profiláticas que possibilitam a prevenção de doenças causadas por microrganismos;
• descrever o modo de transmissão das principais doenças causadas por microrganismos ao ser humano;
• explicar a relação entre as vacinas e o processo de diminuição da incidência de doenças na população;
• analisar a importância das campanhas de vacinação para a promoção da saúde individual e coletiva;
• valorizar a Ciência e a Tecnologia e reconhecer seu papel na geração de novos conhecimentos que possibilitam a fabricação de novas vacinas e medicamentos.
UNIDADE 3 – TERRA E UNIVERSO CAPÍTULO 7 – O AR ATMOSFÉRICO: PROPRIEDADES E COMPOSIÇÃO
Objetos do conhecimento Habilidades Objetivos do capítulo Composição do ar
Efeito estufa
EF07CI12 – Demonstrar que o ar é uma mistura de gases, identificando sua composição, e discutir fenômenos naturais ou antrópicos que podem alterar essa composição.
EF07CI13 – Descrever o mecanismo natural do efeito estufa, seu papel fundamental para o desenvolvimento de vida na Terra, discutir as ações humanas responsáveis pelo seu aumento artificial (queima dos combustíveis fósseis, desmatamentos, queimadas etc.) e selecionar e implementar propostas para reversão ou controle desse quadro.
Identificar a composição do ar. Discutir fenômenos naturais e antrópicos que podem alterar a composição do ar. Compreender a formação da atmosfera atual.
Compreender o mecanismo natural do efeito estufa e seu papel para o desenvolvimento da vida na Terra. Selecionar e implementar propostas para reversão ou controle do efeito estufa.
Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:
• identificar as principais substâncias que compõem o ar atmosférico;
• compreender as propriedades (por exemplo, elasticidade) do ar;
• relacionar a variação da pressão atmosférica com a variação da altitude;
• compreender os efeitos fisiológicos da alteração da pressão atmosférica;
• reconhecer instrumentos de medição da pressão atmosférica (barômetro) e seus usos e funções;
• perceber que a composição da atmosfera terrestre passou por alterações ao longo dos anos;
• constatar o papel da fotossíntese na manutenção das taxas de gás carbônico e gás oxigênio na atmosfera;
• entender como ocorre o efeito estufa e qual é a importância desse fenômeno para a vida na Terra;
• identificar quais são os principais gases responsáveis pelo efeito estufa;
• compreender o papel da ação antrópica na emissão de gases do efeito estufa;
• reconhecer as fontes naturais de emissão de gases do efeito estufa;
• argumentar sobre as consequências da intensificação do efeito estufa e relacioná-las à variação da temperatura terrestre;
• identificar soluções que podem ser adotadas para diminuir a intensificação do efeito estufa devido à ação antrópica.
Objetos do conhecimento Habilidades Objetivos do capítulo Camada de ozônio Fenômenos naturais (vulcões, terremotos e tsunamis)
Placas tectônicas e deriva continental
EF07CI14 – Justificar a importância da camada de ozônio para a vida na Terra, identificando os fatores que aumentam ou diminuem sua presença na atmosfera, e discutir propostas individuais e coletivas para sua preservação.
EF07CI15 – Interpretar fenômenos naturais (como vulcões, terremotos e tsunamis) e justificar a rara ocorrência desses fenômenos no Brasil, com base no modelo das placas tectônicas.
EF07CI16 – Justificar o formato das costas brasileira e africana com base na teoria da deriva dos continentes.
Reconhecer a importância da camada de ozônio para a vida na Terra. Compreender a formação e degradação do ozônio da ozonosfera.
Interpretar fenômenos naturais (vulcanismo, terremotos, maremotos e tsunamis).
Justificar o formato das costas brasileira e africana com base na teoria da deriva dos continentes.
Avaliar os riscos de exposição à radiação solar (UV). Conhecer algumas características de ondas longitudinais e transversais. Associar maremotos e terremotos à dissipação e propagação de ondas no meio.
Esses objetivos justificam-se e são pertinentes, pois permitem aos estudantes:
• relacionar a camada de ozônio à radiação ultravioleta, identificando seu papel fundamental na retenção e filtração dessa radiação;
• compreender a composição química da camada de ozônio e as interações químicas que ela estabelece com outras substâncias presentes no ar atmosférico;
• identificar as aplicações do ozônio no processo de tratamento de água;
• compreender o que são compostos clorofluorcarbonos (CFCs) e qual seu papel na degradação da camada de ozônio;
• relacionar a exposição excessiva à radiação solar a doenças e prejuízos à saúde;
• explicar os processos de ocorrência de fenômenos naturais, como terremotos, vulcanismo e tsunamis;
• compreender as teorias e evidências que embasam e explicam o processo geológico de formação dos continentes atuais;
• assimilar conceitos sobre as características das ondas e seus processos de propagação em diferentes meios;
• interpretar fenômenos cotidianos, como o som, com base em conceitos científicos sobre as ondas e suas características.
Apresentamos, nesta seção, uma sugestão de cronograma bimestral como forma de fornecer subsídios ao trabalho e planejamento docente. Contudo, ressaltamos que esse cronograma pode e deve ser alterado e reestruturado conforme suas necessidades, sobretudo em relação à adequação da sequência dos conteúdos aos resultados de avaliações diagnósticas e às particularidades de cada contexto educacional.
Máquinas simples Formas de propagação do calor
EF07CI01 – Discutir a aplicação, ao longo da história, das máquinas simples e propor soluções e invenções para a realização de tarefas mecânicas cotidianas.
EF07CI02 – Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.
EF07CI03 – Utilizar o conhecimento das formas de propagação do calor para justificar a utilização de determinados materiais (condutores e isolantes) na vida cotidiana, explicar o princípio de funcionamento de alguns equipamentos (garrafa térmica, c oletor solar etc.) e/ou construir soluções tecnológicas a partir desse conhecimento.
Máquinas simples Temperatura Calor
Formas de propagação do calor Consequências das trocas de calor
Equilíbrio termodinâmico e vida na Terra História dos combustíveis e das máquinas térmicas
EF07CI04 – Avaliar o papel do equilíbrio termodinâmico para a manutenção da vida na Terra, para o funcionamento de máquinas térmicas e em outras situações cotidianas.
EF07CI05 – Discutir o uso de diferentes tipos de combustível e máquinas térmicas ao longo do tempo, para avaliar avanços, questões econômicas e problemas socioambientais causados pela produção e uso desses materiais e máquinas.
EF07CI06 – Discutir e avaliar mudanças econômicas, culturais e sociais, tanto na vida cotidiana quanto no mundo do trabalho, decorrentes do desenvolvimento de novos materiais e tecnologias (como automação e informatização).
O consumo de energia pelo ser humano
Fontes de energia
As máquina térmicas e a Revolução Industrial no século XVIII
Energia de movimento: acionamento de equipamentos por meio da água Geração de energia elétrica: termoelétrica, hidrelétrica, nuclear, eólica e fotovoltaica
Funcionamento e desenvolvimento do motor a combustão interna Tecnologia dos combustíveis: da lenha ao álcool anidro
Problemas socioambientais decorrentes da geração de energia (poluição do ar e construções de hidrelétricas e termelétricas)
Balanço energético da Terra
Transferência de energia solar no planeta: correntes marítimas e correntes de ar (transferência de energia) de uma região para outra Energia limpa: uma questão para a sustentabilidade
3
Diversidade de ecossistemas
EF07CI07 – Caracterizar
os principais
Os principais biomas brasileiros e suas características
2
ecossistemas brasileiros quanto à paisagem, à quantidade de água, ao tipo de solo, à disponibilidade de luz solar, à temperatura etc., correlacionando essas características à flora e fauna específicas.
Principais grupos de plantas e de animais que vivem nos biomas brasileiros
Filos de animais marinhos que vivem no manguezal
Filos de animais que vivem em ambientes terrestres: Caatinga, Cerrado e florestas tropicais úmidas
Adaptações de animais e plantas ao ambiente em que vivem
O papel ecológico de alguns seres vivos de biomas brasileiros
CAPÍTULO 4
UNIDADE 2
Diversidade dos ecossistemas
Fenômenos naturais e impactos ambientais
EF07CI08 – Avaliar como os impactos provocados por catástrofes naturais ou mudanças nos componentes físicos, biológicos ou sociais de um ecossistema afetam suas populações, podendo ameaçar ou provocar a extinção de espécies, alteração de hábitos, migração etc.
Mudanças climáticas no passado recente da história do planeta
Escala de tempo geológico (eras e períodos)
Estudo dos fósseis como marcador de tempo geológico
Extinção de espécies devido a fenômenos naturais no final do período Cretáceo
Interpretação de mapas de biomas brasileiros (Cerrado e Floresta Amazônica)
Conceitos de Ecologia: ecossistema, comunidade, população e espécie
Interações entre as espécies de um ecossistema
Seres vivos dos manguezais
Cadeias, teias alimentares, níveis tróficos e pirâmides de energia
Os efeitos da mudança climática: secas prolongadas e chuvas excessivas
Desequilíbrio ambiental devido à alteração na densidade da população de predadores
UNIDADE 2 –CAPÍTULO 5
Programas e indicadores de saúde pública
EF07CI09 – Interpretar as condições de saúde da comunidade, cidade ou estado, com base na análise e comparação de indicadores de saúde (como taxa de mortalidade infantil, cobertura de saneamento básico e incidência de doenças de veiculação hídrica, atmosférica, entre outras) e dos resultados de políticas públicas destinadas à saúde.
Distribuição de água na natureza
Saneamento básico: rede de água e de esgoto Análise, captação e tratamento de água
Coleta e tratamento de esgoto
Incidências de doenças de veiculação hídrica
Resíduos sólidos e poluição do solo
Destino dos resíduos sólidos
Riscos de doenças em áreas sem saneamento básico
Microrganismos presentes no dia a dia
Doenças causadas por bactérias
Doenças causadas por vírus
Cuidados que reduzem a transmissão de doenças contagiosas
6
Programas e indicadores de saúde pública
EF07CI10 – Argumentar sobre a importância da vacinação para a saúde pública, com base em informações sobre a maneira como a vacina atua no organismo e o papel histórico da vacinação para a manutenção da saúde individual e coletiva e para a erradicação de doenças.
EF07CI11 – Analisar historicamente o uso da tecnologia, incluindo a digital, nas diferentes dimensões da vida humana, considerando indicadores ambientais e de qualidade de vida.
Características dos vírus
Diferenciação entre vírus e bactérias patogênicas Principais doenças combatidas com vacinação
Modos de transmissão de doenças contagiosas
Características fisiológicas da imunização
Relação entre vacinação e erradicação de doenças contagiosas
Relação entre vacinação, qualidade de vida e saúde pública
Indicadores ambientais e qualidade de vida
7
Composição do ar
Efeito estufa
EF07CI12 – Demonstrar que o ar é uma mistura de gases, identificando sua composição, e discutir fenômenos naturais ou antrópicos que podem alterar essa composição.
Propriedades do ar Pressão atmosférica Composição do ar Formação da atmosfera terrestre atual – o papel da fotossíntese
EF07CI13 – Descrever o mecanismo natural do efeito estufa, seu papel fundamental para o desenvolvimento de vida na Terra, discutir as ações humanas responsáveis pelo seu aumento artificial (queima dos combustíveis fósseis, desmatamentos, queimadas etc.) e selecionar e implementar propostas para reversão ou controle desse quadro.
Camada
EF07CI14 – Justificar a importância da camada de ozônio para a vida na Terra, identificando os fatores que aumentam ou diminuem sua presença na atmosfera, e discutir propostas individuais e coletivas para sua preservação.
EF07CI15 – Interpretar fenômenos naturais (como vulcões, terremotos e tsunamis) e justificar a rara ocorrência desses fenômenos no Brasil, com base no modelo das placas tectônicas.
EF07CI16 – Justificar o formato das costas brasileira e africana com base na teoria da deriva dos continentes.
O efeito estufa UNIDADE 3 –CAPÍTULO 7
Localização e importância da camada de ozônio para a Terra (radiação UV)
Formação e degradação do ozônio da ozonosfera
Ozônio para a esterilização da água
Vulcões ativos e vulcões extintos
Teoria da deriva continental
Placas tectônicas; terremotos, maremotos e vulcões
Ondas na água e tsunamis (princípios de ondulatória)
Papel do ozônio na absorção de ondas UVs
Riscos de câncer de pele devido à exposição solar
Características das ondas longitudinais e transversais
Poluição sonora
Propagação de ondas em diferentes meios
Reflexão de ondas
A primeira proposta de atividade relaciona-se com os conhecimentos trabalhados no Capítulo 1, cujos conteúdos são abordados no 1º- bimestre do cronograma sugerido anteriormente. Nesta atividade, os estudantes realizarão um experimento cujo objetivo é mostrar as alterações que podem ocorrer no ponto de fusão da água em decorrência da adi-
ção de outra substância química a ela. Esse experimento auxilia os estudantes na compreensão de que cada substância química tem propriedades específicas e que essas propriedades podem se modificar em detrimento de mudanças na composição química de um sistema. Os estudantes devem entender que a adição de uma substância química a outra pode alterar propriedades como o ponto de fusão.
Como material de estudo complementar a essa atividade, sugerimos a reportagem “Você sabia? Por que o sal faz o gelo derreter?”, que pode ser consultada no link https://www.terra.com.br/byte/ciencia/voce-sabia-por-que-o-salfaz-o-gelo-derreter,8655398bedbbb369f5f16c7cf95bd1c167t38fae.html (acesso em: 31 ago. 2022). Essa reportagem contextualiza os conhecimentos trabalhados na atividade mostrando aplicações cotidianas do uso de sal para a diminuição da temperatura de fusão da água.
Material:
• 1 de plástico transparente? Se for de vido, advertir o cuidado com o seu manuseio com água
• 1 cubo de gelo
• 1 pedaço de barbante de cerca de 30 centímetros
• 1 pequeno punhado de sal de cozinha
Procedimentos
A. Coloque o cubo de gelo no copo ou tigela com água, de forma que o cubo de gelo fique flutuando próximo à beira do copo ou da tigela.
B. Tente usar o fio de barbante para capturar o gelo sem tocá-lo com as mãos.
Agora, responda:
1. Foi fácil capturar o cubo de gelo com o fio de barbante?
Resposta pessoal. É esperado que os estudantes tenham dificuldade para pegar o gelo ou não consigam capturá-lo. A ideia é que este seja um momento de brincadeira e descontração.
Continue o experimento.
C. Coloque o fio de barbante estendido sobre o copo, de forma que uma parte dele fique em contato com o cubo de gelo.
D. Adicione sal sobre o cubo de gelo.
E. Aguarde de 2 a 3 minutos.
F. Segure o fio de barbante por ambas as pontas, levantando-o para cima.
G. Observe o que acontece com o fio de barbante e o gelo. Depois responda:
2. Descreva o que ocorreu com o gelo quando você segurou as duas pontas do barbante e puxou-o para cima. É esperado que os estudantes descrevam que o gelo ficou grudado no fio de barbante e, assim, pôde ser tirado da água com facilidade.
3. Indique que fator você acha que fez com que o cubo de gelo “grudasse” no fio de barbante. É esperado que os estudantes indiquem que o sal foi o fator que causou o efeito de adesão do fio de barbante ao cubo de gelo.
4. Considerando o que você aprendeu sobre propriedades das substâncias químicas e sobre ponto de fusão e ebulição, elabore uma explicação para o que observou.
É esperado que os estudantes respondam que o sal reduz o ponto de fusão da água e, com isso, a parte do cubo de gelo que está acima do nível da água começa a derreter, então o fio de barbante molha e adere ao cubo de gelo. Pouco tempo depois, a água líquida dilui o sal que antes estava concentrado em apenas uma região do cubo de gelo e, então, ele congela novamente, prendendo o fio de barbante.
A segunda proposta de atividade complementa os estudos do Capítulo 8, que no cronograma sugerido é trabalhado no 4º- bimestre. Nela, os estudantes observarão a propagação de ondas sonoras e o que ocorre quando elas atingem algum obstáculo. Esse tipo de atividade, focada na observação, é importante para que eles tenham a noção de que as ondas sonoras são ondas mecânicas que transportam energia cinética e que essa energia é o que causa os movimentos em objetos com os quais elas venham, eventualmente, a se chocar
Um aspecto interessante dessa atividade é que ela tem uma série de procedimentos que podem ser usados para trabalhar habilidades socioemocionais, como o trabalho em equipe e a capacidade de dividir tarefas e assumir responsabilidades. No processo de montagem do aparato necessário para reproduzir o fenômeno em estudo, você pode incentivar os estudantes a organizar a distribuição das atribuições de cada participante do grupo, de forma que cada um fique responsável por uma parte ou etapa dos procedimentos. Assim, você dará mais oportunidade de os estudantes interagirem, reconhecerem as diferenças e conviverem.
Outro encaminhamento interessante é incentivar os estudantes a filmar ou fotografar a execução das etapas 6 e 7 do experimento, para que depois possam dar zoom e observar mais atentamente o fenômeno. Além disso, esse material pode ser usado como forma de registro do trabalho deles e do processo educativo. Lembre-se que a imagem dos estudantes não pode aparecer nos vídeos.
Uma medida de segurança importante é supervisionar o processo de cortar o círculo de encaixe do rolo de papelão no recipiente de plástico (procedimento 2 do experimento), já que os jovens podem acabar se cortando e se machucando. Se achar conveniente, deixe os recipientes com os cortes já feitos, de forma que os estudantes precisem apenas montar o experimento.
Como material complementar de estudo para essa atividade prática, recomendamos a exibição do vídeo “Vibrações e sons”, do canal Khan Academy, que você encontra em: https://www.youtube.com/watch?v=GCTea37THw0 (acesso em: 29 ago. 2022). Esse vídeo apresenta e compara sons produzidos pela vibração de diversos objetos e instrumentos musicais, mostrando as diferenças entre esses sons.
Material:
• 1 tubo de plástico redondo (pode ser uma garrafa PET de plástico cortada ao meio)
• 1 rolo de papelão (pode ser o de papel higiênico)
• 1 pedação de aproximadamente 15 cm x 15 cm de filme plástico de alimentos
• 1 punhado de algum tipo de pó fino (pode ser canela em pó ou farinha de trigo, por exemplo)
• 1 elástico
A. Desenhe um círculo do tamanho do rolo de papelão na lateral do tubo de plástico.
B. Corte (ou peça para um adulto cortar) esse círculo, fazendo uma abertura na lateral do tubo de plástico.
C. Encaixe o rolo de papelão na abertura circular que foi recortada na lateral do tubo de plástico.
D. Estique um pedaço de filme plástico de alimentos na parte superior do tubo de plástico e prenda suas bordas com o elástico.
E. Coloque um punhado de pó fino no centro do filme plástico de alimentos.
F. Cante ou emita sons na entrada do rolo do papelão.
G. Observe o que ocorre com o pó fino. Em seguida, responda:
1. Descreva o que aconteceu com o pó fino que estava por cima do filme plástico de alimentos. É esperado que os estudantes observem o pó vibrar e se movimentar.
2. Elabore uma explicação para o que você observou. É esperado que os estudantes relacionem a movimentação e vibração do pó fino à propagação das ondas sonoras emitidas no interior do rolo de papelão.
3. Agora emita um som no rolo de papelão e observe se os grãos de pó fino acumulam-se mais em uma região do filme plástico de alimentos. Se isso ocorrer, responda: Por que você acha que os grãos acumularam-se mais em uma região?
Como notas musicais diferentes fazem o envoltório de filme plástico de alimentos vibrar em lugares diferentes, o pó fino acumula-se onde há menos vibração.
A seguir, propomos algumas sugestões de questões compatíveis com os conhecimentos trabalhados no Livro do Estudante que podem ser utilizadas em provas e exames. Todas as questões sugeridas são autorais ou selecionadas de provas do Exame do Encceja nível Ensino Fundamental, disponíveis no Portal do Inep.
Questões de exames oficiais relativos ao 7º- ano
1. (ENCCEJA 2020). Uma pessoa deseja levantar um bloco que se encontra parado e apoiado numa superfície plana e horizontal, como ilustram as figuras.
ENCEEJA
Em qual situação a pessoa faz mais força para levantar o bloco?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
2. (ENCCEJA 2020). A figura ilustra duas boias acopladas a braços articulados numa usina de ondas para geração de eletricidade.
Usina de ondas do mar no Porto de Pecém, Ceará — Brasil.
A energia elétrica produzida nessa usina é convertida a partir do(a)
A) calor da água.
B) densidade da boia.
C) movimento da água.
D) temperatura da boia.
3. (ENCCEJA 2020). O Cerrado tipicamente apresenta uma estação chuvosa e uma estação seca que se alternam. Essa condição climática compromete o abastecimento hídrico durante a estação seca, influenciando diretamente a vegetação presente nesse bioma. As árvores, por exemplo, possuem certas características adaptativas para essa condição sem as quais não sobreviveriam.
Uma dessas características é o(a)
A) folha larga.
B) flor colorida.
C) raiz profunda.
D) fruto suculento.
4. (ENCCEJA 2017). Considerando uma situação real, em uma cadeia alimentar, a espécie das personagens que dialogam representa o nível dos
C) Utilizar a água de cozimento dos alimentos para regar vasos e jardins.
D) Aumentar ações para implementação de saneamento básico.
7. (ENCCEJA 2018). A campanha de vacinação contra o HPV é uma ação de saúde pública eficaz contra os tipos de vírus mais comuns causadores de lesões que podem originar o câncer de colo de útero.
A transmissão do vírus se dá pelo contato sexual, e o público-alvo inicial da campanha eram meninas que não haviam iniciado a vida sexual.
Qual é o benefício dessa ação de saúde pública para as meninas?
A) Evitar que elas entrem em contato com o vírus.
B) Destruir os vírus que já estejam em seus organismos.
C) Impedir que as lesões causadas pelo vírus originem o câncer.
D) Fazer com que desenvolvam anticorpos antes do contato com o vírus.
A) produtores.
B) decompositores.
C) consumidores primários.
D) consumidores secundários.
5. (ENCCEJA 2020 PPL). Em regiões sem saneamento básico e onde a água para beber é retirada de poços ou diretamente de rios, açudes e lagos, existe uma grande incidência de doenças parasitárias e infectocontagiosas do trato digestório.
Nessas regiões, o maior número de doenças veiculadas pela água está associado ao(à)
A) falta do tratamento de purificação da água.
B) contaminação da água por produtos agrícolas.
C) aumento de matéria orgânica na água.
D) acúmulo de metais pesados na água.
6. (ENCCEJA 2019). Quando usamos o banheiro, tomamos banho, lavamos as mãos, escovamos os dentes ou limpamos a casa, a água utilizada deixa de ser potável. O problema é que ainda existem locais onde essa água retorna ao ambiente sem qualquer tratamento. Qual medida permite minimizar esse problema?
A) Substituir a mangueira de água por um pano úmido na atividade de limpeza.
B) Fazer manutenção periódica das válvulas das descargas dos banheiros.
8. A industrialização está relacionada ao consumo de combustíveis de origem fóssil, que introduz gases do efeito estufa no ar, o que contribui para o aquecimento global. Essa liberação de gases do efeito estufa por parte das indústrias é nociva, pois:
A) ela intensifica o efeito estufa, deixando a superfície terrestre mais quente.
B) ela intensifica o efeito estufa, deixando a superfície terrestre mais fria.
C) ela reduz o efeito estufa, deixando a superfície terrestre mais quente.
D) ela reduz o efeito estufa, deixando a superfície terrestre mais fria.
9. (ENCCEJA 2017). Um dos vulcões mais ativos no Japão, Sakurajima, teve 600 pequenas erupções somente em 2012. No Japão e em outras partes do planeta, os vulcões estão associados à existência de placas tectônicas.
Disponível em: https://g1.globo.com/mundo/noticia/2012/07/erupcao-de-vulcao-no-japao-espalha-cinzas-e-bloqueia-estradas.html. Acesso em : 1 ago. 2022 (adaptado).
Que outro fenômeno é associado à existência dessas placas?
A) Furacão.
B) Terremoto.
C) Aquecimento global.
D) Correntes marinhas.
Fernando Gonzales10. (ENCCEJA 2020). O excesso de exposição solar causa doenças na pele que se desenvolvem devido aos danos que a radiação ultravioleta causa ao DNA dessas células. No Brasil, verifica-se um aumento da mortalidade decorrente desse tipo de exposição solar.
Essa exposição excessiva pode induzir na pele o surgimento de:
A) vitiligo.
B) câncer.
C) verruga.
D) brotoeja.
• Como ensinar microbiologia
Neste texto do site Nova Escola, são sugeridas atividades práticas para ensino de Microbiologia. São apresentadas, por exemplo, experiências que não precisam de microscópio para serem realizadas.
Disponível em: https://novaescola.org.br/conteudo/385/ como-ensinar-microbiologia; Acesso em 25 ago. 2022.
• Célula como unidade da vida
Neste link do site Nova Escola, são sugeridos 10 planos de aula para trabalhar os conhecimentos de Biologia Celular com o 6o ano.
Disponível em: https://novaescola.org.br/planos-de-aula/ fundamental/6ano/ciencias/sequencia/celula-comounidade-da-vida/328; Acesso em 25 ago. 2022.
• Simulador de miopia
Este simulador mostra como enxergam as pessoas com diferentes graus de miopia. Ele pode ser usado como ferramenta para ilustrar para os estudantes como é esse defeito da visão.
Disponível em: https://coopervision.pt/cuidados-de-visao-e-saude-ocular/childhood-short-sightedness/myopia-simulator; Acesso em 25 ago. 2022.
• Atlas de histologia
Este link apresenta um atlas de histologia interativo com diversas imagens de células do sistema nervoso central em alta qualidade.
Disponível em: https://editora.pucrs.br/edipucrs/aces solivre/livros/atlas-de-histologia/tecido-nervoso2.
html#central; Acesso em 25 ago. 2022.
• Drogas no corpo humano
Este vídeo mostra os principais tipos de substâncias psicoativas e seus efeitos no corpo humano.
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v= 4XMbel-XhvU; Acesso em 25 ago. 2022.
• Jogo “Interior do planeta Terra”
Este jogo de tabuleiro pode ser impresso e montado para ser utilizado nas aulas sobre a composição e as características das principais camadas internas no planeta Terra.
Disponível em: https://nova-escola-producao.s3.amazo naws.com/A5JH8ZzwjCgkvspfNbMdZKsAsVSp Ptwb4rt9cT9bCfc5uJSey3TcFHWWY3Pa/atividade-paraimpressao-regras-do-jogo-cie7-15tu01.pdf; Acesso em 25 ago. 2022.
• Viagem na atmosfera terrestre
Este link apresenta uma proposta de sequência didática com o uso de um jogo virtual para trabalhar com os estudantes conhecimentos relacionados às características da atmosfera terrestre.
Disponível em: https://mnpes.ufersa.edu.br/wp-con tent/uploads/sites/94/2020/04/Produto-EducacionalJos%C3%A9-Carlos-de-Fran%C3%A7a-Mat.-2017101853Polo-09-UFERSA-MNPEF-2020.pdf; Acesso em 25 ago. 2022.
• Museu de paleontologia
Este link oferece uma visita virtual ao Museu de Paleontologia Irajá Damiani Pinto da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Na visita, é possível observar imagens de fósseis do acervo com descrição em texto e em áudio de suas características, bem como conhecer as histórias de sua descoberta.
Disponível em: https://igeo.ufrgs.br/museupaleontologia/ tourvirtual360/; Acesso em 25 ago. 2022.
• Solo na escola
O programa “Solo na Escola”, da Universidade Federal do Paraná, mostra uma experimentoteca com diversas sugestões de atividades práticas para serem realizadas na escola.
Disponível em: http://www.escola.agrarias.ufpr.br/index_ arquivos/experimentoteca.htm; Acesso em 25 ago. 2022.
• Se o mundo é redondo, por que a gente não cai?
Um questionamento comum das crianças é o foco desta matéria do site Superinteressante, que esclarece os motivos pelos quais conseguimos nos manter sobre a superfície terrestre mesmo com a Terra sendo redonda.
Disponível em: https://super.abril.com.br/ciencia/se-omundo-e-redondo-por-que-a-gente-nao-cai/; Acesso em 25 ago. 2022.
• Como explicar que a Terra é redonda
Neste link do site Nova Escola, são abordadas formas de incentivar os estudantes a entender as evidências da
CHIARELLI-NETO, O.; BAPTISTA, M. S. Fotobioquímica da pele. Ciência Hoje, n. 324, abr. 2015 (adaptado).esfericidade da Terra e de argumentar a favor desse fato.
Disponível em: https://novaescola.org.br/conteudo/10265/ como-explicar-que-a-terra-e-redonda; Acesso em 25 ago. 2022.
• Substâncias e misturas
Na plataforma Wordwall, você pode encontrar diversas atividades digitais interativas para trabalhar com os estudantes o conceito de mistura e seus tipos.
Disponível em: https://wordwall.net/pt-br/community/ substancias-e-misturas; Acesso em 25 ago. 2022.
• Separação de misturas
Neste artigo, são sugeridos diversos protocolos experimentais para a realização de experimentos de separação de misturas com materiais acessíveis.
Disponível em: https://ojs.ifes.edu.br/index.php/ric/article/ download/944/710/4340; Acesso em 25 ago. 2022.
• Transformações químicas
Neste link, há sugestões de atividades para desenvolver os conhecimentos sobre transformações químicas com os estudantes.
Disponível em: https://novaescola.org.br/planos-de-aula/ fundamental/6ano/ciencias/transformacoes-quimi cas/1922; Acesso em 25 ago. 2022.
• Como é feito um medicamento?
Este vídeo mostra o médico Dráuzio Varella visitando uma fábrica de medicamentos e explicando alguns dos processos produtivos utilizados nesse tipo de indústria.
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=DRYv pKRFx2A; Acesso em 25 ago. 2022.
• Tudo sobre Meio Ambiente: como incluir a questão socioambiental nas aulas
Neste texto do site Nova Escola, são apresentados conteúdos relevantes para você trabalhar o Tema Transversal Contemporâneo Meio Ambiente nas aulas de Ciências da Natureza.
Disponível em: https://box.novaescola.org.br/etapa/3/ educacao-fundamental-2/caixa/288/meio-ambien te-aprofunde-se-no-tema-transversal-da-bncc/conteudo/ 20385; Acesso em 25 ago. 2022.
• Por que falar do método científico na escola?
Neste texto do site Nova Escola, discute-se a relevância da inclusão das práticas e dos procedimentos próprios da investigação científica nas aulas de Ciências da Natureza como forma de promover o letramento científico.
Disponível em: https://box.novaescola.org.br/etapa/3/ educacao-fundamental-2/caixa/284/use-a-ciencia-docotidiano-para-desafiar-a-garotada/conteudo/20352; Acesso em 25 ago. 2022.
• Aulas Práticas no Ensino Fundamental
Neste vídeo, a professora de Ensino Fundamental Eliana Midori Morita fala sobre algumas atividades práticas que faz com seus estudantes em sala de aula e comenta como elas contribuem para a formação científica no espaço da escola, sobretudo para o desenvolvimento das habilidades cognitivas. Ela também comenta aspectos do planejamento de atividades dessa modalidade didática. Disponível em: https://iptv.usp.br/portal/video.action? idItem=22683; Acesso em 25 ago. 2022.
• As coleções, os objetos e as exposições: propósitos educativos dos museus
Neste vídeo, são discutidos o papel dos museus na Educação em Ciências. São abordados os tipos de coleções e objetos utilizados nas exposições, o papel da interação e da ludicidade na comunicação com o público e seu papel para a democratização do conhecimento científico. Disponível em: https://iptv.usp.br/portal/video.action? idItem=19094; Acesso em 25 ago. 2022.
• Escola e museus: as visitas aos espaços de cultura científica Neste vídeo, é discutida a importância da parceria entre escolas e museus para ampliar as possibilidades de aprendizagem na Educação Científica. É abordada a importância de o professor conhecer o acervo do museu para planejar sua visita e guiar as observações dos estudantes durante sua visita, bem como outros aspectos relevantes das atividades educativas que serão realizadas no espaço. Disponível em: https://iptv.usp.br/portal/video.action? idItem=19093; Acesso em 25 ago. 2022.
José TrivellaTo Júnior – Licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Licenciado em Pedagogia pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras Nove de Julho. Mestre em Didática pela Faculdade de Educação da USP. Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP. Professor de Ciências no Ensino Fundamental e no Ensino Médio.
Marcelo Tadeu MoTokane – Licenciado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Mestre e Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP. Professor da Faculdade de Ciências e Letras da USP de Ribeirão Preto. Júlio cezar Foschini lisboa – Licenciado em Química pelo Instituto de Química/Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo (USP). Mestre em Ensino de Ciências pelo Instituto de Química/Faculdade de Educação da USP. Professor titular de Química do Centro Universitário Fundação Santo André. carlos aparecido kanTor – Bacharel em Física pelo Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP). Licenciado em Física pela Faculdade de Educação da USP. Bacharel em Meteorologia pelo Instituto Astronômico e Geofísico da USP. Mestre em Ensino de Física pelo Instituto de Física e pela Faculdade de Educação da USP. Doutor em Educação pela Faculdade de Educação da USP.
Universo das descobertas - Ciências – 7o ano – José Trivellato Júnior, Marcelo Tadeu Motokane, Júlio Cezar Foschini Lisboa e Carlos Aparecido Kantor. © UDL Educação Conselho Editorial
Alessandro Gerardi, Alessio Fon Melozo, Luis Afonso G. Neira, Luis Matos e William Nakamura Direção Editorial
Alessandro Gerardi Coordenação Editorial
Priscilla Cerencio/Ex libris Editorial Assistência de Coordenação Editorial Beth Silva/Ex libris Editorial Edição
Maria Carolina Dias Carrera/Ex libris Editorial Colaboração
Maria Fernanda Regis e Diogo Oliveira/Ex libris Editorial Copidesque e Preparação
Dora Feres/Ex libris Editorial Revisão
Bartira Neves, Claudia Mayer, Debora Tamayose, Elis Beletti, Hires Héglan, Luigi Andrade, Maria Fernanda de Carvalho Bottallo, Rosani Andreani e Sylmara Beletti/Ex libris Editorial Projeto gráfico
Kleber Monteiro de Messas Capa
Kleber Monteiro de Messas Imagem da capa Sunshinyday/Shutterstock.com Editoração eletrônica e Arte Book Maker Composição Editorial Pesquisa iconográfica
Ana Cristina Melchert/Ex libris Editorial Licenciamento de textos e imagens Ex libris Editorial
Todos os direitos reservados:
UDL Educação
Av. Ordem e Progresso, no 157, sala 803Várzea da Barra Funda
CEP 01141-030 - São Paulo - SP – Brasil Telefone/Fax: 55 11 3392 3336 www.udleducacao.com.br contato@udleducacao.com.br
© 2022 UDL Educação São Paulo • 1a edição • 2022
ISBN978-65-89964-58-2
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Angélica Ilacqua CRB-8/7057
C511 Ciências : Universo das descobertas : Ciências: 7º ano / José Trivellato Júnior. –– São Paulo : Universo da Literatura – UDL Educação, 2022. 248 p. (Universo das descobertas ; 7)
Outros autores: Marcelo Tadeu Motokane, Júlio Cezar Foschini Lisboa e Carlos Aparecido Kantor
ISBN 978-65-89964-58-2
1. Ciências (Ensino fundamental) I. Trivellato Júnior, José 22-5008 CDD 372.35
Aprender Ciências da Natureza é conhecer algumas das explicações que já foram apresentadas pelos cientistas e as maneiras de agir que levam à compreensão do mundo natural. É também aprender a relacionar causa e efeito, buscar evidências que nos ajudem a explicar fenômenos, fazer previsões baseadas em hipóteses e, principalmente, a questionar, a fazer perguntas sobre o porquê de as coisas serem do jeito que são.
Conhecer Ciências é importante também para entender boa parte das questões que afetam o mundo atual. Para participarmos da sociedade como cidadãos que tomam decisões conscientes, é essencial que estejamos aptos a entender o conhecimento científico relacionados aos problemas ambientais, à saúde pública, à produção de alimentos e da matriz energética disponível, por exemplo. Uma seção dedicada à leitura e compreensão das particularidades dos textos científicos foi incluída em todas as unidades.
É por meio da Ciência que se formulam tanto as explicações sobre os fenômenos da natureza quanto para a produção de tecnologia. A Ciência é fruto do conhecimento e da criatividade humana e as teorias por ela estabelecidas estão em constante aperfeiçoamento e reformulação.
Nosso objetivo com esta coleção é que você conheça mais de perto o fascinante mundo das Ciências da Natureza. Nas unidades da coleção, há seções com atividades que exemplificam algumas formas pelas quais se produz conhecimento científico. Por meio da observação, da investigação, de análise de gráficos, tabelas e dados, você poderá vivenciar procedimentos que são semelhantes aos realizados nas pesquisas científicas.
Mas, para essa coleção cumprir seu papel, falta você: sua leitura, a discussão e debate com os colegas, a realização de atividades em grupo e individuais e o significado que você vai dar para as informações aqui colocadas e, assim, transformar este livro no seu livro de Ciências.
Os autores
Este livro vai acompanhá-lo ao longo de todo o ano escolar. Explore o que você vai encontrar em cada seção.
Os conteúdos de cada volume estão organizados em unidades, as quais são formadas por capítulos.
PANORAMA
Presente abertura das unidades, esta seção permite o levantamento de conhecimentos prévios que você já tem sobre o que vai estudar.
Esta seção traz informações para contextualizar fatos, experimentos, teorias e explicações científicas, reforçando a compreensão de que o conhecimento científico tem um contexto histórico.
UNIDADE 40
PANORAMA Moais vistos na plataforma cerimonial Ahu Tongariki, no Parque Nacional Rapa Nui, que fica na Ilha de Páscoa, Chile. Fotografia de 2019.
Resposta pessoal.
como os moais da Ilha de Páscoa, que foram levados do centro
O USO DA ENERGIA PELO SER HUMANO Toda forma de vida necessita de energia para sobreviver. No caso da espécie humana, o uso da energia limitava-se atender, inicialmente, apenas às necessidades básicas de sobrevivência. Atualmente, utilização da energia envolve uma enorme variedade de funções, além daquelas ligadas puramente sobrevivência. INÍCIO DE CONVERSA O ser humano utiliza energia para realizar muitas tarefas.
Por meio de imagens, gráficos, esquemas e textos, você vai ter os primeiros contatos sobre os temas propostos.
você realiza suas tarefas cotidianas? Resposta pessoal.
No século XVIII, foi desenvolvida máquina a vapor, cuja eficiência era maior do que do monjolo da roda-d’água. Sua fonte inicial de energia, que depois era utilizada para fazer movimentos, era queima de combustíveis fósseis para o aquecimento da água no interior de uma caldeira. O vapor-d’água produzido era canalizado lançado com alta pressão em um sistema de pás conectadas às engrenagens polias, originando o movimento. Na Inglaterra do início do século XVIII, período de grande exploração mineral, a inundação das minas onde se encontrava o carvão era um sério problema. Por isso o mecânico inglês Thomas Newcomen criou uma máquina que utilizava energia do vapor para movimentar uma bomba que retirava água das minas. Depois de ser aperfeiçoada por James Watt, essa máquina passou Nesse tipo de máquina, há a conversão da energia liberada na queima dos combustíveis em energia de Embora muito mais eficiente do que as outras máquinas da época, e graças à grande popularidade que adquiriu por causa disso, uso das máquinas vapor contribuiu de forma determinante para um fenômeno prejudicial à humanidade. Estamos falando da poluição atmosférica em decorrência da queima de combustíveis fósseis, representada inicialmente pelo uso do carvão mineral. Outro inconveniente das máquinas vapor que elas só podem realizar trabalhos mecânicos, de modo que energia obtida por elas não pode ser transportada grandes distâncias. Somente no final do século XIX surgiu primeira usina distribuidora de uma forma de energia que pode ser transportada a grandes distâncias: energia elétrica.
Esta seção propõe uma atividade prática científica. Pode ser uma experimentação, observação de objetos e fenômenos, montagem de modelos, coleta de dados, análise de dados ou buscar a resposta para uma questão-problema.
FÓRUM
Nesta seção, você será convidado a debater diferentes tópicos estudados, construindo argumentos e trocando opiniões com os colegas.
Observe a seguir o esquema dos componentes que formam uma usina termelétrica e sua conexão com o sistema de distribuição:
distribuição posto de inter xã transformador
caldeira turbina energia gerador
Fórum
As usinas termelétricas e o ambiente As usinas termelétricas são responsáveis por vários problemas ambientais. Um deles petróleo. Outro problema grave são as emissões de gás carbônico resultantes da queima dos combustíveis para geração do vapor, as quais contribuem de forma acentuada para elevação da temperatura global. Além disso, o vapor precisa passar por um condensador.
Nele, água retirada do ambiente (de um rio, por exemplo) é utilizada para resfriar o vapor e depois é devolvida aquecida ao ambiente, causando danos aos seres vivos aquáticos, principalmente por diminuir taxa de oxigênio da água. Analise esquema da usina termelétrica e compare-o com o visto para máquina de Newcomen. Depois, responda, no caderno, às perguntas.
1 A usina termelétrica pode ser comparada uma máquina a vapor? Justifique.
2 A água utilizada no resfriamento do vapor produzido na caldeira da termelétrica devolvida para o ambiente ainda quente. Que dano ambiental essa água aquecida devolvida ao rio pode acarretar? causa sérios problemas às formas de vida daquele local ao seu
O uso da energia pelo ser humano 49
da energia térmica pode ocorrer ao mesmo tempo. Por exemplo, quando aquecemos uma panela com água em uma chama, ocorrem simultaneamente condução, convecção irradiação.
Expansão repertório de
EXPANSÃO DE REPERTÓRIO
Os três mecanismos de propagação da energia térmica podem ocorrer simultaneamente.
Não, porque cobertor um bom isolante térmico -
Representação da possível queda do meteoro
de diâmetro atingiu região de Chicxulub, no México, liberando uma energia equivalente dezenas de milhares de bombas atômicas. O impacto foi tão intenso que provocou por toda a região. A poeira levantada pela colisão do asteroide com a Terra formou uma nuvem espessa que bloqueou luz do Sol, impedindo fotossíntese por vários anos e matando muitas plantas. Além de impedir que a luz solar chegasse ao solo, atmosfera ficou carregada de enxofre e mais fria, prejudicando, principalmente, os animais vertebrados. Praticamente todos os animais terrestres com mais de 10 quilos morreram. Os dinossauros (aquáticos terrestres), muitas plantas, invertebrados marinhos, mamíferos répteis voadores desapareceram em poucos anos.
É importante destacar que essas não são as únicas hipóteses para extinção em massa no final do Período Cretáceo, porém as duas hipóteses apresentadas são as mais aceitas pela comunidade científica.
Escreva os argumentos dos defensores de cada uma das hipóteses.
Proponha uma explicação para extinção em massa que ocorreu há 65 milhões de anos, de modo a unir as duas hipóteses. Ambas as hipóteses não conseguem explicar todos os registros fósseis encontrados no final do
Período Cretáceo, por exemplo, porque houve poucas espécies de insetos extintas.
Comente com estudantes que, em 2015, franquia foi retomada, agora com nome
Múltiplos Olhares Jurassic Park Dir.: Steven Spielberg. EUA, 1993. Em 1993, foi lançado filme Jurassic Park Parque dos dinossaucom os dinossauros no papel principal. As imagens e as cenas recriaram esses animais extintos baseando-se nos registros fósseis conhecidos. O tema continuou sendo explorado em duas sequências: Jurassic Park mundo perdido de 1997; Jurassic Park 3, de 2001 Os dois primeiros filmes foram dirigidos por Steven Spielberg e terceiro, por Joe Johnston.
Por meio de textos, imagens, infográfico, tabelas e outros recursos, você vai expandir os debates e os conhecimentos sobre os temas tratados no capítulo.
-Nesta seção, são sugeridos outros materiais e conteúdos que ampliam o conhecimento sobre os assuntos trabalhados. Você vai conhecer livros, filmes, séries, músicas, entre outras referências, que podem ampliar seu repertório científico.
RETOMADA DO PANORAMA
A
O que ocorreria com Ciência caso se descobrisse que as leis da natureza não são as mesmas para todo o Universo?
revejA
maior for variação de temperatura, maior será quantidade de calor envolvida. O mesmo ocorre com massa. calor específico de uma substância temperatura de unidade de massa da O calor específico do cobre menor do que do alumínio, de modo que, recebendo mesma quantidade de calor, um Não, pois não temos informação sobre as massas dos objetos. calor específico de uma calor específico da areia menor do que da água, de modo que as
mesma variação de temperatura. Podemos afirmar que as substâncias que os constituem têm mesmo calor específico? Na praia, de manhã, notamos que a areia se aquece mais rapidamente do que água. Retornando noite, sentimos que a areia está fria, mas água está morna. Explique por O objeto da imagem seguir recebeu energia térmica e ficou incandescente. Se continuar receber calor, que mudanças de estado físico ele pode sofrer?
Como prever o efeito das atividades humanas [...] Para estudar o impacto de uma queimada ou do desaparecimento de uma floresta sobre a quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera, os cientistas [...] precisam entender e quantificar os mecanismos naturais que produzem os gases-estufa (gás carbônico e metano) e os liberam na atmosfera [...]. Depois, precisam entender e quantificar os mecanismos naturais que removem esses gases da atmosfera, como a fotossíntese nas plantas e [...]. De posse de todos os dados, os cientistas constroem um modelo de como funciona o ciclo do carbono no planeta, [...]. É com base nesse modelo que eles podem simular que acontece quando queimamos uma floresta e liberamos gás carbônico e, assim, estimar como a ação humana afeta os fluxos e estoques de carbono. Mas [...] os modelos que descrevem os fluxos e estoques de carbono no planeta são ainda imperfeitos. [...] [...] Um bom exemplo dessa falta de conhecimento ficou evidente quando um grupo de cientistas quantificou a quantidade de metano e gás carbônico emitida pelos rios lagos. Sabemos que os continentes capturam e estocam grande quantidade de carbono [...] Mas, até agora, os rios lagos, que estão nos continentes, não entravam na conta, apesar de se saber que eles têm o efeito oposto, liberando gás carbônico metano na atmosfera. [...] Agora, cientistas estimaram quanto os rios e lagos liberam de gases-estufa e, para surpresa de todo mundo, descobriram que essa quantidade é muito grande [...]. Se essa estimativa estiver correta, capacidade real de captura de carbono dos continentes pode ser menos da metade do que se imaginava. [...] O importante que esse trabalho demonstra quão imperfeitos são os melhores modelos de que dispomos para avaliar o efeito das atividades humanas no equilíbrio geral do ciclo do carbono. [...] Não há dúvida de que os modelos atuais são muito melhores do que aqueles que possuíamos há alguns anos, mas é preciso lembrar que eles ainda estão longe de serem fieis à realidade. conclusões geradas por modelos imperfeitos são por natureza imperfeitas, mas, sem dúvida, são melhores que simples palpites. [...] aperfeiçoar os modelos. em: https://www.estadao.com.br/noticias/geral,como-prever-o-efeito-das-atividades-humanas-imp-,693052. Acesso em: 1 Por que os cientistas trabalham com modelos criados com base em dados coletados em alguns pontos não em todo o sistema que estão estudando?
d CiênCiAa Os continentes capturam na ordem de 2,6 petagramas de carbono por ano (um petagrama corresponde 1000 000 000 000 000 gramas), e esse número utilizado nos modelos que descrevem os fluxos de carbono no planeta. Os cientistas estimam que os rios lagos liberam entre 0,65 petagrama e 1,4 petagrama por ano de gases estufa. Conclusões geradas por modelos imperfeitos são por natureza imperfeitas, mas, sem dúvida, são melhores que simples palpites. O importante aperfeiçoar os modelos. Porque, muitas vezes, impossível coletar dados em todos os pontos do sistema estudado. Assim,
CAPÍTULO
REVEJA
Esta seção aparece duas vezes no capítulo, e traz atividades de retomada e reflexão sobre os conhecimentos e habilidades que você construiu ao longo do capítulo.
DECIFRANDO A CIÊNCIA
Atividade no caderno Atividade em grupo Atividade em dupla Atividade oral No livro digital: Carrossel de imagens Podcast Vídeo
Alavancas ..........................................................13
Polias...................................................................16
Combinação de engrenagens ........................16
Plano inclinado ..................................................17
.................................................................17
O uso de diferentes fontes de energia 41
O funcionamento do monjolo ..........................44
A transformação da energia térmica em mecânica ......................................45
A produção de energia elétrica ......................47
Energia, sociedade e ambiente 55
A construção de grandes barragens .............55
A queima de combustíveis e a atmosfera .....56 Como diminuir a poluição do ar causada pelos veículos motorizados? ...........57
Reveja.................................................................59 O
Ciências em ação – Materiais bons e maus condutores de calor .............................25
Consequências das trocas de calor ....28
Relação entre quantidade de calor, massa e variação de temperatura .................28
Como os mananciais podem ser contaminados? 149
O saneamento básico ....................................149
Coleta e tratamento de esgoto .....................153
Reveja ............................................................156 Resíduos sólidos ................................. 157
Poluição do solo 158
Destino dos resíduos sólidos .........................159
O aterro sanitário ............................................160
Os microrganismos 163
Existem bactérias em nosso corpo? ............164
Doenças causadas por bactérias ................165
Doenças causadas por vírus: hepatite A e covid-19 .........................................................166
Cuidados que diminuem a contaminação e a transmissão de doenças 168
Decifrando a Ciência ...................................170
Reveja ............................................................171
Ciências em ação – Simulação do funcionamento de uma ETA ........................172
Capítulo 6 Vacinação: uma questão de saúde pública ............................................. 175
O programa de vacinação do Brasil ..................................................... 176
A paralisia infantil 177
A composição e as funções do sangue 179
Transporte de nutrientes ................................180
Componentes do sangue: plasma e células ...........................................................180
Como os leucócitos defendem o nosso corpo .................................................................183
Reveja ............................................................186
Vírus – soros e vacinas .................. 188
Os vírus 188
Algumas doenças virais .................................188
Bactérias e saúde ..................................189
Defesas naturais, soros e vacinas 190
Soros .................................................................190
Vacinas .............................................................191
Ciências em ação – Modelo para a ação das vacinas ...................................................191
Decifrando a Ciência ...................................194
Reveja ............................................................195
Ciências em ação – Quantas vezes por dia todo o nosso sangue circula pelo coração? ........................................................196
A construção de centros cerimoniais como este da Ilha de Páscoa, no Chile, localizadas no oceano pacífico, foi realizada com o esforço físico de centenas de pessoas. Essas estátuas, denominadas moais, foram esculpidas pelos antigos habitantes da Ilha de Páscoa em rocha basáltica existente em uma cratera no centro da ilha. Depois de esculpidas, elas eram transportadas até os centros cerimoniais, em sua maioria localizados à beira-mar.
1 | Você conhece algum instrumento elaborado pelo ser humano na Antiguidade com a finalidade de facilitar a execução de tarefas como a construção dessas enormes estátuas?
Resposta pessoal.
2 | Como você imagina que as enormes pedras utilizadas na construção de monumentos antigos foram transportadas, como os moais da Ilha de Páscoa, que foram levados do centro da ilha até a beira-mar? Resposta pessoal.
Os moais são enormes estátuas construídas pelos habitantes da Ilha de Páscoa, provavelmente entre os anos de 1200 e 1500. Cada estátua foi esculpida em uma única rocha basáltica, existente em uma cratera no centro da ilha, e depois transportada até o local em que seria exposta.
Acredita-se que o transporte dos moais era feito sobre toras. Há cientistas, porém, que propõem que os moais eram, primeiro, erguidos nos locais em que foram esculpidos e, depois, transportados “em pé” até o local de sua instalação definitiva por meio de oscilações controladas por cordas atadas a eles.
Enfatize a necessidade do uso de ferramentas para desbastar as pedras e esculpir as estátuas, bem como para transportá-las.
Relembre outros monumentos antigos, como Stonehenge, na Inglaterra, e o da cidade de Calçoene (AP), no Brasil. Destaque que, para a construção desses monumentos localizados em locais bem distantes um do outro, também foi necessário o uso de ferramentas.
Competências gerais: 1, 2
Competências específicas: 1, 2, 4
Objetos do conhecimento:
• Máquinas simples
• Formas de propagação de calor
• Equilíbrio termodinâmico e a vida na Terra
• História dos combustíveis e das máquinas térmicas
Habilidades: EF07CI01, EF07CI02, EF07CI03, EF07CI04, EF07CI05, EF07CI06
Temas Contemporâneos Transversais:
• Ciência e Tecnologia
• Saúde
• Meio Ambiente – Educação Ambiental e Educação para o Consumo
• Economia - Trabalho
Temas para o desenvolvimento desta unidade
• Máquinas simples
• Temperatura
• Calor
• Formas de propagação do calor
• Consequências das trocas de calor
• Transferência de energia solar no planeta
• Correntes marítimas e correntes de ar de uma região para outra
• Máquinas térmicas simples e a Revolução Industrial no século XVIII
• Energia de movimento: água que faz funcionar equipamentos (mó e monjolo, moinho de vento ou bomba para elevação de água com energia do vento)
• Geração de energia elétrica: termoelétrica, hidrelétrica e eólica
• Funcionamento e desenvolvimento do motor de combustão interna
• Tecnologia dos combustíveis: da lenha ao álcool anidro
• Problemas socioambientais decorrentes da geração de energia (poluição do ar, por exemplo)
• Energia limpa: uma questão para a sustentabilidade
Objeto do conhecimento:
• Máquinas simples
• Formas de propagação do calor
Habilidades: EF07CI01, EF07CI02, EF07CI03
Temas para o desenvolvimento deste capítulo
• Máquinas simples
• Temperatura
• Calor
• Formas de propagação do calor
• Consequências das trocas de calor
Neste capítulo, serão estudadas as máquinas simples, algumas existentes desde a Pré-História.
Será abordado também o conceito de temperatura, a percepção relativa que temos da temperatura ambiente, o conceito de calor, os processos pelos quais o calor é transferido entre objetos e algumas consequências dessa transferência, como a variação de temperatura, as mudanças de estado físico e a dilatação.
A finalidade da maioria dos aparelhos utilizados nas residências é facilitar a execução de tarefas, aumentar nosso conforto ou proporcionar entretenimento. Estamos tão acostumados com a presença deles que nem sequer nos damos conta de sua importância.
Para destacar a importância ao tema, peça aos estudantes que escolham um período de suas atividades diárias para identificar os aparelhos utilizados ao longo dele. Proponha um exercício de imaginação: Como seriam realizadas as atividades do dia a dia se não existissem esses equipamentos?
Aproveite o momento de discussão da questão para avaliar o que os eles já sabem sobre o tema do capítulo. Esse diagnóstico orientará a preparação das aulas.
Uma pessoa se prepara para assistir a seu programa favorito na televisão. Como o dia está muito abafado, ela liga o ventilador. Em seguida, senta-se no sofá e, utilizando o controle remoto, liga a televisão, sintoniza o canal no qual o programa será exibido e ajusta a intensidade sonora do aparelho, sem que seja necessário levantar-se e dirigir-se até a televisão.
O ventilador e o televisor necessitam de energia elétrica para funcionar, que é obtida ao ligá-los a uma tomada. O aparelho de controle remoto também necessita de energia elétrica para funcionar, que é fornecida pelas pilhas que utiliza. A maioria dos aparelhos que utilizamos em nossas residências utiliza energia elétrica.
1 | Qual é a finalidade de grande parte dos aparelhos que utilizamos em nossas residências?
2 | Você conhece algum instrumento que funciona apenas pela ação do ser humano?
Resposta pessoal. Espera-se que o estudante responda que esses aparelhos têm a finalidade de facilitar ou agilizar as tarefas domésticas ou para entretenimento. Resposta pessoal.
São tantas e tão presentes as comodidades que temos hoje em nossas residências que muitas vezes nem nos damos conta de como chegamos a desenvolvê-las.
A vida das pessoas nas civilizações antigas exigia muito mais sacrifícios quando comparada com a de hoje. Para produzir alimentos, era necessário arar a terra, o que exigia grande esforço físico, e também a ação e a força física de muitos indivíduos para caçar e transportar para a aldeia um grande animal abatido.
Na discussão anterior com os estudantes, certamente foram identificados muitos instrumentos que necessitam de algum tipo de energia para funcionar, como eletrodomésticos e outros que funcionem com motores a combustível.
O abate e o transporte de animais necessitavam da ação e da força de várias pessoas.
Ao longo da história, o ser humano tem procurado desenvolver equipamentos que facilitem a realização de suas ações, principalmente as que exigem grande esforço físico. Alguns desses instrumentos não são complexos e, por isso, são chamados de máquinas simples, como os mostrados nas imagens a seguir.
No entanto, há instrumentos muito simples que funcionam apenas por meio da ação humana, entre eles, as tesouras, as facas, os alicates etc. Eles estão de tal forma inseridos em nosso cotidiano que, muitas vezes, não nos damos conta que são instrumentos facilitadores das tarefas que realizamos todo dia.
Discuta com os estudantes quais seriam as atividades realizadas pelos seres humanos primitivos e peça que procurem imaginar como as executavam sem o uso de energia elétrica e de motores de combustão.
Diferentes usos de máquinas simples: alavanca, cunha e chave de roda.
As máquinas simples são instrumentos que dependem apenas da ação humana para funcionar, sem necessidade de outra fonte de energia – embora possam se utilizar delas.
A alavanca é uma barra rígida que pode girar em torno de um ponto de apoio e tem a capacidade de multiplicar a força aplicada em uma de suas extremidades.
A alavanca é um instrumento muito antigo, conhecido desde o século IV a.C., e sua capacidade de deslocar objetos de grande porte foi ressaltada por uma frase atribuída ao famoso filósofo grego Arquimedes (287 a.C.-212 a.C.).
Comente que vários instrumentos inventados por povos primitivos para facilitar a execução de suas tarefas são utilizados até hoje, entre eles o machado de pedra, a faca, a roda e a alavanca. Mostre que os instrumentos atuais contam com uma tecnologia muito mais avançada, mas o princípio básico de funcionamento é o mesmo.
Enfatize para os estudantes que, embora sejam denominadas máquinas simples, esses equipamentos não devem ser menosprezados, pois as técnicas utilizadas para a construção de alguns deles são bastante sofisticadas.
Alavancas
A alavanca é composta de uma única barra que utiliza um ponto de apoio para aumentar a força aplicada nela. Grande parte dos dispositivos mecânicos dispõem de pelo menos um tipo de alavanca.
A equação que mostra a relação entre a força aplicada em das extremidades de uma alavanca (Fp) e a força produzida na outra extremidade (Fr) é: F r ∙ d1 = F p ∙ d2
Conta-se que Arquimedes, ao conhecer o princípio de funcionamento da alavanca, teria dito: “Deem-me um ponto de apoio e eu levantarei o mundo”.
É evidente que essa afirmação procura enaltecer o princípio da alavanca e não deve ser tomada literalmente, pois não seria possível a Arquimedes realizar tal tarefa. A figura mostra o princípio de funcionamento das alavancas: a distância entre o ponto em que se aplica a força e o ponto de apoio é maior que a distância entre o objeto e o ponto de apoio. Isso faz com que a força sobre o objeto seja maior que a força aplicada pela pessoa.
É comum chamar de alavanca a alguns instrumentos utilizados no nosso cotidiano, como o alicate, a tesoura e o espremedor de alho. Mas a alavanca é constituída apenas de uma barra, e os instrumentos citados são constituídos de duas barras. Portanto, rigorosamente, eles resultam da combinação de duas alavancas. Reprodução
Esse princípio é utilizado em vários instrumentos, como no alicate, na tesoura, no espremedor de alho etc. Nesses três instrumentos, o que existe é uma combinação de duas alavancas.
Exemplos de instrumentos com base no princípio da alavanca.
Há três tipos de alavanca: interfixa, interpotente e inter-resistente. Para defini-los, vamos considerar os três elementos básicos que as compõem.
1. PA é o ponto de apoio, em torno do qual a alavanca pode girar.
2. FP é a força de ação (potente), aplicada por quem utiliza a alavanca.
3. FR é a força resistente, exercida pelo objeto alvo do uso da alavanca. A definição do tipo de alavanca está de acordo com o elemento que se posiciona entre os outros dois, não necessariamente no ponto central.
Alavanca interfixa
Na alavanca interfixa é o ponto de apoio que ocupa a posição entre os outros dois elementos.
O alicate para cortar unhas, o pé de cabra e o martelo para retirar pregos são exemplos de instrumentos que se baseiam na alavanca interfixa.
Exemplos de alavancas interfixas.
Alavanca interpotente
A alavanca é interpotente quando a força potente está localizada na posição central.
O pegador de gelo, a pinça e alguns tipos de pegadores de salada são instrumentos que se baseiam no funcionamento da alavanca interpotente.
Exemplos de alavancas interpotentes.
Alavanca inter-resistente
A alavanca é inter-resistente quando a força resistente se localiza entre a força potente e o ponto de apoio.
Alavanca inter-resistente.
O quebrador de nozes, o carrinho de mão e o abridor de garrafas são exemplos de alavancas inter-resistentes.
Exemplos de alavancas inter-resistentes.
Polias
As polias e as alavancas são exemplos de máquinas simples porque mudam a direção da força e multiplicam (ou dividem) seus efeitos. Em uma das extremidades da corda da da polia ou roldana fixa, aplica-se a força motriz e, na outra, a resistência. Na polia móvel, uma das extremidades da corda é presa a um suporte fixo e, na outra, aplica-se a força motriz; a resistência é aplicada no eixo da polia. O uso de polias é comum em equipamentos das academias de ginástica.
A combinação de engrenagens também é utilizada para alterar a frequência de rotação, como nos relógios mecânicos. Nesse caso, o objetivo de funcionamento não é o mesmo de uma máquina simples.
Plano inclinado
Excetuando-se os parafusos, o plano inclinado é atualmente pouco utilizado em máquina simples. As empilhadeiras e os elevadores hidráulicos exercem a mesma função com mais eficiência.
A polia, também conhecida por roldana, é um disco rígido que gira em torno de um eixo fixo e na qual pela borda passa uma corda. Em uma das extremidades da corda se prendem as cargas que se quer elevar e na outra extremidade o operador aplica a força necessária para sustentar a carga. A polia não permite diminuir a força que se aplica, mas, sim, mudar o sentido da força aplicada. Utilizando uma polia para elevar um objeto, faz-se força para baixo, o que é mais cômodo.
As polias também podem funcionar associadas, sendo algumas móveis e outras fixas. Na ilustração ao lado, são três polias móveis (2, 3 e 4) e uma fixa (1). Cada polia móvel divide por dois a força necessária para sustentar o peso, de modo que, no exemplo da figura, a pessoa exerce uma força oito vezes menor para sustentar o objeto do que o peso dele.
Essas máquinas não nos permitem economizar energia. No caso das polias da figura, por exemplo, para elevar o peso a uma altura de 1 metro, será necessário puxar 8 metros de corda. Dessa forma, faz-se pouco esforço físico em uma distância maior; se o peso fosse elevado diretamente, sem o uso das polias, seria feito grande esforço físico em uma distância menor. Contudo, a energia despendida no processo será a mesma nos dois casos.
Assim como a associação de polias, a combinação de engrenagens também reduz o esforço necessário para realizar uma ação. Um exemplo dessa combinação de engrenagens é o da coroa e da catraca de bicicletas de marchas. Se combinarmos, por exemplo, a menor coroa com a maior catraca, faremos pouco esforço físico, mas pedalaremos muito e andaremos devagar. Se, ao contrário, combinarmos a maior coroa com a menor catraca, faremos grande esforço físico, mas, a cada pedalada, a bicicleta percorrerá uma distância bem maior do que se estivéssemos usando a combinação anterior.
O plano inclinado é uma superfície plana cujas bordas de início e fim estão em diferentes alturas. Essa máquina proporciona a vantagem de reduzir a força necessária para se elevar um objeto quando é arrastado pelo plano inclinado se comparada à força necessária para movê-lo verticalmente. Da mesma forma que ocorre com o sistema de polias móveis, não há ganho de energia, pois é necessário aplicar a força reduzida por uma distância maior.
É provável que planos inclinados tenham sido utilizados na construção das grandes pirâmides do Egito.
Embora não pareçam, os parafusos funcionam com o mesmo princípio do plano inclinado, uma vez que, para rosqueá-los, é necessário dar várias voltas em vez de introduzi-los diretamente, como um prego. Assim, também substituímos força por distância.
A cunha é outro tipo de máquina simples. Sua forma é de um prisma triangular e agudo em um dos lados, permitindo converter a força aplicada a ela em forças perpendiculares às superfícies inclinadas, ou seja, serve para romper materiais.
Nas cunhas, uma força vertical para baixo produz forças perpendiculares às superfícies inclinadas da cunha.
As cunhas podem ser utilizadas para romper objetos.
O machado é um exemplo da aplicação do princípio da cunha, assim como as lâminas de uma tesoura ou de uma faca. As cunhas são usadas há muito tempo, como podemos observar no artefato pré-histórico mostrado ao lado.
Enfatize que apesar de as cunhas serem associadas a trabalhos mais árduos, como o uso de machados para cortar lenha e de picaretas para quebrar pisos as facas também são cunhas. Ressalte que máquinas mais modernas ainda utilizam máquinas simples, como é o caso de uma britadeira, cuja ponta é uma cunha.
Em relação à questão 2, explique que o instrumento tem braços bem maiores do que o das garras. Isso por que a força que se deve aplicar para se cortar um cabo metálico é muito maior do que a força aplicada pelo operador nos braços do instrumento.
Na questão 4, cada polia móvel divide por dois a força necessária para sustentar, e a polia fixa não muda o valor da força, apenas a direção.
Os historiadores ainda não tem uma resposta definitiva de como foram construídos e transportados os moais da Ilha de Páscoa. Certamente foram utilizadas algumas das máquinas simples, como as estudadas.
1 | Classifique os tipos de alavanca mostrados nas imagens a seguir em: inter-resistente, interpotente ou interfixa.
(a) inter-resistente
(b) interpotente
(c) inter-resistente
(d) interfixa
(e) inter-resistente
2 | Observe a imagem ao lado de um cortador de cabos metálicos. Na sua opinião, por que os braços dele são tão longos?
Espera-se que os estudantes percebam que é necessária uma força de grande intensidade para cortar cabos metálicos.
3 | As fotos abaixo mostram um instrumento pré-histórico e um moderno. Ambos são exemplos de qual máquina simples? Ambos são exemplos de cunhas.
4 | Se os objetos sustentados pelas pessoas nas figuras têm peso P, qual é a força que cada pessoa está exercendo para mantê-los suspensos?
(a) P
(b) P/4
(c) P/2
UNIDADE 1 — Matéria e energia 18
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
5 | Qual é a vantagem de se utilizar o plano inclinado para mover objetos? Registre sua explicação no caderno.
A sua utilização reduz a força necessária para se elevar um objeto quando comparada à força necessária para movê-lo verticalmente.
6 | Observe a imagem do cortador de unhas a seguir. Descreva em seu caderno onde ele apresenta a associação de uma alavanca inter-resistente com duas alavancas interpotentes.
A parte superior do cortador é uma alavanca inter-resistente. A parte inferior é constituída de duas alavancas interpotentes.
Temperatura e calor
Temperatura
Após a construção de instrumentos, como os termômetros, foi possível medir a temperatura independentemente da sensação que cada pessoa possa ter – embora isso não resolva a discussão de o dia estar quente ou frio!
Nos termômetros, utilizam-se algumas propriedades de substâncias que variam quando a temperatura também se modifica, estabelecendo uma relação entre essas variações. Por exemplo, para a maioria dos líquidos seu volume aumenta quando a temperatura deles aumenta.
Há termômetros que utilizam a variação do volume de líquidos, como o álcool e o mercúrio, para medir as temperaturas. Como podem ser utilizados com diferentes finalidades, apresentam particularidades entre si, mas todos medem a temperatura por meio da variação de volume do líquido.
kzww/Shutterstock.com Busurmanov/Shutterstock.com MaxCab/Shutterstock.com
Na questão 6, ajude os estudantes a entender as aplicações das alavancas no cortador de unhas. A parte superior do cortador é uma alavanca inter-resistente, pois a força de ação é aplicada em uma extremidade e o ponto de apoio é a extremidade oposta, com a força resistente entre ambos.
A parte inferior é constituída de duas alavancas interpotentes, sendo que, em uma delas, a força da alavanca superior é aplicada entre o ponto de apoio e o ponto onde atua a força resistente.
Máquinas e calor CAPÍTULO 1 19
FA (seta)
Parte inferior do cortador de unhas.
Chame a atenção dos estudantes para o fato de o cortador de unhas ser um instrumento de uso corriqueiro que utiliza os conceitos físicos.
Temperatura
Enfatize para os estudantes o porquê de ser necessário o uso de termômetro para medir temperaturas. Assim como outros instrumentos de medida, o termômetro não depende da sensibilidade da pessoa que a mede. Em Ciências, é importante padronizar as medidas, e o termômetro é um desses casos.
De acordo com determinação da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), a partir de 1o de janeiro de 2019, foi proibida a fabricação, importação e comercialização dos termômetros que utilizam coluna de mercúrio para o diagnóstico em saúde. Esta proibição se deve à Convenção de Minamata, assinada pelo Brasil e por mais 140 países em 2013, cujo objetivo é eliminar o uso de mercúrio em diferentes produtos, como baterias, lâmpadas e equipamentos para saúde.
Veja a nota da Anvisa sobre esse assunto no link: http://antigo.anvisa.gov.br/resultado-de-busca?p_p_ id=101&p_p_lifecycle=0&p_p_ state=maximized&p_p_mode=view&p_p_col_id=column-1&p_p_col_ count=1&_101_struts_action=%2Fasset_publisher%2Fview_content&_101_ assetEntryId=5222296&_101_ type=content&_101_groupId=219201&_101_urlTitle=uso-de-mercurio-esta-proibido-em-produtos-para-saude&inheritRedirect=true (acesso em: 29 ago. 2022).
Explique à turma que, apesar disso, não está proibido o uso desses termômetros em outras atividades, como nos laboratórios de pesquisa.
PA FR (seta) 19
A escala Fahrenheit era utilizada nos Estados Unidos e em alguns outros países. Essa escala não faz parte do Sistema Internacional de Unidades (SI) e, por isso, está caindo em desuso.
Nessa escala, o ponto em que o gelo sofre fusão corresponde a 32 °F, e a temperatura em que a água ferve corresponde a 212 °F. Ao definir sua escala, Fahrenheit adotou esses valores pouco usuais, e não os valores 0 e 100, para temperaturas de fusão do gelo e ebulição da água, respectivamente. Como no Brasil é utilizada a escala Celsius, os valores da escala Fahrenheit para os pontos de fusão do gelo e ebulição da água parecem-nos incomuns.
Como as escalas têm pontos de referência diferentes, elas associam valores numéricos diferentes para a mesma temperatura, o mesmo ocorre para a medida de distância em metros ou em passos: a distância é a mesma, mas os valores de cada medida são diferentes. Por exemplo, a temperatura normal do corpo humano, em torno de 36,5 °C, corresponde a, aproximadamente, 98 °F.
A relação matemática entre as escalas Celsius e Fahrenheit usada para transformar temperaturas é:
TT cF 5 32 9 sendo TC a temperatura em graus Celsius e TF a temperatura em graus Fahrenheit. Estas informações podem ilustrar sua aula ou esclarecer a dúvida de algum estudante que já tenha ouvido falar dessa escala.
O termômetro mostrado na figura ao lado utiliza a variação do comprimento de duas lâminas de metais diferentes, que são unidas entre si e enroladas em forma de espiral ou hélice, sendo uma das extremidades fixa. Devido à diferença de variação do comprimento entre os metais quando ocorre variação da temperatura, a extremidade livre gira de forma proporcional à temperatura registrada.
Existem termômetros que utilizam outras propriedades de substâncias que variam com a temperatura, como resistência elétrica, cor, entre outras.
Os termômetros são dotados de uma escala termométrica, que é uma sequência de números associada às temperaturas. A escala termométrica utilizada no Brasil e na maioria dos países é a escala Celsius, criada pelo sueco Anders Celsius (1701-1744).
Para criar sua escala, Celsius escolheu a temperatura de dois fenômenos físicos – fusão do gelo e ebulição da água – para marcar dois pontos em sua escala. À temperatura em que o gelo se funde, ele denominou 0 °C (lê-se: zero grau Celsius) e à temperatura em que a água ferve 100 °C (lê-se: cem graus Celsius), ambos à pressão atmosférica do nível do mar (1 atm). O intervalo entre essas duas temperaturas ele dividiu em 100 partes iguais, cada uma correspondendo a 1 °C. Essa escolha é arbitrária, pois seria possível associar qualquer valor (ou divisão de partes na escala) a essas temperaturas.
Quando se mede a temperatura de um objeto, faz-se uma avaliação de quanto estão agitadas, em média, as partículas que compõem esse objeto: quanto maior for a temperatura, maior será o grau de agitação de suas partículas. Assim, em um bloco de ferro a 150 °C, as partículas apresentam um grau maior de agitação do que quando ele está a 20 °C.
Maior temperatura
Menor temperatura
Grau de agitação das moléculas
Diferentes graus de agitação das partículas em diferentes temperaturas.
Grau de agitação das moléculas
Como a temperatura de um objeto está relacionada com o grau de agitação das suas partículas, seria lógico esperar que a temperatura 0 °C correspondesse à inexistência de agitação, ou seja, as partículas estariam paradas. No entanto, sabemos que existem temperaturas negativas, e não há como imaginar algo menos agitado do que aquilo que está parado.
Na verdade, os valores da escala Celsius não representam a relação direta entre o grau de agitação e o número a ele associado, isto é, zero grau não significa agitação zero. Por isso, as temperaturas indicadas na escala Celsius são chamadas de temperaturas relativas.
O físico inglês William Thomson (1824-1907), conhecido como lorde Kelvin, construiu uma escala em que o 0 (zero) corresponde à temperatura mais baixa possível no Universo, denominada zero kelvin ou zero absoluto e que é equivalente a – 273 °C. Esse valor foi obtido teoricamente e é a temperatura em que todas as partículas de um corpo estão sem agitação.
Como Thomson construiu sua escala fundamentada na de Celsius, a transformação dos valores de uma para outra é muito simples, bastando somar 273 à temperatura na escala de Celsius para obter a temperatura na escala de Kelvin. Matematicamente, a relação é:
TK = TC + 273
sendo TK a temperatura na escala Kelvin e TC a temperatura em graus Celsius. Por exemplo, a temperatura de 25 °C corresponde a 298 K (lê-se 298 kelvin), pois 25 + 273 = 298.
Trabalhe com os estudantes a relação entre temperatura e cores. Questione-os a respeito de sua percepção sobre o tema. Eles sentem que algumas cores “passam” uma sensação de frio? E de calor? Estimule-os a refletir sobre isso. Esse trabalho pode ser realizado em conjunto com o professor de Arte, pois se relaciona com a Competência específica 1 de Arte para o Ensino Fundamental: Competência específica de Arte para o Ensino Fundamental: 1. Explorar, conhecer, fruir e analisar criticamente práticas e produções artísticas e culturais do seu entorno social, dos povos indígenas, das comunidades tradicionais brasileiras e de diversas sociedades, em distintos tempos e espaços, para reconhecer a arte como um fenômeno cultural, histórico, social e sensível a diferentes contextos e dialogar com as diversidades.
Quente e frio podem ter significados diferentes dos que representam em Ciências. Em pintura e decoração, por exemplo, fala-se em “cores quentes” e “cores frias”. Nesse sentido, as palavras “quente” e “fria” estão sendo usadas com significados diferentes daqueles da Física, não estando ligadas às temperaturas das cores nos quadros, mas às sensações que elas transmitem.
As cores vermelha, amarela e alaranjada são exemplos de cores quentes. Já as cores azul, verde e violeta são exemplos de cores frias.
Expansão repertório de
Calor
Explique aos estudantes que, neste caso, a palavra “corpo” não tem o significado de corpo humano. No contexto de temas da Física, essa palavra é usada de forma genérica para ser referir ao objeto de estudo seja ele um copo com água, uma chapa de metal ou qualquer outro objeto.
Embora a unidade de medida de calor no Sistema Internacional (SI) de Unidades seja o joule (J) por razões históricas, muitos livros ainda usam a unidade caloria, cujo símbolo é cal, e equivale a aproximadamente 4,18 J. No entanto, o uso dessa unidade para energia é formalmente desaconselhado pelo Escritório Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), órgão que regulamenta o uso internacional das unidades de medida. Optamos por utilizar a unidade do SI, o joule.
Reprodução da pintura Noite estrelada sobre o Ródano (1888), de Vincent van Gogh. Óleo sobre tela, 72,5 cm × 92 cm. Museu de Orsay, em Paris (França).
Reprodução da pintura Os girassóis (1888), de Vincent van Gogh. Óleo sobre tela, 92,1 cm × 73 cm. Galeria Nacional de Londres (Inglaterra).
Grandes pintores, como Pablo Picasso (1881-1973), passaram por períodos, ou as chamadas fases, nos quais houve predomínio de certa cor em suas obras. A fase azul de Picasso ocorreu entre 1901 e 1904.
1 | Faça uma pesquisa das obras de Picasso e, no caderno, relate o que esse artista associava à cor azul.
A fase azul nas pinturas de Picasso foi associada por ele à tristeza, dor, miséria e melancolia, após a morte de seu amigo e pintor Carlos Casagemas (1881-1901).
2 | Cite uma ou duas obras do artista durante essa fase azul.
Quando queremos variar a temperatura de um corpo, o colocamos em contato com uma região ou com um corpo com temperatura mais baixa ou mais alta do que a dele. Assim, colocamos, por exemplo, um recipiente com café sobre a chama do fogão para aquecê-lo e usamos gelo para resfriar um suco.
Ao colocarmos em contato corpos com diferentes temperaturas, a tendência é que, depois de certo tempo, eles fiquem com a mesma temperatura. Nessa situação, dizemos que os corpos atingiram o equilíbrio térmico. Podemos imaginar, então, que algo foi transferido de um corpo para outro, de forma que um deles recebeu algo e outro perdeu, até que a temperatura de ambos se tornasse a mesma.
O que é transferido de um corpo para outro é uma forma de energia denominada energia térmica, ou simplesmente calor, e a causa dessa transferência é a diferença de temperatura: o corpo de maior temperatura cede energia ao de menor temperatura até que elas fiquem iguais. Nesse caso, a transferência de energia térmica é sempre espontânea.
Como o calor é uma forma de energia, sua unidade de medida no Sistema Internacional é a mesma das outras formas de energia, o joule (J).
UNIDADE 1 — Matéria e energia 22
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Veja a utilização das cores nas reproduções das pinturas de Vincent van Gogh (1853-1890).
No fim do século XVIII, os cientistas explicavam o equilíbrio térmico supondo a existência de uma substância chamada calórico: os corpos quentes teriam maior quantidade dessa substância do que os corpos frios. Desse modo, quando dois corpos eram colocados em contato, o corpo mais quente cederia parte de seu calórico ao corpo mais frio, até que ambos ficassem com a mesma temperatura.
Essa teoria foi bem-sucedida para a explicação de vários fenômenos e só foi abandonada quando alguns fatos experimentais mostraram que ela apresentava falhas.
Uma evidência de que o calor não era uma substância foi apresentada em 1798 pelo norte-americano Benjamin Thompson (1753-1814), ou conde Rumford. Sua descoberta ocorreu durante os trabalhos de perfuração de blocos metálicos para a fabricação de canhões. Para que os materiais não se aquecessem de forma exagerada, colocava-se água durante a perfuração.
Admitia-se que, ao fragmentar o metal, ele perdia a capacidade de reter o calórico, que se transferia para a água, fazendo-a ferver. Assim, enquanto um corpo, como o bloco de metal, continuasse íntegro, sem se fragmentar, não perderia seu calórico. No entanto, Thompson percebeu que a água continuava a ferver mesmo quando as ferramentas, embora continuassem em movimento, já não fragmentavam o metal dos canhões por terem perdido o corte. Desse modo, se aquela teoria fosse correta, o calórico não podia ser liberado sem a fragmentação do metal e, consequentemente, a água não deveria ferver.
Após analisar cuidadosamente o que ocorria, Thompson concluiu que a única fonte de calor possível, naquelas circunstâncias, era o movimento.
É interessante observar que ainda hoje, mesmo sabendo que o calor não é uma substância, continuamos a dizer que algo é transferido de um corpo para outro.
Releia o último parágrafo do texto acima e responda às questões a seguir.
1 | O que poderia ser transferido entre dois corpos em contato e com temperaturas inicialmente diferentes? O calor pode ser transferido de um corpo a outro com temperatura diferente quando em contato.
2 | O que ocorreria com as temperaturas desses corpos após a transferência citada na questão anterior? O corpo com maior temperatura inicial teria sua temperatura diminuída e o outro, que, inicialmente, apresentava a menor temperatura, teria sua temperatura aumentada.
Um dos aspectos da ciência é o fato de ser possível progredir com base em hipóteses que, posteriormente, demonstram serem falsas, mas que, sem elas, seria impossível aproximar-se de explicações melhores. Além, do calórico – uma tentativa de explicar as trocas de calor –, outras hipotéticas substâncias foram imaginadas, entre elas: o flogisto foi proposto no século XVII para explicar as reações químicas; no século XIX, o éter foi considerado o meio que permeava o espaço interplanetário no qual a luz se propagava.
Existem muitas situações do cotidiano em que a condução de energia térmica está presente. Após a explicação do conceito de condução térmica, peça aos estudantes que citem situações reais em que esse fenômeno aparece. Algumas possibilidades: ao colocar a mão em uma barra de gelo ou no cabo de panela quente; ao usar a caixa de isopor para reduzir significativamente a condução térmica; ao encostar em colher metálica que está em água fervente; ao utilizar a colher de pau na culinária que não esquenta por não conduzir calor; ao aplicar gelo em contusões para amenizar o inchaço local; entre outros.
A energia térmica pode se propagar de um ponto para outro de três maneiras: condução, convecção e irradiação.
Na condução, a energia térmica é transmitida de uma partícula para as partículas vizinhas no interior do objeto, como na situação seguinte: se colocarmos a extremidade de uma barra metálica em contato com uma chama e segurarmos a outra extremidade, logo perceberemos, pelo tato, que a região que estamos segurando se aquece.
As partículas do material da barra que estão em contato direto com a chama recebem a energia e, em seguida, transmitem-na às partículas vizinhas. Estas, por sua vez, transferem-na às próximas, e assim sucessivamente, até atingir a extremidade oposta da barra. maior temperaturamenor temperatura
Transferência de calor por condução em uma barra metálica.
Nem todos os corpos conduzem a energia térmica da mesma forma. Os metais são bons condutores de calor, mas a baquelita, por exemplo, é um mau condutor. Por isso, alguns utensílios de cozinha metálicos têm seus cabos feitos de baquelita, para não queimarmos nossas mãos ao pegá-las.
O cabo da frigideira é feito de baquelita, material que é mau condutor de calor. Baquelita (ou baquelite): resina sintética e plástica, de vários tipos, usada para diferentes finalidades, como na fabricação de pentes, estojos, caixas de rádio etc.
O ar é outro exemplo de mau condutor de energia térmica. Nos dias frios, por exemplo, as aves eriçam suas penas, mantendo uma camada de ar entre elas, a fim de diminuir a perda de calor para o ambiente.
Pombos com as penas eriçadas para se proteger da baixa temperatura ambiente.
Materiais bons e maus condutores de calor Nesta atividade, você poderá verificar materiais que são bons e maus condutores de calor utilizando objetos do cotidiano, além de verificar qual é o fluxo que o calor segue.
Material:
• 1 recipiente com cerca de 15 cm de altura e 12 cm de diâmetro
• 1 colher de pau
• 1 colher metálica (de tamanho semelhante ao da colher de pau)
• gelo suficiente para encher 3/4 do recipiente
Procedimentos
A. Coloque o gelo no recipiente. Em seguida, coloque a colher de pau e a metálica no gelo, de modo que uma das extremidades de cada colher fique fora do gelo.
B. Deixe as colheres por 5 minutos no gelo. Após o tempo de espera, toque na extremidade livre de ambas e anote a sensação térmica que você teve.
C. Toque na extremidade que estava submersa no gelo e anote a sensação térmica que você teve.
Responda
1 | Após a primeira medição, você percebeu diferença entre a sensação térmica que teve ao tocar as duas colheres? Explique.
Sim, a colher metálica parece mais fria. Como o metal é melhor condutor de calor, a extremidade da colher metálica esfria mais rapidamente.
2 | Desenhe as duas colheres e identifique a parte que estava no gelo e a parte que estava livre. Em seguida, indique o sentido do fluxo de calor com base nas medições que você efetuou. A extremidade que estava em contato com o gelo estava mais fria. O calor flui do ponto de maior temperatura para o de menor temperatura.
3 | Quando construímos uma casa escolhemos o tipo de piso, que pode ser de madeira, cerâmica, entre outros. Pensando no experimento que você acabou de realizar, explique a diferença que pode ser percebida em relação à condução de calor entre um piso de cerâmica e um de madeira.Resposta pessoal.
O objetivo desta atividade experimental é possibilitar aos estudantes a percepção de que há materiais que conduzem melhor o calor do que outros.
Quando se segura um objeto constituído de material metálico e um de material isolante, mesmo que ambos estejam à mesma temperatura, tem-se a impressão de que o objeto metálico está a uma temperatura menor. Isso ocorre porque o calor transfere-se mais rapidamente da nossa mão para o objeto metálico, pois o metal é bom condutor de calor.
O que se pretende nesse experimento é trazer aos estudantes uma situação diferente: eles verificarão que a temperatura da extremidade da colher metálica é realmente menor do que a da extremidade da colher de madeira. Para mostrar essa diferença, pode-se ter uma segunda colher metálica que fique sempre à temperatura ambiente, assim os estudantes poderão comparar a temperatura de ambas e perceber que, ao tocá-las, a temperatura da colher que foi colocada no gelo está muito mais fria.
Procure realizar esse experimento na sala de aula, o que possibilitará discutir esse e outros detalhes enquanto o experimento está sendo realizado. Caso isso não seja possível, oriente os estudantes para que realizem o experimento em casa, com a ajuda de um adulto.
A convecção explica a transferência de calor por movimentação de matéria, o que impede os sólidos de trocarem calor por esse processo.
Para ilustrar o processo de convecção, discuta com os estudantes o motivo de o aparelho de ar-condicionado ser mais eficiente quando colocado próximo ao teto da sala, enquanto o aquecedor funciona melhor no piso.
O ar resfriado pelo ar-condicionado torna-se mais denso e tende a descer para o piso, enquanto o ar mais quente próximo ao piso tende a subir, criando um fluxo de ar que se mantém continuamente, o que facilita o processo de resfriamento do ambiente.
Para o aquecedor, o princípio é o mesmo, mas a ação convectiva é produzida de forma inversa.
Moléculas quentes Moléculas frias
Enquanto na condução a energia térmica é transmitida através do objeto, com as partículas permanecendo em suas posições, na convecção são as próprias partículas que se deslocam para transportar energia de um lugar para outro, ou seja, há deslocamento de matéria.
Quando aquecemos água em uma panela sobre a chama de um fogão, a água da parte inferior da panela recebe a energia térmica, aquece, fica com menor densidade e, por isso, desloca-se para as regiões superiores da panela. Por sua vez, a água que estava na parte de cima, por estar ligeiramente mais fria e mais densa do que a de baixo, desce, recebe energia e reinicia o ciclo.
A convecção é um processo de propagação de calor que ocorre apenas nos líquidos e nos gases, pois neles as partículas têm liberdade para se deslocar pelo espaço. Como nos sólidos as partículas não podem se deslocar pelo objeto, não há como a energia térmica se propagar pelo processo de convecção nesses materiais.
Glossário
Onda eletromagnética: classe de onda que não precisa de um meio material para se propagar. A luz é um exemplo de onda eletromagnética.
Vácuo: espaço onde não existe matéria.
Outra maneira de a energia térmica se propagar é por irradiação, quando ela é transmitida por meio de ondas eletromagnéticas. É por meio desse processo que a energia solar chega até a Terra ou, quando próximo de uma fogueira, sentimos o calor em nosso rosto.
Enquanto na condução e na convecção é necessário um meio material para a energia térmica se propagar, a irradiação é a única maneira de a energia térmica se propagar no vácuo, isto é, na ausência de meio material.
A propagação da energia térmica pode ocorrer no vácuo por meio da irradiação.
Os painéis coletores de energia solar utilizados para aquecimento de água captam energia por meio dessa forma de transmissão do calor. O painel coletor recebe calor por irradiação, que é transferido por convecção para a água contida no reservatório, permitindo que a água fria seja aquecida e distribuída para o consumo na residência.
Explore a imagem do coletor no sistema de aquecimento solar. Explique aos estudantes que são aquecedores solares, cujo objetivo é coletar a energia solar para aquecimento de água.
Chame a atenção deles para que não confundam esses equipamentos com os geradores solares, nos quais a energia solar é transformada diretamente em energia elétrica.
Sistema com painéis de aquecimento solar e reservatório.
Em muitas situações, mais de um processo de propagação da energia térmica pode ocorrer ao mesmo tempo. Por exemplo, quando aquecemos uma panela com água em uma chama, ocorrem simultaneamente a condução, a convecção e a irradiação.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
1 | Observe a fotografia abaixo.
Guas/Shutterstock.com
Os três mecanismos de propagação da energia térmica podem ocorrer simultaneamente.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Termômetro de álcool colorido.
Qual é o princípio de funcionamento desse termômetro? Resposta no Manual do Professor.
2 | Uma pessoa disse que visitou uma cidade onde a temperatura era tão baixa que chegava a – 300 °C. Essa afirmação está correta? Justifique.
Não, pois a menor temperatura possível no Universo é – 273 °C ou zero kelvin.
3 | Dois objetos foram colocados em contato. Qual é a condição necessária para que haja fluxo de calor espontâneo entre eles? Até quando esse fluxo de calor se mantém?
Para que ocorra fluxo de calor espontâneo entre os objetos é necessário que suas temperaturas sejam diferentes. Assim, o fluxo se mantém até que ambos atinjam a mesma temperatura.
4 | Durante o inverno, é comum usarmos roupas de lã, por exemplo.
a. Qual é a função dos agasalhos que usamos quando sentimos frio? Justifique.
b. A lã é um bom ou um mau condutor de calor? Justifique.
A lã é um bom isolante térmico, ou seja, um mau condutor, porque é capaz de reter pequenas quantidades de ar ao fazer parte de uma trama. E o ar confinado nessa trama é um dos mais eficientes isolantes.
5 | Para derreter mais rapidamente um bloco de gelo, uma pessoa o envolveu em um cobertor. Ela teve êxito em sua tarefa? Justifique.
Não, porque o cobertor é um bom isolante térmico e, por isso, diminui o fluxo de calor do ambiente para o bloco de gelo, retardando o derretimento.
4.a) O agasalho é usado em dias mais frios para isolar nosso corpo das baixas temperaturas externas, durante o inverno, diminuindo consideravelmente a transmissão de calor do corpo para o ambiente.
Utilize as questões propostas na seção Expansão de repertório como fechamento dos temas temperatura, calor e transferência de calor. Peça aos estudantes que se reúnam em pequenos grupos e respondam às questões. Circule pelos grupos ajudando-os a respondê-las. Depois de respondidas as questões, ´rp´pmja uma apresentação geral para que eles compartilhem as respostas e explicitem as dúvidas que por ventura encontraram. Rediscuta os temas nos quais surgiram dificuldades de entendimento.
Relação entre quantidade de calor, massa e variação de temperatura
Na prática, é difícil medir a quantidade de calor que um objeto absorve ou perde. Dessa forma, trabalhamos no texto uma grandeza auxiliar, oculta, que é a potência fixa da fonte de calor, ou seja, a quantidade de calor que é fornecida por essa fonte por unidade de tempo, o que permite relacionar a quantidade de calor com o tempo de aquecimento.
Outras aproximações subentendidas dizem respeito à perda de calor para o ambiente e ao calor absorvido pelo recipiente, que não foram consideradas no texto. Assim, assume-se que todo o calor fornecido pela fonte é absorvido apenas pela água e que ela não perde calor para o ambiente.
Vimos anteriormente que as trocas de calor ocorrem quando dois objetos com temperaturas diferentes são colocados em contato. A seguir, vamos estudar quais são as consequências dessa troca de calor entre os objetos.
O efeito mais perceptível quando fornecemos energia térmica a um objeto é a variação de sua temperatura. No entanto, a mesma quantidade de energia térmica pode causar diferentes variações de temperatura em diferentes objetos.
Quando aquecemos certa quantidade de água utilizando a chama de um fogão, quanto maior for o aumento de temperatura desejado, maior será o tempo que a água precisa ficar sobre a chama. Isso significa que o aumento de temperatura depende da quantidade de energia térmica que é fornecida para aquela massa de água, pois quanto mais tempo a água ficar sobre a chama, maior será quantidade de energia térmica fornecida para ela.
Se realizássemos um experimento em que fosse medida a quantidade de energia térmica recebida por certa massa de água, associada à consequente variação de sua temperatura, constataríamos uma proporcionalidade entre os valores obtidos. Assim, se uma dada quantidade de energia térmica absorvida pela água (por exemplo, 300 joules) causa certa variação de temperatura (por exemplo, 2 °C), ao dobrar a quantidade de energia absorvida (600 joules), a variação de temperatura também dobrará (4 °C). Se triplicar a quantidade de energia térmica absorvida (900 joules), a variação de temperatura também triplica (6 °C), e assim sucessivamente. Veja essa relação no gráfico a seguir.
Dentro de certo intervalo de temperatura, quanto mais tempo a água ficar sobre a chama, maior será a variação de sua temperatura.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Isso significa que essas grandezas são diretamente proporcionais, ou seja, ao modificar o valor de uma delas, a outra varia na mesma proporção.
Voltando à água aquecida pela chama do fogão, um aumento na quantidade de água implica um tempo maior para obter o mesmo aquecimento, ou seja, é necessário fornecer mais energia térmica.
Vamos fazer uma análise semelhante à que fizemos com relação à variação de temperatura, mas mudando a massa de água. Se certa quantidade de energia térmica (por exemplo, 210 J) faz determinada massa de água (por exemplo, 10 g) variar a temperatura em 5 °C, para o dobro da massa de água (20 g), a quantidade de energia necessária também será o dobro (420 J) para a mesma variação de temperatura. Se triplicar a massa de água (30 g), a quantidade de energia necessária para variar os mesmos 5 °C será o triplo (630 J).
Não se limite aos exemplos do texto. Discuta com os estudantes outras situações em que a quantidade de calor depende da variação de temperatura. Assim, problematize com uma situação hipotética: Um litro de água demora 5 minutos para passar de 20 °C para 25 °C, então quanto tempo demora para aquecer um litro de água que está a 20 °C para 30 °C, na mesma fonte de calor? E se fosse de 50 °C para 60 °C?
Essa análise é uma aproximação, pois a quantidade de calor que determinada quantidade de água necessita absorver para aumentar sua temperatura, por exemplo, em 5ºC, depende não só da variação, mas também do valor da temperatura. No entanto, nesse nível de ensino, não há necessidade de se levar o tema a esse nível de detalhes.
O que se deseja que os estudantes compreendam é que aumento de temperatura depende da quantidade de energia térmica fornecida para determinada massa de água. Se aumentarmos a massa de água, será necessária uma quantidade maior de energia térmica para que ocorra o mesmo aquecimento; e, se desejarmos um aumento maior de temperatura, também será preciso mais energia térmica, e a água precisará ficar mais tempo sobre a chama.
Quanto maior a quantidade de água, maior será o tempo de aquecimento para se obter a mesma variação de temperatura, supondo que a chama forneça sempre a mesma quantidade de energia por unidade de tempo. A quantidade de água do recipiente na situação (A) é menor do que na situação (B), portanto o intervalo de tempo para que ocorra a mesma variação de temperatura em ambos os casos é menor em (A) do que em (B). (B)
O valor do calor específico é uma das características das substâncias, já que é diferente para cada uma delas. Dessa forma, se for definido o calor específico de uma amostra, pode-se determinar qual é a substância dessa amostra, por meio do valor encontrado.
Vale ressaltar que o valor do calor específico de uma substância não é constante; ele varia com a temperatura. Como exemplo, pode-se citar que a caloria foi definida como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água de 14,5 °C para 15,5 °C. Isso ocorre porque o calor específico da água não é o mesmo a 14,5 ºC e a 50 ºC, por exemplo. É por essa razão que anteriormente afirmamos que a quantidade de calor para aquecer a água depende não só da variação da temperatura como também do valor dela.
No entanto, a variação do calor específico com relação a temperatura é muito pequena e, novamente, afirmamos que não se justifica a inclusão desse fato em textos didáticos para este nível de ensino.
Com base nessas análises, conclui-se que a quantidade de energia térmica que um corpo deve absorver para aumentar a sua temperatura é diretamente proporcional tanto à variação de temperatura desejada quanto à massa do corpo que se deseja aquecer.
Essa conclusão também é válida quando se deseja resfriar um corpo, com a diferença que, em vez de receber energia térmica, o corpo deve perdê-la.
A quantidade de energia térmica que devemos fornecer a certa quantidade de água ou retirar dela depende de quanto queremos variar sua temperatura. Essa relação de proporcionalidade é válida também para outras substâncias, mas os valores envolvidos são outros. Isso significa que, para cada substância, mesmo com massa e quantidade de calor absorvidos iguais, existirá diferente variação de temperatura.
Por exemplo, se quisermos variar em 5 °C a temperatura de 30 g de alumínio, não necessitaremos de 630 J de energia, como foi para a água, mas, sim, apenas 145 J. Para 30 g de cobre, serão necessários aproximadamente 60 J. O gráfico a seguir representa essa situação.
Energia térmica absorvida (J)
Quantidade de energia necessária para aumentar em 5 ºC a temperatura de uma porção de 30 g de diferentes substâncias.
Assim, a quantidade de calor (Q) necessária para fazer variar a temperatura (t final - tinicial) de um objeto dependerá de sua massa (m) e da substância que o compõe. Essa dependência da substância é representada por um fator de proporcionalidade (c), que é específico para cada substância. Isso pode ser representado matematicamente como
Q = m ∙ c ∙ (t final − tinicial)
Na expressão, o fator c é a constante característica de cada substância, recebe o nome de calor específico e corresponde à quantidade de energia térmica necessária para fazer com que uma unidade de massa da substância varie sua temperatura em 1 grau.
1 —
Calor e variação de temperatura
Dois béqueres, um com 200 g de água e o outro com 200 g de óleo, foram aquecidos por meio de duas fontes que forneceram a mesma quantidade de calor por minuto.
Os líquidos foram aquecidos por 10 minutos e a correspondente variação de temperatura de cada líquido foi medida. Esse procedimento foi realizado cinco vezes e os valores obtidos registrados no quadro a seguir.
1 | Calcule a média da variação da temperatura para cada substância. Elas são iguais?
Para uma mesma quantidade de calor, a variação média de temperatura da água é menor: 5,9 °C para a água e 12,8 °C para o óleo.
2 | Como as massas e as quantidades de calor recebidas foram iguais, o que você considera que causou essa diferença?
Os calores específicos são diferentes.
3 | O que se pode concluir tendo como base as respostas anteriores?
Se massas iguais, mas de substâncias diferentes, receberem a mesma quantidade de calor, a variação de temperatura sofrida por elas pode ser diferente, ou seja, nessas condições, a variação de temperatura depende da substância.
As substâncias podem se apresentar em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. O que determina o estado em que a substância se encontra é a temperatura e a pressão a que estão submetidas.
A mudança de um estado físico para outro é mais um efeito associado à troca de calor entre corpos. Veja no esquema ao lado as possíveis mudanças de estado físico e suas nomenclaturas.
Mudanças de estado físico
fusão solidificação
Mantida constante a pressão, toda mudança de estado físico envolve ganho ou perda de energia térmica. Para passar de sólido para líquido ou deste para gasoso, é necessário que a substância absorva energia térmica. As mudanças inversas exigem que a substância libere energia térmica. Assim, além da variação de temperatura, a propagação de calor entre corpos pode provocar mudança de estado físico.
No entanto, enquanto ocorre uma mudança de estado físico, a temperatura da substância permanece constante, pois, nesse caso, a energia térmica altera a estrutura da ligação entre as moléculas da substância, sem aumentar o seu grau de agitação.
Para responder às questões da seção Ciências em ação, os estudantes precisarão mobiliar conhecimentos próprios da Matemática. Ajude-os a fazer os cálculos, se necessário. Esse trabalho também pode ser realizado em conjunto com o professor de Matemática. Esses conteúdos relacionam-se com a competência específica 6 de Matemática para o Ensino Fundamental:
Competência específica de Matemática para o Ensino Fundamental 6: Enfrentar situações-problema em múltiplos contextos, incluindo-se situações imaginadas, não diretamente relacionadas com o aspecto prático-utilitário, expressar suas respostas e sintetizar conclusões, utilizando diferentes registros e linguagens (gráficos, tabelas, esquemas, além de texto escrito na língua materna e outras linguagens para descrever algoritmos, como fluxogramas, e dados).
Embora não seja uma atividade experimental, a manipulação dos resultados obtidos em experimentos, como exemplificado, é um procedimento importante nas Ciências. Há cientistas que nunca realizam experimentos, pois trabalham analisando dados obtidos por outros cientistas. Comente esse aspecto da Ciência com os estudantes.
As mudanças de estado são influenciadas pela pressão exercida sobre a substância. Os estudantes ainda não dominam o conceito de pressão, portanto é necessário informá-los a respeito desse conceito.
A pressão é definida como a razão entre a intensidade da força aplicada perpendicularmente a uma superfície e a área dessa mesma superfície, mas não é necessário usar essa definição, apenas faça-os notar a diferença entre força e pressão.
Discuta com os estudantes o que ocorreria se eles segurassem um prego entre os dedos polegar e indicador, com a ponta do prego no dedo indicador e a cabeça no dedo polegar e o apertassem. Certamente eles reconhecerão que a ponta do prego furaria o dedo, mas a cabeça não. Isso ilustra o conceito de pressão, pois a mesma força é aplicada em áreas diferentes. Na área menor, a ponta do prego, a pressão é maior, provocando, assim, a lesão no dedo, enquanto na área maior, a cabeça do prego, a pressão é menor e não ocorre lesão. Pode-se questionar que a diferença acontece porque as forças aplicadas pelos dedos polegar e indicador podem ser diferentes. Para se contrapor a essa argumentação, questione o que ocorreria se o prego fosse invertido, com a ponta no polegar e a cabeça no indicador.
Em seguida, comente que há uma pressão exercida pela atmosfera sobre os objetos que estão nela imersos. Comente que essa pressão se deve ao peso dos gases da atmosfera. Dessa forma, quanto maior for a altitude do local, menor será a pressão exercida pela atmosfera, pois a quantidade de ar acima de um determinado local é menor.
sublimação evaporaçãocondensação
sublimaçãoOs elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Quando a substância do material muda de estado físico, a energia térmica recebida altera a configuração das partículas que compõem o material, em detrimento de seu estado de agitação. Por esse motivo, não ocorre mudança de temperatura durante as mudanças de estado.
Explore a imagem que mostra fumaça produzida em um show e comente que nem sempre o gelo-seco é utilizado para produzir esse efeito. Quando a fumaça condensa-se na parte inferior do palco, o gelo seco está sendo usado, pois o gás carbônico sublimado é mais denso que o ar. No entanto, geralmente deseja-se que a névoa espalhe-se pelo ambiente e, para isso, são utilizados equipamentos que vaporizam glicerina, aromatizada ou não.
Por exemplo, enquanto um bloco de gelo está se transformando em água líquida, a temperatura da mistura de gelo e água líquida permanece constante, mesmo recebendo energia térmica. Após a total fusão do gelo, se continuar o fornecimento de energia térmica, a temperatura da água resultante começará a subir.
A temperatura em que a água se solidifica, sob a pressão de 1 atm, é a mesma em que o gelo se funde, 0 °C. Isso não ocorre só com a água, mas com todas as substâncias. A temperatura em que uma substância muda de estado físico é sempre a mesma, independentemente do sentido da mudança, desde que a pressão seja a mesma. Assim, a temperatura de fusão de uma substância é a mesma da solidificação e a de ebulição é a mesma da liquefação.
As temperaturas de mudança de estado são próprias das substâncias, como mostra o quadro a seguir.
Temperaturas de mudança de estado físico de algumas substâncias sob a pressão de 1 atm Substância Temperatura de fusão (°C)Temperatura
ebulição (°C)
Fonte: GREF - Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. [Os materiais e as técnicas]. In : GREF. Leituras de Física : Física térmica, para ler, fazer e pensar. 3. ed. São Paulo: Instituto de Física da USP, 1998. Disponível em: http://www.if.usp.br/gref/termo/termo3. pdf. Acesso em: 18 maio 2022.
No entanto, mesmo em temperaturas próximas ao ambiente, ocorre transformação de água líquida em vapor. É por esse motivo que as roupas secam, quando colocadas em um varal, sem que a temperatura atinja os 100 °C.
Isso acontece porque existem diferentes formas de vaporização. Uma delas, a ebulição, é turbulenta, ocorre em toda a massa do líquido, que se encontra a uma mesma temperatura. Essa temperatura é própria de cada substância. A outra, a evaporação, é suave, ocorre lentamente, apenas na superfície do líquido e a qualquer temperatura. Por essa razão, falamos em temperatura de ebulição de uma substância e não de vaporização.
Algumas substâncias passam diretamente do estado sólido para o gasoso à pressão e temperatura ambiente, como o iodo, a naftalina e o gás carbônico. Este último é conhecido popularmente como gelo-seco, exatamente por não se transformar em líquido nas condições ambiente. A transformação de sólido em vapor recebe o nome de sublimação.
Uso de termos científicos no cotidiano
Leia o texto a seguir.
Calor pode ter recorde histórico no país
O Brasil pode ter um novo recorde histórico de calor nesta semana. Segundo a previsão do Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet), nesta segunda-feira (6) as cidades de Água Clara, em Mato Grosso do Sul, e em Nova Maringá, em Mato Grosso, alcançaram a marca de 44,6°C. O recorde histórico é 44,7°C e foi obtido em Bom Jesus do Piauí, em 21 de novembro de 2005.
CALOR pode ter recorde histórico no país. R7 Cidades, 6 out. 2020. Disponível em: https://noticias.r7.com/cidades/calorpode-ter-recorde-historico-no-pais-com-alerta-para-risco-de-morte-23082021. Acesso em: 18 maio 2022.
No título da notícia acima, o termo calor não está sendo utilizado de acordo com o conhecimento científico, pois no contexto da informação o termo correto deveria ser temperatura
“Os termos quente e frio são utilizados em arte para indicar as sensações induzidas pelas cores, e não com o sentido utilizado na Ciência.”
Na frase acima, “quente” e “frio” referem-se às sensações de calor e à ausência de calor, respectivamente, atribuídas às cores.
1 | Discuta em grupo: É importante o uso cientificamente correto de todos os termos no cotidiano? É aceitável a utilização de termos científicos com significados diferentes dos que são usados em Ciências? Cada campo de conhecimento utiliza os termos de acordo com definições próprias, que devem ser respeitadas. O uso de termos científicos no cotidiano é influenciado por muitos fatores; portanto, é aceitável o seu uso com significado diferente do científico.
A nossa pele é responsável por algumas das sensações que identificamos, como a dor, a pressão e as sensações de calor e frio. O fato de sentirmos frio se deve à perda de calor pelo corpo por meio da pele e a sensação provocada por isso é própria de cada pessoa. Além disso, a percepção que temos da temperatura ambiente não depende apenas da temperatura do ar.
Além da diferença de temperatura entre a pele e o ar, há outros fatores que influenciam na transferência de calor entre o corpo e o ambiente, como a umidade do ar e a velocidade do vento, e isso faz com que a percepção que temos da temperatura do ambiente seja diferente da temperatura real.
Essa percepção aparente é denominada sensação térmica.
Quando saímos de um banho de mar, do rio ou de uma piscina, é comum sentirmos um pouco de frio. Isso ocorre porque a evaporação da camada de água que recobre a pele retira grande quantidade de calor do corpo, provocando a sensação de frio. Como essa evaporação é intensificada pelo vento, quando expostos a ele, temos uma maior sensação de frio.
O propósito dessa seção é mostrar que as palavras têm significados diversos quando utilizadas em diferentes contextos. Dessa forma, não há, necessariamente, certo ou errado no uso de uma palavra. Ela pode ter um significado em ciências e outro no seu uso cotidiano.
Enfatize aos estudantes que a linguagem está sempre relacionada a determinado meio social, e é ele que estabelece os significados dos termos utilizados.
A sensação que uma pessoa tem da temperatura ambiente é pessoal e, portanto, não é possível estabelecer uma escala para essa medida. O significado de sensação térmica em Ciências é bem definido e pode ser calculado por meio de determinados parâmetros, como a umidade do ar e a velocidade do vento.
Utilize a calculadora indicada para mostrar aos estudantes que o aumento da umidade relativa do ar provoca a sensação de que a temperatura ambiente está mais alta do que a real, enquanto o aumento da velocidade do vento provoca a sensação de que a temperatura ambiente está abaixo da real.
Faça diversas simulações e mostre que, quanto maior for a temperatura, maior é o efeito da umidade do ar na sensação da temperatura; e quanto menor for a temperatura, maior é a influência da velocidade do vento na sensação térmica.
Para introduzir o tema “dilatação”, retome o conceito de temperatura como sendo uma medida macroscópica do estado de agitação dessas partículas. Comente que o aumento da agitação leva à necessidade de mais espaçamento entre as partículas, o que produz o aumento da dimensão dos objetos.
Enfatize que a dilatação dos objetos sólidos ocorre em todas as as dimensões e que a separação entre dilatação linear, superficial e volumétrica é apenas um artifício conveniente para os cálculos dos efeitos práticos da dilatação.
São utilizados predominantemente dois métodos para calcular a influência da umidade e do vento na percepção aparente da temperatura. Um deles é o Heat Index ou Índice de Calor, que considera os efeitos combinados da umidade e da temperatura. Quanto maior for a umidade e a temperatura do ar, maior será a sensação térmica. O segundo método é o Wind Chill ou Índice de Resfriamento, que considera os efeitos combinados da velocidade do vento e da temperatura. Quanto menor for a temperatura e maior a velocidade do vento, maior será o desconforto térmico.
O cálculo da sensação térmica elaborado no Brasil considera apenas a velocidade do vento, não incluindo a umidade do ar, de modo que a sensação térmica é dada pelo Índice de Resfriamento.
No site do Centro de Informações de Recursos Ambientais e de Hidrometeorologia de Santa Catarina (Ciram) há uma calculadora que permite determinar o Índice de Calor e o Índice de Resfriamento. Nele você introduz os valores da temperatura e da umidade do ar ou da velocidade do vento e obtém os valores dos dois índices.
Disponível em: https://ciram.epagri.sc.gov.br/index.php/indice-de-calor-e-sensacao-termica/. Acesso em: 18 maio 2022.
1 | Usando um smartphone, um computador ou um termômetro, verifique qual é a temperatura atual na sua cidade.
Resposta pessoal.
2 | Acesse o site do Ciram e, utilizando a temperatura atual da sua cidade, calcule o Índice de Calor para as umidades relativas de 40% e 90%.
A resposta vai depender dos valores do local.
3 | Comparando os dois valores obtidos, para uma mesma temperatura, como a umidade relativa influi no Índice de Calor?
O aumento da umidade relativa faz com que o Índice de Calor também aumente.
4 | Utilizando novamente o site e a temperatura atual da sua cidade, calcule a sensação térmica para ventos de velocidade 10 km/h e 50 km/h.
A resposta vai depender dos valores do local.
5 | Comparando os dois valores obtidos, para uma mesma temperatura, como a velocidade do vento influi na sensação térmica?
O aumento da velocidade do ar faz com que a sensação térmica corresponda a uma temperatura menor.
Além da variação de temperatura e da mudança de estado físico, quando os objetos perdem ou ganham energia térmica, podem sofrer algumas alterações em suas dimensões. A propriedade de aumentar as dimensões é chamada dilatação, que ocorre quando sua temperatura aumenta. Ao contrário, quando a temperatura do material diminui, suas dimensões também diminuem, ocorrendo contração.
Ao se aquecer um corpo, todas as suas dimensões variam, mas, em alguns casos, a variação de algumas delas pode ser desprezada.
Imagine uma barra metálica de comprimento muito maior do que sua largura e altura, algo como um trilho de estrada de ferro. Quando a temperatura de um trilho se eleva, o aumento de seu comprimento é muito maior do que o aumento das outras medidas, de modo que só nos preocupamos com a variação de seu comprimento. Nesse caso, dizemos que se trata de uma dilatação linear, pois ela é significativa em apenas uma dimensão.
No caso de chapas, placas ou discos, em que o comprimento e a largura ou o diâmetro são muito maiores que a espessura, trata-se da dilatação em duas dimensões, a dilatação superficial
Quando os corpos têm as três dimensões aproximadamente iguais, pensamos na dilatação do corpo como um todo; daí chamarmos de dilatação volumétrica
Essa variação nas dimensões é proporcional às dimensões do objeto e à variação da temperatura e também depende da sua composição.
Um exemplo da importância do estudo das dilatações ocorre na construção de grandes estruturas, como viadutos. Para que a dilatação não danifique as estruturas, pressionando um bloco contra o outro, deixa-se um espaço entre eles, denominado junta de dilatação
No caso de líquidos e gases, em que só se pode falar em volume, sempre consideramos a dilatação como volumétrica. Comparando-se volumes iguais, de modo geral, os líquidos se dilatam 10 vezes mais que os sólidos.
O congelamento dos lagos
Embora não ocorra na maior parte do Brasil, o congelamento superficial dos lagos é um fenômeno comum em países de clima frio. Enfatize a importância desse fenômeno para a manutenção da vida sob a camada de gelo, que não poderia ocorrer se o congelamento fosse de baixo para cima.
A adaptação de teorias científicas a novas descobertas ou sua substituição por outras que expliquem melhor essas novas descobertas é um processo natural nas Ciências. É também com base nessas mudanças que a Ciência evolui. Por exemplo, a teoria da relatividade de Einstein explica fenômenos não explicados pelas Leis de Newton.
Comente que, mesmo que seja possível obter da Terra muitos dados a respeito do Sol, os cientistas estão constantemente buscando mais informações. Em 2018, a Agência Espacial Norte-Americana (Nasa) lançou a sonda Parker em direção ao Sol, para obter informações mais precisas sobre o astro-rei do sistema em que a Terra se encontra. Mais informações no link: http://agenciabrasil.ebc.com. br/internacional/noticia/2018-08/nasa-lanca-com-sucesso-sonda-parker-com-o-objetivo-de-tocar-o-sol.
Acesso em: 29 ago. 2022.
Algumas poucas substâncias apresentam um comportamento diferente com relação à dilatação.
A água, por exemplo, diminui de volume quando sua temperatura aumenta entre 0 ºC e 4 ºC. Para temperaturas acima de 4 ºC, a água volta a se comportar como a maioria das substâncias e aumenta de volume com o aumento da temperatura.
Por causa desse comportamento, em países de clima frio, a água dos lagos congela primeiro na superfície, pelo contato com o ar frio do ambiente, e continua a se resfriar até o fundo, por convecção, apenas até a temperatura de 4 ºC. A partir desse ponto, deixa de ocorrer convecção e a superfície do lago congela, isolando a água sob ela, que se mantém a 4 ºC.
[...] todos sabemos que o dia é mais quente do que a noite, dada a presença do Sol no céu; que o verão é mais quente do que o inverno, dada a altura do Sol no céu; e que é mais quente ao sol do que à sombra. Portanto, a dúvida não é se o Sol é quente ou não, mas quão quente. Felizmente, não é preciso encostar um termômetro no Sol para descobrir sua temperatura, que depende tanto da quantidade quanto da qualidade de sua luz irradiada.
Em 1879, o físico austríaco Josef Stefan (1835-1893) declarou que a radiação total de qualquer objeto aumenta na proporção da quarta potência de sua temperatura absoluta. Se a temperatura absoluta dobra, a radiação total aumenta 24, ou 16 vezes; se a temperatura triplica, a radiação total aumenta 34, ou 81 vezes, e assim por diante.
Então, em 1893, o físico alemão Wilhelm Wien (1864-1928) afirmou que a luz produzida por qualquer objeto tinha um pico de radiação em algum ponto do espectro, pico este que se deslocava da extremidade vermelha para a extremidade violeta do espectro, conforme a temperatura subia. À luz do sol, o pico de intensidade se localiza precisamente na porção amarela do espectro, o que nos revela a temperatura da superfície do Sol: cerca de 6000 oC.
A leitura do texto mostra que a determinação da temperatura do Sol é feita de forma indireta, aplicando uma lei física descoberta na Terra e considerando que ela seja válida também para o Sol. Isso é uma prática comum em Ciência, mas não é uma crença desprovida de base científica. As descobertas científicas efetuadas nos últimos séculos mostram que esse conceito de que as leis da natureza são válidas em todo o Universo e ao longo do tempo é correto.
Talvez sejam descobertos novos fenômenos que mostrem o contrário, mas até o presente momento isso não aconteceu.
1 | O que ocorreria com a Ciência caso se descobrisse que as leis da natureza não são as mesmas para todo o Universo?
1. A massa do objeto, a variação de temperatura desejada e o calor específico da substância que compõe o objeto. Quanto maior for a variação de temperatura, maior será a quantidade de calor envolvida. O mesmo ocorre com a massa.
1 | Quais são os dados necessários para calcular a quantidade de energia térmica a ser utilizada quando se deseja aquecer um objeto?
2 | O que representa o calor específico de uma substância?
O calor específico de uma substância corresponde à quantidade de energia térmica necessária para fazer variar em 1 grau a temperatura de 1 unidade de massa da substância.
3 | Dois canos, ambos de mesma massa, um de cobre e o outro de alumínio, receberam a mesma quantidade de calor. Observou-se que o cano de cobre teve um aumento de temperatura maior que o de alumínio. Explique por que isso aconteceu.
O calor específico do cobre é menor do que o do alumínio, de modo que, recebendo a mesma quantidade de calor, um corpo de cobre, que tenha a mesma massa que outro de alumínio, sofrerá maior variação de temperatura.
Respostas:
1. A massa do objeto, a variação de temperatura desejada e o calor específico da substância que compõe o objeto. Quanto maior for a variação de temperatura, maior será a quantidade de calor envolvida. O mesmo ocorre com a massa.
2. O calor específico de uma substância corresponde à quantidade de energia térmica necessária para fazer variar em 1 grau a temperatura de 1 unidade de massa da substância.
3. O calor específico do cobre é menor do que o do alumínio, de modo que, recebendo a mesma quantidade de calor, um corpo de cobre, que tenha a mesma massa que outro de alumínio, sofrerá maior variação de temperatura.
4. pois não temos informação sobre as massas dos objetos. O calor específico de uma substância é a razão entre a energia térmica, a variação de temperatura e a massa da substância.
Não, pois não temos informação sobre as massas dos objetos. O calor específico de uma substância é a razão entre a energia térmica, a variação de temperatura e a massa da substância.
4 | Dois objetos sólidos receberam a mesma quantidade de calor e sofreram a mesma variação de temperatura. Podemos afirmar que as substâncias que os constituem têm o mesmo calor específico?
5 | Na praia, de manhã, notamos que a areia se aquece mais rapidamente do que a água. Retornando à noite, sentimos que a areia está fria, mas a água está morna. Explique por que isso acontece.
O calor específico da areia é menor do que o da água, de modo que as alterações de temperatura da areia são mais rápidas do que as da água.
6 | O objeto da imagem a seguir recebeu energia térmica e ficou incandescente. Se continuar a receber calor, que mudanças de estado físico ele pode sofrer?
Fusão e vaporização.
5. O calor específico da areia é menor do que o da água, de modo que as alterações de temperatura da areia são mais rápidas do que as da água.
6. Fusão e vaporização.
ArtSvetlana/Shutterstock.com
Lâmina de ferro que foi aquecida e ficou incandescente.
7. O objeto estava mudando de estado. Enquanto ocorre essa mudança, a temperatura do corpo permanece constante.
8. A ebulição é um processo de mudança de estado que ocorre em toda a massa do líquido que se encontra à mesma temperatura. A evaporação acontece lentamente, apenas na superfície do líquido e a qualquer temperatura.
10. Comente que a quantidade de calor fornecida à água foi a mesma, mas, utilizando duas chamas, o processo foi mais rápido. Ao dividir em duas partes a massa de água a ser aquecida, a pessoa que está cozinhando diminuiu o tempo de aquecimento de cada parte e, consequentemente, cada uma individualmente recebeu menor quantidade de calor, mas, quando somadas as quantidades de calor que cada massa de água recebeu, resulta na quantidade que seria fornecida se toda massa fosse aquecida junta.
11. Comente que a quantidade de calor por unidade de tempo fornecida pelo chuveiro é a mesma e, quando se altera a vazão, altera-se a massa de água que passa pelo chuveiro por unidade de tempo. Assim a mesma quantidade de calor é fornecida para uma massa maior ou menor de água. Quanto menor for a massa a ser aquecida, maior será sua variação de temperatura, no mesmo intervalo de tempo.
15. Lembre os estudantes de que o vidro é mau condutor de calor. Assim, quando se coloca pouca água no copo, o aumento de temperatura é mais intenso na região em que há água, e o mesmo ocorre com a dilatação. Essa diferença de dilatação entre as partes do copo pode quebrá-lo. Quando se enche o copo, a dilatação ocorre de maneira mais uniforme e, como resultado, há menos possibilidade de ele se quebrar. Reprodução
7 | Observa-se que um objeto absorveu calor, mas sua temperatura não aumentou. Como se explica esse fato?
Resposta no Manual do Professor.
8 | Qual é a diferença entre ebulição e evaporação? Resposta no Manual do Professor.
9 | Os termômetros comumente usam álcool ou mercúrio como substância que se dilata para medir a temperatura. Por que eles não utilizam água?
Como a água congela a 0 °C, essa seria a menor temperatura que o termômetro poderia medir.
10 | Para aquecer mais rapidamente certa quantidade de água, uma pessoa dividiu essa quantidade em dois recipientes e colocou cada um em uma chama de um fogão. Explique por que esse processo é eficiente.
O tempo necessário para aumentar em certo valor a temperatura de um objeto depende da sua massa; quanto menor for a massa, menor será o tempo necessário, se a quantidade de calor fornecida se mantiver constante no decorrer do tempo.
11 | Podemos regular a temperatura da água de um chuveiro elétrico deixando escoar mais ou menos água. Explique esse fato.
A quantidade de calor fornecida pelo chuveiro é constante. Se deixarmos escoar menos água, isso significa que a mesma quantidade de calor será fornecida para uma massa menor de água. Portanto, a água se tornará mais quente.
12 | Quando retiramos um recipiente da geladeira e o deixamos ao ar livre, logo ele fica coberto de gotículas de água, como mostra a figura abaixo. Qual é a origem dessas gotículas?
Essas gotículas de água são resultado da liquefação do vapor de água existente no ar ao entrar em contato com a superfície fria do recipiente que estava na geladeira.
Garrafa de vidro gelada colocada à temperatura ambiente.
13 | Quando molhamos a pele com álcool, temos uma sensação de frio. Por quê?
Porque o álcool evapora rapidamente, retirando energia térmica da pele. Ao perder energia, temos a sensação de frio.
14 | Para remover mais facilmente as tampas metálicas de recipientes de vidro, colocamos o conjunto em água quente. Por quê?
Porque o metal dilata com mais intensidade do que o vidro e, assim, a tampa ficará mais frouxa.
15 | Se colocarmos um pouco de água fervendo em um copo de vidro comum, ele poderá se quebrar. No entanto, se enchermos completamente o copo com água fervente, a probabilidade de quebra é menor. Explique esse fato.
Colocando-se pouca água no copo, a dilatação ocorrerá de forma diferenciada. Quando enchemos completamente o
copo, a dilatação acontece de forma aproximadamente igual em toda a extensão dele, o que evita a quebra.
16 | Por que, nos países de clima frio, o congelamento dos lagos a partir da superfície é importante para as formas de vida que habitam esses lagos?
16. Com a superfície do lago congelada, ocorre menos transferência de calor para o ambiente, pois o gelo é mau condutor de calor, e a água sob essa camada de gelo se mantém líquida. Assim, as formas de vida do lago podem sobreviver, por terem adaptações que as permitem viver em baixas temperaturas.
Material:
• 2 garrafas PET de 0,5 L
• 1 garrafa PET de 1,5 L que deverá ter o fundo e o gargalo cortados pelo professor
• papel-alumínio
• fita adesiva transparente
• folhas de jornal
• dois copos
Procedimento
A. Embrulhe uma das garrafas pequenas com uma camada de papel-alumínio e mantenha bem firme, fixando-o com a fita adesiva. É muito importante que toda a garrafa fique coberta, desde o gargalo até o fundo.
B. Agora, embrulhe essa mesma garrafa com uma camada de jornal, utilize a fita adesiva para fixá-lo, de modo que toda a garrafa fique coberta, inclusive o bico.
C. Faça um teste e tente encaixar a garrafa embrulhada na garrafa maior que foi cortada, de modo que não ocorram sobras de espaços. Caso isso aconteça, utilize mais camadas de jornal, porém, somente na parte de baixo da garrafa, o bico não precisa ser coberto.
D. Quando as garrafas encaixarem corretamente, cubra a garrafa menor com uma camada de papel-alumínio e passe fita adesiva para fixá-lo.
E. Encaixe a garrafa maior na menor, recoloque o fundo que foi cortado e fixe tudo com fita adesiva, vedando, também, a parte de cima.
F. Encha a garrafa que acabou de ser construída e a garrafa PET de 0,5 L que não foi usada com água bem gelada.
G. Mantenha a garrafa térmica que construiu e a outra garrafa PET no mesmo ambiente e espere uma hora.
Agora, responda:
1 | Depois de uma hora, coloque a água de cada garrafa em copos diferentes e, usando um dedo de cada mão, sinta: qual está mais gelada?
A água que estava na garrafa térmica está mais gelada.
2 | Qual é a função do jornal e do papel-alumínio? Explique com o auxílio dos conceitos físicos que você aprendeu.
O jornal funciona como isolante térmico, ele dificulta a troca de calor, por condução, do líquido com o meio ambiente. O papel-alumínio reflete a energia de irradiação que chega até a garrafa, portanto ele dificulta a troca de calor por irradiação.
3 | O que vai acontecer com a temperatura do líquido da sua garrafa térmica se nela for colocado um líquido quente?
O líquido quente permaneceria quente por mais tempo, uma vez que a garrafa térmica está com uma camada protetora que reduz a troca de calor do líquido com o ambiente.
As paredes de uma garrafa térmica não devem permitir a passagem de calor. Uma garrafa térmica convencional tem uma ampola interna feita de vidro, que é um mau condutor de calor, e paredes duplas com vácuo entre elas, assim o calor quase não se propaga entre o interior e o exterior da garrafa. Além disso, a parede interna da ampola é espelhada, de forma que, quando o líquido colocado no seu interior é quente, as ondas eletromagnéticas se refletem, mantendo o conteúdo quente por mais tempo. A tampa da garrafa também deve ser bem vedada.
Esse sistema não é 100% eficiente, de modo que há trocas de calor entre o interior e o exterior da garrafa, e, após certo tempo, que dependerá da qualidade da garrafa térmica, a temperatura do líquido interno acaba se igualando à temperatura ambiente.
Aproveite o final do capítulo para destacar para os estudantes a quantidade de conceitos científicos que são aplicados na elaboração de um instrumento comum em nosso cotidiano.
Objetos do conhecimento:
• Equilíbrio termodinâmico e vida na Terra
• História dos combustíveis e das máquinas térmicas
Habilidades: EF07CI04, EF07CI05, EF07CI06
Temas para o desenvolvimento deste capítulo
• O consumo de energia pelo ser humano
• Fontes de energia
• Máquinas térmicas e a Revolução Industrial no século XVIII
• Energia de movimento: acionamento de equipamentos por meio da água
• Geração de energia elétrica: termoelétrica, hidrelétrica, nuclear, eólica e fotovoltaica
• Funcionamento e desenvolvimento do motor de combustão interna
• Tecnologia dos combustíveis: da lenha ao álcool anidro
• Problemas socioambientais decorrentes da geração de energia (poluição do ar, por exemplo)
• Balanço energético da Terra
• Transferência de energia solar no planeta: correntes marítimas e correntes de ar de uma região para outra
• Energia limpa: uma questão para a sustentabilidade
Nesta abertura do capítulo, estimule os estudantes a expressar como eles imaginam que era a vida na Pré-História e quais as necessidades de energia do ser humano nesse período. Posteriormente, faça o mesmo com relação aos dias atuais. É importante que eles reflitam sobre o próprio consumo e a enorme mudança entre esse consumo e o da Pré-História. Não se preocupe com a precisão das informações, principalmente em relação à vida nesse período da história, pois o fundamental nessa primeira aproximação é que eles percebam a grande diferença do consumo de energia entre os dois períodos históricos e como a energia é imprescindível hoje. Para um enfoque mais efetivo, solicite aos estudantes que
Toda forma de vida necessita de energia para sobreviver. No caso da espécie humana, o uso da energia limitava-se a atender, inicialmente, apenas às necessidades básicas de sobrevivência. Atualmente, a utilização da energia envolve uma enorme variedade de funções, além daquelas ligadas puramente à sobrevivência.
O ser humano utiliza energia para realizar muitas tarefas. Observe as imagens a seguir e reflita sobre o gasto energético na Pré-História e atualmente.
1 | Como você imagina que era o consumo de energia na Pré-História?
Resposta pessoal.
2 | Como é seu consumo de energia hoje? Como você realiza suas tarefas cotidianas?
Resposta pessoal.
associem suas atividades diárias com a respectiva demanda de energia, por exemplo, para eles se deslocarem, fazerem a higiene, se entreterem, terem conforto e utilizarem o computador.
Os conteúdos da seção Início de conversa e das páginas iniciais deste capítulo podem ser trabalhados em conjunto com o professor de História. Eles estão relacionados com a Competência específica 1 de História para o Ensino Fundamental:
Competência específica de História para o Ensino Fundamental: 1. Compreender acontecimentos históricos, relações de poder e processos e mecanismos de transformação e manutenção das estruturas sociais, políticas, econômicas e culturais ao longo do tempo e em diferentes espaços para analisar, posicionar-se e intervir no mundo contemporâneo.
O consumo diário de energia do humano primitivo era em torno de 8 milhões de joules por pessoa. Atualmente, esse número equivale a quase um bilhão de joules.
A alimentação diária de um ser humano corresponde, em média, a 2 000 kcal, o que equivale a aproximadamente 8 milhões de joules. Note que o consumo individual atual é cerca de 125 vezes maior do que esse valor.
Muito provavelmente, a primeira fonte de energia dominada pelo ser humano, há mais de 20 mil anos, tenha sido o fogo. Inicialmente, ele foi utilizado apenas para iluminar as noites e aquecê-lo nos dias frios, mas, depois, também passou a servir para cozinhar e assar os alimentos.
O valor apresentado para o consumo diário de energia pelo ser humano atualmente é uma média mundial, uma vez que nos países desenvolvidos a média chega a ser quatro vezes maior, enquanto nos mais pobres chega a ser 20 vezes menor.
O uso de diferentes fontes de energia
Trabalhe a leitura e interpretação das imagens com os estudantes. Agora, procure refletir sobre os hábitos dos seres humanos pré-históricos e de como obtinham a energia necessária. Peça aos estudantes que identifiquem como a energia é empregada nas situações retratadas nas imagens. Por exemplo, como eles obtinham e utilizavam o fogo? Como cultivavam os alimentos? Como obtinham energia para sobreviver e desenvolver suas tarefas?
Há cerca de 12 mil anos, quando os seres humanos passaram a cultivar o próprio alimento nas terras férteis e macias das margens dos rios, houve uma grande mudança no seu modo de vida. Isso ocorreu porque diferentes grupos passaram a ocupar um local fixo em oposição à vida nômade que levavam ao coletar alimentos. Pode-se dizer que essa fixação marcou o início da civilização, pois o ser humano passou a construir moradias, a elaborar ferramentas e utensílios, além de ampliar o rebanho dos animais que criava.
Depois de esgotada a discussão a respeito do consumo de energia na Pré-História, dê um salto histórico e discuta o consumo de energia na Idade Média, já com os agrupamentos humanos consolidados em cidades e com a expansão dos deslocamentos. Destaque o uso de novas fontes de energia, como a dos cursos de água e dos ventos.
Analise a figura que mostra uma antiga cidade. Questione os estudantes acerca das formas de energia que estão sendo usadas na imagem. Mostre que há vários moinhos de vento representados no centro da dela, indicando que seu uso era frequente. Mostre também o uso da energia dos ventos para movimentar as embarcações, como pode ser visto na imagem.
humano fixar-se em determinados lugares por mais tempo.
Quando migrou para regiões distantes dos rios, o ser humano já dominava as técnicas de preparação de artefatos de metal, porque já sabia como extrair ferro de minérios e moldá-lo de forma adequada. A confecção de machados metálicos permitiu a coleta de lenha em grande quantidade e a produção dos arados impulsionou o preparo de terras duras para o plantio, complementada pela tração animal, que forneceu a energia necessária para a realização dessa tarefa.
Com o passar do tempo, o ser humano foi aprendendo a usar melhor os recursos energéticos de que dispunha, o que culminou, na Idade Média, com o uso das energias térmica, mecânica, hidráulica e eólica já consolidadas. Naquele período, queimava-se carvão e lenha para a obtenção de calor, a tração animal era usada para o transporte e acionamento dos arados na agricultura e os ventos eram utilizados de formas variadas.
Moinhos de vento usados para a trituração de grãos podem ser vistos nesta gravura feita por Paul Lacroix 1886, para representar como era a Ilha de Rodes, na Grécia, em 1486.
A energia das águas dos rios era utilizada em monjolos e nas rodas-d’água, que também ajudavam a processar os grãos. Além disso, as rodas-d’água eram usadas para mover equipamentos de serraria, o que permitia cortar madeira em grande quantidade e com mais precisão e qualidade.
Rodas de água foram utilizadas por muito tempo e ainda são até hoje. Atualmente, são mais usadas em microusinas de geração de energia elétrica, mas há algumas que foram construídas há muitos anos e ainda mantêm sua função original.
O vídeo Preciosidade – Uma atafona que já funciona há quase oitenta anos pode ser encontrado em https://youtu.be/5X_QEN8bNWk (acesso em: 16 ago. 2022) e mostra uma antiga roda de água que é a fonte de energia para a moagem de grãos e para serragem da madeira. “Atafona” tem o mesmo significado de “moinho”.
Se possível, exiba o vídeo para os estudantes e mostre como a energia da água em movimento faz a roda girar e como essa rotação é transferida para os equipamentos por meio de polias e correias.
Roda-d’água: o aproveitamento da energia do movimento da água diminui o esforço humano.
Até esse momento da história, o aproveitamento da energia era feito de forma imediata, quase não ocorria transformações de um tipo de energia em outro. Quando, por exemplo, uma roda-d’água ou um monjolo estava funcionando, ocorria apenas a transferência de energia do movimento da água para o equipamento, para que, assim, ele fizesse o movimento. Essa utilização de diversos tipos de energia em diferentes equipamentos permitiu aumentar a produção de alimentos e de utensílios, gerando excedentes que propiciaram o incremento do comércio desses bens.
Glossário
Excedente: produção além daquilo que é utilizado, sobras.
Utilize a imagem para perguntar aos estudantes se conhecem ou já ouviram falar do monjolo. Essa resposta dependerá muito da localização da escola. Naquelas localizadas na região rural, é provável que vários deles conheçam esse instrumento, enquanto em escolas situadas nas regiões urbanas é provável que a maioria não o conheça. Com o auxílio da imagem, apresente o funcionamento e a finalidade desse equipamento.
No vídeo Lagoa dos Alves (monjolo d’água), há um monjolo funcionando e uma senhora produzindo farinha de milho. Para assisti-lo, consulte o link: https://www.youtube.com/ watch?v=OUtA2BLmVKM (acesso em: 29 ago. 2022).
Assista também ao vídeo Construção de monjolo artesanal, produzido pela TV Sul, disponível em: https:// youtu.be/4XfI0MiWLZA (acesso em: 29 ago. 2022).
A água é utilizada em vários equipamentos que envolvem transferência de energia, e um deles é o monjolo.
eixo de rotação haste pau de pilão
recipiente em forma de concha
cocho que mantém os grãos
Quando a água proveniente de um condutor enche a concha, esta parte fica mais pesada, baixa e faz o pau do pilão levantar.
1 2
O monjolo é constituído por uma haste de madeira suspensa, que pode girar em torno de um eixo perpendicular ao seu comprimento, como uma gangorra. Em um lado da haste, há um pau de pilão utilizado para socar e moer grãos e no outro um recipiente em forma de concha. A parte da haste que sustenta o pau do pilão é mais pesada que a outra, de modo que a tendência é que essa parte fique mais baixa.
A utilização do monjolo permite a substituição do esforço muscular pela energia do movimento da água, o que possibilita a trituração de grãos secos, como o trigo, o milho ou outros utilizados na alimentação humana e animal.
A obtenção de farinha por meio da trituração de grãos é uma prática realizada por muitos povos ao redor do planeta.
UNIDADE 1 — Materiais e Energia 44
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
4
Ao baixar, a água da concha é derramada, tornando esta parte mais leve, a outra extremidade cai e o pau do pilão soca os grãos. Esse sobe e desce soca e moe os grãos no interior do pilão.
Foi na Inglaterra, no início do século XVIII, que surgiram as primeiras máquinas que transformavam uma forma de energia em outra, no caso, energia térmica em energia mecânica. Essas máquinas foram inicialmente desenvolvidas com o objetivo de retirar água das minas de carvão. Posteriormente, entre a segunda metade do século XVIII e o início do século XIX, essas máquinas, após terem sido aperfeiçoadas e modificadas, passaram a ter diversas aplicações, como o funcionamento de teares, movimentação de barcos e locomotivas, além da trituração de grãos.
Os motores a combustível, hoje utilizados em automóveis, caminhões, ônibus e barcos, são evoluções daquela primeira máquina utilizada nas minas de carvão.
Essas máquinas são denominadas máquinas térmicas e, durante seu funcionamento, recebem energia na forma de calor de uma fonte externa e quente. Parte dessa energia é transformada em energia mecânica, sendo o restante eliminado também na forma de calor para uma região que se denomina fonte fria.
O funcionamento das máquinas térmicas só é possível porque o calor flui espontaneamente das regiões de maior temperatura para as de menor temperatura.
O uso intensivo dessas máquinas, acionadas pela energia obtida na queima de madeira e carvão, permitiu a elaboração de produtos em larga escala, dando origem às indústrias, com as consequentes alterações nas relações de trabalho, o que levou ao que se chamou de Primeira Revolução Industrial.
A Primeira Revolução Industrial mudou o modo de produção da época. Foi a partir desse período que o conhecimento científico e o desenvolvimento econômico passaram a ter um relacionamento mais intenso, no qual se influenciavam e se beneficiavam mutuamente. Tal relação exerceu uma grande influência na mudança dos hábitos da sociedade nos séculos XVIII e XIX, assim como na produção de bens de consumo.
1 | Reúna-se em grupo e pesquise quais foram as principais modificações na sociedade após a Primeira Revolução Industrial. Resposta pessoal.
O vapor faz o trem se movimentar. Na fotografia, o trem maria-fumaça do início do século XX na Estrada de Ferro Oeste de Minas, construída entre 1880 e 1881, e atualmente utilizada para passeios turísticos entre Tiradentes (MG) e São João del Rei (MG). Fotografia de 2015.
Destaque o fato de que, até o século XVII, não se alterou o tipo de energia utilizada pelo ser humano. A energia do movimento da água era usada para movimentar rodas de água e monjolos, e a energia do movimento dos ventos era usada para mover moinhos e embarcações.
A partir dessa época, começou um novo processo de uso da energia, no qual a energia térmica passou a ser utilizada para produzir movimento. Atualmente, isso é corriqueiro, mas naquela época foi um grande salto no desenvolvimento tecnológico. Ressalte esse aspecto.
O tema “Revolução Industrial” pode ser desenvolvido com a disciplina de História, pois está relacionado à Competência específica 2 dessa disciplina:
Competência específica de Ciências da Natureza para o Ensino Fundamental: 2 Compreender acontecimentos históricos, relações de poder e processos e mecanismos de transformação e manutenção das estruturas sociais, políticas, econômicas e culturais ao longo do tempo e em diferentes espaços para analisar, posicionar-se e intervir no mundo contemporâneo.
Oriente os estudantes para que pesquisem, com o auxílio do professor de História, as principais mudanças decorrentes da Revolução Industrial. Entre elas, estão o êxodo da população do campo para as cidades, alterações no ritmo de trabalho e ampliação da jornada.
Você pode utilizar esse trabalho para compor a avaliação dos estudantes.
O vídeo Máquina a vapor de Newcomen a Watt, que pode ser visto em https://youtu.be/GCJsv2V-CU (acesso em: 20 ago. 2022), é de grande ajuda para a compreensão do funcionamento da máquina de Newcomen e seu aperfeiçoamento por Watt. Na primeira parte, é explicado o funcionamento da máquina. Note a semelhança no funcionamento dessa máquina com o do monjolo: em ambas, é produzido o movimento oscilatório de uma haste. Na segunda parte, são descritas as deficiências da máquina de Newcomen e como Watt as resolveu, aumentando a eficiência energética desses equipamentos.
Primeiro, discuta com os estudantes o funcionamento da máquina de Newcomen com base no texto e, apenas depois de concluída a discussão, apresente-lhes o vídeo.
No século XVIII, foi desenvolvida a máquina a vapor, cuja eficiência era maior do que a do monjolo e da roda-d’água. Sua fonte inicial de energia, que depois era utilizada para fazer movimentos, era a queima de combustíveis fósseis para o aquecimento da água no interior de uma caldeira. O vapor-d’água produzido era canalizado e lançado com alta pressão em um sistema de pás conectadas às engrenagens e polias, originando o movimento.
Na Inglaterra do início do século XVIII, período de grande exploração mineral, a inundação das minas onde se encontrava o carvão era um sério problema. Por isso o mecânico inglês Thomas Newcomen criou uma máquina que utilizava a energia do vapor para movimentar uma bomba que retirava a água das minas.
Depois de ser aperfeiçoada por James Watt, essa máquina passou a ser utilizada com outras finalidades. Nesse tipo de máquina, há a conversão da energia liberada na queima dos combustíveis em energia de movimento.
Esquema da máquina a vapor criada por Thomas Newcomen, patenteada em 1705. Ela continha uma viga horizontal ( 1 ), como uma gangorra, da qual pendiam dois êmbolos ( 2a e 2b ), um em cada extremidade. Ao se borrifar água fria no cilindro ( 4 ), o vapor condensava-se e o vácuo formado sugava o êmbolo de novo para baixo. Isso elevava o outro extremo da viga, que se ligava ao êmbolo de uma bomba na mina. Um êmbolo ( 2a ) permanecia no interior de um cilindro. Quando o vapor penetrava no cilindro ( 3 ), forçava o êmbolo para cima, fazendo com que a outra extremidade descesse.
Embora muito mais eficiente do que as outras máquinas da época, e graças à grande popularidade que adquiriu por causa disso, o uso das máquinas a vapor contribuiu de forma determinante para um fenômeno prejudicial à humanidade. Estamos falando da poluição atmosférica em decorrência da queima de combustíveis fósseis, representada inicialmente pelo uso do carvão mineral.
Outro inconveniente das máquinas a vapor é que elas só podem realizar trabalhos mecânicos, de modo que a energia obtida por elas não pode ser transportada a grandes distâncias. Somente no final do século XIX surgiu a primeira usina distribuidora de uma forma de energia que pode ser transportada a grandes distâncias: a energia elétrica.
1 —
A Segunda Revolução Industrial, ocorrida no século XIX, foi caracterizada pelo uso intensivo da energia obtida na queima de derivados de petróleo e do uso de energia elétrica, características mantidas durante o século XX.
Atualmente, no século XXI, é virtualmente impossível imaginar o mundo sem essas fontes de energia. Contudo, isso não impede que a humanidade busque constantemente fontes energéticas que possam ser transformadas em eletricidade.
Embora o uso intensivo da energia elétrica nas indústrias tenha permitido a substituição das máquinas a vapor por máquinas elétricas, inicialmente grande parte dessa energia era gerada em usinas termelétricas, que utilizam uma máquina a vapor queimando derivados de petróleo, ou mais raramente carvão, para acionar os dispositivos geradores de energia elétrica.
Posteriormente, foram desenvolvidas as usinas hidrelétricas e, no final do século XX, intensificou-se a procura de outras fontes de energia.
A grande importância da energia elétrica em nossas vidas pode ser facilmente percebida quando sua distribuição é interrompida.
A energia obtida de uma máquina a vapor só pode ser utilizada próximo ao local em que a máquina está instalada, pois não é possível transmiti-la a longas distâncias.
Para mostrar o quanto essa transmissão é importante, retome a relação das atividades diárias que os estudantes fizeram na seção Início de conversa e compare o uso de energia elétrica com as demais formas de energia, destacando o local em que são produzidas. Amplie a análise para uma cidade e veja que grande parte da energia utilizada nela é produzida a muitos quilômetros de distância.
A energia elétrica permite o funcionamento de inúmeros equipamentos, como os de refrigeração de alimentos e remédios, os de transmissão de informações, como rádio, TV, computadores e smartphones etc.
A falta de eletricidade afeta as indústrias e os hospitais, pois a maioria das máquinas e dos equipamentos deixa de funcionar. Imagine o transtorno que a falta de energia elétrica pode causar, também, no trânsito das grandes cidades, nos supermercados, nos bancos e nas lojas.
O objetivo do esquema dos componentes de uma termelétrica, apresentado na página seguinte, não é estudar como funciona uma turbina, um dínamo e um transformador, e sim levar o estudante a perceber que tudo começa com a formação de vapor de água, que aciona uma turbina, e que, nesse processo, ocorrem transformações de um tipo de energia em outro.
Caso algum estudante tenha especial curiosidade de conhecer como é a geração de energia elétrica, há sites na internet que disponibilizam informações básicas sobre seu funcionamento, por exemplo, o https://pt.khanacademy.org/science/ 8-ano/fontes-de-energia/produzindo-energia-eletrica/a/usinas-termeletricas (acesso em: 6 abr. 2022).
Após ler o texto sobre o funcionamento das termelétricas e identificar as informações e seu tema, retorne ao segundo parágrafo e anote em lugar visível, por exemplo, no quadro de giz, a frase: “A energia liberada na queima dos combustíveis (térmica) é transformada em energia cinética (mecânica), ou seja, o calor é transformado em movimento”.
Enquanto lê o texto, desenhe no quadro um esquema de setas semelhante ao apresentado na página seguinte.
Essa necessidade de energia elétrica levou à construção de diversos tipos de grandes usinas geradoras.
Nas usinas termelétricas, queima-se algum tipo de combustível, geralmente, derivado de petróleo, gás natural, carvão, lenha ou outros materiais orgânicos, para aquecer água em uma caldeira e formar o vapor que aciona as turbinas.
Em uma usina termelétrica, ocorre a conversão da energia da queima do combustível em energia de movimento da turbina. O movimento gerado é convertido em energia elétrica pelos dínamos, dispositivos geradores de eletricidade. Esta é distribuída para residências, hospitais, indústrias e estabelecimentos comerciais. A água utilizada para resfriar o condensador é eliminada em um rio.
Observe a seguir o esquema dos componentes que formam uma usina termelétrica e sua conexão com o sistema de distribuição:
vapor caldeira
dínamo turbina transformador
rede de distribuição posto de interconexão
Estimule os estudantes a aplicar o que já aprenderam sobre as condições necessárias para o desenvolvimento de seres vivos aquáticos. Pergunte-lhes: Se houver redução da taxa de oxigênio na água, o que pode acontecer com os peixes e outros animais? O que pode acontecer com animais e plantas que são mais sensíveis ao aumento da temperatura da água?
Proponha que apresentem hipóteses para os efeitos da água do rio ao voltar aquecida para ele.
queima de combustível
água quente eliminada água de resfriamento
As usinas termelétricas e o ambiente
As usinas termelétricas são responsáveis por vários problemas ambientais. Um deles decorre do fato de a maioria delas utilizar recursos não renováveis, como os derivados do petróleo. Outro problema grave são as emissões de gás carbônico resultantes da queima dos combustíveis para a geração do vapor, as quais contribuem de forma acentuada para a elevação da temperatura global. Além disso, o vapor precisa passar por um condensador. Nele, a água retirada do ambiente (de um rio, por exemplo) é utilizada para resfriar o vapor e depois é devolvida aquecida ao ambiente, causando danos aos seres vivos aquáticos, principalmente por diminuir a taxa de oxigênio da água.
Analise o esquema da usina termelétrica e compare-o com o visto para a máquina de Newcomen. Depois, responda, no caderno, às perguntas.
1 | A usina termelétrica pode ser comparada a uma máquina a vapor? Justifique.
2 | A água utilizada no resfriamento do vapor produzido na caldeira da termelétrica é devolvida para o ambiente ainda quente. Que dano ambiental essa água aquecida devolvida ao rio pode acarretar? A água aquecida devolvida eleva a temperatura da água do rio, o que causa sérios problemas às formas de vida daquele local e ao seu ecossistema.
Sim, pois o vapor move as turbinas que acionam os dínamos e geram energia elétrica.
O uso da energia pelo ser humano CAPÍTULO 2 49
Os estudantes, provavelmente, chegarão à seguinte resposta: A água utilizada no resfriamento do vapor aquece a água do rio, causando danos aos seres vivos aquáticos próximos ao cano de descarga. Outro problema é que o aumento da temperatura da água do rio provoca a diminuição da taxa de oxigênio da água, prejudicando um grande número de seres vivos.
Durante muito tempo, considerou-se que a construção de usinas hidrelétricas não apresentava problemas, pois utiliza um recurso natural renovável e não poluente: a água. Somavam-se a isso as considerações de que essas construções diversos empregos e que a disponibilidade de energia elétrica traz muitos benefícios para grande parte da população.
No entanto, uma visão mais ampla mostra que a construção dessas estruturas gera severos impactos no ambiente e prejuízos materiais e emocionais às pessoas deslocadas das áreas inundadas pela represa. Neste momento, não é necessário discutir com detalhes essas questões sociais, as quais serão retomadas no item “Energia, sociedade e ambiente”.
As usinas hidrelétricas aproveitam o relevo e as suas quedas-d’água para gerar energia elétrica. No Brasil, existe abundância de rios adequados para esse fim, por isso as hidrelétricas são o principal meio utilizado para gerar energia elétrica em nosso país.
Para o funcionamento das grandes usinas hidrelétricas, é necessário que o rio seja represado por uma barragem cujo paredão é atravessado por grandes tubos inclinados, por onde a água desce. Ao chegar à parte inferior da tubulação, a água faz girar um imenso sistema de hélices, as turbinas, que estão interligadas a um dínamo.
Vista aérea da Hidrelétrica de Itaipu em Foz do Iguaçu (PR). Note o desnível formado entre o local em que a água está represada e aquele em que ela deságua.
Observe a seguir o esquema simplificado do funcionamento de uma usina hidrelétrica.
Esquema de uma usina hidrelétrica e sua rede de distribuição. A água move as turbinas, que acionam os dínamos, gerando energia elétrica.
UNIDADE 1 — Materiais e Energia 50
Nesse processo, que vai do armazenamento de água na barragem até a distribuição de eletricidade, ocorrem transformações de energia. A energia do movimento da água em queda é transferida para a turbina, que aciona o equipamento produtor de energia elétrica. Essa energia é transportada por meio de cabos elétricos até as residências, os estabelecimentos comerciais e as indústrias.
Apesar de as usinas hidrelétricas utilizarem um recurso natural renovável, que é a água, e não emitirem gases para o ambiente, a construção de grandes barragens para a produção de energia elétrica acarreta vários problemas para o ambiente e para as populações locais. Os impactos ambientais são irreversíveis: alteram a paisagem, podem causar grandes desmatamentos, provocam prejuízos à fauna e à flora e inundam áreas verdes. Há também impactos sociais, pois muitas famílias são deslocadas de suas residências para dar lugar à construção dessa fonte de energia.
Por tudo isso, torna-se cada vez mais urgente o controle do consumo da energia elétrica, evitando desperdícios.
No seu cotidiano, você também pode colaborar para evitar o desperdício de energia. Não deixe as luzes de sua casa acesas ou a TV ligada sem necessidade; seja rápido no banho para que o chuveiro fique ligado o mínimo de tempo possível. Se cada um fizer a sua parte, a sociedade se beneficiará com a economia do uso da energia elétrica.
O Salto de Sete Quedas, localizado no Rio Paraná, era a maior cachoeira do mundo em volume de água. Por ela, passavam 13 000 m3 de água a cada segundo, o dobro do volume das Cataratas do Niágara, localizada na divisa entre o Canadá e os Estados Unidos. Havia 19 saltos, que podiam ser divididos em sete grupos, daí a denominação Sete Quedas.
No link https://www.360meridia nos.com/especial/sete-quedasitaipu (acesso em: 17 ago. 2022), você encontra muitas informações sobre como era essa cachoeira e como ela desapareceu.
Os impactos ambientais e sociais da construção de usinas hidrelétricas serão discutidos mais à frente, de forma que o alagamento do Salto de Sete Quedas pode ser abordado como um preâmbulo do que virá depois.
Fotografia de 1982 do Salto das Sete Quedas do Guaíra (PR), que foi a maior cachoeira do Rio Paraná, mas não existe mais. Naquele ano, ela foi encoberta pelas águas do rio Paraná, por causa do seu represamento pela barragem da Usina Hidrelétrica de Itaipu.
Ao contrário das usinas hidrelétricas, as usinas nucleares sempre foram malvistas pela sociedade.
Assim, ao abordar a questão das usinas nucleares com os estudantes, é importante que sejam discutidos os possíveis impactos ambientais provenientes de seu uso: o aumento da temperatura a que as águas do entorno das usinas são submetidas para o resfriamento dos reatores, o lixo nuclear produzido, cuja destinação é ainda uma questão não resolvida, e a ocorrência de possíveis acidentes – ainda que sejam eventos raros, caso ocorram, têm potencial altamente destrutivo.
Por outro lado, é importante mostrar também as vantagens das usinas nucleares: baixíssima quantidade de poluentes emitidos na atmosfera, boa opção para países nos quais há escassez de recursos hídricos, grande disponibilidade de combustível, apesar do alto custo de sua produção, e área de construção reduzida, entre outros.
Devido à má fama desse tipo de usina, o tema é uma boa oportunidade para mostrar que é necessário conhecer todos os lados do problema, e não só aquele que interessa diante de uma questão, para que se possa optar pela solução mais adequada a determinado problema. Aprofunde essa discussão com os estudantes.
Esses dois tipos de usina têm sido mais comuns nos últimos anos, pois, em princípio, são as que causam menos problemas ambientais, embora não sejam imunes a eles.
Termine a discussão da produção de energia elétrica destacando que todas as usinas têm vantagens e desvantagens, as quais precisam ser analisadas com bastante atenção antes de se decidir pela construção de qualquer tipo de usina.
Na segunda metade do século XX, começou o aproveitamento da energia nuclear para a produção de energia elétrica. Da mesma forma que as usinas termelétricas, as usinas nucleares utilizam uma máquina térmica para acionar os geradores de energia elétrica. Nelas, porém, não há a queima de combustível, uma vez que a energia para o aquecimento é gerada por meio da fissão de núcleos de urânio – ou seja, a ruptura dos núcleos atômicos – que ocorre dentro de uma estrutura chamada reator.
nucleares de Angra I, à direita, e Angra II, à esquerda, em 2022.
Uma pequena pastilha de urânio, do tamanho de uma caixa de fósforos, usada nos reatores nucleares é capaz de produzir tanta energia elétrica quanto a que é produzida em usinas termelétricas por meio da queima do equivalente a 22 caminhões-tanques de óleo diesel.
O combustível usado no reator, formado por centenas dessas pastilhas, é um material radioativo, que se torna ainda mais radioativo devido ao processo de fissão.
Isso faz com que o uso dessa fonte de energia seja controverso. As usinas nucleares não geram gases poluentes provenientes da combustão, mas, por outro lado, a ocorrência de um possível acidente pode produzir efeitos extremamente catastróficos. Além disso, ainda hoje, não há uma solução adequada para o problema dos rejeitos radioativos nelas produzidos.
Outra fonte de energia cada vez mais usada é a energia dos ventos, que já eram utilizados na Idade Média.
No entanto, naquela época utilizava-se a energia dos ventos para girar pás que transferiam seu movimento para equipamentos mecânicos, enquanto, nas usinas eólicas de hoje, ocorre mais uma transformação de energia, pois as pás estão acopladas a eixos que giram dispositivos que produzem energia elétrica.
Para encerrar esse tópico sobre a produção de energia elétrica, proponha aos estudantes que busquem mais informações sobre as vantagens e desvantagens das usinas geradoras de energia elétrica destacadas no texto. Solicite a cada estudante que faça uma pesquisa sobre um tipo de usina e elabore um texto que sintetize as vantagens e desvantagens da usina pesquisada.
A fonte da energia elétrica produzida nas usinas eólica é uma energia renovável, a energia dos ventos, e limpa, pois, por não emitir gases, ela não polui.
Por outro lado, as usinas eólicas também introduzem problemas ao serem construídas, pois impactam a vida selvagem. Há evidências de quantidade considerável de mortes de pássaros e de morcegos devido a colisões com as pás das turbinas eólicas e em decorrência da destruição de seus hábitats para a instalação das turbinas.
O impacto sonoro é outro problema, pois o giro das pás e o movimento das engrenagens produzem ruídos. Apesar de a intensidade sonora desses ruídos ser baixa e, portanto, não causar um problema de saúde pública, a existência de um ruído contínuo pode incomodar as pessoas, principalmente em regiões tranquilas, nas quais anteriormente não havia esse ruído.
A energia do Sol que chega até a Terra por meio da radiação é mais uma fonte renovável de energia, e sua transformação em energia elétrica é outra alternativa que tem se desenvolvido nas últimas décadas.
Este pode ser um momento interessante para discutir como pesquisar na internet. Digitando em um site de buscas a expressão “vantagens e desvantagens da energia (tipo de usina)” surgem dezenas de endereços. Esclareça aos estudantes que alguns dos sites que aparecem no resultado de busca são muito confiáveis, outros desconhecidos e outros ainda conhecidos por sua baixa confiabilidade.
Indique que utilizem sites confiáveis, como os de órgãos oficiais, institucionais, os de faculdades e universidades, além de órgãos de imprensa, como revistas e jornais.
Enfatize também que cada site tem uma linha própria. Por exemplo, os de organizações defensoras de meio ambiente geralmente destacam apenas os pontos negativos das usinas nucleares, enquanto sites de produtores de painéis solares só mostram as vantagens das usinas solares fotovoltaicas.
Você pode incluir esse trabalho na composição da avaliação dos estudantes.
A disseminação do uso de pilhas e baterias trouxe o problema de seu descarte. Esses dispositivos têm em seu interior substâncias tóxicas e, evidentemente, seu descarte no ambiente pode levar à contaminação do solo e das águas se esse material for liberado. Portanto, é necessário dar um destino correto a esses dispositivos quando já não são capazes de gerar energia. Legalmente, a responsabilidade de recolher e dar um destino adequado a esses dispositivos é do fabricante. Incentive os estudantes a encaminhar as pilhas e baterias usadas aos centros de coleta.
– A maior fazenda solar flutuante do mundo
Utilize esta seção para reforçar a necessidade de recuperação de áreas degradadas pela ação humana, seja por meio da tentativa de restabelecer ao menos parte das características originais da área, seja por meio da sua utilização para outras finalidades não agressivas ao meio ambiente.
Nas usinas solares fotovoltaicas, os raios solares atingem a superfície dos painéis, que são compostos de células fabricadas com um material semicondutor. Ao serem atingidas pela luz solar, essas células produzem uma voltagem entre seus terminais por meio de um efeito físico-químico. O problema dessas usinas está na sua baixa capacidade de armazenamento e a interrupção de produção de energia à noite.
Apesar de não emitirem poluentes e não precisarem necessariamente de desmatamento para sua construção, as usinas solares podem provocar a morte de aves que podem se aproximar da usina e morrer rapidamente devido à enorme quantidade de calor produzida na região em que se localizam os painéis solares. Outro dano ambiental que pode ser provocado pela construção dessas usinas é o aumento da extração de minerais de forma não sustentável, pois a produção dos painéis solares demanda uma grande quantidade de minérios.
Todas essas formas de gerar eletricidade nas usinas são direcionadas à produção de enormes quantidades de energia. Por outro lado, a energia elétrica em pequena escala pode ser obtida da energia química, como nas pilhas e baterias, cujo uso está disseminado em nossa sociedade.
Veja como uma área utilizada para a extração de carvão na China foi revitalizada com a implantação da maior fazenda solar flutuante do mundo em: https://youtu.be/cIJE7-udaMY (acesso em: 21 abr. 2023).
1 | Qual é a importância de ações desse tipo para o meio ambiente e para a sociedade humana? Justifique.
redução da poluição atmosférica, devido à redução da produção de gás carbônico, e a produção de energia limpa, sem a geração de gases do efeito estufa. A sociedade beneficia-se da melhora ambiental e continua tendo o
O carvão é uma fonte energética poluidora. A desativação de uma área utilizada para extração e sua substituição por uma fazenda solar traz, de imediato, duas vantagens: a fornecimento de energia de que precisa.
O uso da energia elétrica e de outras formas de energia pode elevar o nível de conforto e de comodidade de boa parte da população mas também trazer impactos negativos para o ambiente e para a sociedade.
As represas são fontes de água para o abastecimento das cidades, a irrigação de plantações e o funcionamento das hidrelétricas. Entretanto, para a construção da maioria delas, os custos sociais e ambientais são altos: os cursos de água podem se degradar; muitos seres vivos desaparecem da região; parte da população é deslocada; e as características sociais e a infraestrutura das cidades próximas são alteradas.
Por sua vez, a energia elétrica produzida nas hidrelétricas é usada pelas indústrias, pelo comércio e pelas casas, estimulando a economia, o que pode, inclusive, melhorar a qualidade de vida das pessoas.
Até o momento, deu-se maior destaque ao uso e à produção da energia elétrica, que talvez seja a mais evidente para os estudantes. No entanto, as máquinas térmicas, que utilizam combustíveis fósseis, ainda são utilizadas em grande escala. Certamente, o uso mais óbvio delas para os estudantes está relacionado aos meios de locomoção, como automóveis e ônibus. Mostre esse outro lado do consumo de energia pelo ser humano e comente que, além do uso de combustíveis para o transporte, há países nos quais se consome grandes quantidades de combustível para a produção de energia elétrica.
Neste assunto, destaque as implicações sociais da construção de usinas hidrelétricas considerando, sobretudo, a implantação da barragem, que produz o represamento das águas do rio. Discuta os aspectos econômicos, emocionais e afetivos decorrentes da remoção e do reassentamento das pessoas que vivem na região a ser inundada.
Suponha que você vá participar de um debate sobre a possibilidade de construir uma usina hidrelétrica no seu estado.
• Anote no caderno alguns pontos que considera positivos e outros que considera negativos em relação a essa obra.
• Você é contra ou a favor da instalação de usinas hidrelétricas?
• Com base em suas anotações, escreva um texto explicando os aspectos que você julga positivos e negativos. Conclua deixando clara sua opinião: Você é a favor da instalação dessa usina na região ou é contra? Argumente para defender suas ideias em um debate na sala de aula.
É importante que os estudantes considerem o ponto de vista das pessoas afetadas diretamente pela construção da hidrelétrica e que serão removidas do local em que viveram boa parte de suas vidas. Peça-lhes que imaginem o que ocorreria com eles se fossem obrigados a mudar de casa. Lembre-os também de que esse é mais um fator a ser considerado e comparado aos benefícios que toda a população pode ter, ou não, com a construção da usina.
Utilize esse trabalho para compor a avaliação dos estudantes.
O Ministério do Meio Ambiente disponibiliza um guia no link https://www.gov.br/mma/pt-br/centrais-de-conteudo/mma-guia-tecnico-qualidade-do-ar-pdf (acesso em: 5 set. 2022) no qual há uma relação dos principais poluentes atmosféricos, quais são as fontes produtoras e os efeitos que eles causam ao ser humano.
Observe que, nos centros urbanos, a maioria dos poluentes é proveniente da queima de combustíveis fosseis nos veículos automotores.
Diariamente são lançadas na atmosfera uma quantidade enorme de gás carbônico e outras substâncias nocivas ao ser humano, aos demais seres vivos e ao ambiente como um todo. Algumas das atividades responsáveis por essas emissões são a queima de combustíveis por motores, as queimadas produzidas no campo e em florestas, diversos processos industriais e as atividades agrícolas.
No Brasil, cerca de 20% do gás carbônico eliminado para a atmosfera é decorrente da queima de combustíveis.
Como acontece a produção de calor durante a queima? Para isso, é necessária a interação entre um combustível e o gás oxigênio. É preciso também uma fonte de energia para iniciar o processo. Em uma vela de aniversário, por exemplo, o combustível é a parafina, e a fonte de energia pode ser a chama de um palito de fósforo.
O processo de produção de calor resultante da interação entre um material combustível e o oxigênio é chamado de combustão.
UNIDADE 1 — Materiais e Energia 56
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Nos motores dos veículos, a queima do combustível gera, pelo menos, gás carbônico e água como produtos dessa transformação, além da liberação de energia em forma de calor.
No caso de um veículo automotor que queima gasolina durante seu funcionamento, formam-se água, gás carbônico e substâncias como o monóxido de carbono, os óxidos de enxofre, os hidrocarbonetos e a fuligem. Essas substâncias podem ser prejudiciais à saúde quando ultrapassam certos limites de tolerância.
A Organização Mundial da Saúde (OMS) estipula os valores-limites aceitáveis de cada uma das substâncias emitidas na combustão de gasolina, álcool, óleo diesel, biodiesel e gás natural veicular. Acima do limite de tolerância do poluente, a saúde de muitos seres vivos (inclusive do ser humano) é prejudicada.
A redução da poluição atmosférica por gases emitidos por veículos à combustão pode ser feita com a produção de motores que não emitam gases para a atmosfera. Carros com motores elétricos, e o estímulo ao uso de veículos não motorizados, como a bicicleta, são alternativas para a redução da poluição atmosférica. A tendência das grandes montadoras de automóveis é o abandono da produção de carros com motores a combustível e o aumento da produção de carros com motores elétricos.
O uso de transporte coletivo, como os ônibus e trens metropolitanos, também é uma alternativa para melhorar a qualidade do ar nas grandes cidades, uma vez que um ônibus pode substituir cerca de 50 veículos que transportam apenas um passageiro.
Os combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão), que são fontes não renováveis, ou seja, aquelas que são finitas, respondem por quase 90% da energia gerada no mundo. Nos últimos anos, porém, a exploração das fontes renováveis, como o vento e o Sol, tem aumentado, pois, além de serem recursos sempre disponíveis no ambiente, provocam danos ambientais bem menores que os recursos não renováveis e menos agressão à saúde da população.
Glossário
Tolerância: margem daquilo que é tolerável; aceitável.
Como diminuir a poluição do ar causada pelos veículos motorizados?
Organize uma roda de conversa para que os estudantes apresentem propostas que diminuam o uso de veículos automotores com o objetivo de reduzir a emissão de gases poluentes. Após essa discussão inicial, peça-lhes que descrevam como eles se enquadram nas propostas apresentadas. Estimule-os a realmente adotar as iniciativas apresentadas, mostrando, assim, que não basta apenas sugerir que se faça algo em favor do meio ambiente, e sim que cada um efetivamente participe das iniciativas que melhorem a qualidade de vida de todos.
não
Expansão de repertório
– Como funciona o motor de um veículo?
O texto a seguir traz informações sobre a eficiência dos motores de combustão interna e dos resultados da aplicação de novas tecnologias em seu desempenho. Discuta com os estudantes que o desenvolvimento tecnológico auxiliou na diminuição da queima de combustíveis por meio do aumento do desempenho dos motores.
Motores de explosão ou combustão interna
[...]
Máquinas térmicas cumprem bem a função de servir como propulsoras dos mais diversos tipos de veículos [...]. Porém sua limitada eficiência mostra que ainda existe um potencial de energia não aproveitada como trabalho e que é transformada em outras formas de energia, principalmente na forma de calor nos gases de exaustão e nas trocas térmicas com o meio.
No caso dos Motores de Combustão Interna (MCI) muitos são os fatores que contribuem para aumentar a diferença entre a eficiência real e o valor da máxima eficiência teórica, [...] Entre os principais fatores que contribuem para a diminuição da eficiência dos MCI estão os atritos entre os diversos componentes do motor, trocas térmicas entre componentes e fluidos, geração de entropia no sistema de escapamento devido à pressão e temperaturas elevadas e expansões não resistidas nos gases de exaustão.
[...]
O desenvolvimento de tecnologias aplicadas em MCI propiciou resultados como aumento de potência específica, durabilidade do motor, redução de consumo específico de combustível, aplicação de novos materiais, diminuição das emissões de poluentes, melhoria de dirigibilidade e aumento da eficiência de conversão de combustível.
[...]
Entre todos esses benefícios trazidos de inovações tecnológicas, os que mais merecem destaque são aqueles que contribuíram de alguma forma para a sustentabilidade do meio ambiente. Com relação às emissões provenientes dos gases de escapamento de motor, as tecnologias de controle do motor e de pós-tratamento de gases conseguiram minimizar severamente as emissões de gases como CO, HC e NOx. [...]
Fonte: CARVALHO, M. A. S. de. Avaliação de um motor de combustão interna ciclo Otto utilizando diferentes tipos de combustíveis. 2011. 168 f. Dissertação (Pós-Graduação em Engenharia Industrial) – Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2011.
Como funciona o motor de um veículo?
A maioria dos veículos que trafegam pelas ruas funciona com o motor de explosão, também chamado de motor de combustão interna. Para esse motor funcionar, é necessário que haja combustível em seus componentes e que ocorra uma explosão.
Essa explosão acontece somente na presença do gás oxigênio (além do combustível para haver a queima) e, finalmente, do calor.
Pistão, cilindro, válvulas e velas de ignição são componentes comumente encontrados nos motores de explosão (1)
Observe o esquema e acompanhe a descrição do funcionamento de um motor de combustão interna.
Quando um motor de explosão de quatro tempos é posto em funcionamento, a válvula se abre e uma mistura de ar e combustível entra no cilindro (2). Nesse momento, o pistão aproxima-se das válvulas fechadas, comprimindo a mistura de gases no interior do cilindro.
A seguir, as velas produzem uma centelha, que fornece a energia para desencadear uma explosão (3). Após a explosão, o pistão afasta-se das válvulas por causa da expansão dos gases (4), retornando ao fundo do cilindro e expulsando, pela válvula de escape, os gases formados (5). Em seguida, o ciclo reinicia-se.
1 | Por que é necessário que o ar misture-se ao combustível para que o motor funcione?
Porque o gás oxigênio e o combustível são essenciais para que ocorra a combustão e, consequentemente, a explosão que faz o motor funcionar.
UNIDADE 1 — Materiais e Energia 58
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
3. Nas usinas termelétricas, a energia da queima do combustível é transformada em energia mecânica de movimento de vapor, que é transferida para a turbina e convertida em energia elétrica pelo dínamo. Nas hidrelétricas, a energia de movimento da água é
transferida para o movimento da turbina e, posteriormente, é transformada em energia elétrica pelo dínamo.
1 | Qual foi a primeira forma de energia utilizada pelo ser humano para fins que não fosse sua alimentação?
A energia térmica propiciada pelo fogo, que foi usada para iluminação e aquecimento.
2 | Cite exemplos de uso da energia dos ventos na Idade Média?
A energia eólica foi utilizada para mover moinhos e barcos.
3 | Quais são as transformações de energia que ocorrem no processo de geração de energia elétrica pelas usinas termelétricas e hidrelétricas?
4 | Como a água é usada em cada um dos equipamentos: roda-d’água, hidrelétrica, termelétrica e máquina a vapor?
A roda-d’água e a hidrelétrica usam a energia que vem do movimento da água. Já a termelétrica e a máquina a vapor usam a água para obter vapor e para o resfriamento do vapor produzido.
As consequências das trocas de calor são a variação da temperatura, a mudança de estado da matéria e a dilatação. O Sol fornece energia térmica para a Terra, e não é difícil perceber isso, pois basta ficarmos expostos à luz solar para sentirmos o calor em nosso corpo.
Utilize as questões desta seção para um diagnóstico do aprendizado dos estudantes. Elas podem ser respondidas inicialmente de forma individual e em uma folha à parte. Recolha as respostas, analise-as e verifique em que tópicos eles sentiram mais dificuldades de entendimento. Em seguida, organize uma discussão geral e direcione-a para os tópicos nos quais foram identificadas as maiores dificuldades, com o objetivo de retomar e reforçar esses temas.
O equilíbrio térmico da Terra
Na questão apresentada, considera-se a temperatura da Terra em milhares de anos, e não apenas nos últimos cem anos, nos quais as pesquisas científicas têm identificado um aumento na temperatura média global.
Quando expostos à luz solar, percebemos a energia térmica que ela emite. Banhistas aproveitam o dia quente no Porto da Barra, em Salvador (BA), em 2021.
Reflita sobre a situação apresentada nesta questão.
1 | Se o Sol constantemente fornece energia para a Terra, por que a temperatura do planeta continua praticamente a mesma durante séculos?
Se a Terra recebe energia térmica e sua temperatura não aumenta, é porque ela perde a mesma quantidade de energia que recebeu.
O balanço energético é uma análise de longo prazo e não pode ser considerado nem em períodos curtos, nem em uma única região. Suponha que essa análise fosse feita apenas para o Hemisfério Sul nos meses de verão. Nesse período, a quantidade de energia que chega a essa região é maior do que a liberada, levando a um aumento da temperatura, que é uma característica do verão. Dessa forma, os valores apresentados devem ser considerados para períodos muito longos, de centenas de anos. O tão discutido aumento da temperatura média do planeta estaria relacionado ao desequilíbrio energético. Nos últimos anos, devido ao incremento do efeito estufa, a Terra estaria emitindo menos energia do que a recebida do Sol.
A cada segundo, chegam na camada mais externa da atmosfera terrestre, em média, 1 390 joules de energia proveniente do Sol em cada metro quadrado, perpendicularmente à direção de propagação. Nem toda essa energia, porém, chega ao solo, pois vários processos físicos ocorrem no caminho entre a alta atmosfera e a superfície. A análise desses processos é dificultada pela grande quantidade de variáveis envolvidas, de modo que os dados apresentados são valores estimados e devem ser considerados em longos intervalos de tempo e para todo o planeta.
Balanço energético da Terra.
Do total da radiação proveniente do Sol que atinge a Terra, 30% são refletidos diretamente de volta para o espaço, sendo 20% pelas nuvens, 6% pela atmosfera e 4% pela superfície do planeta. As nuvens são as maiores responsáveis pelo processo de reflexão porque são claras e encobrem, em média, um pouco mais da metade da superfície terrestre.
A energia solar que não é refletida, é absorvida. As nuvens são responsáveis pela absorção de 4% da energia solar incidente no planeta; os gases da atmosfera, por 16%; e a superfície, continentes e oceanos, por 51%.
O que ocorre com o calor absorvido pela superfície do planeta?
Por meio do processo de condução, o solo transfere para o ar parte da energia absorvida, por contato direto. Contudo, o ar é mau condutor de calor, e esse processo é eficiente apenas nas proximidades do solo. Mais eficiente é o processo de convecção, que transporta o calor para o alto da atmosfera. Juntas, a condução e a convecção transferem do solo para a atmosfera uma quantidade de calor que corresponde a cerca de 7% da energia solar incidente na Terra.
Apenas uma pequena parte da energia absorvida pelos oceanos é utilizada para aquecê-los. A outra parte provoca a evaporação da água. Esse vapor de água que escapa dos oceanos para a atmosfera carrega uma enorme quantidade de calor, correspondente a 23% da energia solar incidente no planeta, que é posteriormente transferido para a atmosfera quando o vapor de água se condensa, formando gotículas.
O restante do calor absorvido pela superfície, que corresponde a 21% da energia solar incidente na Terra, é emitido por irradiação.
Observe que a quantidade de calor absorvida pelo solo é igual à quantidade que dele escapa.
Vimos que, em conjunto, os gases da atmosfera e as nuvens absorvem 19% da radiação solar incidente e que parte do calor absorvido pelo solo é transferido para a atmosfera por condução e convecção (7%) e pelo processo de evaporação e condensação de águas da superfície (23%). Entretanto, esse conjunto também absorve parte do calor irradiado pelo solo (15%), o que dá um total de 64% da energia solar que incide na Terra.
Toda essa energia absorvida pelos gases da atmosfera e pelas nuvens é emitida para fora da Terra por irradiação. Somando esse valor com os 6% que são emitidos por irradiação do solo diretamente para o espaço e com o que é refletido, observamos que toda energia que a Terra recebe do Sol por irradiação é devolvida ao espaço, o que mantém o equilíbrio energético do planeta.
Note que esse equilíbrio é dinâmico, pois constantemente há uma quantidade de energia entrando no planeta ao mesmo tempo que há energia saindo dele.
A evaporação das águas oceânicas propicia a transferência de calor da superfície para a atmosfera, Recife (PE), 2021.
O texto traz informações na forma de porcentagem. Para sintetizar a análise, utilize a figura para mostrar o que ocorre com a radiação solar que atinge a Terra e monte tabelas no quadro de giz utilizando as porcentagens na forma de valores numéricos, como exemplificado nas tabelas apresentadas neste manual.
Essa sintetização das informações é importante, pois os estudantes podem perceber que, em todas as estruturas, a quantidade de energia recebida é igual à que é liberada. Reforce que essa análise é válida para um período de tempo muito longo.
A energia térmica que chega à Terra ocorre por meio da radiação solar, enquanto sua distribuição pelo planeta acontece, principalmente, pelo processo de convecção, ou seja, por meio da circulação do ar na atmosfera e das águas nos oceanos. Não é necessário aprofundar nem o estudo do regime de ventos na atmosfera, nem o das correntes marítimas. O importante, nesse ponto, é o entendimento do fluxo de calor na atmosfera.
Analise com os estudantes a figura que mostra a circulação geral da atmosfera, que ocorre tanto na direção horizontal quanto na vertical. A circulação vertical está representada na lateral da figura, e a circulação horizontal sobre a representação dos continentes e oceanos.
O aquecimento maior do ar próximo à superfície ocorre na região do Equador. Isso faz com que ele suba pela atmosfera, em um processo de convecção. Para ocupar a região deixada por esse ar aquecido que se elevou, acontece, próximo à superfície, o deslocamento horizontal do ar das regiões próximas aos trópicos de Câncer e de Capricórnio para a região do Equador. Esse movimento horizontal do ar atmosférico é denominado advecção.
Na região superior da atmosfera, o ar que ascendeu desloca-se do Equador para os trópicos. Nas proximidades da latitude de 30º, esse ar retorna à superfície, formando uma célula de circulação denominada Célula de Hadley.
Outra célula, denominada Célula de Ferrel, estabelece-se entre as latitudes de 30º e 60º, mas ela tem circulação contrária à célula de Hadley. Nela, o ar desloca-se próximo à superfície dos trópicos para a região dos círculos polares, onde sobe para a parte superior da atmosfera, retornando para as regiões tropicais.
Uma terceira célula estabelece-se nas regiões polares, onde o ar ascende na região dos círculos polares e desce nas proximidades dos polos.
A incidência do calor proveniente do Sol não é igualmente distribuída pela Terra. Isso ocorre devido a sua forma esférica, além da inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao plano da órbita terrestre ao redor do Sol. Tal característica faz com que a energia que chega em determinada região do planeta varie no decorrer de um ano.
Esses fatores produzem uma diferença de temperatura de cerca de 30 ºC entre os polos e as regiões equatoriais, o que cria movimentações na atmosfera. Essas movimentações são as principais responsáveis pelo transporte de calor das regiões tropicais para os polos.
As massas de ar aquecidas nas regiões tropicais deslocam-se para os polos nas regiões superiores da atmosfera, e as massas de ar frio deslocam-se em sentido contrário, mais próximas à superfície. Esse deslocamento das massas de ar é responsável por 60% do calor transportado para os polos.
As correntes marítimas são outro componente do transporte de calor entre as regiões tropicais e os polos. Correntes oceânicas quentes deslocam-se para as regiões polares, e as correntes frias deslocam-se para as áreas equatoriais.
Representação das correntes oceânicas em todo o planeta
As correntes marítimas são outro processo de transmissão de calor por meio do deslocamento de matéria. Novamente, destaque que a circulação das correntes mostrada na figura é uma visão global e uma média dos movimentos das massas de água pelos oceanos.
O balanço energético e a vida na Terra
Destaque a importância do equilíbrio energético do planeta para a manutenção da vida. Enfatize que o efeito estufa tem papel fundamental nesse processo, pois possibilita a manutenção da temperatura média da atmosfera em um valor adequado para que a água possa existir no estado líquido. Assim, ao contrário do que algumas vezes é relatado pela mídia, o efeito estufa não é um problema para a humanidade. O problema é o aquecimento da atmosfera devido ao incremento desse efeito.
O restante do calor é transportado por meio das mudanças de estado da água. Na superfície dos oceanos localizadas nas regiões tropicais, a água evapora, retirando calor do oceano. Por meio da circulação de massas de ar, o vapor de água proveniente dos oceanos condensa-se nas nuvens, liberando calor para a atmosfera, e é então levado pelos ventos em direção às regiões polares.
A complexa interação entre os processos de absorção e liberação de energia que ocorrem na Terra proporcionam o equilíbrio térmico do planeta, fazendo com que a Terra devolva para o espaço, em média, a mesma quantidade de calor que recebe do Sol, o que mantém constante, em média, a temperatura do planeta.
Nesse equilíbrio, há uma quantidade de energia que é constantemente armazenada na atmosfera terrestre e faz com que a temperatura média próxima ao solo fique em torno de 15 °C, muito superior à que se estabeleceria na ausência desse processo, que seria de cerca de –18 °C. A esse fenômeno, damos o nome de efeito estufa.
A comparação realizada com máquinas simples permite-nos compreender simplificadamente o mecanismo de troca de energia realizada pelos seres vivos. Contudo, é importante ressaltar que os organismos vivos têm refinados mecanismos fisiológicos de armazenamento energético, como nas células adiposas de nosso corpo, o que os torna muito diferentes das máquinas criadas pelo ser humano.
ondas curtas
ondas curtas
raios inf ravermelhos
raios inf ravermelhos
ondas longas ar aquecido sobe na estufa ondas curtas aquecem o chão
ondas longas ar aquecido sobe na estufa ondas curtas aquecem o chão
Essa temperatura possibilita a existência de água no estado líquido e, assim como a existência de elementos químicos necessários à formação das moléculas orgânicas e outras condições, garante a manutenção da vida na Terra.
Se, por algum motivo, esse equilíbrio for desfeito, a temperatura do planeta aumentará, caso a energia recebida seja maior que a emitida, ou diminuirá, se a energia recebida for menor que a emitida, e isso traria sérias consequências para as formas de vida que habitam o planeta, provavelmente levando grande parte delas à extinção.
O equilíbrio dinâmico entre a energia recebida e a energia liberada é fundamental também para as formas de vida, pois todas elas necessitam receber energia do meio exterior para sobreviver. As plantas utilizam a energia da radiação solar para realizar a fotossíntese e os animais retiram essa energia dos alimentos que ingerem.
Da mesma forma que as máquinas térmicas, os organismos vivos retiram energia de uma fonte externa e utilizam parte dessa energia para o funcionamento de seu organismo e para realizar suas atividades cotidianas. Aquilo que resta é eliminado na forma de calor. Se não ocorrer esse equilíbrio entre as trocas de energia, os organismos vivos não se manterão.
Como o calor sempre flui espontaneamente das regiões de maior temperatura para as de menor temperatura, o fato de a temperatura do nosso corpo ser normalmente maior que a do ambiente é fundamental para seu funcionamento, pois assim ocorre o fluxo de calor do corpo para o ambiente. Se esse fluxo fosse no sentido contrário, nosso organismo não resistiria. Nas ocasiões em que a temperatura ambiente é maior que a do nosso corpo, ele utiliza outros mecanismos para eliminar calor, como o suor, que, ao evaporar, retira calor do organismo. Vê-se, então, que o equilíbrio dinâmico nas trocas de calor, tanto do planeta quanto de um organismo, é fundamental para a manutenção da vida na Terra.
UNIDADE 1 — Materiais e Energia 64
Como prever o efeito das atividades humanas
[...] Para estudar o impacto de uma queimada ou do desaparecimento de uma floresta sobre a quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera, os cientistas [...] precisam entender e quantificar os mecanismos naturais que produzem os gases-estufa (gás carbônico e metano) e os liberam na atmosfera [...]. Depois, precisam entender e quantificar os mecanismos naturais que removem esses gases da atmosfera, como a fotossíntese nas plantas e [...].
De posse de todos os dados, os cientistas constroem um modelo de como funciona o ciclo do carbono no planeta, [...]. É com base nesse modelo que eles podem simular o que acontece quando queimamos uma floresta e liberamos gás carbônico e, assim, estimar como a ação humana afeta os fluxos e estoques de carbono.
Os continentes capturam na ordem de 2,6 petagramas de carbono por ano (um petagrama corresponde a 1 000 000 000 000 000 gramas), e esse número é utilizado nos modelos que descrevem os fluxos de carbono no planeta. Os cientistas estimam que os rios e lagos liberam entre 0,65 petagrama e 1,4 petagrama por ano de gases estufa.
Esse método de estudo é muito comum em Ciências. Aproveite a análise do equilíbrio energético da Terra para explicar os motivos do uso desse método. Não há como, por exemplo, medir a intensidade da radiação solar que chega ao solo em todos os pontos da Terra, quanto cada nuvem reflete da radiação que incide sobre ela ou a porcentagem da reflexão para todos os tipos de solo do planeta. Assim, só é possível realizar o estudo do equilíbrio energético da Terra partindo do pressuposto de que há um valor médio para esses fatores.
Mas [...] os modelos que descrevem os fluxos e estoques de carbono no planeta são ainda imperfeitos. [...]
[...] Um bom exemplo dessa falta de conhecimento ficou evidente quando um grupo de cientistas quantificou a quantidade de metano e gás carbônico emitida pelos rios e lagos. Sabemos que os continentes capturam e estocam grande quantidade de carbono [...]
Mas, até agora, os rios e lagos, que estão nos continentes, não entravam na conta, apesar de se saber que eles têm o efeito oposto, liberando gás carbônico e metano na atmosfera. [...]
Agora, cientistas estimaram quanto os rios e lagos liberam de gases-estufa e, para surpresa de todo mundo, descobriram que essa quantidade é muito grande [...].
Conclusões geradas por modelos imperfeitos são por natureza imperfeitas, mas, sem dúvida, são melhores que simples palpites. O importante é aperfeiçoar os modelos.
Se essa estimativa estiver correta, a capacidade real de captura de carbono dos continentes pode ser menos da metade do que se imaginava. [...] O importante é que esse trabalho demonstra quão imperfeitos são os melhores modelos de que dispomos para avaliar o efeito das atividades humanas no equilíbrio geral do ciclo do carbono.
[...] Não há dúvida de que os modelos atuais são muito melhores do que aqueles que possuíamos há alguns anos, mas é preciso lembrar que eles ainda estão longe de serem fieis à realidade. E conclusões geradas por modelos imperfeitos são por natureza imperfeitas, mas, sem dúvida, são melhores que simples palpites. [...] aperfeiçoar os modelos.
REINACH, Fernando. Como prever o efeito das atividades humanas. O Estado de S. Paulo, 17 de março 2011. Disponível em: https://www.estadao.com.br/noticias/geral,como-prever-o-efeito-das-atividades-humanas-imp-,693052. Acesso em: 19 maio 2022.
1 | Por que os cientistas trabalham com modelos criados com base em dados coletados em alguns pontos e não em todo o sistema que estão estudando?
As questões desta seção podem ser usadas como diagnóstico da aprendizagem dos temas tratados na parte final do capítulo. Solicite aos estudantes que respondam às questões em pequenos grupos na sala de aula. Posteriormente, faça a correção coletiva e retome os conceitos e processos estudados nos quais foi identificada alguma dificuldade de compreensão.
1 | Observe o gráfico abaixo.
Participação percentual dos tipos de centrais na capacidade instalada para geração de energia elétrica no Brasil em dezembro de 2021
Fonte: Agência Nacional de energia elétrica (ANEEL). Disponível em: http://livroaberto.ibict.br/bitstream/1/582/1/01%20 -%20Introdu%C3%BE%C3%92o%283%29.pdf. Acesso em: 17 jun. 2022.
a. Escreva no caderno qual fonte de energia é a mais representativa na geração de eletricidade.
As hidrelétricas são responsáveis por cerca de 80% de toda a eletricidade produzida no país, sendo, por isso, a fonte mais representativa.
b. No gráfico apresentado, o item “Outras” representa 0,45% do total de eletricidade produzida no país. Pesquise e descubra que tipo de geração de energia pode compor esse item.
Resposta pessoal. Pode ser citada a geração de energia pelo movimento das marés.
2 | Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), o Brasil explora cerca de 20% do seu potencial hidrelétrico. Isso significa que o país ainda dispõe de quatro quintos do seu potencial hidrelétrico não explorado.
O gráfico pode ser circular ou em barra (colorido), e com legenda.
Faça um gráfico no caderno que represente o potencial hidrelétrico aproveitado e o potencial que ainda pode ser explorado no Brasil.
3 | Observe as duas imagens a seguir.
Usina Nucelar de Temelin, na República Checa, em 2021. Usina termelétrica movida a carvão em Belchatow, na Polônia, em 2021.
O funcionamento de uma usina nuclear e de uma usina termelétrica assemelham-se em alguns processos. Pesquise e descreva no caderno qual é a principal semelhança e qual é a principal diferença entre elas.
UNIDADE 1 — Materiais e Energia 66
Em ambos, o vapor de água é usado para acionar os mecanismos geradores de energia elétrica, mas a forma de obtenção desse vapor é totalmente diferente. Na usina termelétrica, isso é realizado por meio da queima de combustível e, na nuclear, por meio da fissão do núcleo do urânio.
4 | Suponha que você seja o prefeito de uma cidade. Até o fim de seu mandato, uma de suas metas é diminuir a poluição do ar. Qual das medidas a seguir você acha que seria mais eficiente? Justifique sua resposta.
a. Redução das tarifas de ônibus e metrô.
b. Redução do preço dos combustíveis.
Resposta pessoal.
5 | Um astronauta prepara-se para uma viagem espacial rumo à Lua. Para isso, ele leva vários materiais necessários à exploração do terreno lunar, um deles é um isqueiro. Seus colegas de viagem dizem que esse material é inútil. Você concorda com o astronauta ou com os colegas dele? Explique sua escolha.
O isqueiro não poderá produzir fogo, uma vez que, para isso, é necessário gás oxigênio e combustível. Como na Lua não há gás oxigênio, o isqueiro seria inútil.
6 | Quais são os fatores que fazem com que parte da radiação solar que incide no topo da atmosfera terrestre não atinja o solo?
A absorção e a reflexão de parte dessa radiação pela atmosfera e pelas nuvens.
7 | Qual é a influência do efeito estufa na temperatura média da Terra? Reflita com os colegas sobre qual seria a consequência para a temperatura terrestre se não existisse tal efeito.
O efeito estufa faz com que a temperatura média da Terra aumente. Se ele não existisse, a temperatura média da Terra seria –18 o C, mas, devido a ele, é de 15 oC.
8 | Discuta com os colegas e escreva no caderno o que ocorreria com a água do planeta se não existisse o efeito estufa?
9 | Qual é a influência dos oceanos na distribuição do calor pela atmosfera terrestre?
Resposta no Manual do Professor.
Respostas:
4. Considerando que os meios de transporte coletivo são os mais indicados para diminuir os níveis de poluição do ar, a melhor medida seria reduzir as tarifas de ônibus e de metrô. Assim, o serviço se tornaria mais acessível e mais pessoas passariam a utilizá-lo. Por outro lado, se o preço da gasolina for reduzido, mais pessoas utilizarão seus carros para sair de casa, poluindo ainda mais o ar.
9. Os oceanos desempenham dois importantes papéis na distribuição do calor: um deles é a transferência de calor para a atmosfera por meio do calor latente presente na água evaporada de sua superfície, o qual é posteriormente liberado pelas nuvens e transportado para outras regiões pelos ventos da alta atmosfera; outro é o transporte direto do calor por meio das correntes marítimas.
10 | Verificamos que, em média, a radiação solar que atinge a Terra é igual à energia que ela envia para o espaço, de modo que sua temperatura permanece constante. Verifique se isso acontece também na superfície do planeta.
A água congelaria e não haveria água líquida, o que provavelmente faria com que a vida não se desenvolvesse no planeta. Resposta no Manual do Professor.
11 | Observe a figura e explique por que as regiões polares recebem menos energia solar que as regiões tropicais.
A figura mostra a mesma quantidade de energia atingindo a região equatorial A e a região polar B, mas a área em que essa quantidade de energia se distribui é maior na região polar, de modo que a energia por unidade de área é menor nos polos.
12 | Observe a imagem ao lado.
10. A igualdade entre a energia recebida e a emitida também ocorre para a superfície do planeta. 51% da energia solar incidente no topo da atmosfera é absorvida pela superfície, mas 7% são perdidos para a atmosfera por condução e convecção, 21% por irradiação e 23% pela evaporação das águas da superfície, o que resulta em uma perda de 51%. Dessa forma, o equilíbrio também ocorre na superfície do planeta, o que justifica a manutenção de sua temperatura.
Considerando que a temperatura da Lua também se mantém constante, ela emite para o espaço, em média, a mesma quantidade de calor que recebe do Sol. Como na Lua não há atmosfera, nuvens e oceanos, como seria o balanço energético da Lua?
Em função de a Lua não ter atmosfera considerável, principalmente quando comparada à
atmosfera da Terra, toda energia proveniente do Sol é absorvida pela superfície da Lua e, posteriormente, emitida de volta para o espaço pelo processo de irradiação.
A finalidade desse experimento é acompanhar a elevação da temperatura de um objeto exposto ao Sol e verificar que ela não aumenta indefinidamente, pois tende a atingir o equilíbrio.
Serão obtidos melhores resultados se o experimento for realizado em um dia bem ensolarado, preferencialmente entre 12h e 15h. Para isso, tome os cuidados necessários com a pele dos estudantes , orientando-os para que usem protetor solar durante a execução do experimento.
Ao colocarmos um objeto exposto à radiação solar, ele receberá energia e sua temperatura aumentará. Mas até quando isso acontece?
Materiais:
• 1 lata de refrigerante vazia
• 1 termômetro
• tinta preta fosca
Procedimento
• fita adesiva preta ou fita isolante
• àgua
• luvas de látex
A. Pinte a lata com a tinta preta (use as luvas nesse procedimento).
B. Encha a lata com água.
C. Introduza o termômetro na lata com água. A escala do termômetro deve ficar exposta de maneira que seja possível ler a temperatura.
D. Lacre a entrada da lata com fita adesiva.
E. No caderno, construa uma tabela para anotar a variação da temperatura da água de 10 em 10 minutos.
F. Meça e anote a temperatura inicial da água.
G. Coloque a lata em um local em que ela fique exposta ao Sol durante todo o tempo do experimento. Ela deve receber a maior quantidade possível de radiação solar. Se necessário, incline a lata.
H. Anote a temperatura da água a cada 10 minutos durante duas horas e anote-a na tabela. Responda:
1 | O que ocorreu com a temperatura da água dentro da lata? Analise a tabela.
Inicialmente, a temperatura aumentou e, depois, ficou constante.
2 | Como você explica o comportamento inicial da temperatura da água?
A água recebeu energia térmica do Sol e, por isso, sua temperatura aumentou.
3 | Como você explica o comportamento final da temperatura da água?
A temperatura ficou constante porque a água começou a perder calor na mesma proporção que recebia do Sol.
4 | Há alguma relação entre o resultado desse experimento e o que foi visto no capítulo?
A observação realizada com o experimento permite concluir que o comportamento observado é análogo ao do equilíbrio térmico da Terra.
UNIDADE 1 — Materiais e Energia 68
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
O Brasil é um país de grandes dimensões territoriais quando comparado a muitos outros do mundo. Só para ilustrar o tamanho do nosso país, todos os países europeus juntos, exceto a Rússia, cabem dentro da área ocupada pelo Brasil. Também somos um dos países com a maior biodiversidade do planeta. Essa riqueza sempre foi parte da vida dos povos originários do Brasil, e isso despertou a cobiça dos colonizadores europeus. Pesquisadores se interessam pela biodiversidade brasileira há muito tempo, isso porque nosso país tem muitos ecossistemas e seres vivos que só vivem aqui.
• Principais conceitos de Ecologia
• Interações entre as espécies de uma comunidade
• Migração em razão do desequilíbrio ecológico e de mudanças naturais do ambiente
• Ocupação humana e as consequentes alterações nos ecossistemas
• Sociedade humana como remediadora do ambiente
Os biomas brasileiros têm importância ecológica para o mundo.
Você conhece algum desses ambientes das imagens? Sabe onde fica?
1 | Você mora próximo a algum desses locais? A qual deles?
Resposta pessoal. Resposta pessoal.
2 | Em muitos locais do país há problemas ambientais. Você sabe de algum desses problemas em sua região? Discuta com os colegas.
Se necessário, os estudantes devem pesquisar para responder à questão.
A BNCC nesta unidade
Competências gerais: 1, 5, 7
Competências específicas: 1, 4, 7
Objetos do conhecimento:
Diversidade de ecossistemas
Fenômenos naturais e impactos ambientais
Habilidades: EF07CI07, EF07CI08, EF07CI10, EF07CI11
Temas para o desenvolvimento desta unidade
• Características dos principais biomas brasileiros quanto à presença de água, à variação de temperatura no ano, ao tipo de solo e à luminosidade e aos seres vivos que os habitam
• Características dos principais grupos de plantas e de animais que vivem nos biomas brasileiros
• Filos de animais marinhos que vivem no manguezal
• Filos de animais que vivem em ambientes terrestres
• Adaptações de animais e plantas ao ambiente em que vivem
• Papel ecológico de alguns seres vivos de biomas brasileiros
• Extinção de comunidades por fenômenos naturais
• Escala de tempo geológico
A abertura da unidade é composta de várias imagens de alguns biomas brasileiros. Essas imagens não retratam animais ou seres humanos. A ideia é mostrar como são esses ambientes destacando a suas características físicas e composição vegetal. Explore as questões da abertura. Esta unidade tratará de ecossistemas brasileiros e seus principais problemas ambientais, desde questões relacionadas à perda da biodiversidade, aos impactos no solo, à saúde e à economia. Será também uma boa oportunidade para os estudantes conhecerem um pouco mais sobre as características dos animais e das plantas do Brasil. Assim, neste início de unidade, é interessante você discutir com eles que um país grande como o Brasil, que ocupa quase toda a América do Sul, abrange áreas com diferentes climas – equatorial, tropical e temperado – e seis biomas, que representa a diversidade de ambientes, de seres vivos e de problemas também, entre eles, os ambientais.
Respostas
1. Resposta pessoal. Os estudantes podem citar lugares que já visitaram ou que já tenham visto em mídias, como TV, internet ou outros veículos de comunicação. Neste momento, é importante fazer o levantamento dos conhecimentos prévios, e não há a necessidade de que eles saibam os nomes e a localização exata desses biomas.
2. Resposta pessoal. Nem todos os estudantes moram próximo a locais cujas paisagens estejam representadas nas fotos. Em muitas cidades, as áreas ocupadas pelos biomas já foram extintas. Por exemplo, cidades como São Paulo e Rio de Janeiro têm resquícios de Mata Atlântica em pontos isolados.
Objeto do conhecimento: Diversidade de ecossistemas
Habilidade: EF07CI07
Temas para o desenvolvimento deste capítulo
• Características dos principais biomas brasileiros quanto à presença de água, à variação de temperatura no ano, ao tipo de solo e à luminosidade e aos seres vivos que os habitam
• Características dos principais grupos de plantas e de animais que vivem nos biomas brasileiros
• Filos de animais marinhos que vivem no manguezal
• Filos de animais que vivem em ambiente terrestres: caatinga, cerrado e florestas tropicais úmidas. Destaque para artrópodes, cordados (peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos)
• Adaptações de animais e plantas ao ambiente em que vivem
• Papel ecológico de alguns seres vivos de biomas brasileiros
Ao observar o mapa, os estudantes podem reconhecer a distribuição dos principais biomas brasileiros. Esse é um assunto que será retomado ao longo do capítulo. Neste momento, o propósito é levantar uma discussão sobre o que conhecem a respeito desse assunto.
Segundo Michael L. Cain, William D. Bowman e Sally D. Hacker (2011), bioma é:
“Comunidade biológica terrestre moldada pelo regime climático regional, solo e padrões de perturbação onde essa se encontra, usualmente classificada pela forma de crescimento mais abundante entre sua vegetação”.
Para E. Odum e G. W. Barret (2011. p. 431):
“Bioma é definido como uma comunidade ecológica regional importante de vegetais e animais. Definimos biomas como o nível de organização
Segundo o Ministério do Meio Ambiente, o Brasil possui seis grandes biomas terrestres. Cada bioma tem características particulares de clima, seres vivos, relevo, disponibilidade de luz e água. Essas peculiaridades possibilitam e limitam a vida nesses locais. O mapa a seguir mostra a distribuição desses biomas.
Mapa dos principais biomas continentais brasileiros Biomas do Brasil
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Observe o mapa dos biomas e responda:
1 | Qual dos biomas ocupa a maior área?
A Amazônia é o bioma com maior área.
2 | Qual bioma tem maior contato com o litoral?
A Mata Atlântica tem maior contato com o litoral.
3 | Você sabe dizer qual desses biomas é mais seco?
Resposta pessoal. Os estudantes podem indicar que na Região Nordeste há ambientes mais secos por causa dos conhecimentos que adquiriram no estudo de Geografia.
4 | Em qual deles você acha que a mata é mais densa ou fechada?
Resposta pessoal. A Amazônia e a Mata Atlântica são florestas mais densas. Mas essas conclusões são baseadas em informações que os estudantes conheceram em diferentes mídias.
entre a paisagem e os níveis globais (ecosfera) de organização”.
O termo “ecosfera” é definido pelos mesmos autores, na página 6, como sendo um sistema que:
“[...] inclui todos os organismos vivos da terra interagindo com o ambiente físico como um todo para manter um estado pulsante de autoajuste fracamente controlado”.
A Amazônia é o maior bioma do Brasil e possui uma vasta extensão de área verde que cobre aproximadamente 4 milhões de quilômetros quadrados do norte do país e se estende para outros países da América do Sul.
A Amazônia é um bioma muito vasto e, portanto, acolhe uma enorme variedade de espécies de seres vivos. Neste capítulo, exploraremos algumas características desse bioma e apresentaremos as características das angiospermas. Todos os grupos vegetais estão representados na Amazônia, mas daremos destaque às angiospermas, pois a densa floresta tem árvores de grande porte, que formam uma conspícua cobertura vegetal.
O solo desse local é arenoso, e a camada de nutrientes não é muito espessa. Os nutrientes do solo são provenientes da decomposição de folhas, galhos e outros seres vivos.
O clima da Amazônia é úmido e há muitas chuvas, principalmente nos meses de maio a setembro. As temperaturas médias ficam em torno de 25 ºC.
A sumaúma pode atingir 40 metros de comprimento e fica submersa durante o período de cheia. Suas raízes são em forma de tábua, por isso denominadas tabulares, e auxiliam a árvore a se fixar no instável solo amazônico.
Na Amazônia existem mais de mais de 30 mil espécies de plantas. Só de árvores de grande porte são 2 500 espécies.
Floresta Amazônica, em Presidente Figueiredo (AM), 2017.
Grupos vegetais encontrados na Amazônia
É importante que os estudantes entendam que o estudo relacionado aos vegetais não se esgota aqui, mas será retomado mais adiante com enfoque em outros grupos vegetais. O mesmo também será feito com o grupo de animais. Sempre lembrando que a proposta não é esgotar o estudo sobre este ou aquele grupo, e sim tentar trazer algumas características de alguns seres e relacionálas ao ambiente em que vivem.
O motivo do enfoque na castanheiradobrasil justificase pela grande importância econômica que essa árvore tem tido para o nosso país. Além disso, é uma espécie endêmica da Amazônia, ou seja, só ocorre nesse bioma. A Bacia Amazônica é a maior bacia hidrográfica do mundo, ela cobre cerca de 6 milhões de km2 e tem 1 100 afluentes. Seu principal rio é o Amazonas, que corta a região para desaguar no Oceano Atlântico, lançando ao mar cerca de 175 milhões de litros de água a cada segundo.
As plantas têm tecidos que conduzem as seivas. As conhecidas como angiospermas, gimnospermas e pteridófitas são exemplos de plantas com esses tecidos.
As plantas ocupam os mais diversos ambientes terrestres, tanto secos como úmidos, e estão espalhadas por todo o planeta.
Os principais grupos de plantas são: briófitas (musgos), pteridófitas (samambaias), gimnospermas (pinheiros) e angiospermas (plantas que produzem flores, sementes e frutos, como a goiabeira). Esses grupos são encontrados na Amazônia e em outros biomas brasileiros.
reduzido.
Embora na Amazônia seja possível encontrar uma grande quantidade de espécies diferentes de plantas, vamos olhar mais atentamente para as angiospermas. Na Amazônia são encontradas algumas espécies grandes desse grupo, as quais têm importância econômica.
As plantas frutíferas, aquelas que desenvolvem flores, frutos e sementes, são classificadas no grupo das angiospermas, totalizando aproximadamente 250 mil espécies conhecidas. Além de formarem flores, frutos e sementes, as angiospermas possuem vasos condutores que auxiliam no transporte de água, nutrientes e outras substâncias para todo o corpo da planta.
As paredes celulares dos vasos são constituídas por lignina e celulose. Essas substâncias oferecem rigidez aos vasos, o que confere mais estabilidade à planta.
A castanheira-do-brasil (Bertholletia excelsa) é uma árvore do grupo das angiospermas que possui essas estruturas.
Existem dois tipos de tecido de condução: o xilema e o floema. O xilema é responsável por conduzir água e sais minerais; ele tem células alongadas, denominadas traqueídes, cujas paredes são impregnadas de lignina. As traqueídes são responsáveis pela condução de água e sais minerais das raízes para o topo da planta, e a lignina é uma substância que torna a parede celular resistente, impermeável e rígida. As traqueídes possibilitam o transporte de nutrientes para as regiões em que eles serão utilizados e fornecem o suporte estrutural fundamental nas partes aéreas. O floema é formado por células que distribuem os produtos da fotossíntese dos locais em que são produzidos para os locais em que serão armazenados ou utilizados.
A lignina é uma substância que, ao ser depositada na parede celular das plantas vasculares, aumenta a rigidez e a resistência à compressão. A celulose e a lignina estão entre os compostos orgânicos mais abundantes do planeta.
Castanheira-do-brasil.
As flores são os órgãos que apresentam as estruturas reprodutoras das angiospermas, com elementos masculinos e femininos, que podem ou não estar em uma mesma flor.
A presença da lignina nas paredes celulares permitiu às plantas terrestres um aumento no seu porte e o desenvolvimento de sistemas capazes de suportar grande quantidade de folhas na copa das árvores. Além disso, a lignina impermeabiliza a parede celular, o que facilita o transporte de água pelos vasos condutores.
Para uma planta gerar novos descendentes, nem sempre é preciso haver a união de dois gametas. O morangueiro, por exemplo, é uma planta que pode se reproduzir assexuadamente: ele forma ramos laterais capazes de gerar raízes, folhas e flores, tornandose, assim, independentes da plantamãe.
As gramas de jardim, em geral, têm caules subterrâneos que podem originar outro ramo de caule subterrâneo. Como cada caule tem o próprio sistema de raízes, é possível que se separem, mas, de qualquer maneira, continuarão como unidades independentes.
Bananeiras produzem rebentos, isto é, plantas jovens originadas do caule subterrâneo da plantamãe.
Outras plantas, como as violetas, produzem novos indivíduos da própria folha. Assim, ao plantar uma folha de violeta em um vaso com terra, após algum tempo, essa folha produzirá raízes e novas folhas, constituindo um novo indivíduo, igual à plantamãe. Espadadesãojorge e folhasdafortuna também se reproduzem assexuadamente.
Os descendentes gerados pela reprodução assexuada têm as mesmas características genéticas da plantamãe.
Ovário: parte inferior do sistema reprodutor feminino das plantas, onde são produzidos os óvulos, que poderão formar as sementes.
Durante a reprodução das angiospermas, é preciso que os grãos de pólen, que estão nas anteras das flores, sejam levados até o estigma. Esse processo é chamado de polinização Algumas flores, como as da castanheira-do-brasil, apresentam os grãos de pólen (elemento masculino) e o ovário (elemento feminino) na mesma flor. Porém, é pouco comum que elas realizem a autopolinização, isto é, que o pólen de uma flor atinja o estigma da mesma flor. Quando o grão de pólen de uma flor atinge o estigma de outra flor, dizemos que houve polinização cruzada.
O transporte de grãos de pólen pode ser feito por animais, como insetos, aves ou mamíferos. Na castanheira-do-brasil, os agentes polinizadores são os insetos.
Glossário
Semente: estrutura que protege e nutre o embrião até o momento da germinação.
Depois da fecundação, ou seja, do encontro dos gametas masculino e feminino, o óvulo se transforma em uma semente com um embrião dentro. Então, o ovário cresce, formando o fruto em volta da semente.
A castanheira-do-brasil tem movimentado a economia do país. Da castanheira podemos extrair óleos e madeira. Além disso, seu fruto é comestível e muito utilizado na culinária.
Tudo que você queria saber sobre plantas , de Sueli Ângelo Furlan. São Paulo: Oficina de Textos, 2007.
O livro esclarece o que são plantas exóticas, nativas, endêmicas e sob risco de extinção. O leitor conhecerá fatos e curiosidades da história das plantas.
Algumas árvores amazônicas tiveram ou ainda têm grande importância econômica para o Brasil.
No passado, o chamado Ciclo da Borracha (entre o final do século XIX e o começo do século XX) levou a região da Amazônia a um grande desenvolvimento. O látex (seiva da árvore) extraído do tronco da seringueira era comercializado com vários locais do mundo.
das formas como os seres humanos fazem uso dos recursos da natureza ao longo da história.
A construção do Teatro Amazonas, no final do século XIX, só foi possível graças ao período conhecido na história socioeconômica brasileira como Ciclo da Borracha. Somente em razão da privilegiada situação econômica da Província do Amazonas – propiciada, na época, pela exportação da borracha –, é que foi possível a implantação na cidade de projetos tão audaciosos, dos quais esse teatro é o exemplo mais expressivo.
Um fato curioso sobre o Teatro Amazonas é a camada de borracha que cobria as ruas de seu entorno, a fim de evitar que o movimento dos veículos atrapalhasse os espetáculos.
Para mais informações sobre o histórico do Teatro Amazonas consulte: https://www.cartacapital. com.br/educacao/teatroamazonas120anos/ (acesso em: 31 mar. 2022).
É importante lembrar que o uso da borracha ocorre bem antes da invasão europeia na América. Os povos indígenas latinoamericanos já utilizavam a borracha na confecção de peças impermeáveis à água, além de outros utensílios.
O látex já era utilizado pelos povos indígenas latino-americanos antes da chegada dos europeus. Há registros de uso do látex para a impermeabilização de vestimentas entre os indígenas e até de outros objetos, como bolas utilizadas em um tipo de jogo por povos indígenas do Haiti. A extração do látex é feita por um processo conhecido como “sangria”. Ele consiste em fazer sulcos na casca das árvores para que o látex escorra para dentro de um recipiente, que é recolhido no final do dia. O látex da seringueira é utilizado na fabricação da borracha.
1 | Observe os objetos que você utiliza no cotidiano e verifique quais são produzidos utilizando-se a borracha. Você considera esse recurso valioso para nosso país? E para os indígenas? Resposta pessoal.
Tudo o que você queria saber sobre plantas é um livro paradidático que pode ser usado como complemento das aulas. Ele mostra como as plantas estão presentes na nossa vida e traz alguns conceitos importantes sobre a extinção. Useo para ampliar o conhecimento sobre plantas e como fonte para o trabalho interdisciplinar com Linguagens e Arte. As plantas serão o objeto de estudo para a produção de textos e ilustrações dos alunos.
Falar da Amazônia é uma excelente oportunidade de fazer conexões com as aulas de História e Geografia. O Ciclo da Borracha é um dos assuntos que integram as disciplinas. Esses conteúdos estão relacionados à Competência específica 2 de Geografia: Competência específica de Geografia para o Ensino Fundamental: 2 Estabelecer conexões entre diferentes temas do conhecimento geográfico, reconhecendo a importância dos objetos técnicos para a compreensão
Fórum debate o uso da borracha, um material utilizado para muitas finalidades, e o processo de vulcanização possibilitou o aumento da resistência do material, que é utilizado em pneus. Explore esses usos e seus impactos no ambiente, como o acúmulo de borracha proveniente da fabricação de pneus.
A nomenclatura das estruturas das flores é mais complexa do que a que foi apresentada na atividade. A identificação dos principais componentes masculinos (androceu) e dos componentes femininos (gineceu) complementam o estudo de uma flor completa. Lembre os estudantes que muitas flores não apresentam todos esses componentes. Algumas só apresentam a estrutura masculina (produtora de pólen) e outras só apresentam a estrutura feminina (produtora de óvulos). Além disso a disposição das estruturas pode variar muito, por isso o esquema apresentado é um modelo e a flor usada na atividade é a do lírio que apresenta todas as estruturas.
A estrutura interna de uma flor completa Como é uma flor? Que estruturas ela apresenta? Você vai conhecer como elas são internamente.
Material:
• 1 flor de lírio (pode ser branco, amarelo ou outro tipo)
• 1 tesoura com pontas arredondadas
Procedimento
• 1 lupa
• 1 palito de dentes
A. Desenhe no caderno a parte externa da flor e identifique as pétalas e as sépalas. No caso do lírio, as sépalas, estruturas mais externas, são iguais às pétalas, estruturas mais internas.
B. Retire algumas pétalas. Com a tesoura, corte a flor: comece pelo pedúnculo – ramo que liga a flor ao caule – de tal modo que o gineceu seja dividido ao meio no sentido do comprimento.
C. Com a lupa, observe a flor cortada e desenhe o interior do gineceu cortado. Identifique o ovário, o estilete e o estigma.
D. Com o auxílio da lupa, identifique os óvulos que estão dentro do ovário e desenhe alguns deles. Fique atento a como eles estão dispostos dentro do ovário.
E. Observe o componente masculino da flor (o estame) e desenhe o filete e a antera.
F. Com a lupa, observe os grãos de pólen que estão nas anteras. Utilize o palito de dentes para tocar as anteras.
Modelo de flor de lírio. Esse é um exemplo que apresenta estruturas reprodutivas femininas e masculinas em uma mesma flor.
Responda às questões.
1 | Que estruturas você observou?
2 | Quais estruturas compõem o gineceu?
3 | Quais estruturas compõem o androceu?
As estruturas foram: pétalas, sépalas, pedúnculo, gineceu e androceu. Óvulo, ovário e estigma. Estames, filete e grãos de pólen.
O Cerrado é o segundo maior bioma da América do Sul, ocupando uma área de aproximadamente 2 milhões de quilômetros quadrados, cerca de 22% do território nacional. Uma das características mais marcantes da vegetação do Cerrado são suas árvores com galhos tortuosos e de pequeno porte, principalmente quando comparadas às árvores da Amazônia.
No Cerrado, o verão é chuvoso e o inverno é seco. A temperatura média é de 25 ºC, podendo atingir até 40 ºC em algumas épocas do ano. Apesar do verão chuvoso, aproximadamente 80% da chuva ocorre entre os meses de setembro e abril. Uma das adaptações muito comuns encontradas nas plantas do Cerrado são suas raízes profundas, que, em época de seca, conseguem absorver a água que está a vários metros de profundidade. Outra característica dessa vegetação são os troncos das árvores, que são duros e grossos.
O Cerrado brasileiro abriga mais de 11 600 espécies de plantas nativas. Segundo pesquisas brasileiras, há aproximadamente 320 mil espécies de animais no Cerrado. Destas, cerca de 90 mil são espécies de insetos. Ou seja, quase 28% das espécies de animais que vivem no Cerrado são de insetos!
O Cerrado é um bioma muito extenso que acolhe grande diversidade. Essa extensão pode ser destacada na figura que mostra seus limites. Explore a imagem mostrando quantos estados estão na área de Cerrado (Goiás, Tocantins, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Minas Gerais, Distrito Federal, Bahia, Maranhão, Piauí e São Paulo). Comente com os estudantes que, por ocupar a totalidade de alguns estados, esse é um bioma muito presente na vida de muitos brasileiros.
Mostrelhes mais imagens de animais ou peça que pesquisem outros que são comuns nesse bioma, como onças, lobosguará, aves, répteis. As formigas saúvas são insetos muito comuns em áreas de Cerrado e estão intimamente ligadas à dinâmica do solo e à nutrição das plantas.
Uma característica interessante das árvores de Cerrado é seu tronco tortuoso. Comparadas às árvores da Mata Atlântica e da Amazônia, que têm árvores com caules mais retos, as árvores de Cerrado têm aspecto muito diferente.
Antes de iniciarmos as discussões sobre os insetos, é importante identificálos como pertencentes ao grupo de seres vivos conhecidos como artrópodes, animais muito diversos e que habitam todos os ambientes. Converse com os estudantes sobre as características desse grupo.
Auxilieos a observar os detalhes das imagens dos artrópodes. Além do corpo segmentado e das pernas articuladas, destaque a presença do exoesqueleto articulado de quitina. A quitina também é encontrada nas asas dos insetos. A casca que retiramos do camarão antes ou após ser cozido é uma parte do exoesqueleto quitinoso.
Os insetos pertencem ao grande grupo dos artrópodes. Eles agregam uma vasta quantidade de espécies que vivem em todos os ambientes. O termo artrópodes (do grego: árthron = articulado + podós = pés) significa “pernas articuladas”. Nesse grupo encontramos diversas classes. As principais são a dos crustáceos (camarões, lagostas, caranguejos, siris), insetos (baratas, formigas, borboletas, besouros), aracnídeos (aranhas, ácaros, escorpiões), quilópodes (centopeias) e diplópodes (piolhos-de-cobra). Outra característica comum a todos os artrópodes é a presença de um esqueleto externo (exoesqueleto) articulado constituído por quitina
Quitina: composto semelhante à celulose, porém mais flexível, que forma o exoesqueleto de artrópodes.
Exemplos de artrópodes.
• Observe novamente as imagens. O que há em comum entre elas?
Os estudantes devem notar a presença de um corpo segmentado e de pernas articuladas na foto de cada animal.
A classe dos insetos abriga o maior número de espécies conhecidas: por volta de 950 mil. Eles são animais essencialmente terrestres (poucos são aquáticos) e habitam todas as regiões do planeta. De modo geral, exercem grande influência ecológica, uma vez que a maioria das plantas produtoras de flores depende deles para se reproduzir, e econômica, em razão dos estragos que causam nas plantações e de seu papel como vetores de doenças.
A variedade de insetos é muito grande, tanto em relação à forma quanto aos hábitos de vida. Os besouros, por exemplo, têm um exoesqueleto espesso e rígido, e muitos deles se alimentam de restos de matéria orgânica, enquanto as borboletas têm um exoesqueleto fino e se alimentam principalmente de sucos vegetais.
A estrutura básica do corpo de um inseto é apresentada nesta página.É preciso salientar para os estudantes, porém, que esse grupo de animais é muito diverso. Alguns insetos podem não ter asas, como é o caso de pulgas, formigas e cupins. Os estudantes podem dizer que já viram formigas aladas, o que é possível. Isso só reforça a diversidade do grupo. Há outros insetos, como borboletas, mariposas e libélulas, que têm dois pares de asas, enquanto outros, como mosquitos e moscas, têm apenas um par de asas.
Mostre fotos desses animais a eles, pois muitos não conhecem ou nunca observaram essa estrutura corporal dos insetos.
Todos os insetos têm, na região da cabeça, um par de antenas, e três pares de pernas na região do tórax. Os insetos podem ter um ou dois pares de asas, mas também há insetos sem asas.
O esqueleto dos insetos é uma característica importante desse grupo de animais. É possível que algum estudante já tenha visto a “casca” de cigarra grudada em árvores. Explore essas experiências. Esse tipo de relato ajuda a aproximar o conteúdo científico da vida dos estudantes.
A metamorfose é um processo pelo qual os estudantes se interessam muito. Pergunte se eles já viram ovos, larvas ou casulos de insetos. Peça que descrevam como eram onde estavam e se eles conseguiram acompanhar o desenvolvimento desses insetos.
O desenvolvimento de insetos pode ser influenciado por vários fatores, como umidade, temperatura, predação, parasitismo, entre outros. Por esses motivos, muitas vezes, não conseguimos acompanhar o desenvolvimento deles.
Reprodução
Outra característica comum entre os artrópodes é o tipo de crescimento. Por causa da presença de um esqueleto externo rígido formado de quitina (exoesqueleto), o processo de crescimento dos artrópodes ocorre por meio da troca desse esqueleto. Esse processo é chamado muda ou ecdise. Durante a muda, um novo exoesqueleto é produzido abaixo do antigo. Depois de formado, o exoesqueleto velho se rompe, e o animal sai. O novo exoesqueleto é mais mole, o que permite que o corpo do animal cresça durante um curto período. Depois disso, o exoesqueleto endurece e o crescimento cessa.
A maioria das espécies de insetos bota ovos, dos quais nascem larvas comumente denominadas lagartas, com corpo bem diferentes dos adultos. No fim do período larval, essas lagartas passam por um estágio denominado pupa e sofrem metamorfose antes de se transformar em adultos. Há fase larval e de pupa em borboletas, besouros, moscas e mariposas, por exemplo.
Muda em gafanhoto.
Glossário
Metamorfose: mudança evidente que ocorre no corpo durante o desenvolvimento de certos animais, como na mudança da forma larval para a forma adulta.
Desenvolvimento com metamorfose de uma borboleta.
Fonte: BARNES, R. D.; RUPPERT, E. E.; FOX, R. S. . 7. ed. São Paulo: Roca, 2005.
Dos ovos de insetos, como gafanhotos, baratas, cigarras e percevejos, nascem filhotes semelhantes aos adultos, porém sem asas e com os órgãos reprodutores pouco desenvolvidos. Esses filhotes são chamados de ninfas. A metamorfose desses insetos é gradual, uma vez que não passam pela fase de pupa.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 80
adulto
Desenvolvimento com metamorfose da barata.
Fonte: BARNES, R. D.; RUPPERT, E. E.; FOX, R. S. Zoologia
Existem espécies de insetos cujos filhotes eclodem dos ovos com a forma idêntica à dos adultos e, durante seu desenvolvimento, não sofrem metamorfose. A traça-dos-livros e a tesourinha são exemplos de insetos com esse tipo de desenvolvimento.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
juvenis
Desenvolvimento sem metamorfose da traça-dos-livros.
Fonte: BARNES, R. D.; RUPPERT, E. E.; FOX, R. S. Zoologia de invertebrados . 7. ed. São Paulo: Roca, 2005.
O uso indiscriminado de agrotóxicos está acabando com as abelhas e esse é um problema mundial. As consequências são sentidas diretamente na produção de alimentos. É que as abelhas são responsáveis pela polinização das plantas.
As plantas que têm flor precisam ser polinizadas para produzir sementes e sobreviver. Quem faz esse trabalho são as abelhas. E cerca de dois terços da dieta dos seres humanos vêm de plantas polinizadas. A continuar nesse ritmo, estudos acadêmicos indicam que em 2035 as abelhas estarão extintas.
O professor aposentado Lionel Segui Gonçalves, da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP, é um dos maiores especialistas em abelhas no Brasil. Ele alerta para a extinção gradual do inseto e aponta soluções para reverter o quadro. Entre as soluções apontadas, estão o fim do uso de agrotóxicos nocivos às abelhas e o aumento de plantio de árvores para aumentar a polinização das flores.
USO de agrotóxicos pode levar à extinção de abelhas. Jornal da USP, São Paulo, 21 jun. 2017. Disponível em: https:// jornal.usp.br/atualidades/uso-de-agrotoxicos-pode-levar-a-extincao-de-abelhas/. Acesso em: 23 maio 2022.
1 | As abelhas são importantes polinizadoras de muitas plantas da região do Cerrado brasileiro. Discuta com os colegas o que pode acontecer com o Cerrado com a diminuição das populações de abelhas.
Essa é uma discussão aberta com os estudantes. Eles devem levantar os dados discutidos até o momento para chegar à conclusão de que há uma ameaça à vegetação de Cerrado caso as abelhas desapareçam. As plantas que dependem desse inseto como polinizador provavelmente deixarão de produzir sementes e, assim, correm o risco de se extinguir juntamente com as abelhas.
As formigas do Cerrado
As formigas são parte dos ecossistemas de Cerrado. Elas são responsáveis por vários processos ecológicos, como ciclagem de matéria, proteção das plantas, entre outros. Porém, as queimadas frequentes têm trazido problemas para as regiões de Cerrado e para as formigas. Assista ao vídeo sobre o assunto em: https://youtu.be/sjINIQ20ZeQ (acesso em: 20 ago. 2022).
A extinção de abelhas tem sido um problema ambiental muito sério para o Brasil e para diversos países do mundo, pois uma boa parte dos alimentos que consumimos depende da polinização das abelhas para serem produzidos. Caso você necessite de mais informações sobre esse tema, acesse a videoaula que o site Sem abelha sem alimento disponibiliza em https://www.semabelhasemalimento. com.br/novomaterialvideoaulaecaderno de atividades sobre asabelhas/ (acesso em: 18 jul. 2018) e mostrea em sala de aula para os estudantes.
Bee movie é um filme dirigido por Steve Hickner e Simon J. Smith que conta a história da recémformada abelha Barry, que acha o trabalho diário com mel desinteressante. Quando ela voa para fora da colmeia pela primeira vez e conversa com um humano, quebra uma primordial regra de sua espécie. Assim, Barry descobre que os humanos têm roubado e comido mel há séculos e decide processar a humanidade. Use esse filme para explorar a estrutura de organização social das abelhas e discuta com os estudantes outros insetos que também se organizam em castas, como formigas e cupins.
As formigas têm um papel ecológico importante no Cerrado. Há vários estudos sobre a ciclagem de nutrientes e a manutenção da flora do Cerrado. Além disso, as formigas podem ser um importante indicador do impacto ambiental causado pelas queimadas. O vídeo explora essa problemática: como o fogo descontrolado pode afetar a população de formigas.
Quando falamos de Mata Atlântica, precisamos abordar várias formações florestais nativas (floresta ombrófila densa; floresta ombrófila mista (também denominada de mata de araucárias); floresta ombrófila aberta; floresta estacional semidecidual; e floresta estacional decidual) e ecossistemas associados (manguezais, vegetações de restingas, campos de altitude, brejos interioranos e encraves florestais do Nordeste). Neste capítulo, trataremos da floresta densa, a mais comumente divulgada pela mídia e provavelmente a que os estudantes mais conhecem. Ela será descrita tendo como foco um grupo de animais emblemático da Mata Atlântica, os mamíferos. Trataremos também de outros dois tipos de floresta que têm características físicas muito diferentes: a mata de araucárias e os manguezais. Essa opção de abordagem é uma boa oportunidade para que os estudantes conheçam um grupo de plantas característico da mata de araucárias, as gimnospermas, e dos manguezais, além de sua importante dinâmica ecológica, que resulta em grande parte da produtividade pesqueira e de crustáceos das áreas litorâneas brasileiras.
Originalmente, o bioma conhecido como Mata Atlântica ocupava mais de 1,3 milhão de km² em 17 estados do território brasileiro, estendendo-se por grande parte da costa do país. Porém, devido à ocupação e às atividades humanas na região, hoje resta uma porcentagem de aproximadamente 12% da vegetação original. Portanto, esse é um bioma muito ameaçado.
Restinga e manguezal são considerados áreas de Mata Atlântica de locais costeiros com grande influência da água do mar.
O bioma Mata Atlântica é influenciado diretamente pelos ventos úmidos das regiões costeiras. Sua vegetação é tropical úmida, com grande diversidade de espécies. As temperaturas são elevadas e as chuvas são frequentes e bem distribuídas ao longo do ano. Outro tipo de floresta que também pertence ao bioma de Mata Atlântica é a chamada Mata de Araucária. É uma floresta que tem inverno frio e, em alguns locais, as geadas são muito frequentes. Trata-se de um local com umidade elevada.
Como você pode ver, a Mata Atlântica contém uma variedade grande de paisagens. • Quais são as diferenças entre a Amazônia, o Cerrado e a Mata Atlântica com relação à umidade?
Entre os três biomas é possível afirmar que o Cerrado é o mais seco. O regime de chuvas é restrito ao período do verão. Já na Amazônia e na Mata Atlântica a umidade é maior devido à influência de seus rios e do oceano, respectivamente.
O bioma de Mata Atlântica sofreu muitas perdas desde a chegada dos colonizadores ao Brasil. A devastação das florestas provocou um alarmante desequilíbrio ambiental. No final da década de 1980, tiveram início muitas campanhas com o propósito de preservar as áreas restantes. Um dos animais que se tornou símbolo da preservação das áreas de Mata Atlântica foi o mico-leão-dourado, mamífero típico desse bioma.
Além do mico-leão-dourado, há outros mamíferos de Mata Atlântica que hoje são conhecidos por muitas pessoas.
Ectotermia e endotermia não são sinônimos de homeotermia e pecilotermia, termos muito usados até a metade do século XX. Essa terminologia tornouse inadequada conforme os conhecimentos sobre os mecanismos de regulação de temperatura dos animais foram ampliados. Os animais que mantêm a temperatura do corpo relativamente constante eram denominados homeotérmicos e os animais cuja temperatura corpórea varia conforme a do ambiente, sendo, portanto, incapazes de regular a temperatura do próprio corpo, eram chamados de pecilotérmicos.
As pesquisas mostraram que isso não é sempre verdadeiro. Por exemplo, entre os mamíferos (considerados homeotérmicos), há espécies que se tornam entorpecidas durante a noite ou no inverno, período em que a temperatura corpórea chega a cair 20 °C ou mais em relação a seus valores usuais. Há lagartos e serpentes terrestres, considerados pecilotérmicos, cuja temperatura de atividade fica entre 30 °C e 40 °C. O sucesso desse controle de temperatura devese à capacidade de o animal absorver energia térmica do ambiente. Daí o termo “ectotermia”.
A manutenção de uma temperatura alta e constante pelos animais endotérmicos, por sua vez, é conseguida mudandose a taxa metabólica das células do seu corpo de acordo com as variações das condições ambientais. Assim, o animal ajusta a produção de calor a uma igual perda para o meio externo. Os endotérmicos produzem calor de muitas formas, podemos citar:
• manutenção de uma taxa metabólica basal;
• atividade dos músculos esqueléticos durante a locomoção, principalmente;
• tremor, isto é, produção de calor por contração de fibras musculares assincronicamente;
• alteração da condição de isolamento do corpo promovida pela plumagem ou pelagem, entre outras.
Os mamíferos formam um grupo muito conhecido dos estudantes. Nesta parte do capítulo, é interessante ampliar o repertório de referências mostrando essa diversidade. Apresente fotos de animais como morcegos (mamíferos que voam), baleias, botos e golfinhos (mamíferos aquáticos), esquilos voadores (mamíferos que fazem voo planado), tatus (mamíferos que vivem em tocas dentro da terra). Você pode montar um mural com as fotos que eles trouxerem ou fazer uma coleção de imagens e compartilhála digitalmente com eles.
Dê destaque para as características que são próprias dos mamíferos e mostre que, mesmo com essa diversidade, essas características se mantêm. Lembrese de que alguns mamíferos têm menos pelos do que outros e há grupos de animais que não tem glândulas mamárias concentradas em um mamilo ou úbere.
Os mamíferos se diferenciam dos demais cordados, como peixes, anfíbios, répteis e aves, pelo fato de os filhotes serem alimentados com o leite produzido pelas glândulas mamárias da fêmea. O número de mamas em cada espécie está relacionado ao número de filhotes por ninhada, variando de um a doze pares. Cada glândula mamária é, geralmente, formada por pequenos tubos que desembocam em regiões elevadas da pele, chamadas aréolas da mama, pelas quais os filhotes sugam o leite.
Além das glândulas mamárias, as seguintes estruturas são encontradas somente em mamíferos:
• glândulas sudoríferas, ou seja, glândulas que eliminam suor pela superfície da pele. Muitas espécies, entre elas o ser humano, possuem milhões dessas glândulas espalhadas por todo o corpo, enquanto outras as possuem apenas nas solas dos pés ou no focinho. Baleias, focas, golfinhos, peixes-boi, cães e gatos são mamíferos sem esse tipo de glândula;
• glândulas sebáceas, que eliminam óleo na base dos pelos, evitando o ressecamento excessivo da pele do animal, principalmente nas áreas em que ela é mais fina;
• pelos, que desempenham várias funções, entre elas proteção térmica; proteção mecânica; percepção tátil, como as vibrissas (“bigode”) dos gatos; proteção contra predadores, como os pelos duros dos porcos-espinho.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 84
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
pelos
pelos
glândula sudorífera
glândula sudorífera
glândula sebácea
glândula sebácea
Os mamíferos, assim como as aves, mantêm a temperatura interna de seu corpo estabilizada entre 36 °C e 40 °C, graças à energia proveniente de processos metabólicos internos que exigem o consumo de alimentos, os quais fornecem a energia necessária para as atividades do organismo, inclusive para a manutenção da temperatura corporal.
Em mamíferos, logo após o nascimento, os filhotes são alimentados com o leite produzido pela mãe. À medida que crescem, sua dieta vai mudando, e novos alimentos são introduzidos. A maioria dos mamíferos passa por duas dentições durante a vida. A primeira dentição é substituída ao longo do crescimento, acompanhando a mudança de alimentação do animal.
De acordo com seu hábito alimentar, os mamíferos podem ser herbívoros, carnívoros ou onívoros. O formato e a disposição dos dentes de um mamífero podem indicar o hábito alimentar da espécie. A seguir, alguns exemplos de especialização dos dentes e dos crânios dos mamíferos para alimentação.
Um dos mamíferos mais curiosos é o ornitorrinco, que aparece na atividade de pesquisa sobre mamíferos. Uma pesquisa deve ser bem orientada pelo professor para que o estudante alcance os objetivos esperados.
Se a pesquisa for feita em livros físicos, é importante que você traga esses livros para a sala de aula ou deixeos separados na biblioteca. Se a pesquisa for em plataformas digitais de busca, então é preciso que você já deixe indicadas as páginas que serão visitadas para a otimização de tempo e efetividade no cumprimento dos objetivos da aula.
Oriente os estudantes na busca da informação. Leia os textos com eles e mostre como são os critérios de busca e seleção de uma informação. Não deixe a atividade acontecer somente por meio da experiência deles. A orientação é fundamental para que o estudante compreenda que a pesquisa em boas fontes e a boa seleção evita a propagação de informações falsas.
A proposta da pesquisa é ampliar o conhecimento sobre o desenvolvimento embrionário de mamíferos. Há um grupo de mamíferos ovíparos, o dos monotremados, cujos embriões desenvolvemse dentro de um ovo. É o caso do ornitorrinco e da equidna. As poucas espécies atuais desse grupo vivem na Austrália e na Nova Guiné. As fêmeas produzem ovos que ficam incubados em ninhos. Para nascer, os filhotes rompem a casca do ovo da mesma forma que as aves. Os monotremados têm dentes e pelos e produzem leite, o que os coloca entre os mamíferos. Na Austrália e no continente americano, vivem cerca de 250 espécies de mamíferos marsupiais cujos filhotes nascem muito pequenos e completam seu desenvolvimento dentro de uma bolsa, o marsúpio. Cangurus, coalas, gambás e cuícas são exemplos de animais desse grupo, o dos marsupiais. Os embriões passam por um período muito curto de gestação e os filhotes nascem muito pequenos. Após o nascimento, eles se arrastam até a bolsa marsupial, onde são alimentados com o leite da fêmea e ficam protegidos até completar seu desenvolvimento. Nas demais espécies de mamíferos, como cães, macacos, tamanduás, bois, morcegos, coelhos, entre outros, os embriões desenvolvemse dentro do útero da fêmea e são nutridos pela placenta, tecido que se forma na parede do útero. Os filhotes de mamíferos placentários nascem muito mais desenvolvidos do que os filhotes dos marsupiais e têm mais chances de sobreviver. Os recémnascidos de algumas espécies já nascem prontos para correr ou nadar. No Brasil, temos espécies de mamíferos marsupiais e placentários, mas não temos mamíferos ovíparos.
De acordo com a Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO), a destruição dos mangues foi de 35 600 km quadrados entre 1980 e 2005. Embora não existam estimativas exatas de qual era a extensão da cobertura original dos mangues, existe um consenso global de que esta seria superior a 200 mil km quadrados e que mais de 50 mil disto, ou o equivalente a um quarto da cobertura original, foi perdida como resultado de intervenção humana.
Embora os mamíferos tenham muitas semelhanças entre si, o tipo de desenvolvimento do embrião pode ser diferente.
O ornitorrinco, por exemplo, é um mamífero especial que vive na Austrália.
Ele apresenta várias diferenças em relação a outros mamíferos, pois bota ovos e tem uma espécie de “bico” com dentes. Além disso, seus filhotes lambem o corpo da fêmea para se alimentar do leite que escorre de alguns poros, já que os ornitorrincos não têm mamilos.
1 | Pesquise na internet como é o desenvolvimento do embrião em mamíferos ovíparos, marsupiais e placentários. Há exemplos de todos eles no Brasil?
2 | Escolha um programa de planilhamento eletrônico e construa uma tabela. Na primeira coluna da esquerda, indique cada grupo de mamíferos pesquisado. Na coluna seguinte, liste o tipo de desenvolvimento de cada um. Ao término, entregue o resultado de sua pesquisa para o professor.
Os manguezais são um tipo de floresta presente no bioma Mata Atlântica. Existem manguezais em várias regiões do mundo. Esses ecossistemas com características peculiares são uma transição entre o ambiente marinho e o de água doce. Ao observar o mapa abaixo, percebemos que os manguezais são ambientes de áreas litorâneas localizadas principalmente entre os trópicos de Câncer e de Capricórnio.
O Atlas nos mostra que a área global dos mangues é de 150 000 km quadrados – o que é equivalente à metade do território das Filipinas –distribuídos em 123 países de regiões tropicais e subtropicais. Ele descreve que as maiores causas para desmatamento dos mangues é sua conversão direta para usos de terra e usos urbanos, como a agricultura, pois zonas costeiras são, geralmente, densamente povoadas e há intensa disputa por terra. [...]
ALVES, Laura. “ATLAS Mangues do Mundo” revela ecossistemas em risco. O Eco, Rio de Janeiro, 16 jul. 2010. Disponível em: http://www.oeco.org.br/ geonoticias/24182-atlas-mangues-do-mundo-revela-ecossistemas-em-risco. Acesso em: 17 ago. 2022.
No Brasil, os manguezais estão distribuídos pelo litoral, desde o Amapá até o Rio Grande do Sul, mas 85% deles se concentram na Região Norte.
Uma observação pouco atenta do manguezal pode nos levar a concluir que a parte viva dele é composta, basicamente, de uma floresta com pequena variedade de árvores e animais. Entretanto, os manguezais abrigam diversas espécies de seres vivos.
Nesses ambientes, a variação diária das marés faz com que as águas do mar avancem periodicamente, alagando o solo ao longo do dia. Como os manguezais estão localizados próximo a regiões nas quais os rios desembocam no mar, há uma mistura de materiais trazidos pelos rios com aqueles vindos do mar. Esse processo deposita bastante matéria orgânica sobre o solo, que pode servir de alimento para várias espécies de animais. Por isso, dizemos que o manguezal é um local de grande biodiversidade e precisa ser preservado.
Nos manguezais há vários tipos de planta que podem crescer sobre os troncos das árvores. Tais espécies são conhecidas como epífitas (do grego epi, “sobre”, e phyton, “vegetal”). O epifitismo é um tipo de associação em que uma planta cresce sobre a outra, conseguindo, dessa maneira, obter a luz solar necessária para sua sobrevivência.
De modo geral, os solos dos manguezais são formados por partículas muito finas e produtos da decomposição de folhas, galhos e animais mortos. Os restos dos seres vivos que sofrem a ação dos decompositores e os grãos carregados pelas águas ou pelo vento resultam no solo movediço e lamacento característico desses ambientes.
Esse solo lamacento impõe algumas limitações ao crescimento de árvores de grande porte. As árvores que crescem nos manguezais, chamadas de mangues, têm caraterísticas que facilitam sua fixação e seu crescimento.
Entre as árvores encontradas no manguezal está o mangue-vermelho (Rhizophora mangle). Essa planta apresenta ramificações a partir de troncos e galhos, o que propicia o aumento de sua base. Esse tipo de caule aéreo, também conhecido como caule-escora, melhora a sustentação da planta em solo lamacento ou arenoso.
Por muito tempo acreditou-se que essas estruturas eram raízes. Entretanto, atualmente, sabe-se que são prolongamentos do caule. Neles, é possível encontrar, por exemplo, moluscos, como as ostras e os mexilhões, que vivem fixos nas raízes de árvores ou outro substrato.
Aves como mergulhões, garças, martins-pescadores e gaivotas visitam os manguezais à procura de peixes e outros alimentos e, por vezes, fazem seus ninhos nas copas das árvores.
Nos manguezais há também grande quantidade de insetos. Alguns desses animais podem se alimentar de sangue, como é o caso de fêmeas de pernilongos e mutucas. Outros, como abelhas, borboletas e besouros, alimentam-se de partes de plantas.
Os caranguejos, por exemplo, são crustáceos que andam pelas raízes, pelas copas das árvores e pelo lodo, procurando alimento e parceiros para se reproduzir.
Seres vivos dos manguezais
Os manguezais são florestas alagadas que estão em ambientes onde as águas de rios e mares encontramse. Há muitos manguezais na costa brasileira e sua importância para a manutenção da vida no oceano é bastante grande.
Cuidar do oceano significa cuidar dos ambientes costeiros também. No mundo todo, há uma preocupação em educar as pessoas para que percebam a importância desses ambientes. O movimento “Cultura Oceânica”, ou “Ocean Literacy”, tem propagado materiais didáticos para trabalhar esse tema em sala de aula. Se você se interessou, consulte os sites a seguir para obter mais informações sobre esse assunto:
• Mar sem fim, disponível em: https://marsemfim.com.br
• Cultura oceânica para todos, disponível em: https://www.unesco. org/pt/articles/culturaoceanicaparatodos
Acessos em: 28 ago. 2022.
As histórias em quadrinhos são textos que aproximam os estudantes dos conteúdos científicos. Em uma linguagem diferente, as HQs são ótimas oportunidades de ampliar os conteúdos. O Menino Caranguejo é uma forma de explorar a discussão sobre os impactos ambientais nos manguezais.
Como são os crustáceos
Os crustáceos, assim como os insetos, pertencem ao grupo dos artrópodes. Os caranguejos são animais muito representativos dos manguezais e vivem tanto em tocas no solo lamacento, como nos galhos das árvores.
Explore com os estudantes as características dos crustáceos e sua forma de reprodução. A diversidade do grupo é um conteúdo importante tanto para ampliar a ideia de biodiversidade como para valorizar as diferentes formas de vida da natureza.
Menino Caranguejo
Série de histórias em quadrinhos produzida pelo Instituto Caranguejo de Educação Ambiental. A história em quadrinhos “O Manguezal” é uma aventura do Menino Caranguejo, que interage em seu ambiente em defesa do hábitat e dos caranguejos.
Os crustáceos são animais artrópodes de ambiente aquático ou úmido. Possuem cinco pares de pernas articuladas, dois pares de antenas, corpo dividido em cefalotórax e abdome e um esqueleto externo rígido constituído de quitina. Caranguejos, camarões e siris pertencem a esse grupo.
Disponível em: https://issuu.com/crabboy/docs/menino_caranguejo_manguezal/2. Acesso em: 23 maio 2022. olho
antenas antena
pernas
cefalotórax
abdome
vista dorsal vista ventral
Corpo de um crustáceo.
Devido à respiração por brânquias, os crustáceos são dependentes de ambientes aquáticos ou úmidos. As brânquias são órgãos respiratórios próprios para a troca de gases em ambientes aquáticos. Apesar dessa característica, podemos encontrar crustáceos em ambientes terrestres úmidos, como é o caso do tatuzinho-de-jardim.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 88
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Caranguejos são dioicos
Glossário
Após a cópula , os óvulos fecundados pelos espermatozoides são guardados no abdome da fêmea. Lá são incubados e, posteriormente, eclodem os ovos, de onde saem as larvas, que se desenvolvem até chegar à forma adulta.
Cópula: acasalamento.
Dioico: característica dos seres em que os sexos são separados, ou seja, estão em indivíduos diferentes. Hermafrodita: animal que tem os dois sexos no mesmo indivíduo.
Qual é a diferença entre um siri e um caranguejo?
Apesar da forma bem semelhante, os dois animais apresentam diferenças entre si. Observe as figuras e responda às questões a seguir.
É muito comum as pessoas confundirem siris e caranguejos. Nesta atividade, os estudantes poderão diferenciálos por meio das características anatômicas externas.
Trabalhe as imagens apresentadas nessa atividade.
A perguntas que são feitas para essa atividade baseiamse na ilustrações. Portanto, é importante que os estudantes façam uma observação atenta das imagens. Siris e caranguejos são crustáceos muito comuns no Brasil e são consumidos principalmente em regiões litorâneas. Pergunte aos estudantes se eles já comeram carne de siri ou caranguejo e o que acharam. Os caranguejos são animais marinhos bentônicos (ou seja, fazem parte da comunidade que vive junto ao substrato marinho). Os caranguejos podem viver em tocas, na superfície das pedras ou andando pelo fundo do oceano junto a algas e corais. Os siris são animais que também fazem parte da comunidade bentônica, porém podem se locomover nadando, utilizando as extremidades achatadas do último par de pernas como remos. Esse tipo de locomoção é utilizado principalmente quando o animal quer se locomover de modo mais rápido (para fugir de um predador, por exemplo).
1 | Quantas pernas estão presentes em cada animal?
2 | O primeiro par de pernas tem forma de pinça em quais animais?
3 | Em quais animais há uma carapaça rígida?
4 | Em qual deles a extremidade do último par de pernas tem formato achatado?
5 | Essas extremidades achatadas facilitam que tipo de movimentação?
Aproveite para mostrar que as cracas fixamse não somente no casco de embarcações, mas diversas espécies marinhas também são acometidas por esses seres vivos, como baleias, tartarugas e moluscos, o que pode atrapalhar o deslocamento deles na água, gerando arraste e peso extra.
Respostas:
2. As cadeias alimentares marinhas dependem do fitoplâncton, pois eles são organismos produtores. Com a eliminação desse elo da cadeia por influência do uso das tintas antiincrustantes, é possível que a quantidade de populações das cadeias diminua, afetando o equilíbrio ecológico da região. Muitas vezes, a ação humana interfere negativamente nas comunidades marinhas, provocando danos aos seres vivos e o desequilíbrio das cadeias e das teias alimentares. Pesquisas científicas e tecnológicas podem produzir tintas e outros materiais usados em embarcações que não prejudiquem a sobrevivência das espécies marinhas e garantam o sustento das famílias dos pescadores.
As embarcações marítimas necessitam de manutenção periódica, pois a água do mar provoca corrosão. Além disso, a ação de alguns animais afeta o bom funcionamento dessas embarcações – é o caso das cracas, que se instalam nos cascos e nos motores.
Os efeitos da incrustação desses animais são:
• redução da velocidade da embarcação – ao aderir ao casco, as cracas aumentam o atrito dele com a água, tanto nos cascos de aço como nos de madeira ou fibra;
• danos à pintura, expondo a chapa metálica ou a madeira ao meio líquido;
• rompimento da película de tinta nos cascos de madeira, o que propicia ataque de fungos, levando ao apodrecimento da embarcação.
Para que as embarcações possam ficar livres desse risco, utiliza-se uma tinta anti-incrustante, que pode causar prejuízo à vida marinha. Segundo alguns pesquisadores, essa tinta é capaz de liberar na água substâncias tóxicas que afetam o plâncton (os pequenos e os microscópicos organismos à deriva ou flutuando no mar).
1 | Por que as cracas se alojam nas superfícies de cascos e motores de embarcações? Discuta com os colegas.
As cracas necessitam fixar-se em um substrato, e a competição por espaço no ambiente marinho é muito grande. Dessa forma, a superfície das embarcações pode representar novos espaços de fixação para os organismos marinhos.
2 | O ser humano tem o direito de usar nas embarcações produtos para protegê-las que interfiram nas cadeias alimentares do ecossistema marinho? Argumente para defender seu ponto de vista. Lembre-se de que os barcos podem ser usados pelos pescadores para a obtenção do sustento de suas famílias.
As Matas de Araucárias se estendem do sul de São Paulo até o Rio Grande do Sul. Suas temperaturas variam de acordo com a altitude, ou seja, quanto mais elevada a localização, menores suas temperaturas médias. É um ambiente com elevada umidade do ar. Seu representante vegetal mais característico são as árvores conhecidas como araucárias ou pinheiros-do-paraná (Araucaria angustifolia), pertencentes ao grupo vegetal das gimnospermas.
As sementes são estruturas que protegem e nutrem o embrião das plantas até o momento da germinação. Existem aproximadamente 860 espécies vegetais que formam o grupo das gimnospermas, termo que significa “semente nua”. Isso indica a principal característica desse grupo de plantas, ou seja, a presença de sementes e a ausência de frutos.
As gimnospermas são divididas em quatro grupos, sendo o principal deles composto de árvores de grande porte, como os pinheiros e as araucárias. A maioria dos pinheiros alcança entre 24 m e 35 m de altura, enquanto as sequoias chegam a medir mais de 100 m de altura.
Os pinheiros são plantas vasculares: o transporte de água até as folhas e a sustentação do vegetal são feitos por vasos condutores enrijecidos pela lignina.
O pinhão é muito importante culturalmente para a Região Sul do país, pois se tornou um alimento típico da estação mais fria do ano. Em algumas regiões, há festivais de inverno, nos quais são preparadas diversas receitas com esse alimento rico em nutrientes. Além disso, esses eventos – como os da Serra Catarinense e de Campos do Jordão – fazem apresentações folclóricas e culturais.
O pinhão e a gralhaazul têm uma importante relação ecológica. O pinhão é o principal alimento da ave no inverno, que tem o hábito de enterrar alguns deles. Esse hábito contribui para a perpetuação da araucária, pois a semente germina, formando novas árvores.
Para mais informações sobre a produção, a colheita e o ecossistema do pinhão, consulte: http://www.clicrbs. com.br/sites/swf/dc_pinhao/index. html (acesso em: 31 jul. 2018).
O pinheiro-do-paraná, também chamado de araucária, é um exemplo de gimnosperma. No detalhe, pinhões, que são as sementes do pinheiro-do-paraná.
O pinhão, muito apreciado durante as comemorações juninas das regiões Sul e Sudeste é, na verdade, a semente da araucária. A parte comestível é a reserva de nutrientes usada para a germinação do embrião que está dentro da semente.
Os grãos de pólen das gimnospermas são dispersados pelo vento. O pinhão é alimento de vários animais como gralhas e papagaios. Os pinhões podem cair no chão durante essa alimentação, germinar e originar uma nova árvore. Esse é um exemplo de dispersão de sementes feita por animais.
Leia o texto com os estudantes e explique quais são as palavras que porventura eles não tenham entendido. Essa é uma parte importante da aula para que eles compreendam em que contexto a discussão deve acontecer. Depois, leia as duas perguntas da atividade e esclareça as dúvidas. Só então inicie o debate. Durante o debate, estimuleos a recorrer às informações do livro para que possam fundamentar a opinião deles.
Resposta:
1. Essa discussão deve abordar os aspectos ambientais e sociais relacionados ao projeto de implementação de torres de energia. Apesar de beneficiar a população local no que diz respeito aos aspectos sociais e econômicos diretamente relacionados aos empregos gerados pela obra e à eficiência da distribuição de energia, os impactos ambientais da retirada de árvores características da região seriam grandes. A região da Escarpa Devoniana é uma Área de Proteção Ambiental que assegura a proteção do ecossistema natural e favorece o turismo da região.
As atividades propostas nesta seção exploram várias formas de apresentação da informação, como imagens, mapas, ilustrações e tabelas. Essas formas de relacionar informações são comuns na ciência. Ressalte que, na comunicação científica, utilizar imagens de fotografias, sejam panorâmicas ou em zoom, são estratégias importantes para explicar um fenômeno ou descrever uma paisagem.
Muitas vezes, as ilustrações podem ser um recurso de comunicação para explicar processos de longa duração e transformações ao longo do tempo.
Em grupo, leia a reportagem a seguir e discuta as questões propostas.
Araucárias, símbolo do Paraná, ameaçadas de extinção
Em 2016 a araucária, árvore símbolo do Paraná, entrou na lista das espécies ameaçadas de extinção da IUCN (União Internacional para Conservação da Natureza) e da Lista Oficial de Espécies da Flora Brasileira Ameaçadas de Extinção do Ibama. [...] Ao longo do tempo as florestas com araucárias do Estado perderam até 97% da área original. [...] em 2020, 4 mil sobreviventes serão derrubadas para dar passagem a novas torres de transmissão de energia.
[...] O projeto das novas linhas de transmissão inclui 1 000 km que cortarão 24 municípios, e ainda passa pela Escarpa Devoniana, cartão-postal do estado e Área de Proteção Ambiental (APA) da Escarpa Devoniana.
[...] Em 7 de outubro [de 2016], o site da Tribuna do Paraná publicou a matéria “Justiça impede que empresa de transmissão derrube 4 mil araucárias no Paraná”. [...] Os motivos foram irregularidades nas licenças e estudos de impacto ambiental.
MESQUITA, J. L. Araucárias, Justiça impede o corte de 4 mil árvores. Mar sem fim, [s.l.] , 15 out. 2020. Disponível em: https://marsemfim.com.br/araucarias-simbolo-do-parana-ameacadas-de-extincao/. Acesso em: 23 maio 2022. O texto aborda a construção de torres de transmissão de energia em uma região protegida do Paraná. Uma obra como essa reforça o sistema energético aumentando a eficiência da distribuição de energia elétrica. Além disso, durante a instalação das torres, empregos são gerados.
1 | Discuta com os colegas os benefícios e os prejuízos relacionados ao impedimento da construção das torres de transmissão de energia elétrica na região. Quais fatores devem ser considerados em uma decisão como essa?
2 | Proponha uma alternativa para resolver o impasse da construção das torres de transmissão.
Resposta no Manual do Professor. Espera-se que os estudantes considerem as opções apresentadas na reportagem e proponham algo como: mudar o traçado da obra, de modo que as torres passem por uma área não protegida, em que o impacto ambiental seja menor.
1 | Observe as duas árvores das fotos.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 92
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
– Araucárias, símbolo do Paraná, ameaçadas de extinção
Qual delas você acha que é do bioma Amazônia e qual é do Cerrado? Explique sua resposta.
O pequizeiro é uma árvore de Cerrado e o mogno (ou samaúma) é uma árvore da Amazônia. O pequizeiro tem galhos tortuosos, com casca grossa. Já o mogno é uma árvore muito grande que tem caule mais reto.
2 | Observe o mapa a seguir e identifique a localização dos seguintes biomas: Mata Atlântica, Amazônia e Cerrado.
5) Amazônia, 3) Cerrado, 2) Mata Atlântica.
3 | Comparando o Cerrado com a Mata Atlântica, em qual deles você considera que há mais períodos secos?
O Cerrado tem períodos de seca maiores do que a Mata Atlântica.
4 | Observe as figuras a seguir.
Escreva no caderno quais dessas estruturas são encontradas em: a. angiospermas; b. gimnospermas; c. pteridófitas.
Respostas:
1. O pequizeiro é uma árvore de Cerrado e o mogno (ou samaúma) é uma árvore da Amazônia. O pequizeiro tem galhos tortuosos, com casca grossa. Já o mogno é uma árvore muito grande que tem caule mais reto.
2. 5) Amazônia, 3) Cerrado, 2) Mata Atlântica.
3. O Cerrado tem períodos de seca maiores do que a Mata Atlântica.
4. a) Flores, sementes e folhas.
b) Sementes e folhas.
c) Folhas e esporos (no verso das folhas).
5. É possível que um menor número de fl ores seja polinizado, diminuindo a quantidade de sementes produzidas. Com isso, a geração de novas plantas será reduzida, prejudicando a população de árvores ao longo do tempo.
7. Na espécie A não houve metamorfose. As espécies B e C apresentam uma fase intermediária antes de adquirirem a forma adulta.
5 | Se em uma floresta houver redução do número de borboletas, abelhas e beija-flores, o que tende a acontecer com as árvores que produzem flores coloridas?
É possível que um menor número de flores seja polinizado, diminuindo a quantidade de sementes produzidas. Com isso, a geração de novas plantas será reduzida, prejudicando a população de árvores ao longo do tempo.
6 | Reproduza o quadro a seguir no caderno e preencha-o com as características dos artrópodes destacadas.
Filo AntenasPartes do corpoAsas Número de pernas
Insetos 2 Cabeça, tórax e abdome zero, 2 ou 4 6
Crustáceos 4 Cefalotórax e abdome zero 10 ou mais
Aracnídeos zero Cefalotórax e abdome zero 8
7 | Um estudante acompanhou o desenvolvimento de três espécies de insetos e fez os seguintes desenhos.
Em qual das três espécies é possível dizer que não houve metamorfose?
UNIDADE 2 — Vida e evolução 94
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
A Caatinga ocupa uma área de cerca de 844 453 quilômetros quadrados, o equivalente a 11% do território nacional. Engloba os estados de Alagoas, Bahia, Ceará, Maranhão, Pernambuco, Paraíba, Piauí, Rio Grande do Norte, Sergipe e norte de Minas Gerais. Trata-se do único bioma que só existe no Brasil!
Os índices de chuva da Caatinga são muito baixos. Esse bioma faz parte do semiárido brasileiro, com estação seca que pode durar até oito meses. As temperaturas médias são superiores a 25 ºC, em alguns lugares ultrapassa 32 ºC.
O tipo de solo mais comum da Caatinga é pedregoso e raso, o que dificulta o armazenamento de água. Essa característica favorece que seus rios sequem no período seco – são os chamados rios intermitentes. Entre os rios perenes da Caatinga estão o Rio São Francisco e o Rio Parnaíba.
A respeito de sua biodiversidade, o bioma abriga, identificadas até o momento, 178 espécies de mamíferos, 591 de aves, 177 de répteis, 79 espécies de anfíbios, 241 de peixes e 221 de abelhas.
Além de seu patrimônio biológico, seu patrimônio cultural é de grande importância para a história dos brasileiros.
A Caatinga
Para dar um destaque importante a esse tópico, traga uma imagem positiva desse ambiente. A Caatinga deve ser apresentada aos estudantes como um local de grande diversidade e muito importante para o país, já que é um bioma exclusivo do Brasil.
Sapos, salamandras e cobrascegas são animais que têm pele recoberta por um muco que facilita a respiração cutânea. Nesse grupo de animais, é possível que a respiração seja do tipo pulmonar, branquial e bucofaríngea, conforme a fase da vida ou local no qual eles vivem.
É importante lembrar que, apesar de se chamar cobracega, esses animais não são cobras. Cobras são repteis, e não anfíbios.
Explore o infográfico com os estudantes e incentiveos a reparar nos detalhes que as imagens proporcionam. Quais são as características que os répteis das imagens têm em comum? E quais características são diferentes? Esperase que eles reconheçam que os animais retratados têm a pele grossa coberta por placas. Em relação às diferenças, há animais que têm casco, como o jabuti, e outros que não têm membros, como as serpentes. Compare a forma do corpo dos animais, seus hábitos e hábitats. Caso alguns estudantes conheçam algum dos animais descritos ou, ainda, anfíbios ou répteis com os quais convivam cotidianamente em casa (como as lagartixas, calangos, sapos e outros de grande abrangência no território nacional), peça que contem sua experiência.
A Caatinga é um local com uma variedade grande de répteis e anfíbios. Nas imagens a seguir, você pode observar parte dessa diversidade.
Assista ao vídeo disponível em: https://www.acaatinga.org.br/dia-de-defesa-da-fauna/. Acesso em: 23 maio 2022.
Trabalhe com eles as características que tornam os répteis menos dependentes da água que os anfíbios, como a presença de placas na pele e ovos com casca para minimizar a perda de água. Reprodução do
1 | Em dupla, escrevam um parágrafo explicando por que o que resta da vegetação da Caatinga original deve ser preservado. Resposta pessoal.
Os anfíbios da Caatinga: sapos, salamandras e cobras-cegas
Anfíbios como sapos, pererecas, rãs, salamandras e cobras-cegas formam uma das classes do filo dos Cordados. O nome dessa classe tem origem grega (amphi = duplo + bios = vida) e está relacionado a uma das características mais marcantes da maioria dos animais desse grupo: o fato de passar parte de seu ciclo de vida dentro da água e parte na terra. Mesmo quando os organismos adultos passam todo o tempo em ambiente terrestre, os anfíbios ainda dependem da água doce de um corpo de água ou da umidade do ambiente para desenvolver seus ovos e suas larvas.
Dessa forma, uma etapa da vida da maioria dos anfíbios só ocorre na água doce. Na fase de vida aquática, eles captam o gás oxigênio por meio de brânquias; na fase terrestre, as trocas gasosas ocorrem nos pulmões ou através da pele que reveste o corpo. Para tanto, sua pele é mantida úmida por secreções produzidas por glândulas.
Existem três grupos de anfíbios: o grupo dos anuros, que significa “sem cauda”, formado por sapos; o grupo dos caudados, que apresentam cauda, formado por pererecas e rãs; e o grupo dos ápodes, sem pernas, formado por salamandras e cobras-cegas.
Os anfíbios da Caatinga: sapos, salamandras e cobras-cegas
Os anfíbios são animais vertebrados muito interessantes que apresentam várias formas de respiração. Em sapos, por exemplo, é muito comum ter uma fase larval (girino) que respira por brânquias e, na fase adulta, pela pele e pelo pulmão. Desta forma, é comum os anfíbios terrestres terem a pele coberta por muco. Esse muco facilita a respiração cutânea, uma vez que o gás oxigênio do ar se dissolve neste muco para penetrar na pele e atingir a corrente sanguínea.
Outro fato interessante entre os anfíbios é que em algumas vezes eles são confundidos com répteis, como é o caso da cobracega. Esses animais não possuem pernas e seu corpo apresenta formato cilíndrico. As cobrascegas vivem em regiões úmidas e enterradas no solo.
Alguns anfíbios são capazes de produzir substâncias altamente tóxicas. Essas substâncias podem causar a morte de quem tem contato com esse veneno.
As cobras-cegas são animais que apresentam corpo cilíndrico, com o mesmo diâmetro em toda a extensão, e olhos reduzidos cobertos por pele, com os quais só são capazes de distinguir a presença de luz no ambiente. Esses animais vivem em galerias que cavam no solo úmido. Alimentam-se de animais encontrados na terra, como minhocas, cupins, formigas, entre outros, os quais são capturados com os dentes que elas têm na boca.
Os vocábulos “cobra” e “serpente” estão nos dicionários brasileiros, entretanto, o termo “serpente” é o mais adequado. O termo “cobra” é usado apenas para um tipo de serpente, as najas. Esse equívoco começou quando os portugueses chegaram ao Brasil: do mesmo modo que eles chamaram os nativos que encontraram aqui de índios, por acreditarem ter chegado à Índia, atribuíram o nome “cobra” às serpentes, pensando se tratar das verdadeiras cobras (najas da Índia).
Os répteis são animais muito interessantes. É comum os estudantes terem histórias que envolvem algum sentimento de medo ou repulsa por esses animais. Enfatize que esse grupo de animais tem uma importância ecológica muito grande. Em muitos locais que exterminam répteis predadores, há um grande número de pragas de roedores e insetos que infestam as lavouras e diminuem a produção de alimentos.
Outra característica é sua adaptação a todos os tipos de ambiente. Exceto em regiões cobertas por gelo permanente, os répteis podem viver em áreas muito úmidas ou muito secas, em ambientes marinhos ou de água doce, em solo ou em árvores.
1 | O grupo dos répteis é uma das classes do filo Cordados. Lagartos, serpentes, lagartixas e iguanas (chamados de escamados) têm grande variedade de características e adaptações e formam o maior grupo de répteis, com mais de 9 mil espécies conhecidas. O grupo dos crocodilianos – jacarés e crocodilos – abrange apenas 24 espécies viventes. Os quelônios – tartarugas, jabutis e cágados – reúnem cerca de 300 espécies. Os animais dessa classe apresentam adaptações que os tornam menos dependentes da água do que os anfíbios.
2 | Os répteis não possuem glândulas, sendo sua pele seca e resistente ao ressecamento, além de impermeável à água e ao ar. A fecundação é interna, e os embriões se desenvolvem dentro de ovos que são incubados em terra firme, cuja casca impede a perda de água. Os filhotes de todos os répteis já nascem com a forma do adulto, não passando pela fase larval.
3 | O corpo dos répteis é revestido por escamas córneas, isto é, pequenas lâminas protetoras da pele formadas por uma proteína rígida e impermeável chamada queratina. Os quelônios possuem um revestimento formado por placas queratinizadas fundidas. Nos répteis, as trocas gasosas são feitas através de pulmões, inclusive nos répteis aquáticos, como as tartarugas marinhas.
A pele dos répteis é coberta por escamas que oferece proteção para perda de água. Ao mesmo tempo que muitas pessoas sentem medo desses animais ou repulsa, eles são muito caçados por causa da pele (couro), que pode ser utilizada para confecção de cintos, bolsas, sapatos e outros acessórios.
4 | As serpentes, assim como alguns lagartos, têm glândulas de veneno na boca que são utilizadas tanto para capturar a presa como para se defender de predadores. Quando perturbadas, elas se defendem mordendo o agressor. A camada superficial da pele das serpentes, formada por escamas, é trocada de tempos em tempos. Em muitos casos, ela tem uma coloração de camuflagem, permitindo que passem despercebidas com facilidade, pois se confundem com o ambiente.
Camuflagem: capacidade de ficar visualmente semelhante ao ambiente, confundindo-se com ele.
Comente com os estudantes que, apesar de alguns desses animais terem a capacidade de inocular veneno, eles não estão livres da caça predatória. Além disso, é bom saber que, ao mesmo tempo que o veneno da jararaca, por exemplo, pode ser fatal para o ser humano, ele foi usado em pesquisas brasileiras que desenvolveram fármacos (captopril) para o controle da pressão arterial.
5 | A maioria das serpentes não enxerga nem ouve tão bem, mas conta com o olfato muito desenvolvido. Para explorar o ambiente, as serpentes expõem sua língua bifurcada, que capta partículas gasosas que estão no ar, dispersas ao seu redor; estas são analisadas em um órgão que elas possuem no céu da boca. Assim, as serpentes percebem se há presas, predadores ou parceiros para acasalamento por perto.
4 m
Existem diversos grupos de pesquisa no Brasil e no exterior que trabalham com toxinas extraídas de animais ou plantas com finalidade terapêutica. A perspectiva, quase sempre, é a produção de novos medicamentos para uso humano e veterinário.
Para saber mais sobre o tema faça uma busca na internet usando palavras relacionadas ao tema.
Os sites a seguir apresentam resultados de pesquisa e possibilidade de uso de toxinas produzidas por animais peçonhentos (acessos em 27 ago. 2022):
• Técnica modifica proteína do veneno de cascavel e permite criar fármaco que modula a coagulação sanguínea, disponível em: https:// agencia.fapesp.br/tecnicamodificaproteinadovenenodecascavelepermitecriarfarmacoque
modula a coagulacao sanguinea/37353/
• Resposta humoral e celular em camundongos AIRmax e AIRmin tratados com crotoxina de Crotalus durissus terrificus, disponível em: https://repositorio.butantan.gov. br/bitstream/butantan/4197/2/ TCC_Natacha%20Diesca%20 dos%20Santos.pdf
• Veneno de serpente: o potencial terapêutico contra doenças parasitárias, disponível em: https:// comunica.ufu.br/noticia/2021/08/ venenodeserpenteopotencialterapeuticocontradoencasparasitarias
6 | A maioria das serpentes peçonhentas apresenta uma estrutura chamada fosseta loreal. Essa estrutura as ajuda a perceber o calor do ambiente e, assim, detectar animais que lhes servem de alimento, geralmente aves e mamíferos. As serpentes exercem papel ecológico importante, realizando o controle populacional de várias espécies de roedor, como ratos e ratazanas.
Glossário
Peçonhenta: animal que produz toxina (peçonha), que é injetada no corpo da vítima quando ele a morde.
Localização da fosseta loreal. Retirada do veneno para a produção de soro antiofídico.
Embora as serpentes não sejam predadoras de seres humanos, os acidentes com serpentes peçonhentas são frequentes e acontecem, sobretudo, quando a pessoa pisa no animal. A maioria das serpentes é inofensiva para o ser humano. Geralmente, elas fogem ou ficam imóveis quando se deparam com outros animais.
Pesquisa demonstra potencial terapêutico do soro da cascavel
Bloco 2E do Campus Umuarama, na Universidade Federal de Uberlândia (UFU): esse é o endereço do Laboratório de Bioquímica e Toxinas Animais (LaBiTox). Focado no isolamento de toxinas presentes em peçonhas de serpentes e na investigação do potencial farmacológico e terapêutico dessas moléculas, o laboratório vem desenvolvendo pesquisas relacionadas ao tratamento de doenças, sob a coordenação de professoras do Instituto de Genética e Bioquímica (Ingeb/UFU). Foi em uma dessas pesquisas que a capacidade antitumoral de um elemento presente no soro da serpente Crotalus durissus collilineatus, popularmente conhecida como cascavel, foi descoberto. [...]
O estudo é realizado pela doutoranda Sarah Gimenes, sob a orientação da professora Veridiana de Melo Rodrigues Ávila, e teve início com o projeto de iniciação científica da aluna, ainda durante sua graduação em Ciências Biológicas na UFU. Nessa primeira fase, o trabalho realizado foi de purificar o soro retirado da cascavel. [...]
Com todos os resultados alcançados até aqui, surge o questionamento da possibilidade do desenvolvimento de medicamentos para o tratamento do câncer de mama. Entretanto, Ávila explica que o processo para isso não é simples. “Para que possam ser diretamente utilizados para a cura de uma doença tem um caminho longo ainda. Eles [os estudos] geram conhecimento para que a indústria farmacêutica possa gerar novos fármacos com ações diferenciadas. Estamos no caminho, gerando e demonstrando o potencial dessas moléculas, que são produtos da natureza. Quem sabe a partir daí possam ser criados fármacos usados pela sociedade”, conclui a professora. OLIVEIRA, G. Pesquisa demonstra potencial terapêutico do soro da cascavel. Comunica, Uberlândia, 31 jul. 2017. Disponível em: https://comunica.ufu.br/noticia/2017/07/pesquisa-de-genetica-e-bioquimica-demonstra-potencial-terapeutico-do-soro-da. Acesso em: 15 jun. 2022.
de Repertório – Pesquisa demonstra potencial terapêutico do soro da cascavel
O Pantanal é considerado uma das maiores extensões úmidas contínuas do planeta. Embora seja o bioma de menor extensão territorial do Brasil, possui exuberante riqueza e grande importância para o país e o mundo. Sua área aproximada é de 150 mil quilômetros quadrados, ocupando, assim, 1,76% da área total do território brasileiro. Em seu espaço territorial, o bioma é influenciado por rios que drenam a bacia do Alto Paraguai.
O Pantanal é uma área cujo relevo plano favorece o alagamento de grandes porções de seu território. No período de seca, compreendido entre os meses de maio a setembro, as áreas submersas diminuem. O solo do Pantanal é muito arenoso e, na época das chuvas, logo se encharca. Nesse período, seus rios não conseguem drenar toda a água da chuva que cai na região e, ainda, recebem a influência das cheias de rios do Centro-Oeste e do Norte. Dessa forma, a área fica alagada entre os meses de outubro e abril, período das chuvas.
Toda a vida do Pantanal depende dos ciclos de secas e cheias. A reprodução, a alimentação e a sobrevivência nesse ambiente são fruto desse delicado equilíbrio entre o ciclo da água e o da vida.
O Pantanal é um bioma de grande diversidade biológica e muito dependente do regime de chuvas. Devido a essa ligação tão direta com a água, esta parte do capítulo tratará de um grupo de animais, os peixes, muito importante para a região do Pantanal. Aproveitaremos o contexto do Pantanal para discutir outro grupo de plantas que também dependem muito da água, as pteridófitas.
O ciclo das águas tem grande importância para os organismos do Pantanal. As planícies inundáveis nos períodos de cheias intercalamse com a baixa na estiagem, permitindo a manutenção da rica biodiversidade da região. Para mais informações, assista ao vídeo Ciclo das águas no Pantanal, disponível em: https:// www.wwf.org.br/natureza_brasileira/ areas_prioritarias/pantanal/ diadopantanal/biodiversidade/ (acesso em: 31 mar. 2022).
Peixes do Pantanal
Nesta parte do capítulo, trataremos dos peixes. Utilizamos o Pantanal como contexto para a apresentação desse grupo, porque as atividades de pesca nessa região são famosas no mundo todo. Os estudantes têm muita curiosidade sobre os diversos temas relacionados aos peixes, por exemplo: Como os peixes respiram? Como os peixes nadam? Os organismos aquáticos retiram oxigênio da molécula de água, isto é, do H2O? De que os peixes se alimentam? Esses e outros temas serão tratados aqui.
Uma curiosidade comum entre os estudantes é entender como ocorre a oxigenação da água nos aquários. Explique que as bombinhas de aquário são aeradores: jogam ar dentro da água do aquário. A borbulhação faz com que a água circule. Assim, a quantidade de ar que entra em contato com a água é grande e garante a dissolução do gás oxigênio no meio. Se houver pouco gás oxigênio dissolvido na água, tanto os peixes do aquário como outros animais aquáticos não têm como respirar.
Características dos peixes
Peixe é um termo genérico sem significado taxonômico e corresponde a uma gama de animais aquáticos com características muito diversas. Podemos considerar os peixes, em um sentido evolutivo, como todos os vertebrados que não são tetrápodes (anfíbios, répteis, aves e mamíferos). Geralmente, as pessoas não percebem a incrível diversidade desses vertebrados, pois eles vivem em ambientes que temos pouco contato. Hoje, são conhecidas mais de 28 000 espécies vivas de peixes, muito mais do que todas as outras espécies de vertebrados somadas. Os peixes são encontrados em quase todos os ambientes aquáticos disponíveis (oceanos, lagos, rios e córregos), graças às incríveis adaptações que o grupo apresenta.
Os taxonomistas classificam os “peixes” em dois grandes grupos segundo as suas características.
Os peixes sem mandíbula (Agnathas) e os peixes com mandíbula (Gnathostomata).
Os agnatas são divididas em duas classes: a Myxini, chamados popularmente de peixe-bruxa ou feiticeira; e a Petromyzontida, conhecidas como lampreias.
Os gnatostomados formam o grupo dos vertebrados que incluem as classes: Elasmobrabchii (tubarões e arraias) e Holocephali (quimeras). Ambas são peixes cartilaginosos, ou seja, são Condrichthyes
Piracema em rio durante período reprodutivo.
Glossário Artur Keunecke/Pulsar Imagens Artur Keunecke/Pulsar Imagens Andre Seale/Pulsar Imagens slowmotiongli/Shutterstock.com Biblioteca Patrimonial de Gray, França blickwinkel/Alamy/FotoArena
Características dos peixes
Reprodução
do livro do Estudante em tamanho reduzido.
As classes Actinopterygii (peixes de nadadeiras raiadas) e Sarcopterygii (peixes de nadadeiras lobadas). Ambas são peixes ósseos, ou seja, são Osteichthyes
No texto, vamos nos referir apenas aos peixes mais comuns, isto é, aos cartilaginosos e aos ósseos.
Nos peixes cartilaginosos, a boca é ventral, e, no caso dos tubarões, de cada lado do corpo abrem-se cinco fendas branquiais. Nas raias, por sua vez, essa estrutura se localiza no ventre.
A respiração dos peixes
Os peixes ósseos têm escamas ósseas e uma câmara branquial coberta por uma estrutura chamada opérculo
Ventral: pertencente ao ventre; relativo a abdome.
Opérculo: aba ou placa que cobre a cavidade onde se encontram as brânquias da maioria dos peixes ósseos.
A variedade de adaptações morfológicas e fisiológicas dos peixes em relação à obtenção de gás oxigênio é grande. Existem, também, os peixes que retiram gás oxigênio do ar por meio de pulmões (piramboia), pela pele, pelo estômago, pelo intestino, pela bexiga natatória (pirarucu) e pela boca.
Para que os peixes consigam nadar com o vigor necessário, seus músculos se contraem. Nesse processo de contração, os músculos precisam receber do sangue o adequado suprimento de nutrientes (substâncias energéticas) e de gás oxigênio. São eles os responsáveis pelo fornecimento de energia para as células musculares, necessárias para o nado dos peixes. Os nutrientes são obtidos do alimento ingerido, por exemplo, larvas de insetos, insetos adultos, peixes menores, crustáceos etc. Já o gás oxigênio é obtido pelo sangue, durante a passagem da água pelas brânquias.
A estrutura das brânquias é complexa, mas você pode explicar aos alunos quais são as principais características delas. Pode também especificar a diferença entre dois órgãos que realizam as trocas gasosas, ou seja, os pulmões e as brânquias.
As brânquias são formadas por filamentos finos cobertos com uma fina membrana dobrada repetidamente de modo a formar lamelas por onde passa a água. Elas são supridas por muitos vasos sanguíneos. É por meio dessa membrana que os gases respiratórios são trocados. Nos peixes ósseos, as brânquias ficam protegidas em uma câmara coberta por uma placa, o opérculo.
Segundo Schmidt-Nielsen, “se a superfície respiratória estiver voltada para o lado externo, formando uma evaginação, o órgão resultante é normalmente chamado de brânquia. Se a superfície corpórea geral estiver voltada para o lado interno, ou invaginada, a cavidade resultante é chamada de pulmão”.
Fonte: SCHMIDT-NIELSEN, K. Fisiologia animal: adaptação e meio ambiente. São Paulo: Livraria Santos Editora, 1999.
As brânquias são estruturas filamentosas com grande quantidade de vasos sanguíneos. Elas se localizam em uma abertura lateral do corpo dos peixes, o opérculo, por onde circula a água que entra pela boca. O gás oxigênio dissolvido na água atravessa a fina membrana das brânquias e passa para o sangue; o gás carbônico resultante da respiração das células do peixe passa dos vasos sanguíneos para a água, que está em contato com as brânquias.
Peixes que vivem em águas com pouco gás oxigênio têm algumas adaptações, como a capacidade de captá-lo do ar, e estratégias de sobrevivência que não exigem grandes gastos de energia (nadar lentamente ou enterrar-se na lama do fundo do lago).
No peixe-beta, por exemplo, há uma câmara muito rica em vasos sanguíneos chamada cavidade opercular. Periodicamente, ele sobe até a superfície e capta o ar atmosférico. O gás oxigênio presente no ar entra em contato com a área rica em vasos sanguíneos da cavidade opercular e é absorvido, garantindo o suprimento de que o animal precisa.
A piramboia respira por brânquias quando nasce. À medida que cresce, essas estruturas vão ficando menores, e ela inicia a respiração pelos pulmões.
A piramboia vive em ambientes alagados que podem secar em certo período do ano. Quando isso acontece, o peixe cava um buraco, recobre seu corpo com uma camada de muco e lama e passa a respirar exclusivamente pelos pulmões, que captam o gás oxigênio atmosférico. Esse peixe pulmonado retoma o estado de atividade na época das chuvas.
1 | Qual é a vantagem para a piramboia de realizar a respiração pulmonar?
A vantagem é conseguir respirar em locais em que a água é escassa, ou na época da seca.
O Pantanal suporta grande variedade de espécies de animais e de vegetais. As plantas lá encontradas são adaptadas para a grande umidade presente nesse bioma. Essas adaptações são típicas das pteridófitas, grupo de plantas vasculares, ou seja, que possuem vasos condutores para o transporte de substâncias.
Na história evolutiva das plantas, as pteridófitas foram as primeiras a apresentar vasos condutores. Nas samambaias, um exemplo do grupo, essas estruturas são rígidas, uma vez que possuem parede celular com lignina e celulose.
Existem samambaias com mais de 20 m de altura e com folhas de mais de 5 m. Além das samambaias, outras espécies fazem parte do grupo das pteridófitas, por exemplo, a cavalinha, a avenca, entre outras.
A compreensão de texto exige conhecimentos linguísticos relacionados ao significado das palavras e às regras gramaticais e ortográficas. Isso demanda que, ao trabalhar o texto escrito, você explore essas questões, mesmo nas aulas de Ciências. No entanto, esse conhecimento não é suficiente para que os estudantes compreendam o texto, é preciso conhecimento científico para que eles entendam toda a complexidade de sentidos, por isso a leitura conjunta e o esclarecimento de dúvidas são muito importantes para a realização desta atividade.
Algumas samambaias arborescentes podem ter em seu caule uma grande quantidade de raízes, formando um emaranhado chamado de xaxim, muito utilizado como substrato para plantas. Os xaxins estão sendo extraídos de forma ilegal, já que essas plantas nativas não são cultivadas para esse fim. Sua comercialização está proibida, pois várias espécies estão ameaçadas de extinção.
Os Pampas
Os Pampas são biomas muito característicos do Sul do Brasil. A cultura gaúcha, típica dessa região, oferece a oportunidade de trabalho interdisciplinar com Geografia. Explorem as características físicas, biológicas e socioculturais da região, que são muito importantes economicamente para o país.
Uma boa parte dos Pampas foi impactada ao longo do tempo tanto por razões de ocupação humana como pela criação de gado. A diversidade de seres vivos nessa região é bastante grande, apesar de sua aparência, que leva muitas pessoas a pensar que essa é uma área formada apenas por gramíneas.
Esporos: estrutura de reprodução assexuada presente no ciclo de vida de muitos organismos (fungos, musgos e samambaias, por exemplo). Os esporos não são gametas.
Muitas vezes, encontramos estruturas marrons e arredondadas na superfície inferior de folhas de pteridófitas. São cápsulas cheias de esporos, os quais, quando maduros, caem no solo e germinam, dando continuidade ao ciclo de desenvolvimento dessas plantas.
As samambaias não formam sementes, flores nem frutos. Entre as pteridófitas há mais de 12 mil espécies que vivem em florestas úmidas tropicais.
Os Pampas são compostos por diversas paisagens de pastagens e prados, típicas da Região Sul do Brasil. O único estado brasileiro com esse bioma é o Rio Grande do Sul. Os Pampas agregam uma região de importância cultural e econômica para o país.
Nos Pampas, os verões são quentes e os invernos são muito frios. As temperaturas do inverno podem ser tão baixas que em algumas regiões podem ocorrer geadas e, às vezes, até neve. As chuvas se concentram nos períodos de verão. Seu solo é raso e arenoso, típico da região. Sua fauna é composta de mais de 400 espécies de aves, como a ema e a perdiz, mais de 100 espécies de mamíferos, dentre eles o veado-campeiro e o graxaim, além de seus invertebrados.
Os Pampas são áreas naturais do Rio Grande do Sul que influenciam a cultura e a economia da região. Para conhecer mais esse ambiente, suas principais características e ameaças, assista ao vídeo disponível em: https://tvbrasil.ebc.com.br/nossos-biomas/2022/02/pampanatureza-selvagem-e-o-homem-vivendo-em-harmonia (acesso em: 15 jun. 2022).
Agora você pode retomar as perguntas do início do capítulo e discutir que locais conhece e os problemas ambientais de cada um deles, que você e os colegas aprenderam.
A Universidade Federal dos Pampas (Unipampa) tem realizado pesquisas sobre a composição dos venenos produzidos por duas espécies de escorpiões existentes nos Pampas. Parte dessa pesquisa investiga o comportamento e a biologia dos animais conhecidos popularmente como escorpião-amarelo, Tityus uruguayensis, e escorpião-preto, Bothriurus bonariensis
Apresente o vídeo sugerido no Livro do Estudante. Ele ilustra a diversidade de espécies vegetais e animais da região dos Pampas. Explore os problemas ambientais e as soluções que são propostas para o convívio entre o desenvolvimento da agricultura e a preservação desse ambiente.
Agora, é possível retomar às respostas que os estudantes deram na seção Panorama, no início desta unidade. Solicite a eles que releiam as respostas que deram às questões e reformulemnas se acharem necessário.
As pesquisas com aracnídeos dos Pampas
A finalidade deste texto é mostrar aos estudantes que a ciência brasileira é uma atividade que tem muita qualidade e importância para nossa vida, já que os cientistas trabalham para resolver problemas que nos afetam.
O objetivo é identificar substâncias que possam ser utilizadas na indústria farmacêutica.
• O veneno dos escorpiões, caso em contato com uma pessoa, pode afetar a saúde dela negativamente. A partir do texto acima, explique como o veneno de um animal pode ser útil aos seres humanos.
Apêndice: estrutura alongada que se projeta externamente ao corpo do ser vivo; por exemplo, as pernas, as quelíceras e as antenas dos artrópodes.
Inocular: injetar, colocar algo em um corpo qualquer.
Além dos escorpiões estudados na pesquisa, aranhas, ácaros e carrapatos pertencem a um mesmo grupo de invertebrados, denominado aracnídeos.
Quem são os aracnídeos?
Os aracnídeos são animais que pertencem ao grupo dos artrópodes, assim como os insetos e os crustáceos. Aranhas, escorpiões, ácaros e carrapatos são alguns de seus representantes. Eles diferem de outros artrópodes pela ausência de antenas e pela presença de quatro pares de pernas e de dois pares de apêndices bucais, denominados quelíceras e pedipalpos. Tais estruturas têm a função de auxiliar na alimentação e na defesa do animal. Os aracnídeos estão presentes em todos os biomas brasileiros.
Agora, o estudante tem condições de responder às duas perguntas da Retomada, realizando a síntese de alguns assuntos.
Ao abordar os aracnídeos, fale a respeito de algumas das etapas que eles têm em comum.
Desenvolvimento: retome a explicação sobre a necessidade do processo de muda, ou ecdise, dos artrópodes e, portanto, dos aracnídeos para o crescimento do animal.
Reprodução: explique que, durante o acasalamento, os machos utilizam os pedipalpos para recolher o esperma da teia espermática e transferilo para a fêmea. Em algumas aranhas, após a fecundação, a fêmea deposita milhares de ovos em bolsas de seda, que podem ser carregadas com a mãe ou depositadas em local protegido.
Respiração: destaque a localização dos pulmões laminares na região anterior ventral do abdome, onde ocorrem as trocas gasosas. Os espiráculos são aberturas que possibilitam a comunicação entre os pulmões laminares e o exterior.
Visão e tato: ressalte que as aranhas caçadoras têm órgãos sensoriais muito desenvolvidos. Acreditase que os pelos sensoriais sejam os órgãos sensoriais mais importantes para a maioria dos aracnídeos. Eles estão espalhados pelo corpo, mas concentrados em maior quantidade nos apêndices.
As aranhas são reconhecidas pela produção de suas teias, estruturas destinadas à caça de presas. Atualmente, muitas pesquisas são desenvolvidas usando o material produzido pelas aranhas na fabricação de tecidos ultrarresistentes, como alguns tipos de fibras e tecidos utilizados em coletes à prova de balas. Essa característica foi bastante explorada nos quadrinhos e nos cinemas com o personagem HomemAranha, por exemplo.
As quelíceras das aranhas têm glândulas de veneno e um tipo de estrutura, em forma de ferrão, capaz de inoculá-lo em suas presas. A principal fonte de alimento das aranhas são os insetos, os quais são paralisados pelo veneno injetado e parcialmente digeridos pelos sucos digestivos que a aranha coloca nos ferimentos de sua presa.
Muitas espécies de aranha têm a capacidade de construir teias complexas. Essas estruturas permitem a captura de seus alimentos, que ficam presos entre os fios da teia, o que torna as aranhas excelentes caçadoras.
As aranhas que constroem teias têm estruturas chamadas glândulas fiandeiras, que se localizam na porção final do abdome.
A construção da teia deve-se a um comportamento instintivo do animal e envolve uma complexa interação das atividades sensoriais e locomotoras. Os estragos causados na teia são reparados diariamente. As partes danificadas costumam ser ingeridas, e, dessa forma, boa parte da proteína presente na teia é reaproveitada pelo próprio animal.
As espécies de escorpião conhecidas possuem hábito noturno, escondendo-se sob troncos e galhos, ou em fendas ou buracos do solo. A maioria delas mede entre 3 cm e 9 cm de comprimento. Contudo, curiosamente, existem espécies com apenas 1 cm e uma espécie africana que atinge cerca de 20 cm!
O cefalotórax é recoberto por uma carapaça rígida e apresenta quatro pares de pernas e um par de apêndices bastante desenvolvidos e com garras nas extremidades, os pedipalpos. O abdome é longo, e seu último segmento contém um ferrão ligado a uma glândula de veneno. Para capturar seu alimento, os escorpiões elevam a cauda sobre o corpo, direcionam o ferrão para a frente e atingem a presa. Os insetos são a principal fonte de alimentação dos escorpiões.
Acidentes com escorpiões e seres humanos são frequentes no Brasil.
ferrão
pedipalpos cefalotórax abdômen
Partes do corpo de um escorpião. Sequência de posições de um escorpião durante o ataque a uma presa.
Muitos ácaros são parasitas de seres humanos, animais domésticos e plantas. Eles ainda podem transmitir doenças, como a febre maculosa, ou causar sarna, provocando forte irritação na pele do hospedeiro.
FóRuM
Um zoológico na cama
Eles estão em toda parte: na terra, no ar e até mesmo na água. Mas é em casa que os ácaros realmente incomodam. Mais precisamente, na cama. Com poucos meses de uso, os colchões abrigam de centenas de milhares a milhões desses animais aparentados das aranhas e dos carrapatos, quantidade suficiente para causar alergias e disparar crises de rinite, asma ou conjuntivite. Em geral menores que a ponta de uma agulha, os ácaros encontram no quarto e em outras peças da casa o verdadeiro paraíso. Ali a temperatura é estável, o alimento é abundante e a umidade do ar oscila pouco. [...]
Os ácaros das espécies Dermatophagoides pteronyssinus e Dermatophagoides farinae –que se alimentam de fungos, bactérias e queratina, a proteína que dá resistência à pele –foram encontrados em 88% das amostras de poeira colhidas dos colchões. [...]
1 | Peça ajuda a um adulto da casa e, com todo o cuidado necessário, observe os aracnídeos que vivem em sua escola ou em casa. Tente identificar o animal e o local em que ele se abriga. Resposta pessoal.
O artigo científico intitulado “Briófitas do Brasil”, das pesquisadoras Denise Pinheiro da Costa e Andréa Pereira Luizi-Ponzo, de 2010, apresenta dados interessantes sobre a distribuição das espécies nos biomas brasileiros.
Leia um trecho da pesquisa.
As briófitas do Brasil [...]
[As briófitas] podem viver sobre os mais variados tipos de substrato, como troncos e ramos de árvores, folhas, troncos em decomposição, solo ou rochas, geralmente em locais
Oriente os estudantes para que façam anotações durante as pesquisas. É comum eles perceberem a presença de aranhas na casa. Alerteos de que algumas aranhas podem ser muito perigosas, assim como escorpiões.
Se houver uma incidência grande de escorpiões, aranhas ou carrapatos em um local, você pode acionar o Centro de Zoonoses ou a Secretaria de Saúde de sua cidade para que eles tomem as providências necessárias.
Observar o mundo a sua volta e tomar decisões em prol do bemestar e da saúde é um objetivo do ensino de Ciências.
Nesta atividade, serão trabalhados elementos importantes de um texto científico, como a produção e validação da informação e o uso delas para a elaboração das explicações.
Para isso, os estudantes deverão compreender os dados apresentados nos gráficos e, depois, extrapolar as conclusões para responder às perguntas mais complexas. Por isso, orienteos na leitura. Faça pausas em momentos de dúvidas e ajudeos a compor o texto das respostas.
úmidos, já que necessitam de água para possibilitar a mobilidade dos gametas masculinos flagelados durante o processo de fecundação. Podem tolerar condições ambientais extremas e por isso estão amplamente distribuídas no mundo, ocorrendo assim nos mais variados ecossistemas.
[...] Diversidade de briófitas no Brasil
O Domínio Fitogeográfico [Bioma] brasileiro com o maior número de espécies de briófitas é a Mata Atlântica, com 1 333, seguido pela Amazônia, com 561, Cerrado, com 433, Pantanal com 179 e Pampa com 107. A Região Sudeste é a mais diversa, com 1 205 espécies, seguida pela Sul com 796, Nordeste com 609, Norte com 585 e Centro-Oeste com 460.
As autoras estimam que existam 1 521 espécies, das quais 275 (18%)
Os musgos são as plantas mais conhecidas do filo das briófitas. São plantas pequenas, com alguns centímetros de altura, que vivem em ambientes úmidos e prendem-se ao solo por meio de rizoides, estruturas parecidas com raízes.
Os musgos não têm vasos condutores, são avasculares, e o tamanho reduzido deles está relacionado a esse fato, pois o transporte de água e nutrientes é dificultado e se dá essencialmente de célula para célula, o que é eficiente apenas em corpos pequenos.
Estruturas chamadas filoides, semelhantes a folhas, contêm estômatos, formados por células que atuam no controle da perda de água para o ar.
O estudo das autoras sobre a fauna e a flora brasileira precisa avançar antes que essas espécies sejam extintas devido à degradação ambiental.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 110
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Com base nas informações do texto e dos gráficos, responda às questões.
1 | De acordo com o texto, qual é o bioma com maior número de espécies de briófitas?
A Mata Atlântica é o bioma com maior número de espécies.
2 | Quais características desse bioma favorecem o crescimento de briófitas?
A umidade presente nesse bioma.
3 | Quais regiões do Brasil têm maior número de espécies de briófitas?
As regiões Sul e Sudeste.
4 | Por que há poucas briófitas na Caatinga?
A Caatinga é um bioma com baixa umidade. Por ser muito seco, as briófitas têm dificuldade de se desenvolver nele.
1 | Leia as frases a seguir e escreva no caderno aquela que representa um caso de epifitismo.
a. Bicho-pau é um animal que se parece com um graveto e vive sobre os galhos das árvores.
b. Na Mata Atlântica existem várias espécies de orquídea que vivem apoiadas sobre troncos e ramos de grandes árvores.
c. Algumas espécies de polvos alimentam-se de pequenos peixes que vivem nas águas rasas do litoral.
A frase b se refere a um exemplo de epifitismo.
2 | As árvores do manguezal estão adaptadas a uma vida em condições muito específicas. Que tipo de auxílio os caules-escora oferecem?
Em regiões de manguezal, com solo lamacento e muito instável, esses caules auxiliam na sustentação da planta.
3 | Observe a figura a seguir, que apresenta o ciclo de vida de um sapo.
As atividades desta seção podem ser utilizadas como instrumento de avaliação. As respostas dadas pelos estudantes podem ser compartilhadas em um momento de correção, com a finalidade de orientálos sobre os principais pontos que devem ser compreendidos neste capítulo.
Respostas:
3. (1 a); (2 c); (3 d); (4 e); (5 b).
4.
a) A imagem A representa um peixe cartilaginoso, e a imagem B, um peixe ósseo.
b) O peixe cartilaginoso apresenta cinco fendas branquiais sem proteção, além de sua boca se posicionar ventralmente. O peixe ósseo apresenta o opérculo, cuja função é proteger as brânquias, e sua boca se localiza frontalmente.
Agora, leia as frases a seguir e identifique o número a que elas correspondem no esquema.
a. O macho do sapo-boi emite um coaxar durante as noites mais quentes do ano para atrair a fêmea.
b. Os girinos se transformam em adultos e passam a viver no ambiente terrestre, próximo a ambientes úmidos, como lagoas ou outra fonte de água. A transformação dos girinos em adultos – metamorfose – envolve grandes mudanças nos órgãos do animal, entre elas o desenvolvimento de pernas, a regressão da cauda e das brânquias e o desenvolvimento de pulmões.
c. Depois de atraída, a fêmea é abraçada fortemente pelo macho, em uma posição denominada amplexo. Nesse abraço, muitos óvulos são lançados na água e serão fecundados pelos espermatozoides do macho, também lançados na água.
d. As fêmeas eliminam óvulos, os quais, após a fecundação, são abandonados nas margens da lagoa.
e. Os ovos se desenvolvem entre as folhagens do lago até se romperem e darem origem aos girinos (larvas aquáticas dos anuros). Os girinos respiram por brânquias, têm nadadeira caudal e alimentam-se de pequenas partículas que retiram da superfície das folhas e das pedras do lago.
(1 a); (2 c); (3 d); (4 e); (5 b).
4 | Observe as duas figuras e responda às questões.
a. Qual dos peixes das imagens é um peixe ósseo e qual é um peixe cartilaginoso?
A imagem A representa um peixe cartilaginoso, e a imagem B, um peixe ósseo.
b. Explique como você chegou a essa conclusão.
5 | Leia a tirinha a seguir.
O peixe cartilaginoso apresenta cinco fendas branquiais sem proteção, além de sua boca se posicionar ventralmente. O peixe ósseo apresenta o opérculo, cuja função é proteger as brânquias, e sua boca se localiza frontalmente.
O personagem do quadrinho considera que morcegos são insetos porque têm asas e voam.
a. O personagem está correto?
b. Todos os insetos têm asas?
Não. Os morcegos não são insetos, mas mamíferos.
Nem todos os insetos têm asas. As formigas, por exemplo, são insetos sem asas.
c. Se você fosse explicar para o personagem da tirinha quais são as características comuns a todos os insetos, o que diria?
Todos os insetos têm um par de antenas e três pares de pernas na região do tórax.
6 | Observe o mapa a seguir e identifique a localização dos seguintes biomas: Pantanal, Caatinga e Pampas.
6-Pantanal; 4-Caatinga; 1-Pampas.
7 | Qual destes biomas é exclusivamente brasileiro? Qual é o nome dele?
Resposta: b O nome dele é Caatinga.
8 | Comparando a Caatinga, o Pantanal e os Pampas, em qual bioma a vegetação é mais rasteira e sofre muita ação dos ventos? Os Pampas são regiões com vegetação tipicamente rasteira que sofre muita influência dos ventos.
5.
a) Não. Os morcegos não são insetos, mas mamíferos.
b) Nem todos os insetos têm asas. As formigas, por exemplo, são insetos sem asas.
c) Todos os insetos têm um par de antenas e três pares de pernas na região do tórax.
6. 6Pantanal; 4Caatinga; 1Pampas.
7. Resposta: B. O nome dele é Caatinga.
8. Os Pampas são regiões com vegetação tipicamente rasteira que sofre muita influência dos ventos.
Os dioramas são objetos que podem facilitar a aprendizagem dos estudantes sobre a biodiversidade. Esta é uma atividade para eles realizarem em grupos. Cada grupo fará um diorama sobre um bioma brasileiro. Discuta com eles um critério para decidir de qual bioma cada grupo fará o diorama. Caso não encontre um consenso, faça um sorteio. A atividade é muito motivadora e eles se envolvem bastante com essa proposta.
Com o auxílio do professor de Arte, planeje com os estudantes os cenários a serem representados, assim como seus principais elementos, e, então, verifique os materiais disponibilizados para a produção. Ao término, faça uma exposição na escola com os dioramas produzidos.
O material deve ser avaliado por você e pelos próprios estudantes. No item avaliação, sugerimos uma ficha de critérios para que seja feita uma análise qualitativa, mas você pode atribuir notas caso ache necessário.
A proposta é que a avaliação sirva como um instrumento de diálogo entre você e os estudantes, para que a aprendizagem seja cada vez melhor.
Fazendo dioramas dos biomas brasileiros
Esta atividade deve ser realizada em grupos de quatro ou cinco estudantes. Você já ouviu falar de um diorama?
Dioramas são formas de representação de alguma cena, fato ou ocasião. Nos museus de Ciências, os dioramas podem apresentar os seres vivos em situações parecidas com as reais. Muitas vezes esses animais estão taxidermizados (empalhados) em posições que parecem de verdade! Veja alguns exemplos.
Taxidermia: processo de preenchimento do corpo de um animal morto com material inerte, como plástico ou espuma, com a intenção de preservar as características de forma, pele e tamanho do animal. Antigamente esse processo utilizava palha, daí o nome, em desuso, empalhar.
A proposta é que cada grupo produza o diorama de um bioma brasileiro. Escolha o bioma que você e seu grupo querem representar e mãos à obra!
Material:
• 1 caixa de papelão
• fotos de animais e plantas do bioma que você escolheu. Você também pode usar animais de plástico de brinquedo ou, ainda, produzi-los com massa de modelar
• pincel e tinta para pintar o cenário do fundo
• papéis coloridos
• diferentes materiais reciclados, como papelão, potes plásticos, restos de folhas e aquilo que sua imaginação achar melhor!
A. Faça uma pesquisa sobre quais são os animais, as plantas, o relevo e o aspecto da paisagem do bioma escolhido.
B. Pegue a caixa de papelão e pinte o cenário (fundo) do local. Você pode usar sua criatividade e os materiais que achar mais apropriados.
C. Coloque na caixa de papelão os animais e as plantas (bonecos de plástico, massa de modelar, desenhos ou fotografias) para compor a cena do diorama.
Exponha o trabalho!
Ajude o professor a montar uma exposição dos dioramas produzidos pela turma para todos na escola. Não se esqueça de incluir informações sobre sua produção, como o que ela representa, o detalhamento dos elementos do diorama e as curiosidades, por exemplo, os animais representados que são ameaçados de extinção. Tais informações auxiliam na experiência dos visitantes. Você também pode ficar ao lado de seu diorama esperando um visitante para explicar o que aprendeu.
Veja alguns exemplos de dioramas feitos com essa técnica.
Avaliando o trabalho
Você pode utilizar a ficha a seguir para fazer a avaliação dos dioramas da sua turma. Escreva no caderno um comentário para cada um dos itens e depois discuta com os colegas o que está bom no trabalho e o que pode melhorar.
Objetos do conhecimento:
• diversidade de ecossistemas;
• fenômenos naturais e impactos ambientais.
Habilidade: EF07CI08
Temas para o desenvolvimento deste capítulo
• Mudanças climáticas no passado recente da história do planeta.
• Escala de tempo geológico (eras e períodos).
• Estudo dos fósseis como marcador de tempo geológico.
• Extinção de espécies devido a fenômenos naturais no final do Período Cretáceo (dinossauros).
• Interpretação de mapas de biomas brasileiros (Cerrado e Floresta Amazônica).
• Conceitos de Ecologia: ecossistema, comunidade, população e espécie.
• Interações entre as espécies de um ecossistema (predação, parasitismo, mutualismo, comensalismo, competição).
• Seres vivos dos manguezais.
• Cadeias, teias alimentares, níveis tróficos e pirâmides de energia.
• Os efeitos da mudança climática: secas prolongadas e chuvas excessivas.
• Desequilíbrio ambiental devido à alteração na densidade da população de predadores.
Inicie a discussão pedindo aos estudantes que analisem as representações do Cerrado em 1985 e em 2020. Chame a atenção deles para a mudança dos tons de verde no mapa e solicite que identifiquem quais são as regiões (ou estados) com grandes perdas da vegetação nativa do Cerrado. Mostre-lhes um mapa do Brasil para facilitar a identificação das áreas em questão.
O tema inicial do capítulo possibilita a integração com o conteúdo desenvolvido pela disciplina de Geografia, uma vez que as mudanças na paisagem devido à ação humana são um tema recorrente nessa disciplina. Aproveite-o e planeje com o professor de Geografia uma aula conjunta, ou na mesma semana,
Agora que você estudou os grandes biomas brasileiros e pode localizá-los, observe os mapas a seguir. Eles representam o encolhimento do Cerrado entre os anos de 1985 e 2020.
A. Área do Cerrado brasileiro. Cerrado
B. Em verde-escuro, está representada a área com vegetação nativa do Cerrado em 1985.
C. Em verde-escuro, está representada a área de vegetação nativa do Cerrado em 2020.
Fonte: ZORZETTO, R. Cerrado ameaçado. Revista Pesquisa Fapesp , São Paulo, ed. 309, nov. 2021. Disponível em: https:// revistapesquisa.fapesp.br/cerrado-ameacado/. Acesso em: 28 maio 2022.
Pesquisadores analisaram dados de temperatura e umidade coletados de 1961 a 2019 e chegaram à conclusão de que a temperatura média no Cerrado subiu até 4 ºC em algumas regiões e a umidade relativa do ar caiu 15%.
Quais são os efeitos dessa alteração na umidade e no aumento da temperatura média no Cerrado?
Espera-se que os estudantes considerem os fatores a e b (desmatamento da vegetação nativa e aumento da população humana) como os que mais contribuem para a mudança climática e o
Monocultura: grande área com cultivo de um único tipo de planta. No Brasil, são comuns monoculturas de soja e cana-de-açúcar, por exemplo.
Veja a reportagem “5 biomas brasileiros registram piores queimadas de 2021 em agosto”, disponível no link: bit.ly/3LcNBFp. Acesso em: 21 abr. 2023. Após analisar os mapas e assistir à reportagem, discuta com os colegas as questões a seguir.
aumento do risco de incêndio no Cerrado. O aumento da temperatura média relativa ao aquecimento global no continente sul-americano é
1 | Quais dos fatores a seguir influenciam as mudanças climáticas e podem contribuir para o aumento do risco de incêndio no Cerrado?
a. substituição da vegetação nativa por pastagens e monoculturas;
bem menor do que o registrado no bioma Cerrado, portanto sua contribuição deve ser menor do que os outros fatores.
b. aumento da população humana nas cidades que passaram a ocupar mais espaço;
c. o aumento da temperatura média na América do Sul gerado pelo aquecimento global (0,2 ºC nas últimas décadas). No Cerrado, no mesmo período, o aumento médio da temperatura chegou a 2,8 ºC.
2 | Sugira uma ação que pode ser tomada pela sociedade para reduzir os riscos de incêndio e desmatamento da vegetação nativa do Cerrado.
Resposta pessoal. É provável que os estudantes citem: penalização para quem colocar fogo intencionalmente na vegetação. Pode-se também aumentar a fiscalização de áreas nativas para impedir o desmatamento e punir os responsáveis.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 116
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
para apresentarem mapas e características de alguns biomas brasileiros. Deem preferência para o bioma original da região em que está localizada a escola.
Por meio das questões da seção Para começo de conversa, você pode avaliar os conhecimentos que os estudantes, já têm sobre o tema. Elas introduzem a discussão de um tema importante para o Brasil: o aumento do risco de incêndios no Cerrado e em outros biomas em razão do aumento médio da temperatura na região. Explique os conceitos que os estudantes porventura, ainda não dominem, como “umidade relativa do ar”, “ilhas de calor”, “porcentagem”, “temperatura média”, entre outros citados nos textos.
Há muito tempo, em torno de 120 mil e 12 mil anos atrás, o clima no planeta era mais frio que atualmente. Tanto no inverno como no verão as temperaturas médias eram cerca de 16 ºC mais baixas do que as encontradas atualmente. Houve períodos em que a temperatura caiu mais de 10 ºC e as geleiras cobriram boa parte das terras que formam atualmente a Europa, a América do Norte e a Ásia. Em questão de anos, as geleiras avançaram em direção ao equador com icebergs chegando ao norte da África. No entanto, o frio não era contínuo nem uniforme.
Um desses períodos aconteceu há 39 mil anos, e a precipitação intensa de neve teria feito os glaciares e as plataformas de gelo avançarem sobre o mar.
Nessas condições, a circulação de calor no planeta teria se modificado na região do equador, alterando a circulação dos ventos que carregam umidade, afetando o clima na América do Sul e tornando as temperaturas mais amenas.
Graças a essas condições, a chuva foi mais intensa por tanto tempo na área centro-leste do Brasil que a umidade propiciou a expansão da Mata Atlântica nessa direção.
120 MIL E 20 MIL ANOS ATRÁS) A ÚLTIMA GLACIAÇÃO (ENTRE 120 MIL E 12 MIL ANOS ATRÁS)
Glaciar: corpo formado por uma grande e espessa massa de gelo resultante de camadas sucessivas de neve, de várias épocas, compactada e recristalizada.
Leia o texto inicial para a turma ou peça para que alguns estudantes leiam trechos dele. A interpretação do mapa exige uma atenção maior de sua parte, pois ele representa o que aconteceu com a temperatura do planeta nos últimos 120 mil anos.
A análise de mapas pode estimular o debate com a turma. É possível instigar os estudantes a buscar mais informações ao longo do capítulo que ajudem a explicar o motivo das alterações registradas nos mapas e quais os processos envolvidos nessas alterações.
Para conhecer melhor as mudanças na temperatura do planeta no decorrer do tempo, consulte o link: http://www. invivo.fiocruz.br/cgi/cgilua.exe/sys/ start.htm?infoid=924&sid=9 (acesso em: 24 ago. 2022).
Nos períodos mais frios as geleiras chegaram ao norte da África
mais na América do Sul
Fonte: ZORZETTO, R. Revista Pesquisa Fapesp , ed. 267, maio 2018. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/achuva-que-uniu-duas-florestas/. Acesso em: 28 maio 2022.
As mudanças climáticas por fatores naturais acontecem em períodos que podem demorar milhares de anos. A atividade humana altera o ritmo dessas mudanças quando as áreas de vegetação natural do bioma são ocupadas.
Incentive os estudantes a dar exemplos de situações conhecidas que contribuem para a fragmentação de um bioma qualquer, não necessariamente o da Mata Atlântica. Incentive a participação de todos, valorize as experiências pessoais e ajude-os a expor suas ideias e impressões sobre o tema, assim a habilidade de argumentar vai sendo construída. Relembre-os de que a redução dos limites territoriais exerce uma forte pressão seletiva sobre nos seres vivos, pois os recursos, como alimento, pares sexuais ou abrigo, tornam-se escassos, o que influencia diretamente a mortandade ou a migração de parte da população.
Historicamente, a ocupação humana partiu do litoral rumo ao interior e, consequentemente, houve a alteração da paisagem nativa devido ao desmatamento da vegetação para a formação das cidades e o cultivo de alimentos. Os estudantes podem utilizar o conhecimento já adquirido para identificar fatores que mudaram o ambiente de um local. Podem, também, considerar medidas mitigadoras que permitem a recuperação da mata, como o reflorestamento com espécies nativas e reintrodução da vida selvagem.
Para obter mais informações a respeito da fragmentação da Mata Atlântica, consulte os links:
• https://alavoura.com.br/meioambiente/protecao-ambiental/ pesquisadores-tentam-conectarareas-separadas-da-mataatlantica/ (acesso em: 20 mar. 2022);
• https://super.abril.com.br/ciencia/ fragmentos-ilhados-de-mataatlantica-perdem-ate-42-desua-biodiversidade/ (acesso em: 20 mar. 2022).
A extinção de espécies
Pergunte para os estudantes: Como sabemos que uma espécie viveu há milhões de anos e hoje está extinta, isto é, não é mais encontrada viva no ambiente? Ouça os comentários e opiniões deles e explique como são formados os fósseis. A ciência desenvolveu métodos para saber a idade das rochas e dos fósseis encontrados nelas. Os paleontólogos, entre outros pesquisadores, ajudam a contar a história do planeta Terra por meio dos vestígios fossilíferos estudados.
Fórum
Atualmente, a ocupação humana de áreas da Mata Atlântica tem confinado espécies animais em pequenas porções de mata, principalmente os de grande porte, como macacos e onças-pintadas. Nessa condição, machos e fêmeas têm menor possibilidade de se encontrar para a reprodução. Esse fenômeno pode também ocorrer com muitas espécies em outros locais do planeta.
Discuta com os colegas.
1 | Que tipos de ocupação de solo realizados pelo ser humano contribuem para a fragmentação da Mata Atlântica?
A construção de estradas, a expansão das cidades e o desmatamento para agricultura e pecuária reduzem as áreas de vegetação nativa.
2 | O que pode acontecer com as espécies de animais de grande porte da Mata Atlântica se ficarem isoladas em um espaço restrito? Argumente com base nas informações desse texto e no conhecimento que você já possui.
Espera-se que os estudantes relacionem o que aprenderam sobre a fauna na floresta e a situação descrita acima de restrição de área. As espécies de grande porte que precisam de extensas áreas para viver terão dificuldade para conseguir alimento e encontrar parceiros sexuais; sem o nascimento de filhotes, a população pode ficar muito reduzida, correndo risco de extinção nessa área.
Os estudos dos fósseis, realizados pelos paleontólogos, dão indícios e informações que ajudam a contar a história da vida na Terra. Vestígios, pegadas, partes duras (dentes, ossos, conchas etc.) petrificadas, moldes de conchas, de folhas ou de qualquer parte preservada de ser vivo são registros fósseis que indicam como ele era. Por exemplo, por meio do estudo dos fósseis, pode-se descobrir o que o animal comia, quem se alimentava dele, como era o seu modo de vida e até o clima na época em que ele vivia. Os registros fósseis funcionam como um marcador de tempo geológico.
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Utilize a imagem do livro-texto para explicar como as rochas sedimentares são formadas. Você pode simular a sedimentação de materiais de diferentes densidades em um frasco transparente.
Para obter mais informações sobre como é feita a datação de fósseis, leia o texto do link: https://socientifica. com.br/entenda-como-sao-feitas-as-datacoes-de-fosseis/ (acesso em: 20 mar. 2022).
As mudanças das condições ambientais, principalmente aquelas que ocorrem em um curto espaço de tempo, podem prejudicar o desenvolvimento das espécies, a ponto de colocá-las em risco de extinção.
Estudos dos fósseis encontrados em determinados locais dão indícios de que ocorreu a extinção de muitas espécies em alguns momentos da história da vida no planeta.
As rochas sedimentares são os principais locais em que os fósseis são encontrados.
Observe a imagem ao lado.
De acordo com a posição dos fósseis nas camadas da rocha sedimentar, podemos concluir quais espécies são mais antigas e quais são mais recentes.
Que fóssil é o mais antigo?
Às vezes, as ilustrações são utilizadas em Ciências para representar uma realidade. Nelas, costuma-se chamar a atenção para alguns aspectos. Observe as imagens a seguir.
Peça aos estudantes que analisem a imagem desta seção. Estão representadas 10 camadas de uma rocha sedimentar e os respectivos fósseis nelas encontrados. Chame a atenção para os tipos de organismos que estão fossilizados em cada camada. As rochas e os fósseis são fontes de informações sobre o passado. Estudando-os, podemos determinar quais eram as condições do ambiente no período em que os fósseis foram formados.
Pesquise na internet imagens de fósseis e faça uma seleção para exibi-la aos estudantes. Existem coleções de fósseis em museus espalhados pelo Brasil. Algumas páginas que podem ser consultadas são:
• https://didatico.igc.usp.br/tafonomia-o-estudo-fosseis/ (acesso em: 24 ago. 2022);
• https://revistapesquisa.fapesp. br/no-rastro-dos-fosseiscontrabandeados/ (acesso em: 24 ago. 2022);
• https://www.mbacultural.com.br/ sala-paleontologia (acesso em: 25 ago. 2022).
Observando atentamente as figuras acima, podemos notar que:
• a mesma espécie de fóssil pode estar presente em várias camadas da rocha sedimentar;
• a camada 1 é a mais antiga, e a camada 10, a mais recente;
• as camadas podem ter diferentes espessuras;
• a mesma camada pode ter muitos tipos de fóssil.
1 | Considerando a imagem anterior, que fóssil indica a espécie que viveu há mais tempo?
Descreva esse fóssil no caderno. O fóssil mais antigo está na camada mais profunda (camada 1). Ele aparenta ser achatado, tem formato ovalado e está representado na cor cinza.
Leia o gráfico circular e destaque sua legenda. A unidade desse gráfico está em porcentagem (%), ou seja, em cada 100 espécies conhecidas pela ciência, somente uma é espécie viva (100/1). Destaque o uso da unidade porcentagem (%) como critério uniformizador da informação, permitindo sua comparação.
Uma tabela é um modo de sintetizar e apresentar informações, mas um gráfico colorido acrescenta destaque visual (as cores) e, em uma sociedade imagética como a nossa, essa aprendizagem é altamente significativa.
Apresente aos estudantes a importância da representação gráfica para as Ciências da Natureza.
Aproveite o tema e proponha uma atividade extra para eles. Estimule-os a encontrar outra forma gráfica para representar a informação do texto. Algumas possibilidades são:
A cor laranja representa 99%, e a preta, 1%.
Geralmente, os fósseis encontrados nas escavações são de espécies extintas. Os paleontólogos estimam que mais de 99% das espécies que já viveram no planeta estão extintas.
Analise o gráfico a seguir.
Esse gráfico circular está representando uma relação matemática de proporção entre elementos da mesma natureza. Nesse caso, ele informa que, em cada 100 espécies que já viveram no planeta, 99 estão extintas. Isso significa, por exemplo, que, dentre 2 500 espécies que já viveram, somente 25 continuam vivas no ambiente.
Glossário
Período geológico: é uma unidade fundamental na escala de tempo. Nela, os períodos são medidos em milhões de anos.
Evidências fósseis indicam que em vários momentos do desenvolvimento da vida na Terra ocorreram extinções em massa, ou seja, um grande número de espécies desapareceu em um mesmo período geológico
Um critério para a divisão do tempo geológico em períodos é a presença de fósseis resultantes de extinções em massa.
Os fatores que levaram à extinção em massa não são consenso entre todos os cientistas.
Alguma catástrofe natural causou a extinção dos dinossauros?
Estudos científicos mostram que os períodos Triássico, Jurássico e Cretáceo foram dominados pelos dinossauros.
Triássico 245 a 208 milhões de anos
Jurássico 208 a 145 milhões de anos
Os primeiros dinossauros (répteis) surgem há 225 milhões de anos.
Surgem os primeiros mamíferos.
Nesse período, os dinossauros dominam a Terra.
Surgem as primeiras aves.
Os dinossauros continuam dominando a Terra até o final desse período.
Os 99 quadrinhos amarelos representam a proporção numérica entre as espécies extintas e as viventes (quadrinho preto).
Esses tipos de representação podem ser trabalhados em conjunto com o professor de Matemática.
Valorize a área da Paleontologia informando aos estudantes que as pesquisas de indícios de vida em outras épocas ajudam a ciência a contar a história da vida no planeta. Não é necessário insistir na memorização dos fatos que marcam os períodos geológicos.
Cretáceo 145 a 65 milhões de anos
No final do Cretáceo, ocorre a extinção em massa dos dinossauros, de outros grupos de animais e de plantas.
Terciário 65 a 2 milhões de anos Início da expansão dos mamíferos.
Fontes: DESENCADEANDO a radiação adaptativa. Disponível em: http://ecologia.ib.usp.br/evosite/evo101/ VIIB1aAdaptiveRadiation.shtml; O SOBE e desce da vida: fazendo um mapa das extinções em massa. Disponível em: http:// labs.icb.ufmg.br/lbem/aulas/grad/evol/especies/massext.html. Acessos em: 28 maio 2022.
No entanto, os cientistas ainda procuram explicações para a seguinte pergunta: O que pode ter acontecido no planeta há 65 milhões de anos capaz de provocar a extinção em massa dos dinossauros e de muitas outras espécies de animais e plantas?
Para obter mais informações sobre as extinções em massa, os períodos geológicos e a importância da Paleontologia, consulte: http://labs.icb.ufmg.br/lbem/aulas/grad/evol/especies/massext.html (acesso em: 24 ago. 2022).
Ajude os estudantes a interpretar a tabela geológica que mostra as eras, os períodos e as épocas. No texto, optamos por utilizar apenas a categoria “período”. As subdivisões dos períodos são chamadas de “época”. Caso seja de seu interesse, leia a tabela completa e relacione as épocas a eventos que ocorreram no planeta. Você encontra a tabela geológica completa em: https://www.ufrgs.br/museupaleonto/?page_id=736 (acesso em: 24 ago. 2022).
Reúna-se com seu grupo e discutam esse tema. Agora vocês responderão a essa questão.
Procedimentos:
a. Leiam as duas hipóteses para o desaparecimento simultâneo dos dinossauros (terrestres e marinhos) no fim do Período Cretáceo.
b. Uma parte do grupo deve defender a hipótese 1 e a outra parte, a hipótese 2. Os defensores de cada hipótese devem argumentar para tentar convencer os colegas que concordam com a outra hipótese.
Hipótese 1
A erupção de vários vulcões simultaneamente, onde hoje é a Índia, provocou a formação de chuva ácida e mudanças na temperatura global, causando a extinção dos grandes dinossauros aquáticos, terrestres e voadores, além de atingir muitas espécies de invertebrados marinhos, mamíferos e plantas.
As primeiras vítimas do caos ambiental provocado pela intensa erupção simultânea de vulcões foram as plantas e os animais herbívoros. A redução no número das espécies que se alimentavam de plantas consequentemente prejudicou os carnívoros. Além disso, mudanças climáticas contribuíram para a extinção de muitas espécies.
Nessa condição, os dinossauros foram prejudicados e sua extinção ocorreu ao longo de 2 milhões de anos.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Carnívoro: animal que se alimenta somente de outros animais.
Herbívoro: animal que se alimenta exclusivamente de plantas.
A formulação de hipóteses e seu debate são importantes para a atividade científica. Deixe claro para os estudantes a importância desse processo. O levantamento de questões impulsiona a Ciência pela busca de respostas na tentativa de compreender os fenômenos naturais.
Estimule os estudantes a analisar todas as informações contidas nas hipóteses 1 e 2 e a refletir sobre cada processo. Com base nessa análise, eles devem construir seus argumentos.
Organize um debate entre os grupos que defenderão as hipóteses 1 e 2. Oriente-os para que respeitem os argumentos e as opiniões dos colegas. O debate deve ser saudável e construtivo.
Muitos cientistas propõem que os fenômenos que sustentam as duas hipóteses devem ter ocorrido no mesmo período geológico. Os asteroides que caíram no continente americano provocaram o aumento da erupção de muitos vulcões. Ambos os fenômenos lançaram grande quantidade de poeira na atmosfera, de tal modo que os fenômenos contribuíram para a alteração do clima e a retenção da luz solar.
Para obter mais informações sobre os indícios da queda do asteroide no continente americano, consulte o link: https://www.bbc.com/ portuguese/geral-39409153 (acesso em: 24 ago. 2022).
Se possível, projete alguns trechos do filme Jurassic Park e discuta com os estudantes alguns hábitos dos dinossauros que são mostrados nos filmes, por exemplo, como era a anatomia deles, como se locomoviam, quais características indicam que os eram carnívoros ou herbívoros etc.
Lembre a eles de que essa é uma história de ficção que explora temas científicos. A ideia da construção de um parque que abriga animais extintos exige que o enredo inclua a questão genética para a reconstrução dos dinossauros em laboratório, e há cenas em que são citados processos da Biologia, como a duplicação do DNA e sua relação com as características dos indivíduos.
Glossário
Asteroide: resto de corpo celeste que se despedaçou ao se aproximar do Sol e vaga pelo espaço. Os asteroides devem ser corpos com mais de 10 metros de diâmetro.
Hipótese 2
Um asteroide com cerca de 15 quilômetros de diâmetro atingiu a região de Chicxulub, no México, liberando uma energia equivalente a dezenas de milhares de bombas atômicas. O impacto foi tão intenso que provocou tsunamis e incêndios por toda a região.
A poeira levantada pela colisão do asteroide com a Terra formou uma nuvem espessa que bloqueou a luz do Sol, impedindo a fotossíntese por vários anos e matando muitas plantas. Além de impedir que a luz solar chegasse ao solo, a atmosfera ficou carregada de enxofre e mais fria, prejudicando, principalmente, os animais vertebrados.
Praticamente todos os animais terrestres com mais de 10 quilos morreram. Os dinossauros (aquáticos e terrestres), muitas plantas, invertebrados marinhos, mamíferos e répteis voadores desapareceram em poucos anos.
É importante destacar que essas não são as únicas hipóteses para a extinção em massa no final do Período Cretáceo, porém as duas hipóteses apresentadas são as mais aceitas pela comunidade científica.
1 | Escreva os argumentos dos defensores de cada uma das hipóteses. Resposta pessoal.
2 | Proponha uma explicação para a extinção em massa que ocorreu há 65 milhões de anos, de modo a unir as duas hipóteses. Resposta pessoal.
Ambas as hipóteses não conseguem explicar todos os registros fósseis encontrados no final do Período Cretáceo, por exemplo, porque houve poucas espécies de insetos extintas.
Comente com os estudantes que, em 2015, a franquia foi retomada, agora com o nome Jurassic World , e quatro novos filmes foram produzidos. Jurassic World: o mundo dos dinossauros (2015), Jurassic World: reino ameaçado (2018), Jurassic World: a batalha de Big Rock (2019), Jurassic World: domínio (2022).
Jurassic Park . Dir.: Steven Spielberg. EUA, 1993.
Em 1993, foi lançado o filme Jurassic Park – Parque dos dinossauros, com os dinossauros no papel principal. As imagens e as cenas recriaram esses animais extintos baseando-se nos registros fósseis conhecidos. O tema continuou sendo explorado em duas sequências: Jurassic Park 2 – o mundo perdido, de 1997; e Jurassic Park 3, de 2001. Os dois primeiros filmes foram dirigidos por Steven Spielberg e o terceiro, por Joe Johnston.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 122
1 | O estudo de uma rocha revelou que nela havia fósseis de dois grupos de seres: conchas de marisco e lagartos. Analise a imagem e responda ao que se pede.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
a. Essa rocha é do tipo sedimentar, sendo formada por sedimentos diferentes que se acumulam uns sobre os outros, perceptíveis nas camadas que ela apresenta.
b. O fóssil que foi formado há mais tempo é do lagarto, pois ele se encontra em camada sedimentar mais profunda que a camada na qual estão os fósseis de moluscos.
a. Que tipo de rocha está representado na ilustração? Justifique.
b. É possível dizer qual desses fósseis se formou primeiro? Justifique.
c. Pesquise em livros ou na internet qual é o período geológico que sucedeu o Terciário.
O Período Quaternário sucedeu ao período Terciário.
2 | Analise os mapas a seguir e assista ao GIF que mostra a alteração da vegetação nativa da Amazônia brasileira entre 1985 e 2017 acessando o link: https://www.socioambiental. org/pt-br/noticias-socioambientais/com-cobertura-inedita-plataforma-mostra-uso-dosolo-na-pan-amazonia (acesso em: 8 jun. 2022).
As atividades propostas na seção Reveja podem ser respondidas individualmente ou em duplas na própria sala de aula. Você pode usá-las como avaliação da aprendizagem referente ao conteúdo da primeira parte do capítulo.
Consulte o link: https://www. socioambiental.org/pt-br/noticiassocioambientais/com-coberturainedita-plataforma-mostra-uso-dosolo-na-pan-amazonia (acesso em: 24 ago. 2022), que mostra o Graphics Interchange Format (GIF) ilustrativo das alterações na Floresta Amazônica no período de 1985 a 2017. O texto que acompanha o GIF proporciona elementos para a preparação da sua aula.
Fonte: PROJETO analisa dados de satélite desde 1985 para detalhar situação dos biomas; entenda como funciona. Sistema Labgis , 24 maio 2019.
Fonte: AMAZÔNIA perdeu cerca de 44 milhões de hectares para agropecuária em 35 anos, mostra estudo do MapBiomas. Climainfo, 10 set. 2021.
• Agora, pesquise e responda: Quais são as principais causas do desmatamento da Floresta Amazônica? É provável que os estudantes encontrem: desmatamento para a exploração agrícola ou para a criação de animais, garimpo ilegal e desmatamento para a exploração de madeira.
Ao introduzir o tema “Relações ecológicas nos ecossistemas”, faça uma breve retomada da classificação dos seres vivos na lousa, evidenciando o caráter evolutivo de tal organização.
Use a imagem do mosaico de seres vivos dessa página para valorizar a biodiversidade brasileira. O link do Ministério do Meio Ambiente traz mais informações sobre o assunto, disponível em: https://antigo.mma. gov.br/biodiversidade.html (acesso em: 6 set. 2022).
A complexidade dos biomas brasileira permite a sobrevivência de muitas espécies de animais, de plantas e de microrganismos.
Ecologia: compreende o estudo das relações entre os seres vivos e entre estes e o ambiente, ou seja, as condições físicas e químicas do espaço que os seres vivos ocupam.
Nem todas as alterações nas populações de seres vivos são causadas por fenômenos naturais, como erupções vulcânicas ou o impacto de meteoros que caem na Terra. Elas podem ser causadas também pelas relações complexas entre os seres vivos e entre os seres vivos e o ambiente. A Ecologia é o ramo da Biologia que estuda as relações entre os seres vivos e o ambiente. A interação natural dos seres vivos de um ecossistema pode afetar as populações, chegando a provocar migrações, reduções drásticas da população ou da comunidade biológica e até mesmo extinção de espécies. Isso pode ocorrer em áreas em que o ser humano não interfere diretamente ou onde a ação humana no ambiente é intensa. As relações ecológicas entre os seres vivos de uma comunidade e a relação desta com os elementos físicos e químicos do ambiente revelam a biodiversidade nos ecossistemas. Quanto maior a variedade de interações em um ecossistema, maior deve ser a diversidade de espécies.
Você já estudou quais são as principais caraterísticas comuns a todos os seres vivos. Vamos recordar. Uma bactéria, um fungo, uma árvore imponente, uma alga, um grande mamífero, apesar de muito diferentes quanto à aparência, são seres vivos que têm características comuns, por exemplo, têm células, crescem, reproduzem-se, trocam energia e substâncias com o meio, respondem a estímulos ambientais, entre outras.
A Biologia é uma ciência na qual os experimentos desempenham um papel importante, embora nem todas as hipóteses propostas pelos pesquisadores possam ser reproduzidas. Muitos experimentos em Ecologia (ramo da Biologia), porém, são produzidos como modelos em pequena escala e em condições controladas.
Esses modelos descrevem as relações entre os seres vivos por meio de teias e cadeias alimentares, por exemplo. Na verdade, essa é uma simplificação da realidade usada para representar uma rede complexa de relações alimentares dos seres vivos de determinada região.
Embora o nome desse cientista esteja muito associado à Ecologia, vários outros pesquisadores contribuíram para a construção desse campo de conhecimento da Biologia. Chame a atenção dos estudantes para o fato de que o conhecimento científico nunca é produto de apenas uma pessoa.
Para saber mais sobre Ernst Haeckel, consulte o link: https://www. sbhc.org.br/arquivo/download?ID_ ARQUIVO=1965 (acesso em: 24 ago. 2022).
O termo “ecologia” foi definido e utilizado pela primeira vez pelo médico e biólogo alemão Ernst Heinrich Phillipp August Haeckel (1834-1919), um dos grandes nomes da ciência europeia no século XIX e, por isso, considerado o “pai da Ecologia”.
, em 1904.
Ernst Haeckel
Durante seu período como estudante universitário, Haeckel teve contato com nomes importantes do meio acadêmico alemão, como Albert von Kölliker (1817-1905), Johannes Müller (1801-1858), Franz Leydig (1821-1908), Carl Gegenbaur (1826-1903) e Rudolf Virchow (1821-1902). A relação de Haeckel com esses cientistas contribuiu para os rumos que ele seguiu em sua carreira.
Além de apresentar os conceitos comuns da Ecologia, procure preparar exemplos de situações em que esses conceitos são usados; por exemplo, faça analogia entre os termos “população” e “comunidade” com a sociedade humana.
Com a ajuda dos estudantes, construa no quadro (digital ou de giz) uma tabela com os termos científicos citados e as respectivas definições. É provável que muitos desses termos já tenham sido apresentados aos estudantes em anos anteriores. Destaque os termos: hábitat, comunidade, população, ecossistema, biosfera, bioma, fatores bióticos e fatores abióticos. Uma maneira eficiente de aprender é usar os conceitos em frases completas ou em uma explicação de situações reais. Estimule-os a formular frases com os termos científicos desta página.
Os estudantes poderão consultar essa tabela sempre que precisarem, seja para compreender a ideia de um texto, seja durante a realização de uma avaliação da aprendizagem.
Como naturalista, Haeckel foi bastante ativo. Envolveu-se em diversas expedições, e descreveu cerca de quatro mil novas espécies de protozoários e animais. Sua especialidade era a zoologia marinha. [...]
Chama a atenção também sua propensão para desenvolver neologismos. Ao criar novas palavras, Haeckel fornecia denominações para os conceitos que procurava explicar. Entre os termos criados por ele que são usados ainda hoje nas Ciências Biológicas podemos citar: “ecologia”, “gastrulação”, “monera”, “protista”, “filogenia” e “ontogenia”.
GILGE, Marcelo V.; PRESTES, Maria Elice B. Ernst Haeckel nas coleções de Biologia aprovadas pelo PNLD 2012 –Ensino Médio. Revista Brasileira de História da Ciência, Rio de Janeiro, v. 7, n. 2, p. 325-335, jul.-dez. 2014. Disponível em: https://www.sbhc.org.br/arquivo/download?ID_ARQUIVO=1965#:~:text=Resumo%20Ernst%20Haeckel%20 (1834%2D1919,darwinianas%20de%20modifica%C3%A7%C3%A3o%20das%20esp%C3%A9cies. Acesso em: 28 maio 2022.
Para melhor compreender os temas da Ecologia, é necessário conhecer o significado de termos específicos dessa área. O lugar em que vive um organismo ou uma espécie é chamado de hábitat. O meio (ou ambiente) corresponde a tudo que está em volta de um organismo, sejam elementos de origem biológica, física ou química.
O meio é composto de dois tipos básicos de fator. Aqueles chamados de fatores abióticos referem-se aos elementos físicos e químicos, como água, ar, luz, minerais do solo, temperatura, salinidade, pressão etc. Os elementos relativos às atividades dos seres vivos são denominados fatores bióticos, como a interação entre os indivíduos da mesma espécie ou de espécies diferentes.
Um grupo de indivíduos pertencentes a uma mesma espécie que interagem e ocupam determinada área ao mesmo tempo é chamado de população. Já o conjunto das populações de diferentes espécies que habitam uma mesma área, ao mesmo tempo, é denominado comunidade
As comunidades de uma área definida e os fatores não vivos (elementos físicos e químicos) formam um ecossistema. Vários ecossistemas ocupando vastas áreas com solo, condições climáticas e comunidades dominantes semelhantes compõem o bioma. Cada bioma abriga diferentes tipos de fauna e de flora. A Amazônia, por exemplo, é o maior bioma brasileiro, sendo dominada por florestas e pelo clima quente e úmido, com distribuição regular de chuva durante todo o ano.
Fonte: BIOMAS brasileiros. IBGE Educa [s.d.]. Disponível em: https://educa.ibge.gov.br/ jovens/conheca-o-brasil/ territorio/18307-biomasbrasileiros.html. Acesso em: 28 maio 2022.
A biosfera é definida como toda parte do planeta com possibilidade de vida, desde o fundo dos oceanos até as mais altas montanhas.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Existem diversos mapas que mostram a localização dos biomas brasileiros. O mapa que apresentamos é o utilizado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), instituto público da administração federal brasileira criado na década de 1930. Ele é o principal provedor de dados e informações, como estatísticas sociais e demográficas, do país. Chame a atenção da turma para a escala e a legenda do mapa.
Explore, também, a imagem que ilustra os diversos níveis ecológicos: do indivíduo à biosfera. Essa ilustração ajudará os estudantes a compreender a importância de estudar a relação dos seres vivos entre si e a relação entre os seres vivos e o ambiente.
biosfera: níveis ecológicos de complexidade.
O manguezal é um bioma costeiro que não está presente em todos os estados brasileiros. Para conhecer características desse ambiente, assista ao vídeo “Passeio de canoa” em: https://www.ilhaboipeba.org.br/ boipeba.html (acesso em: 24 ago. 2022). Animais e plantas comuns desse ambiente são mostrados no vídeo e em fotografias.
O manguezal, além de fonte inestimável de recursos naturais, é um local fundamental para a ciclagem de nutrientes, a proteção de filhotes e a passagem de muitos seres marinhos. Mas não é só isso, ele também é muito importante culturalmente. Na década de 1990, os cantores Chico Science e Fred Zero Quatro criaram o chamado movimento manguebeat. As letras de suas músicas envolvem forte contexto social e ambiental, pois falam das desigualdades sociais nas áreas desse bioma. Ouça com os estudantes a música Rios, pontes & overdrives, da Nação Zumbi.
Explore com eles o aspecto cultural relacionado à música do movimento manguebeat fazendo uma atividade conjunta com a área de Linguagens, particularmente, Língua Portuguesa e Arte.
Nos manguezais, há vários tipos de planta que podem crescer sobre os troncos das árvores. Na copa do mangue-vermelho, por exemplo, crescem várias espécies de bromélias e orquídeas, as quais ficam mais expostas à luz solar do que se estivessem no nível do solo. Espécies de plantas que crescem sobre outra de espécie diferente são conhecidas como epífitas (do grego: epí = sobre + phytón = vegetal). Epifitismo é um tipo de interação entre plantas bastante comum em matas úmidas.
No manguezal da Ilha de Boipeba (município de Cairu –BA), por exemplo, muitos animais vivem tanto nas árvores como no solo lamacento. Os caranguejos andam pelas raízes, pelas copas das árvores e pelo terreno lodoso, fugindo de predadores e buscando parceiros para se reproduzir.
Aves como mergulhões (atobás), garças e gaivotas visitam os manguezais à procura de peixes, como o bodião-papagaio, a tainha, entre outros alimentos; por vezes, fazem seus ninhos nas copas das árvores.
Nos manguezais, há também grande quantidade de insetos. Alguns se alimentam de sangue, como é o caso de fêmeas de pernilongos e mutucas.
Bromélias
Depois de ler o texto, responda às questões.
1 | Quais animais e plantas são citados no texto?
caranguejos, mergulhões, garças, gaivotas, bodiões-papagaio, tainha, pernilongos e mutucas.
2 | Que fatores bióticos e abióticos são citados?
São citados bromélias, orquídeas, mangues-vermelhos, Fatores abióticos: solo lamacento, umidade e luz solar;
fatores bióticos: seres vivos (citados na questão anterior) e as possíveis interações entre eles.
3 | Está implícito no texto que há relações entre indivíduos da mesma espécie e entre indivíduos de espécies diferentes. Dê um exemplo desses dois tipos de relação.
A reprodução é um tipo de relação entre indivíduos de mesma espécie. Aves (mergulhões e gaivotas) se alimentam de peixes e outros animais do manguezal (predação). Bromélias/orquídeas vivem sobre o mangue-vermelho (epifitismo).
É constante a luta pela sobrevivência nas comunidades, não importa o tamanho da área em questão. Seja em um tronco de árvore morta, seja na vastidão do mar, os animais buscam incessantemente o alimento, uma fonte de matéria e energia. Essa busca pode ser representada por uma cadeia alimentar, isto é, uma sequência de organismos que se alimentam uns dos outros. A luz é a fonte de energia que mantém a vida de plantas, algas e outros seres fotossintetizantes.
Existem dois tipos de cadeia alimentar: as que começam com um ser autótrofo vivo, como algas ou plantas, e as que começam com matéria orgânica morta animal ou vegetal.
As cadeias alimentares representam uma sequência de seres vivos na qual um organismo se alimenta daquele que o precede. Dessa forma, ocorre um fluxo de matéria e de energia de um ser vivo para outro.
Observe a cadeia alimentar a seguir.
Esse exemplo de cadeia alimentar, típica do Pantanal mato-grossense, pode ser entendido da seguinte forma: moluscos de água doce se alimentam das algas que crescem no fundo do lago; os colhereiros comem os moluscos; os caracarás, por sua vez, comem ovos e filhotes de colhereiros.
O primeiro elemento dessa cadeia alimentar são algas, seres capazes de fabricar matéria orgânica a partir da energia luminosa, água e gás carbônico (seres autótrofos). A energia química da matéria orgânica produzida (celulose, proteína, amido etc.) é transferida para os moluscos quando eles se alimentam. Nesse caso, as algas, seres fotossintetizantes, ocupam o primeiro nível trófico dessa cadeia alimentar e são chamadas de produtores
As populações de moluscos, colhereiros e caracarás são chamadas de seres consumidores, pois dependem da matéria orgânica acumulada no corpo dos produtores.
Há, portanto, um fluxo de energia e de matéria de um elo da cadeia alimentar para o seguinte. Os seres herbívoros, que se alimentam de produtores, são os consumidores primários
Os colhereiros dessa cadeia alimentar são animais carnívoros e pertencem ao nível dos consumidores secundários, pois eles se alimentam de consumidores primários.
Autótrofo: ser vivo que produz o próprio alimento, por exemplo, plantas e algas. Matéria orgânica morta: são todos os seres vivos e mortos, ou mesmo fragmentos perdidos por eles, por exemplo, uma árvore que morreu, um galho que se quebrou, corpos de animais mortos etc.
Apresente aos estudantes os conceitos que estão no início do texto. Para que eles se apropriem das definições, peça que façam a atividade descrita a seguir, que cita outros termos científicos relacionados aos níveis tróficos ocupados por diversos seres vivos.
A atividade sugerida deve ser realizada em local aberto, com o apoio dos professores de Educação Física.
Organize a turma em grupos para que formem diferentes níveis tróficos. Separe-os em produtores, consumidores primários (herbívoros), secundários e terciários (carnívoros) e identifique-os com placas de papel na altura do peito. Leve em consideração a quantidade de estudantes em cada nível. Na primeira rodada, o nível dos produtores deve ter mais indivíduos do que o nível dos consumidores primários, e daí por diante.
Os estudantes que representam os produtores (plantas) devem se distribuir pelo espaço e permanecer parados. Os estudantes que representam os consumidores primários, secundários e terciários devem se movimentar pelo espaço. Ao ouvirem um apito, os consumidores devem tentar tocar no colega que representa o organismo do qual se alimenta. Ao toque de um segundo apito, a rodada é concluída.
Anote em uma tabela os pares “presa-predador” que se formaram. Repita a rodada novamente e faça novas anotações. Os consumidores que não conseguiram se alimentar na rodada voltam como produtores (plantas) na rodada seguinte. Ao término da terceira rodada, proponha aos estudantes que discutam em grupo as cadeias alimentares que se formaram.
As cadeias alimentares são representações parciais da relação entre os seres vivos de uma região. Em geral, o primeiro elemento das cadeias alimentares é um ser vivo produtor (plantas e algas, por exemplo). Aqui estamos chamando a atenção para uma comunidade que pode ser estudada como se fosse um ecossistema. Tanto uma árvore morta quanto o cadáver de um animal podem manter uma comunidade de seres vivos, como larvas de insetos, bactérias, fungos, entre outros.
Os estudos das comunidades restritas permitem a simulação do que pode acontecer com um ecossistema quando fatores bióticos e abióticos são introduzidos ou quando populações são eliminadas.
Nessa cadeia alimentar, os caracarás pertencem ao nível dos consumidores terciários. Os caracarás também são carnívoros.
Todas as representações das cadeias alimentares são teóricas e uma simplificação da realidade. Os colhereiros, por exemplo, alimentam-se dos pequenos animais que estão no fundo do lago, como crustáceos, moluscos, insetos aquáticos, vermes etc.
Os restos de seres mortos e partes perdidas de diferentes seres vivos, como folhas, escamas, pelos e fezes, são decompostos principalmente por fungos e bactérias, assegurando o retorno ao ambiente dos elementos químicos contidos na matéria orgânica. Os fungos e as bactérias são chamados de decompositores
Uma comunidade restrita
As cadeias alimentares podem representar relações mais restritas, como o cadáver de um mamífero ou o tronco de uma árvore morta. Nesse caso, a matéria orgânica morta é consumida por seres detritívoros, como as larvas de besouro, e pelos decompositores, como os fungos.
As larvas de besouros são animais detritívoros e pertencem ao nível de consumidores primários. Elas consomem a matéria orgânica da árvore morta.
Os ecossistemas mantêm trocas de matéria e de energia com o meio. A matéria flui pela cadeia alimentar conforme passa de um nível trófico para outro mais elevado.
Teias alimentares
Analise a teia alimentar a seguir.
Teias alimentares
Explore a imagem que representa uma teia alimentar do Pantanal Mato-Grossense. Chame a atenção dos estudantes para o fato de que um mesmo ser vivo pode se alimentar de vários outros, ou seja, ele participa de vários níveis tróficos.
colhereiros
pequenos piranhas
plantas/algas (sementes, frutos, folhas, caules, talos, raízes etc.) jacarés
quatis caramujos patos-do-mato sucuris capivaras onças-pintadas veados-mateiros
Pesquise outros exemplos de teias alimentares e mostre-os aos estudantes. Dessa forma, eles terão a oportunidade de interpretar as teias alimentares e de utilizar os termos aprendidos na aula.
Teia alimentar do Pantanal mato-grossense.
Todos os restos (pelos, fezes, escamas, folhas, galhos mortos, carcaças de animais etc.) são consumidos por seres detritívoros e decompositores (fungos e bactérias).
Auxilie os estudantes na pesquisa fornecendo links e materiais (livros, revistas etc.) confiáveis para eles obterem informações sobre os seres vivos do manguezal. A leitura do texto “Os seres vivos dos manguezais” será o ponto de partida para entenderem a ampliação do número de espécies que vivem nos manguezais.
Discuta com a turma a importância de fazer a pesquisa em páginas da internet ou em materiais impressos confiáveis. Em geral, páginas de centros de pesquisa, universidades e órgãos oficiais são boas referências.
Caso queira, selecione trechos do vídeo https://www.youtube.com/ watch?v=czHVzcbQ8H8 (acesso em: 24 ago. 2022) de acordo com o interesse dos estudantes, a localização da escola etc.
Na questão 3, explique que um mesmo animal pode ocupar mais de um nível trófico, pois pode se alimentar de plantas, de um consumidor primário ou secundário. Nesses casos, o animal é chamado de onívoro.
Para você conhecer melhor a situação dos manguezais no Brasil, consulte os links:
• https://umsoplaneta.globo.com/ biodiversidade/noticia/2022/02/08/ protegendo-as-muitas-faces-dosmanguezais-brasileiros.ghtml (acesso: 17 mar. 2022);
• https://marsemfim.com.br/aimportancia-do-manguezal/ (acesso: 17 mar. 2022).
Antes de realizar a atividade, assista ao vídeo https://www.youtube. com/watch?v=smay2LUw5Z0 (acesso em: 26 ago. 2022), que também está indicado no livro texto, assim você estará mais bem preparado para a condução da discussão desse Fórum e para responder às possíveis dúvidas ou aos questionamentos dos estudantes.
Releia o texto do item “Os seres vivos dos manguezais” da página 128. Pesquise, em fontes confiáveis, sobre outros seres que vivem nesse bioma costeiro.
Considerando o que você já sabe sobre cadeias alimentares e o que aprendeu com a pesquisa, responda no caderno às questões a seguir.
1 | Esquematize cinco cadeias alimentares comuns nos manguezais. Elas deverão estar interligadas em forma de teia alimentar. Resposta pessoal.
2 | Indique a que nível trófico pertence cada um dos seres vivos das cadeias alimentares que você formulou. Resposta de acordo com as cadeias alimentares produzidas na atividade 1.
3 | Existem animais que são classificados em mais de um nível trófico? Quais são eles?
Fórum
Resposta de acordo com as cadeias alimentares produzidas na atividade 1. Degradação dos manguezais
Apesar de ser pobre em oxigênio, o solo do manguezal é rico em microrganismos que promovem a ciclagem de nutrientes na decomposição da matéria orgânica. Em virtude da riqueza de nutrientes do solo e do abrigo fornecido pela vegetação, um número muito grande de animais encontra ali um ambiente propício para seu desenvolvimento. Muitas espécies de peixes, crustáceos e mariscos passam as primeiras fases da vida no manguezal. Nesse ambiente, a população ribeirinha coleta caranguejos e mariscos que fazem parte de sua alimentação.
Além das espécies animais, a vegetação dos manguezais pode servir de barreira natural para os efeitos de fortes tempestades e marés.
O território ocupado pelos manguezais tem diminuído em decorrência da degradação causada pela ação humana: a ocupação com moradias, a poluição e a construção de tanques para a criação de camarões são alguns exemplos.
No Brasil, aproximadamente 100 mil hectares de manguezal foram perdidos desde 1980, principalmente nas regiões Sudeste e Sul. Assista ao vídeo “Manguezais e restingas no foco de uma polêmica”, disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=smay2LUw5Z0 (acesso em: 28 maio 2022).
1 | Discuta, em grupo, quais são os prejuízos da degradação dos manguezais para as populações costeiras.
Redução da oferta de alimentos, degradação da paisagem, redução das espécies nativas, exposição da região aos efeitos de tempestades e marés.
2 | Que tipos de ação poderiam ser colocados em prática para evitar a redução e a degradação dos manguezais?
Algumas possibilidades são o aumento da fiscalização contra o desmatamento, a criação de leis específicas de proteção ao ambiente e para a exploração sustentável de seus recursos e a recuperação de áreas já devastadas, entre outras.
Expansão repertório
Outro modo de representar a relação trófica entre os organismos que compõem uma cadeia alimentar é por meio de diagramas conhecidos como pirâmides de energia. Cada nível de uma pirâmide representa um nível trófico.
Analise o esquema da pirâmide de energia a seguir.
O conceito científico de energia é construído durante o período de estudo na Educação Básica, pois é utilizado em muitas situações. No caso das pirâmides de energia, é esperado que os estudantes percebam que elas fluem na cadeia alimentar e uma parte é sempre perdida quando passa de um nível trófico para o seguinte.
consumidor secundário
consumidor primário
herbívoros
seres autótrofos
carnívoros
carnívoros 2 consumidor terciário produtores
Pirâmide de energia.
Em uma pirâmide de energia, cada retângulo representa a quantidade de energia presente no nível trófico correspondente em determinado momento. A energia luminosa é a fonte primária de todo o sistema, pois são os seres autótrofos fotossintetizantes que transformam a energia luminosa em energia química disponível para os herbívoros.
Ao se alimentar dos produtores, os consumidores primários (herbívoros) armazenam uma quantidade de energia química menor do que a presente nos produtores. Uma parte da matéria consumida pelos indivíduos do nível dos consumidores primários é gasta nos processos celulares e perdida como calor. Note que a quantidade de energia química vai reduzindo nos sucessivos níveis de consumidores da pirâmide. Podemos deduzir que a quantidade de energia disponível para um consumidor secundário (carnívoro) é menor do que a disponível para um consumidor primário.
As relações que os seres vivos de uma comunidade estabelecem entre si são descritas pelos ecólogos. Essas interações formam uma complexa rede de relacionamentos que podem ocorrer entre indivíduos da mesma população (intraespecíficas) ou entre organismos de espécies diferentes (interespecíficas).
Entre as interações interespecíficas, algumas se destacam.
Predação é o consumo total ou de partes de um organismo vivo, a presa, por outro organismo, o predador. Essa definição possibilita considerar os herbívoros (consumidores primários) predadores de plantas.
Chame a atenção deles para o fato de a energia luminosa citada no texto ser transformada em energia química pelos seres produtores (plantas e algas). Os mamíferos, por exemplo, transformam uma parte da energia química das suas células em calor, que é perdido para o ambiente. Os alimentos ingeridos repõem as perdas energéticas do animal.
Relações nas comunidades
Diversos conceitos são apresentados no texto. Para melhorar a aprendizagem dos estudantes, você deve pesquisar e apresentar mais exemplos de relações intra e interespecíficas. Muitos textos trazem descrições de relações típicas dos biomas brasileiros. Se possível, selecione alguns que sejam típicos da região em que eles vivem.
Alguns links para sua pesquisa são:
• http://cienciaecultura.bvs.br/scielo. php?script=sci_ arttext&pid=S000967252018000400011 (acesso em: 17 de mar. 2022);
• https://pdfs.semanticscholar.org/ 5d77/877b3c64b3223d55e6e4b6d a2cccc9e752ea.pdf (acesso em: 17 de mar. 2022);
• https://ainfo.cnptia.embrapa.br/ digital/bitstream/CPAP/55962/1/ DOC86.pdf (acesso em: 17 de mar. 2022).
Os chamados predadores verdadeiros matam sua presa depois de atacá-la e a consomem total ou parcialmente. São exemplos de predadores verdadeiros: onça-pintada, jaguatirica, jacaré, águia, ariranha etc.
Os parasitas, assim como os pastadores, consomem parte de seu hospedeiro, a presa. Os parasitas não matam o hospedeiro no primeiro momento, embora causem danos aos indivíduos parasitados. Nesse sentido, o parasitismo é um tipo de predação.
Adriano Kirihara/Pulsar Imagens
UNIDADE 2 — Vida e evolução 134
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
A classificação das relações entre diversos tipos de predador nem sempre é precisa. Muitos casos podem gerar dúvidas, mas, de modo geral, essa classificação é útil para este estudo.
Os indivíduos mais predados de uma população costumam ser os filhotes, os debilitados (doentes ou machucados) e os mais velhos. Assim, a relação presa-predador atua como um fator de controle de populações, contribuindo para o equilíbrio ecológico.
Observe a imagem ao lado em que uma joaninha (Coccinella septempunctata ) está se alimentando de pulgões (Rhopalosiphum maidis) e responda às questões no caderno.
1 | Classifique a planta, a joaninha e o pulgão quanto ao tipo de relação que estabelecem entre si.
2 | Represente a cadeia alimentar registrada na imagem.
1. A planta (ser autótrofo/produtor) é presa do pulgão (predadorparasita). A joaninha é predador verdadeiro de pulgões.
Use a imagem da página para apresentar as relações interespecíficas: pulgões são parasitas que sugam a seiva de plantas e joaninhas são predadores de pulgões.
Considerando essa relação, proponha para os estudantes a seguinte situação:
“Um produtor de hortaliças constatou que pulgões estão atacando a sua horta. Como a aplicação de inseticida não é permitida na região, proponha uma estratégia para controlar a população desses parasitas sem o uso de inseticida”.
3 | Liste outros exemplos de herbivoria e parasitismo que você conhece. Se necessário, faça uma pesquisa em livros da biblioteca ou na internet.
Resposta pessoal. Os estudantes poderão citar vermes intestinais de vertebrados, pulgas, carrapatos, cochonilha, entre outros como exemplos de parasitas. Bois, cavalos, ovelhas, capivaras, cutias, lagartas de borboletas, entre outros, são seres herbívoros.
Competição é uma interação na qual um ser vivo consome um recurso que também é de interesse de outro organismo. Quando os seres vivos são de espécies diferentes, a competição é interespecífica. Se os seres vivos envolvidos na disputa pelo mesmo recurso forem da mesma espécie, trata-se de competição intraespecífica
A competição ocorre quando indivíduos – da mesma espécie ou de espécies diferentes – exploram o mesmo recurso que existe em quantidade limitada. A disputa pode acontecer por água, luz, território, abrigo, parceiro para reprodução, alimento, entre outros fatores.
A competição interespecífica é mais severa quando as populações ocupam o mesmo nicho ecológico, isto é, quando as espécies disputam o mesmo tipo de alimento, de abrigo, enfim, os mesmos escassos recursos ambientais disponíveis. Em circunstâncias extremas, uma das espécies acaba se reduzindo drasticamente ou pode ser excluída do ambiente, chegando à extinção. Essa situação foi testada em laboratório com diferentes espécies de microrganismos.
Diga aos estudantes que o controle de uma população de pulgões pela predação dela por joaninhas é um exemplo de controle biológico. Essa é uma alternativa quando o agricultor não deseja utilizar um agrotóxico.
As competições intraespecíficas e as interespecíficas são objeto de estudo ecológico há muito tempo. Os exemplos estudados de competições interespecíficas mostram que há diferentes graus de intensidade. Nos casos em que as espécies ocupam o mesmo nicho ecológico, é frequente a extinção ou a migração de uma das espécies da região.
Para conhecer um caso de competição em águas brasileiras, consulte o link: https://www.bioicos. org.br/post/o-coral-sol-um-astroinvasor (acesso em: 20 mar. 2022). Você pode utilizar esse exemplo para ilustrar sua aula.
Explore as características do gráfico, que mostra o que acontece quando duas populações de paramécios (P. caudatum e P. aurelia) são cultivadas no mesmo frasco. O caso estudado originou um princípio chamado “competição exclusiva competitiva”.
As características de gráficos semelhantes ao apresentado pode ser objeto de estudo nas aulas de Matemática. Peça a colaboração do professor dessa disciplina para sua turma. Essa é uma forma de mostrar a interação entre duas áreas do conhecimento.
O microbiologista russo Georgyi Gause (1910-1986) cultivou duas espécies de paramécio – Paramecium aurelia e Paramecium caudatum – em frascos de laboratório. Ele estudou o efeito da competição entre essas espécies de microrganismos. Cultivadas separadamente, as populações das duas espécies se desenvolviam normalmente até o limite da quantidade de espaço e de alimento nos frascos. Porém, quando eram colocadas no mesmo meio, as populações cresciam menos e a de P. caudatum morria após alguns dias, enquanto a de P. aurelia continuava em crescimento até se estabilizar. Gause concluiu que duas espécies que competem pelos mesmos recursos limitados não podem coexistir no mesmo espaço. Espécies que conseguem os recursos de modo mais eficiente sobrevivem, enquanto a menos eficiente é eliminada.
O gráfico abaixo representa essa condição.
Competição interespecífica entre espécies de paramécios. Experimento realizado em laboratório.
O princípio de Gause ou da competição exclusiva competitiva diz: “Duas espécies competidoras com nichos idênticos não podem coexistir em um ambiente estável”.
1 | Suponha uma espécie A de ave que se alimenta de pequenos peixes, caramujos e camarões. No mesmo espaço foi introduzida uma espécie B de ave que se alimenta de pequenos peixes, caranguejos, camarões e siris. Essas espécies sobreviveriam no mesmo espaço ou uma delas seria eliminada, de acordo com o princípio de Gause? Justifique a sua resposta.
As duas espécies de aves são competidoras por alimento, porém elas poderão sobreviver no mesmo espaço porque há diferenças quanto à alimentação. A espécie A não caça caranguejo e siri, enquanto a espécie B não come caramujo.
Nas interações interespecíficas, ambas as espécies que interagem podem ser beneficiadas, uma delas pode ser prejudicada ou, ainda, pode ser uma relação em que nenhuma delas é beneficiada nem prejudicada.
Neste item, são abordadas mais interações entre espécies diferentes. Chame a atenção para a relevância das relações mutualísticas, como a que existe entre plantas com flores e seus polinizadores.
Uma interação entre o fungo aspergilus e as bactérias motivou a descoberta do antibiótico penicilina, em 1928, por Alexander Fleming. Nesse caso, o fungo é o amensal.
O mutualismo é uma relação na qual a associação é obrigatória, pois as espécies não conseguem viver isoladamente. No mutualismo as espécies envolvidas se beneficiam.
As espécies envolvidas não precisam estar associadas fisicamente umas às outras para serem identificadas como mutualistas. Por exemplo, muitas plantas superiores produzem frutos carnosos, alimento de aves que dispersam as sementes. Nessa interação, as aves (ou outros animais) comem os frutos, mas não digerem as sementes, que são inteiramente regurgitadas ou eliminadas com as fezes. Dessa forma, as sementes das plantas são dispersas no ambiente, e a ave se alimenta da polpa do fruto.
Os protistas que vivem no rúmen de vacas, lhamas, carneiros e outros ruminantes não sobrevivem sem o suprimento de celulose que o animal pastador lhe fornece; os liquens (associações entre algas e fungos); os cupins e as bactérias que vivem no seu intestino são exemplos de relações mutualísticas em que as duas espécies envolvidas se beneficiam.
Amensalismo é um tipo de relação na qual uma espécie, chamada inibidora, expele no ambiente substâncias que prejudicam o crescimento ou a reprodução de indivíduos de outra espécie, denominada amensal. Certas espécies de figueira, por exemplo, expelem pelas raízes uma substância tóxica que impede a germinação de outras plantas sob a sua copa ou ao seu redor.
Rúmen: nome dado ao primeiro compartimento do estômago dos animais ruminantes, como vacas, camelos, cervos ou cabras, por exemplo.
Explore também a imagem do tucano-toco alimentando-se de frutos. Pergunte aos estudantes: Os tucanos alimentam-se somente de frutas?
Explique que os tucanos são aves que não se alimentam apenas de frutos, elas predam ninhos de outros animais, inclusive de aves. Enquanto os ovos e os filhotes das araras-azuis são predados pelos tucanos, estes dispersam as sementes do manduvi, árvore que abriga 90% dos ninhos da arara-azul. A relação entre os tucanos e as araras-azuis é muito intricada. Por um lado, as araras-azuis são beneficiadas pelos tucanos porque eles dispersam as sementes do manduvi e, por outro, são prejudicadas por eles por causa do ataque a seus ninhos. Esse é um exemplo de como é complexa a relação entre diferentes seres vivos.
Para saber mais a respeito desse assunto, consulte o artigo publicado na revista Pesquisa Fapesp em: https://agencia.fapesp. br/dependente-do-inimigo/8831/ (acesso em: 24 ago. 2022).
Explore o exemplo citado no livro texto e procure novas situações para apresentar aos estudantes. A competição intraespecífica é mais intensa quando a população é grande e os recursos são escassos.
No comensalismo, uma das espécies se beneficia (comensal), e a espécie hospedeira não recebe vantagem nem é prejudicada. Uma das situações mais conhecidas é a relação entre tubarões e rêmoras.
A rêmora tem uma nadadeira dorsal em forma de ventosa, com a qual se prende ao tubarão. O tubarão não tem vantagem nem desvantagem nessa relação, pois as rêmoras apenas aproveitam os restos dos animais capturados pelo tubarão. Nem todos os ecólogos concordam com as nomenclaturas e as classificações do tipo de interação entre os animais.
Indivíduos da mesma espécie têm necessidades iguais para sobreviver e se reproduzir. A disputa por recursos limitados leva a um desgaste entre os organismos que vivem na mesma área. Gasta-se mais energia no deslocamento em busca de alimento, abrigo e parceiros para a reprodução. A quantidade de animais da população em competição diminuiu, pois os mais frágeis acabam morrendo por falta de alimento ou ataque de predadores, por exemplo. Nas plantas, a competição intraespecífica ocorre principalmente pela disputa por fatores como água e luz. Em reflorestamentos de eucaliptos (muitos indivíduos agrupados), por exemplo, a competição pela luz provoca a morte de mudas mais frágeis e menores, além de alterar a forma das árvores, que se tornam mais altas e esguias. Quando a árvore de eucalipto cresce isoladamente, apresenta forma globosa, com mais galhos laterais.
Alguns exemplos mostram a importância da relação presa-predador para o equilíbrio das populações. Esse caso aconteceu em Ilhabela, uma ilha do litoral do estado de São Paulo.
Há cerca de 60 anos, as autoridades da região, pressionadas pelas reclamações dos turistas quanto ao grande número de borrachudos (pequenos mosquitos) existentes na ilha, aspergiram um inseticida nas praias, na orla das matas e nos riachos onde os insetos desovavam. Essa ação provocou a morte de um grande número de borrachudos adultos, ovos e larvas, que viviam nos riachos da região.
Glossário
Aspergir: borrifar, molhar com pequenas gotas de água ou de outro líquido.
É muito comum as pessoas acharem que o predador é sempre prejudicial para a população das presas. Um caso verdadeiro pode mostrar que a relação entre populações de presa e predador contribuem para o equilíbrio ambiental.
Fêmea de borrachudo (somente a fêmea pica, pois precisa de sangue para que os ovos se desenvolvam).
Meses depois, havia na ilha um número ainda maior de mosquitos. Em lugar de diminuir, como se esperava, a população de borrachudos aumentou.
O equilíbrio só foi recuperado depois que a população de predadores das larvas de borrachudo voltou ao normal. Os camarões de água doce são predadores de ovos e larvas de borrachudos.
O caso apresentado mostra a importância da relação presa-predador no equilíbrio das comunidades e os problemas que podem surgir quando esse equilíbrio é rompido por algum motivo.
O inseticida colocado nos rios, além de matar os ovos e as larvas dos borrachudos, reduziu drasticamente a população de camarões de água doce, que são os predadores de ovos e larvas daqueles insetos. Assim, os poucos insetos sobreviventes continuaram a se reproduzir. Como
1 | Discuta com seu grupo e, no caderno, elabore uma hipótese sobre o que pode ter acontecido com as populações dessas duas espécies no caso apresentado.
cada fêmea de borrachudo coloca entre 200 e 300 ovos por postura, a população dos mosquitos se recuperou muito mais depressa do que a população de camarões.
2 | Depois de ler o caso de Ilhabela e considerando a importância do equilíbrio presa-predador, o que deveria ter sido levado em conta antes do lançamento de inseticida na região?
Uma possibilidade seria conhecer melhor as inter-relações existentes nas comunidades da região, para que se pudesse prever, com certa precisão, os resultados de qualquer intervenção realizada.
3 | Pense em outro fator que poderia desequilibrar a relação presa-predador no caso apresentado?
Respostas prováveis: aumento da população de predadores de camarão de água doce; introdução de uma espécie exótica, isto é, que não é natural da região; pesca dos camarões em período reprodutivo; entre outros.
Como vimos, existem muitos fatores que podem modificar o equilíbrio ambiental, a ponto de levar uma ou mais espécies à extinção. Intensas atividades vulcânicas e a queda de meteoros devem ter provocado a extinção de muitas espécies no final do Período Cretáceo, mas ações menos dramáticas também causam desequilíbrios e a redução drástica
Conte para os estudantes o caso dos borrachudos em Ilha Bela, cidade do litoral de São Paulo. Na tentativa de controlar a população de insetos hematófagos (borrachudos) que desovam em águas limpas dos morros de Ilha Bela, foi aplicada o inseticida em toda a orla e riachos da região. Essa ação visava dar mais conforto aos turistas e moradores da ilha. No início, a população de insetos foi reduzida, porém, pouco tempo depois, a infestação de borrachudos era enorme. Estudando as relações ecológicas da região, os pesquisadores perceberam que as populações de camarões de água doce e de pequenos peixes, predadoras de larvas de borrachudos, também haviam sido reduzidas. Sem a presença de predadores das larvas, a população de borrachudos cresceu rapidamente, infestando mais ainda a cidade. São centenas de ovos depositados em cada postura das fêmeas. O ciclo de vida dos borrachudos é mais curto do que o dos camarões e de pequenos peixes. O equilíbrio ambiental só foi retomado quando as populações de predadores recuperaram-se. Após esclarecer possíveis dúvidas dos estudantes e terminar de contar o caso, pergunte: Não deveria ter sido aplicado novamente o inseticida quando a população de borrachudos voltou a crescer?
A aplicação de mais inseticidas poderia retardar ainda mais a recuperação das populações de predadores e piorar a situação. Nesse e em outros casos, populações de predadores ou parasitas da espécie nociva podem ajudar a reduzir o problema, sem provocar desequilíbrio ambiental.
O texto aborda um tema muito relevante: os efeitos da mudança climática no Brasil e no mundo.
Inicialmente, peça aos estudantes para lerem o texto e assistirem ao vídeo proposto no último quadro. Explique as expressões ou as palavras desconhecidas, para que eles compreendam a ideia central da reportagem. Lembre-os de que o texto é retirado de uma fonte de divulgação científica e que os quadros contêm informações ou explicações que os ajudam a interpretá-lo como um todo.
de populações inteiras. Por exemplo, queimadas de grandes áreas; poluição do ar e da água; aumento exagerado de populações de predadores ou de presas; a proliferação de uma doença contagiosa, entre outros fatores.
É importante lembrar que, em condições naturais, as espécies menos adaptadas, mais frágeis, ou que habitam poucos locais estão mais sujeitas à extinção. E nesses casos nem sempre o ser humano tem participação.
deCiFrando CiênCiaa
As mais recentes diretrizes para o enfrentamento da mudança do clima Existe um prazo para a adaptação à mudança do clima, e ele está bem próximo. Essa foi a tônica da parte mais recente do sexto relatório do IPCC, lançado segunda-feira (28/2)[de 2022]. O relatório avaliou dezenas de milhares de espécies e concluiu que, se houver um aumento de 3 graus Celsius (°C) na temperatura global acima dos níveis pré-industriais, uma em cada três delas corre risco de extinção em ecossistemas terrestres.
O cenário não é muito melhor para a humanidade. Metade da população global – ou entre 3,3 bilhões e 3,6 bilhões de pessoas – vive em condições de alta vulnerabilidade em relação à maior intensidade e frequência de eventos extremos, com impactos profundos para essas populações, como aconteceu nas inundações recentes em Petrópolis, no Rio de Janeiro. Ao mesmo tempo, secas diminuem a água disponível para agricultura, uso doméstico e geração de energia, por exemplo.
IPCC é a sigla em inglês de Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas. Ele foi criado pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente e pela Organização Meteorológica Mundial em 1988, com o objetivo de fornecer avaliações científicas regulares sobre a mudança do clima, suas implicações e os possíveis riscos futuros, bem como para propor opções de adaptação e de redução de danos. O IPCC possui 195 países-membros, entre eles o Brasil.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 140
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Após a Revolução Industrial, em 1850, se intensificou a emissão de gases de efeito estufa e o aumento de suas concentrações atmosféricas. O gás carbônico é um dos gases do efeito estufa e produzido em grande quantidade pela população humana. A concentração desse gás na atmosfera aumentou quase 50% desde 1850.
Decifrando a Ciência – As mais recentes diretrizes para o enfrentamento
As fortes chuvas que atingiram Petrópolis (região serrana do Rio de Janeiro) em 15 de fevereiro de 2022 provocaram deslizamentos de encostas, transbordamento de rios e enchentes em muitos pontos da cidade. O número de mortos chegou a 232 e ainda existem pessoas desaparecidas. Centenas de famílias ficaram desabrigadas.
O link a seguir apresenta algumas imagens registradas pelos moradores de Petrópolis no dia da tragédia . Disponível em: https://www.youtube. com/watch?v=HX_f_kONn5s (acesso em: 28 maio 2022).
[...]
A cada dia que passa, a janela para a adaptação vai se fechando. “Se o aquecimento global exceder 1,5 °C acima dos níveis pré-industriais, as oportunidades de adaptação a muitos riscos climáticos serão possivelmente limitadas e terão sua eficácia reduzida”, [...] “cortes rápidos e profundos nas emissões de gases de efeito estufa são críticos se quisermos recuperar a natureza e melhorar a sociedade.”
Ainda de acordo com o relatório, estamos muito mais próximos desse aumento de temperatura do que muita gente imagina: no melhor cenário, chegaremos a 1,5 °C a mais na temperatura global em 2040.
Ao final, promova uma discussão com a turma. Ouça as opiniões e as respostas dos estudantes para as questões 1 e 2. Valorize a ideia de que o conhecimento científico deve ser considerado no enfrentamento e na proposição de soluções para os problemas ambientais atuais. O aquecimento global, principal responsável pelas mudanças climáticas de muitas regiões do planeta, pode ser amenizado por meio da alteração da matriz energética dos países e dos hábitos de consumo da população.
Conclua o debate solicitando aos estudantes que façam uma lista com as atitudes que cada um de nós pode adotar para reduzir a produção de gases do efeito estufa, sem prejudicar nossa qualidade de vida.
A cheia do Rio Negro de 2021 fez estragos nas plantações, como no caso desse produtor de banana e maracujá em Manacapuru, Amazonas.
RODRIGUES, M. As mais recentes diretrizes para o enfrentamento da mudança do clima. Revista Fapesp, 4 mar. 2022. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/as-mais-recentes-diretrizes-para-o-enfrentamento-da-mudanca-doclima/. Acesso em: 28 maio 2022.
1. Algumas das atividades humanas que mais produzem gás carbônico e metano são:
1 | Discuta com seu grupo e faça uma lista das atividades humanas que produzem gases do efeito estufa.
consumo de combustíveis fósseis (gasolina, plásticos, querosene e outros derivados do petróleo), criação de bovinos e outros ruminantes, atividade industrial, termelétricas etc.
2 | Que parcela da população está mais vulnerável aos efeitos das mudanças climáticas, como chuvas intensas e secas prolongadas? Justifique. Faça uma pesquisa, se necessário.
2. A população mais vulnerável são as famílias de baixa renda, pois os efeitos das mudanças climáticas provocam aumento do custo dos alimentos, por exemplo. Além disso, são famílias que ocupam áreas de risco (encostas de morros ou áreas próximas dos rios) que estão mais sujeitas a alagamentos e deslizamento de encostas.
Utilize as questões propostas na seção Reveja para promover o estudo dos temas abordados no capítulo. O trabalho pode ser desenvolvido em duplas ou em pequenos grupos, e os estudantes devem voltar ao texto do livro sempre que necessário. Você pode considerar esta atividade uma das avaliações regulares da aprendizagem.
A atividade 1 merece atenção especial, uma vez que o texto é rico em informações sobre o bioma Mata Atlântica e a relação entre alguns seres vivos desse ambiente. Se possível, complemente o texto com imagens, principalmente se os estudantes não estiverem próximos à Mata Atlântica. Uma busca na internet por imagens ou vídeos sobre o bioma tratado na questão poderá ampliar a compreensão deles a respeito das características da Mata Atlântica.
1 | Leia o texto a seguir e responda às perguntas no caderno.
Sumindo da floresta
[...] Presente em boa parte do continente americano, do México ao norte da Argentina, a onça-pintada aparece em todos os biomas brasileiros, à exceção dos pampas, de onde teria desaparecido há pouco tempo devido à ação humana. [...] Caso a onça-pintada desapareça da mata atlântica, será a primeira vez que um bioma tropical terá perdido um predador de topo da cadeia alimentar (que não é presa natural de nenhuma outra espécie).
[...] Seu eventual desaparecimento da mata atlântica poderá então, segundo o biólogo Ronaldo Morato, coordenador do Centro Nacional de Pesquisa e Conservação de Mamíferos Carnívoros, ocasionar, entre outros problemas ambientais, uma superpopulação de veados, antas, capivaras e porcos-do-mato.
SCHRAMM, Franciele Petry Schramm. Sumindo da floresta. Ciência Hoje. Disponível em: http://cienciahoje.org.br/sumindoda-floresta/. Acesso em: 28 maio 2022.
a. Por que o desaparecimento das onças-pintadas pode gerar um aumento acentuado na população de veados, antas, capivaras e porcos-do-mato?
b. Sendo as onças-pintadas animais que não têm predadores naturais, por que elas não possuem grandes populações?
Porque a onça-pintada é um predador dos animais citados, controlando, assim, o crescimento de tais populações. As onças-pintadas ocupam o topo da pirâmide alimentar, aquele em que há menos energia disponível (pirâmide de energia), e tal fato limita o crescimento da população.
2 | Observe as imagens a seguir e, no caderno, escreva o tipo de interação que há entre os organismos em cada fotografia.
Competição intraespecífica 1,5 cm 3 m
Mutualismo Aditya “Dicky” Singh/Alamy/Fotoarena
O lobo-guará [...] não é, ao contrário do que as pessoas comumente acreditam, um voraz comedor de galinhas. Essa ave doméstica corresponde a apenas de 0,1 a 1,9% de sua alimentação que, diga-se em favor do lobo brasileiro, pauta-se por uma dieta bastante equilibrada, dividida meio a meio entre animais e frutos. [...] . Entre os alimentos mais ingeridos pelo guará estão a lobeira, a gabiroba – frutos típicos do cerrado – e pequenos roedores.
MOTTA JUNIOR, José Carlos. A dieta do lobo-guará. Revista
Pesquisa Fapesp, São Paulo, ed. 52, abr. 2000. Disponível em: http:// revistapesquisa.fapesp.br/2000/04/01/a-dieta-equilibrada-do-loboguara/. Acesso em: 28 maio 2022.
Considere duas cadeias alimentares, uma em que o lobo-guará se alimenta de galinha e outra em que ele se alimenta do fruto da lobeira.
a. Qual nível trófico o lobo-guará ocupa quando se alimenta de galinha?
O lobo-guará ocupa o nível de consumidor secundário quando se alimenta de galinha.
b. Qual nível trófico o lobo-guará ocupa quando se alimenta do fruto da lobeira?
O lobo-guará ocupa o nível de consumidor primário quando se alimenta do fruto da lobeira.
4 | Leia a tirinha abaixo.
Na tirinha, o caranguejo chama o manguezal de lar. Anote no caderno a alternativa que indica o conceito ecológico que mais se aproxima do que o caranguejo chama de lar.
a. Fator biótico
b. Hábitat
c. Biosfera
d. Ecossistema Alternativa b. O lar do caranguejo, o manguezal, é o seu hábitat.
A orientação para a atividade 1 também é válida para a atividade 3. O bioma do Cerrado é um dos mais afetados pela exploração agropecuária, e muitas espécies que lá vivem estão ameaçadas de extinção. O lobo-guará, animal símbolo do Cerrado, é objeto de vários projetos para a preservação da espécie. Você pode mostrar algumas características do Cerrado por meio de fotos e vídeos. Há farto material disponível em páginas da internet. Para selecionar os vídeos e as fotografias que você mostrará aos estudantes, utilize critérios como a qualidade das informações geográficas e científicas, a ausência de preconceitos, a ausência de marcas ou empresas comerciais.
Esta atividade em grupo pode ter o apoio do professor de Matemática da turma. Uma habilidade importante para ser desenvolvida na Educação Básica é a leitura e a interpretação de gráficos. Informações podem ser comunicadas por meio de gráficos de colunas (barra), linhas, áreas, círculos (pizza) etc. Gráficos estão presentes em textos de todas as disciplinas escolares, particularmente em Ciências da Natureza, Matemática e Geografia.
Reserve um tempo em sala de aula para os estudantes elaborarem os gráficos com os números dos indivíduos das populações de lebres e de linces ou peça a eles que façam os gráficos como tarefa de casa. O uso de papel milimetrado ou quadriculado facilitará o trabalho.
O caso descrito na atividade é clássico, e os dados foram obtidos ao longo de várias décadas. Apesar de ser um exemplo de populações do Ártico, o princípio ecológico explorado é comum às populações de presas e predadores de qualquer ecossistema.
Sugerimos que os estudantes usem um programa próprio de construção de gráficos. Caso a escola não tenha uma sala de informática ou os eles não tenham acesso a computadores, os gráficos poderão ser elaborados em folha de papel milimetrado utilizando uma régua e canetas coloridas. No quadro a seguir, há orientações de como fazer gráficos com o programa de edição de textos.
Relação presa-predador Algumas vezes, as variações no tamanho da população são grandes e cíclicas. Analise a tabelas a seguir, que mostram o desenvolvimento populacional de lebres-do-ártico, uma espécie da região ártica.
Os dados foram obtidos por pesquisadores que registraram o número de lebres a cada dois anos.
Fonte: RICKLEFS, R. E. A economia da natureza. 6. ed. Guanabara Koogan: Rio de Janeiro, 2011. p. 269 (adaptado).
As variações no número de lebres são abruptas. Em 1865, a população de lebres-do-ártico era de 110 000 indivíduos, e, no ano de 1869, havia 7 000 indivíduos.
1 | O que será que deve ter interferido no desenvolvimento da população de lebres entre os anos de 1865 e 1869? Discuta com seu grupo. Vocês têm alguma hipótese? Resposta pessoal. Os pesquisadores analisaram também a variação da população de um predador da região ártica: o lince.
O lince é um predador que vive no mesmo hábitat da lebre-do-ártico.
Após as coletas de dados, eles chegaram aos seguintes dados de desenvolvimento populacional de lebres-do-ártico e linces:
Como construir um gráfico com um editor de texto?
Uma das opções de ferramenta que pode auxiliar na construção do gráfico é um software de edição de texto. Para começar, abra o programa e, na primeira aba localizada na porção superior da tela, selecione a opção “documento em branco”.
Para a construção do gráfico, os estudantes deverão utilizar os dados da tabela em que foram registradas as variações no número de linces e de lebres ao longo dos anos. Para começar, eles devem clicar na opção “inserir”, na aba localizada na parte superior do programa, e, em seguida, selecionar a opção “gráfico”. Nas opções de gráficos, eles devem escolher a opção “linhas”, que gera um gráfico de linhas, e clicar em “ok”.
Fonte: RICKLEFS, R. E. A economia da natureza. 6. ed. Guanabara Koogan: Rio de Janeiro, 2011. p. 269 (adaptado).
Os cientistas comparam informações numéricas de várias formas, e uma delas é produzir dois gráficos sobrepostos. É o que você e seu grupo vão fazer.
2 | Em grupo, construa um gráfico que registre a variação do número de linces e de lebres ao longo dos anos. Você pode realizar a atividade com o auxílio de um editor de planilhas, de textos ou de qualquer outro programa que tenha uma ferramenta para construção de gráficos. Resposta no Manual do Professor.
3 | Analise os dados do gráfico construído e avalie qual é o período aproximado, em anos, de ocorrência das oscilações dessas populações.
Analisando os gráficos, podemos perceber que, quando há muitas lebres (presas), o número de filhotes de linces (predadores) aumenta, em razão de uma quantidade maior de alimento disponível. Porém, quando o número de lebres é baixo (poucas presas), falta alimento para os linces, sobrevivendo um número menor de filhotes na geração seguinte.
Em média, a cada 8 a 10 anos ocorre um aumento abrupto do número de presas e de predadores. O número de linces é alto aproximadamente nos anos 1865, 1875, 1885 e 1895. Nesses mesmos anos, o número de lebres-do-ártico é baixo.
O mesmo raciocínio pode ser aplicado em relação à população de lebres-do-ártico. Ou seja, em 1863, 1873, 1983, 1893 e 1903, o número de lebres era alto. Nesses mesmos anos, o número de linces era baixo.
Na próxima etapa, surgirá um gráfico provisório e uma tabela na qual os estudantes devem digitar os dados apresentados no livro. A partir da segunda linha da primeira coluna, eles devem digitar os anos em que os dados foram coletados, cada ano em uma linha. Na primeira linha da segunda coluna, eles devem digitar “Lebres (em milhares)” e, nas linhas abaixo, os dados correspondentes. Na primeira linha da terceira coluna, eles devem digitar “Lince (em milhares)” e, nas linhas seguintes, os dados apresentados na tabela. A quarta coluna deverá ser excluída; para isso, selecione a coluna e clique em “excluir”.
Peça aos estudantes que verifiquem a planilha que acabaram de digitar, para se certificar de que não há nenhum erro. Caso ela esteja correta, peça que a fechem. O gráfico aparecerá de acordo com os dados digitados. Pode-se inserir um título clicando onde está escrito “título do gráfico” e digitando o título desejado. Para escrever o nome dos eixos, clique no gráfico e, em seguida, no sinal de “+”, que aparecerá ao lado, depois selecione a opção “título dos eixos”. Os títulos dos eixos podem ser modificados da mesma forma que foi realizada a modificação do título do gráfico.
Os estudantes podem imprimir o gráfico para analisá-lo e responder às questões propostas.
Resposta: 2.Objeto do conhecimento: Programas e indicadores de saúde pública
Habilidade: EF07CI09
Temas para o desenvolvimento deste capítulo
• Distribuição de água na natureza
• Saneamento básico: rede de água e de esgoto
• Captação e tratamento de água
• Coleta e tratamento de esgoto
• Incidências de doenças de veiculação hídrica
• Resíduos sólidos e poluição do solo
• Destino dos resíduos sólidos
• Riscos de doenças em áreas sem saneamento básico
• Microrganismos presentes no dia a dia
• Doenças causadas por bactérias
• Doenças causadas por vírus
• Cuidados que reduzem a transmissão de doenças contagiosas
Início de conversa
Analise as imagens de abertura deste capítulo, elas mostram a comparação entre diferentes amostras de água, uma turva, outra após tratamento e a de uma lagoa. Estimule os estudantes a relatar as diferenças entre as amostras das imagens e a perceber que somente a transparência da água não garante que ela seja potável.
Ao falar sobre a potabilidade das águas e suas principais características, veja a resolução editada pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama), em 2005, sobre a classificação dos diferentes corpos de água, seus usos e os limites de poluição permitidos para cada um. Disponível em: https://www.icmbio.gov.br/cepsul/images/stories /legislacao/Resolucao/2005/res_ conama_357_2005_classificacao_ corpos_agua_rtfcda_altrd_res_393_2 007_397_2008_410_2009_430_2011. pdf . Acesso em: 24 ago. 2022. Dê especial atenção à “de acordo com o documento, é seção I – Das Águas Doces”.
Entre os elementos da natureza que temos contato, a água e o ar são, com certeza, dois dos mais importantes. Uma pessoa não consegue sobreviver muito tempo em um ambiente sem gás oxigênio (morreria em poucos minutos) e sem água morreria desidratada após alguns dias.
A seguir, temos imagens de duas amostras de água. Analise-as.
Amostras de água antes do tratamento e amostra de água depois do tratamento.
1 | Que diferenças você vê entre as amostras de água da imagem A?
Resposta no Manual do Professor.
2 | É possível dizer qual amostra está em condições de ser usada para beber ou cozinhar?
Resposta no Manual do Professor.
3 | Na imagem B, a água é de uma fonte natural e está transparente. Essa característica é suficiente para indicar que pode ser ingerida?
Não é possível determinar se a água é adequada para consumo humano apenas pela aparência.
4 | Por que é importante verificar a qualidade da água que será utilizada na casa das pessoas?
Resposta pessoal. Água de qualidade evita a transmissão de doenças aos consumidores. Por isso, devemos ingerir somente água potável.
A água de represas, rios e lagos pode ser utilizada para o consumo humano, desde que não esteja contaminada ou tenha sido tratada de maneira adequada.
Apenas uma pequena parte da água existente no planeta é doce, isto é, sem quantidade excessiva de sal. Em geral, é necessário que a água seja tratada antes de bebê-la ou de utilizá-la no preparo de alimentos, na produção de remédios, na limpeza de utensílios, entre outros usos. De toda a água existente no planeta, 97,5% são salgada e imprópria para o consumo humano. O restante (2,5%) é de água doce, e sua distribuição não é uniforme. Dessa pequena porção de água doce, cerca de 1,7% está na forma sólida em geleiras e no alto das montanhas e 0,75%, disponível para consumo dos seres humanos, está no subsolo (águas subterrâneas) ou em rios, lagos e represas.
UNIDADE 2 — Materiais e energia 146
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Respostas
1. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes reconheçam que a água da esquerda está turva e com resíduos, ao passo que a outra amostra (à direita) está transparente, sem resíduos sólidos.
2. Resposta pessoal. Somente observando a imagem não é possível dizer que a água da amostra à direita está em condições de ser consumida. Ainda que ela esteja transparente, pode conter substâncias tóxicas e/ou microrganismos nocivos à saúde.
Em algumas regiões do nosso país, a população sofre com a falta de água para as necessidades mais básicas. Nos períodos de seca nessas regiões, o desafio das populações locais é conseguir água suficiente para o próprio consumo e para os animais de criação.
somente água doce (2,5%)
somente água salgada (97,5%)
água potável (subterrânea + superficial) (0,75%)
água doce (geleiras e calotas polares) (1,75%)
toda a água do planeta (100%) (água doce + água salgada)
Auxilie os estudantes na análise da imagem. Nela, há indícios de que o Córrego Paragem está contaminado com substâncias que provocam a formação de espuma na superfície. A turbidez também pode ser interpretada como indício de que há resíduos orgânicos no córrego.
A questão 2 reforça a lembrança dos estudantes de que há água no subsolo (subterrânea) que pode ser acessada pelo ser humano.
Fonte: BRASIL. Água no mundo. Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (ANA). Disponível em: https://www.gov.br/ana/pt-br/acesso-ainformacao/acoes-e-programas/cooperacaointernacional/agua-no-mundo.
Acesso em: 30 maio 2022.
Observe a imagem a seguir e responda às questões.
1 | Em sua opinião, a água desse riacho pode ser utilizada para consumo humano? Justifique.
Resposta pessoal. A água está imprópria para o consumo, pois apresenta aspecto turvo e restos de materiais orgânicos. Para consumi-la, é necessário tratá-la para a retirada das impurezas.
2 | Você sabe quais são as fontes de água doce do nosso planeta, além da água dos rios, dos lagos e das represas?
Água congelada no alto de montanhas e geleiras e águas subterrâneas são as outras fontes de água doce do planeta.
Aproveite a representação da quantidade de água no planeta para trabalhar a capacidade de interpretação gráfica dos estudantes. Esse recurso é interessante e retrata a proporção de água salgada e doce no mundo.
Aproveite a reportagem para trabalhar a interpretação de texto e para representar, de diferentes formas, as porcentagens de rios de acordo com a qualidade da água. A comunicação de uma informação pode ser transmitida por um texto, como o da reportagem, ou por uma imagem gráfica.
Permita aos estudantes que falem livremente sobre o tema da charge. Esse tipo de comunicação costuma trazer elementos críticos e um pouco de ironia. Às vezes, as pessoas leem a charge de modo literal: um imã na ponta de uma vara de pescar não vai conseguir retirar os materiais metálicos que possivelmente estão no fundo de um rio ou lago.
Estimule a discussão de modo a chamar a atenção deles para a responsabilidade de cada cidadão em relação à qualidade do ambiente; no caso da charge, trata-se da preservação da qualidade da água.
A leitura da charge pode ser trabalhada em conjunto com o professor de Língua Portuguesa, pois a leitura de imagens é um dos conteúdos específicos dessa disciplina. Respostas
1. A charge é uma crítica à condição poluída do ambiente natural por resíduos produzidos pelo ser humano.
2. Espera-se que os estudantes discutam sobre o excesso do despejo de lixo (resíduos sólidos) e esgoto de modo inadequado no ambiente. O acúmulo desse material pode contaminar reservatórios de água como rios e poços.
Além disso, modificar as áreas no entorno dos rios contribui para o problema, já que modifica o ecossistema e deixa rios e córregos mais vulneráveis.
3. Com a diminuição da qualidade da água, a quantidade e a variedade dos seres vivos que habita os rios podem se acúmulo desse material pode contaminar reservatórios de água como rios e poços. Além disso, há prejuízos econômicos, pois o tratamento dessa água para suprir a necessidade da população fica mais caro.
Glossário
Patogênico: relativo a doença. Microrganismo patogênico é aquele capaz de causar doença.
Fórum
A água potável, isto é, que pode ser consumida sem risco para a saúde humana, caracteriza-se por ser límpida, ter quantidades adequadas de sais minerais dissolvidos e estar livre de substâncias tóxicas e de microrganismos patogênicos. Há na natureza águas que podem ser consideradas potáveis, como as das geleiras, as que brotam em certas nascentes ou as de poços que não foram contaminados por esgoto doméstico ou substâncias nocivas presentes no ambiente.
A quantidade de água potável que existe naturalmente no ambiente não é suficiente para suprir a necessidade de toda a população humana. Por isso, a água dos rios, das represas e de outros mananciais deve ser tratada e, só então, distribuída para consumo.
Qualidade das águas dos rios da região
Leia o texto e a charge a seguir e discuta com seu grupo as questões propostas.
Qualidade da água é regular em 73% dos rios brasileiros, diz relatório Uma análise feita nos rios brasileiros pela organização não governamental SOS Mata Atlântica mostrou que, em 130 pontos monitorados de 2020 a 2021, 95 (73,1%) apresentaram qualidade regular da água. Em 22 (16,9%) a qualidade é considerada ruim e 13 (10%) estão em boa condição. [...]
De acordo com o coordenador do projeto Observando os Rios da Fundação SOS Mata Atlântica, [...] o processo de degradação de um corpo de água, por lançamento de esgotos sem tratamento ou desmatamento de suas margens é rápido, mas, a recuperação pode demandar muitos anos.
[...]
ALBUQUERQUE, Flávia. Qualidade da água é regular em 73% dos rios brasileiros, diz relatório. Agência Brasil, 22 mar. 2021. Disponível em: https://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2021-03/qualidade-da-agua-e-regular-em73-dos-rios-brasileiros. Acesso em: 10 jun. 2022. Nem sempre os mananciais e outros reservatórios naturais de água doce são bem cuidados.
Respostas no Manual do Professor.
1 | O que a charge está representando? Ela critica algo em especial?
2 | Discuta com o grupo quais ações humanas contribuem para a piora da qualidade da água.
A deterioração contínua dos mananciais pode ser provocada por diversos fatores. Entre eles estão a ocupação desordenada e irregular nas proximidades dos diferentes corpos de água que abastecem as cidades, alterando as margens de rios, lagos e represas; e a eliminação inadequada de esgoto doméstico ou industrial e de resíduos sólidos (lixo).
Entre os principais contaminantes da água superficial e do oceano estão: o descarte irregular de resíduos sólidos próximo a mananciais, restos orgânicos, papéis, garrafas, colchões, móveis, sacos plásticos, latas e esgoto doméstico. O tratamento da água para o abastecimento das casas é mais difícil quando há excesso de contaminantes nela.
Não são somente os resíduos das residências que podem chegar aos rios. Dejetos de indústrias, produtos utilizados para combater pragas em plantações e fertilizantes utilizados em excesso nas lavouras, entre outros, também podem contaminar os rios, as águas subterrâneas e o solo. Assim, a responsabilidade pelo cuidado com a qualidade da água no ambiente é de todos os cidadãos.
O saneamento básico
Este é um bom momento para se discutir o significado mais amplo do saneamento básico. Esclareça as possíveis dúvidas que poderão surgir em relação ao significado do termo. Lembre aos estudantes de que as pesquisas científicas foram fundamentais para a melhoria da qualidade de vida da população, uma vez que elas melhoraram os tratamentos médicos; contribuíram para a compreensão do funcionamento ambiental evidenciando que a ação humana pode causar desequilíbrios que colocam em risco a saúde humana, dos outros animais e do ambiente; desenvolveram máquinas e materiais que reduziram o ritmo de retirada de matérias-primas da natureza; desenvolveram métodos de recuperação de áreas degradadas, de reciclagem e reaproveitamento de matéria-prima; entre tantos outros benefícios.
A ausência de saneamento básico traz muitos malefícios para a sociedade, tanto no sentido econômico como social; por exemplo, degradação e desequilíbrio ecológico, proliferação de doenças, gastos de recursos com o tratamento dos doentes, entre outros.
• Você conhece a condição das águas superficiais da região em que mora, como rios, represas e lagos? Descreva como é o entorno deles: se existem construções de casas nas margens, se há lançamento de esgoto ou descarte de resíduos e como é a vegetação ao redor das margens.
A lei brasileira considera que o saneamento básico deve promover a saúde e a qualidade de vida nas comunidades. Algumas condições para alcançar esses objetivos são: abastecimento de água tratada, esgotamento sanitário (coleta e tratamento de esgoto), limpeza urbana (coleta e destinação adequada dos resíduos sólidos), drenagem e manejo das águas das chuvas (evitando enchentes e inundações) e proteção do meio ambiente. O saneamento básico deve estar disponível a toda a população.
A poluição de corpos de água próximos às cidades é uma questão muito relevante para a comunidade. Aproveite o momento para discutir a realidade dos mananciais de sua cidade, seu bairro ou sua região. Você pode fazer perguntas que remetam às condições específicas dos corpos de água da cidade. As questões no final desse tópico é um incentivo para a discussão.
É importante que os estudantes comecem desde cedo a pensar e agir de modo sustentável em relação ao ambiente em que vivem. A água é um recurso que deve ser tratado com bastante atenção não apenas em sala de aula, mas também na vida cotidiana. Toda ação individual favorável à preservação da água de mananciais, por menor que seja, é benéfica para a comunidade.
É importante que os estudantes reflitam a respeito dos cursos de água da região de onde moram e do entorno da escola também. Há mananciais ou rios? Esses cursos de água estão limpos ou contaminados? Relacione a vegetação do entorno com a limpidez ou não das águas. Comente que, mais adiante, serão estudadas as consequências da falta de saneamento básico e a importância das boas ações para a manutenção da qualidade ambiental e social da comunidade.
Leia a história em quadrinho da Turma da Mônica em https://turmadamonica.uol.com.br/revistasespeciais/?ed=uso-racional (acesso em: 24 ago. 2022). A história pode ser utilizada em diversas aulas que tratem do tema “saneamento básico”. Selecione o trecho que apresenta o tema da revista e o tratamento da água e exiba as páginas correspondentes para a turma. Esse é um bom modo de estimular o interesse dos estudantes pelas aulas de Ciências e proporcionar elementos para o debate proposto no livro texto.
Resposta
Espera-se que os estudantes compreendam que o saneamento básico está relacionado a qualidade de vida da população, previne a transmissão de doenças, promove melhoria na saúde.
Se os estudantes tiverem alguma dificuldade para compreender os diferentes processos de tratamento de água representados no infográfico, exiba o vídeo produzido pela Sabesp em: https://www.youtube.com/ watch?v=hRZcupJbnpg (acesso em: 2 set. 2022). O vídeo descreve passo a passo cada uma das etapas pelas quais a água passa, da coleta de água bruta até a distribuição dela limpa para as edificações do município.
A água dos rios, das represas e dos lagos contaminada não pode ser consumida diretamente. Muitas vezes, até mesmo a água subterrânea pode estar contaminada. Para limpá-la e deixá-la em condições de ser utilizada e ingerida, é necessário tratá-la. Para isso, existem as Estações de Tratamento de Água (ETAs). Veja a seguir as principais etapas do tratamento da água.
Bombeamento e peneiração: a água bombeada passa por grades e telas que retêm galhos, folhas e resíduos sólidos. Essa água é, então, direcionada para tanques enormes.
Filtração: agora a água, bem mais transparente, é filtrada. O filtro é formado por várias camadas, compostas de cascalho, areia grossa, areia fina e carvão ativado.
Floculação: a água dos tanques recebe produtos químicos que promovem a aglutinação de partículas que estão na água, formando flocos.
3
Decantação ou sedimentação: os flocos formados afundam, carregando consigo grande parte das partículas que estão em suspensão.
Cloração: embora tenha boa aparência, a água ainda não está potável. Ela pode conter microrganismos patogênicos. A aplicação de cloro elimina os possíveis microrganismos que estão na água. Cal e flúor (fluoretação) também são adicionados na água, a cal para estabilizar a concentração de sais na água, e o flúor para reduzir a incidência de cárie, o que não substitui a escovação rotineira dos dentes.
UNIDADE 2 — Materiais e energia 150
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Análise: após o processo de cloração, a água é analisada no laboratório, para garantir que ela esteja dentro dos padrões de potabilidade. A água em condições de ser ingerida é levada por uma rede de distribuição até as casas. Essa rede é composta de tubulações e reservatórios dos bairros.
Ao final deste capítulo há uma atividade que simula as principais etapas do tratamento da água em uma ETA. Você poderá realizar a atividade descrita na seção Ciências em Ação quando estiver discutindo este tópico do livro texto.
Para que a água tratada seja distribuída à população, o laboratório de análise de controle de qualidade deve responder positivamente às seguintes perguntas:
• A água está devidamente clorada e límpida?
• Está com a quantidade adequada de sais minerais?
• Está suficientemente aerada?
• Está livre de microrganismos patogênicos e de substâncias tóxicas?
Glossário
Aerado: com partículas de ar em sua composição.
Além das análises laboratoriais realizadas nas ETAs, são analisadas amostras de água recolhidas em outros pontos da rede. Dessa forma, os responsáveis pela distribuição de água tratada decidem se há necessidade de vistoria da tubulação que leva a água até as casas, os estabelecimentos comerciais, os hospitais e as indústrias.
A etapa que antecede a distribuição da água tratada para a população é a de análise de potabilidade e das características químicas da água. Somente quando os parâmetros estão dentro dos padrões estabelecidos é que a distribuição acontece.
1 | Sua casa recebe água potável por meio de tubulações vindas de vias públicas? Localize no infográfico da página anterior onde fica essa parte do processo de tratamento de água.
2 | Você sabe onde fica a estação de tratamento de água mais próxima de sua casa? Visite o site da estação de tratamento para obter mais informações.
Resposta pessoal. Resposta pessoal.
A importância do acesso à água tratada e à rede de esgoto
O acesso universal e equitativo à água potável e ao saneamento básico até 2030 é um dos objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS) da Organização das Nações Unidas (ONU). O acesso a esses recursos é essencial para que as nações se desenvolvam e consigam produzir energia e alimentos. Apesar disso, três em cada dez pessoas no mundo não têm acesso à água. No Brasil, há mais de 30 milhões de pessoas sem acesso à água potável e quase 95 milhões sem rede de coleta de esgoto. Além disso, o ambiente recebe cerca de 24 bilhões de litros diários de esgoto em rios, córregos, mar e outros corpos de água. De acordo com o relatório de 2020 do Sistema Nacional de Informações sobre Sanea-mento (SNIS), as porcentagens da população urbana atendida por rede de esgoto e da população urbana atendida por rede de água são: População brasileira atendida pela rede de esgoto Região
Porcentagem(*) da população urbana atendida por rede de esgoto
Porcentagem(*) da população urbana atendida por rede de água
Proponha aos estudantes a realização de uma pesquisa em grupo para a obtenção de informações sobre a estação de tratamento de água que abastece a área urbana da cidade. As informações podem ser obtidas na página da prefeitura na internet ou na página da empresa responsável pela Estação de Tratamento de Água (ETA). Questões que podem orientar a pesquisa: Em que local (ou manancial) a água é retirada da natureza? Quantos litros (ou metros cúbicos) são tratados por dia? Quais são as etapas de tratamento realizadas na ETA? Para onde vai a água servida nas residências que depois é dispensada? Existe rede de coleta da água servida (esgoto)? Outras questões podem ser acrescentadas à pesquisa.
Fonte: BRASIL. Ministério do Desenvolvimento Regional. Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento. Diagnóstico Temático Serviços de Água e Esgoto : visão geral (ano de referência 2020). Brasília, DF: Ministério do Desenvolvimento Regional, 2021. Disponível em: http://www.snis.gov.br/downloads/diagnosticos/ae/2020/DIAGNOSTICO_TEMATICO_ VISAO_GERAL_AE_SNIS_2021.pdf. Acesso em: 10 jun. 2022.
(*) As porcentagens foram arredondadas para facilitar a interpretação dos dados.
Reserve um tempo para que os estudantes analisem as tabelas desta seção. Elas contêm dados oficiais disponíveis em páginas do governo federal, entre elas está o relatório do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento, publicada em dezembro de 2021. A análise das tabelas pode ser realizada em trabalho conjunto com a área de Matemática.
Explique aos estudantes que as informações estão expressas em porcentagem. É possível calcular o número de habitantes que corresponde a cada uma das porcentagens. Talvez eles ainda não tenham o conhecimento necessário para fazer os cálculos, por isso, considere o nível de conhecimento matemático da turma.
Chame a atenção para o significado da legenda de cada coluna da tabela. Ela apresenta dados em porcentagem e em valores absolutos. As perguntas desse Fórum orientam os estudantes na interpretação das tabelas e permitem o desenvolvimento da habilidade “argumentação”, já que eles têm de justificar as respostas que derem às perguntas.
Respostas
1. O atendimento da população rural com o serviço de tratamento de água é difícil em razão das distâncias e de programas de atendimento exclusivo para essa população. Uma possibilidade de programa para atender à população rural seria o atendimento domiciliar de técnicos para analisar e tratar a água do poço ou da nascente que serve à propriedade (outras possibilidades podem ser apresentadas pelos estudantes).
2. A população mais vulnerável está mais sujeita a morar em regiões de difícil acesso e não urbanizadas (muitas vezes, as moradias estão em loteamentos clandestinos), o que dificulta a chegada da água tratada.
3. As pessoas que não dispõem de água tratada estão mais sujeitas a ingerir água contaminada por microrganismos causadores de doenças (como bactérias ou parasitas) e substâncias tóxicas. Elas correm maior risco de internação para tratamento da diarreia, por exemplo.
4. Deve ser feita uma pesquisa para saber se as pessoas internadas com diarreia têm ou não acesso à água tratada. Se a maior parte delas viver em moradias sem água tratada, podemos dizer que essa condição é um fator que contribui para as internações.
Quando consideramos a população brasileira como um todo (urbana e rural), as porcentagens da população atendida por água de qualidade e por rede de esgoto é menor do que a apresentada na tabela.
1 | Em grupo, discuta com os colegas: Por que o atendimento de 100% da população com água tratada é difícil? Escreva uma justificativa no caderno.
2 | Por que não há 100% da população urbana atendida por água tratada em nenhuma região do Brasil?
A falta de água tratada impacta diretamente a condição de saúde da população. Os dados da tabela a seguir mostram a variação de internações e mortes de pessoas que tiveram diarreia, uma doença causada, principalmente, por água contaminada. Os dados se referem ao período de 2015 a 2020 no Brasil.
Fonte: PAINEL Saneamento Brasil. Disponível em: https://www.painelsaneamento.org.br/explore/ indicador?SE%5Bg%5D=2&SE%5Bs%5D=21&SE%5Bid%5D=INT_VH. Acesso em: 10 jun. 2022.
3 | Observe os dados com atenção. Que parte da população está mais sujeita a ser internada por causa de diarreia ou outra doença veiculada pela água? Justifique a resposta.
4 | O que os pesquisadores devem fazer para saber se existe relação entre a falta de acesso à água tratada e o número de internações e mortes por diarreia? Justifique a resposta.
Existem muitos casos em que as pessoas são abastecidas com água proveniente de poço, cisterna ou bica. Nessas situações, a água deverá ser analisada periodicamente para que se comprove sua potabilidade. Mesmo assim, são recomendados alguns procedimentos preventivos, como filtrar a água; fervê-la por pelo menos 10 minutos; agitá-la para aerá-la e pingar duas gotas de solução de hipoclorito de sódio em cada litro de água. A água sanitária, encontrada nos mercados, é uma solução de hipoclorito de sódio.
Explique aos estudantes que as pessoas que utilizam água de poço, cacimba, cisterna ou bica precisam tratar a água antes de consumi-la. Pode ser que essa seja a realidade de uma parte da comunidade.
O tratamento caseiro, assim como os procedimentos na ETA, evita que vários tipos de agente patogênico contaminem as pessoas. Lembre aos estudantes de que, nas áreas rurais, também é necessário cuidar do destino da água servida. A construção de fossas sépticas é recomendada para receber a água do banho, da descarga sanitária, da limpeza dos alimentos e roupas etc.
repertório deResposta no Manual do Professor.
A fervura e a adição de hipoclorito de sódio matam ou inativam os microrganismos que estiverem presentes na água, incluindo os patogênicos. No entanto, algumas fontes de água podem apresentar substâncias nocivas, como mercúrio, chumbo e agrotóxicos. Se esse for o caso, a água não pode ser usada para consumo humano, ou seja, para beber, cozinhar, tomar banho, entre outros usos.
1 | Nos casos em que não há distribuição de água tratada, quais atitudes podem ser tomadas para evitar doenças? As pessoas devem filtrar, ferver e adicionar hipoclorito de sódio (ou outro higienizante) em água retirada de poço, bica ou cisterna. Além disso, a
A água proveniente de banheiros (banho e vaso sanitário), cozinha, lavanderias, limpeza geral e outras atividades nas residências é recolhida por tubulações e passa a ser chamada de esgoto doméstico. Quando o esgotamento de água é proveniente de processos industriais ou fábricas, é chamado de esgoto industrial. A água da chuva que corre nas calçadas e nas calhas também é considerada esgoto e não pode ser misturada com o esgoto doméstico ou industrial. Isso significa que deve haver uma rede de coleta para cada tipo de esgoto.
O esgoto doméstico contém muita matéria orgânica (restos de comida, sabão, detergente, resíduos de sanitários etc.), muitos microrganismos e resíduos tóxicos. Como evitar que o esgoto contamine o ambiente ou afete a saúde dos seres vivos, incluindo a do ser humano?
Coleta e tratamento de esgoto
Leia os parágrafos iniciais e peça aos estudantes que indiquem quantos tipos de rede de esgoto estão citados no texto. A identificação de informações e interpretação de textos são habilidades que devem ser trabalhadas em todas as áreas do conhecimento. Neste volume, há diversos momentos em que eles precisam usar habilidades como essas.
Explore a imagem e solicite à turma que descreva o local retratado. Embora exista uma legenda para a imagem, peça a cada aluno que cite uma única palavra que expresse o que ele sente ou uma característica marcante em relação à fotografia da página anterior. Esta atividade sensibilizará cada um dos leitores para um problema que é de toda a sociedade. Além disso, desenvolve empatia pela população que vive em condições de vulnerabilidade.
Incentive um debate sobre a destinação do esgoto no município onde eles moram. Alguém sabe para onde ele vai? Sabe se é tratado? Quem é o responsável por essas questões, o governo estadual ou o municipal?
Água servida: água proveniente do esgoto (doméstico ou industrial), derivada de banhos, vasos sanitários, cozinha, tanques, máquinas de lavar louça e roupa, lavagem de automóveis e todo tipo de água residual que tenha sido utilizada para limpeza.
Quando o esgoto permanece a céu aberto, atrai animais como ratos, baratas e moscas, que se proliferam e podem ser vetores de doenças. A coleta do esgoto é realizada por meio de uma rede de tubulações que transporta o material para um lugar geralmente distante da população. O esgotamento das águas servidas das moradias e dos estabelecimentos comerciais se dá por uma rede coletora formada por tubulações, que recebe todo o esgoto produzido na região. O material segue por tubulações de maior diâmetro até despejar o conteúdo, líquido com resíduos de diversos tipos, na estação de tratamento de esgoto (ETE).
O tratamento do esgoto dependerá das características físicas, químicas e biológicas que ele apresenta. Nos infográficos a seguir, apresentamos de forma esquemática o que acontece em uma ETE, em que são separados os resíduos produzidos em dada localidade em duas partes: uma líquida e uma sólida. Esse processo permite que as partes líquidas e sólidas possam ser devolvidas ao ambiente sem prejudicá-lo.
1 e 2. Rede de coleta de água servida – Toda a água usada nas moradias é encaminhada para a rede coletora de água servida. Por ela, o esgoto segue até chegar a uma ETE.
Rio (ambiente)
Caixa de areia – Após a passagem pelas grades, o esgoto é transportado para uma caixa que vai retirar a areia contida nele, retendo-a.
Grades – Antes de receber qualquer tratamento, as partes volumosas carregadas, como papéis, plásticos, metais ou madeira, são retidas por grades.
Decantador primário – Posteriormente, o esgoto é enviado aos decantadores primários, onde partículas mais pesadas são sedimentadas.
Esquema da fase líquida de tratamento de esgoto.
Decantador secundário – O sólido restante é depositado nos decantadores secundários. Neles, vai para o fundo do tanque, retirando 90% das impurezas de sua porção líquida. Essa água não pode ser bebida, porém é utilizada para a limpeza de ruas, praças e rega de plantas, além de serdevolvida aos rios.
Tanques de aeração – A maior parte do esgoto é composta de matéria orgânica e microrganismos. Os tanques de aeração “injetam” ar, o que faz os microrganismos presentes no esgoto se reproduzirem e se alimentarem do material orgânico. Assim, forma-se o lodo, diminuindo a carga poluidora do esgoto.
Fonte: TRATAMENTO de esgotos. Sabesp. São Paulo, [s.d.]. Disponível em: http://site.sabesp.com.br/site/interna/Default.aspx?secaoId=49. Acesso em: 20 ago. 2022.
tratamento
Entrada do lodo primário: separa a água do sólido através da sedimentação das partículas mais pesadas, semelhante aos decantadores.
4 e 5. O lodo recolhido dos tanques de decantação passa por processos que tornam o material sólido mais concentrado, por meio da retirada da água nele contida.
Glossário
Cidade
Lodo: é composto de resíduos sólidos ricos em matéria orgânica presente nos esgotos.
Organize os grupos e ajude-os a interpretar os infográficos referentes ao tratamento do esgoto doméstico. Chame a atenção para o fato de existirem dois tipos de tratamento de esgoto doméstico: um para a parte líquida e um para a parte sólida.
Entrada do lodo secundário: o lodo do decantador secundário será tratado pelo processo de adensamento por flotação nos flotadores.
8 e 9. O material prensado é levado por esteiras até o local de armazenamento dos blocos, onde permanecem até que sejam enviados ao aterro sanitário.
Digestadores – Neles, há microrganismos que degradam a matéria orgânica presente no lodo, liberando gases e água, o que evita a formação de odores desagradáveis.
O material sólido restante é prensado e desidratado.
[...] há registros de abastecimento de água, coleta e tratamento de esgoto há milhares anos.
[...] Na grande Roma, as ruas que apresentavam encanamentos serviam de fonte pública e, com o objetivo de prevenir doenças, separava a água para consumo da população. [...] O Egito iniciou o controle do fluxo de água do rio Nilo e utilizava tubos de cobre para o palácio do faraó Keóps.
[...]
Em Paris, no final do século XV, a distribuição de água era controlada por canalizações. Em 1664, a distribuição de água canalizada foi incrementada com a fabricação de tubos de ferro fundidos e moldados, por Johan Jordan, na França, sendo instalada no palácio de Versailles. [...]
[...]
A primeira Estação de Tratamento de Água (ETA) foi construída em Londres em 1829 e tinha a função de coar a água do rio Tâmisa em filtros de areia. A ideia de tratar o esgoto antes de lançá-lo ao meio ambiente, porém, só foi testada pela primeira vez em 1874 na cidade de Windsor, Inglaterra. Porém, com a descoberta de que doenças letais da época (como a cólera e a febre tifoide) eram transmitidas pela água, técnicas de filtração e cloração foram mais amplamente estudadas e empregadas, chegando próximas ao que vemos hoje.
A HISTÓRIA do saneamento básico. Trata Brasil. Disponível em: https://www.tratabrasil.org.br/pt/institucional-blog/ahistoria-do-saneamento-basico. Acesso em: 30 maio 2022.
Ao propor aos estudantes que se comuniquem com o poder público municipal (secretarias, agências de controle ou a própria prefeitura), instrua-os a pesquisar a forma de comunicação existente: e-mail, correspondência, aplicativo de mensagens ou outro. Discuta qual deve ser a forma de realizar essa comunicação: de modo polido e educado, e o texto deve ser claro e sem erros ortográficos ou gramaticais.
Deixe claro para eles que nem sempre os cidadãos recebem respostas da prefeitura rapidamente. Discuta um pouco esse fato com os estudantes e, se possível, com outros professores da escola. Assim, você estará inserindo a comunidade escolar na questão do saneamento básico da cidade.
As questões deste Reveja podem ser respondidas em dupla ou em pequenos grupos. Dessa forma, os estudantes compartilharão os conhecimentos, e a socialização entre eles melhorará. Você pode utilizar esta seção como uma avaliação do processo de aprendizagem das duplas ou dos pequenos grupos.
Acompanhando os grupos (ou duplas) durante a atividade, você poderá perceber se há estudantes que têm dificuldade para compreender algum conteúdo trabalhado até aqui. Você pode preparar uma ficha complementar sobre os temas que precisam ser reforçados e passá-la a eles para melhorar a aprendizagem.
Resposta
4. 2. Floculação e decantação (etapas em que as partículas em suspensão são aglutinadas e depositadas no fundo dos tanques);
3. Filtração (retirada de partículas nas que ainda restam na água e retirada de substâncias que dão odor à água);
4. A desinfecção (que consiste na adição de cloro para eliminar os microrganismos patogênicos); e a fluoretação (a adição de flúor na água). Fluoretação é a colocação de flúor na água.
Você conhece a história do seu município? Acesse a página da Prefeitura do seu município ou a da Câmara de Vereadores e, com a ajuda do professor ou de um adulto, envie uma mensagem pelo serviço “Fale conosco” ou “Contato”. Inicialmente, apresente-se informando que você está realizando um trabalho escolar e gostaria de obter algumas informações.
Pergunte:
Respostas pessoais.
1 | Onde fica a Estação de Tratamento de Água (ETA) que serve nosso município?
2 | As redes de água e esgoto atendem a todas as moradias do município?
3 | Existe alguma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) no município? Onde ela se localiza?
4 | Os cursos de água do município recebem resíduos sólidos ou esgoto sem tratamento?
Você poderá incluir outras questões para obter mais informações sobre o saneamento básico do seu município.
Depois, em grupo, reúnam as pesquisas, imprimam ou escrevam as informações que obtiveram em uma folha de papel e a entreguem ao professor de Ciências.
1 | Quais das doenças listadas a seguir são evitadas quando a população tem acesso à água tratada e à coleta de esgoto? Transcreva a alternativa correta no caderno.
a. Câncer, infarto e úlcera.
b. Cólera, diarreia e giardíase.
c. Gripe, apendicite e infecção urinária.
d. Dengue, malária e sarampo.
Alternativa b.
2 | Quando não existe água tratada em casa, o que deve ser feito com a água antes de ser ingerida?
A água não tratada deve ser filtrada e fervida por 10 minutos ou tratada com hipoclorito de sódio antes de ser bebida.
3 | Por que não devemos beber a água de lagos ou rios, mesmo que ela esteja transparente?
Porque mesmo a água transparente pode conter microrganismos patogênicos ou substâncias tóxicas.
4 | Escreva no caderno o nome dos processos que completam o esquema ao lado e, depois, explique-os.
5 | Escreva como a água pode ser contaminada quando ela é proveniente de:
a. um poço comum.
b. uma estação de tratamento.
c. uma fonte natural ou bica.
Resposta no Manual do Professor.
6 | Na imagem ao lado, um técnico coletou uma amostra de água, que foi levada ao laboratório. Foi constatado que, depois de ter passado por tratamento em uma ETA, ela ainda continha microrganismos. De acordo com o que foi visto sobre o tratamento que a água deve receber, que recomendação o técnico analista deve fazer?
O técnico pode sugerir que a água deve ser novamente tratada com cloro, a fim de eliminar os microrganismos.
Resíduo sólido (lixo) é o conjunto dos produtos não aproveitados das atividades humanas, sendo elas domésticas, comerciais, industriais, hospitalares etc. Grande parte da enorme quantidade desses resíduos acaba sendo descartada no solo, alterando suas características. Os resíduos sólidos produzidos são de diversos tipos, e cada um deve receber o tratamento adequado para não contaminar o ambiente.
No Brasil, aproximadamente 60% dos resíduos sólidos descartados são formados por matéria orgânica, o que demonstra um grande desperdício, já que a transformação desse material em adubo poderia ser feita em uma usina de compostagem.
Durante o processo de produção do composto orgânico, é necessário eliminar os possíveis ovos de vermes ou microrganismos patogênicos existentes nos resíduos para que o solo não seja contaminado.
O composto produzido é comercializado como adubo para agricultores ou hortas comunitárias e melhora a fertilidade e a estrutura do solo.
A compostagem também pode ser feita em pequena escala. Muitas propriedades rurais transformam em compostos os restos orgânicos de currais e de plantação.
Tudo que é descartado em lixeiras corresponde aos genericamente chamados “resíduos sólidos”, muitas vezes denominados “lixo”.
Pergunte aos estudantes o que eles entendem por “matéria orgânica”. Esse conceito é bem amplo e a palavra orgânica(o) tem sido usada em diferentes contextos na sociedade e nem sempre com o sentido científico.
A compostagem (processo de produção de adubo) é um modo de reduzir a quantidade de matéria orgânica que iria parar em aterros sanitários ou lixões. O composto pode ser feito em qualquer escala com os restos de frutas, verduras e outros materiais orgânicos obtidos em casa até em grandes espaços com grandes volumes de material, como restos de podas de árvores, material recolhido em parques, restos de comida, cascas de frutas, restos de verduras etc.
Os estudantes podem se interessar em saber se é possível realizar o processo de compostagem com os restos orgânicos da cozinha da escola. Essa pode ser uma atividade a ser realizada por um longo tempo (meses) e desenvolvida como um projeto da turma.
Para saber como fazer a compostagem, assista ao vídeo indicado, que mostra as possibilidades de dar um destino mais produtivo aos resíduos sólidos orgânicos produzidos na escola. Apenas alerte-os para que, caso tenham interesse em construir uma composteira, peçam auxílio a um adulto. Caso considere o vídeo adequado, exiba-o também para os estudantes.
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=P7mog6WVjHE. Acesso em: 28 mar. 2022.
5. Alguns exemplos que podem ser dados pelos estudantes:
a) A água pode ser contaminada por materiais de fossas construídas nas proximidades, dejetos carregados pela chuva ou seres vivos quando a abertura do poço não está protegida.
b) A água tratada distribuída pode se contaminada nas tubulações deterioradas que a levam até as casas e estabelecimentos ou na própria caixa-d’água, quando ela não é limpa periodicamente.
c) As fontes naturais e bicas podem ser contaminadas por dejetos carregados pela água da chuva e por animais ou pessoas que utilizam essa fonte.
Chame a atenção dos estudantes para a importância de se dar o destino correto aos resíduos descartados. Embalagens de produtos tóxicos ou o próprio produto, medicamentos, restos hospitalares (humanos ou veterinários), entre outros resíduos, podem contaminar o solo, a água e o ar.
Para conhecer o que é feito com material hospitalar, consulte o link: https://www.reciclasampa.com.br/artigo/remedios-e-lixo-hospitalar:-saiba-como-fazer-o-descarte-correto (acesso em 28 mar. 2022).
Nas grandes cidades, a quantidade de resíduos sólidos produzidos pelos moradores e pelas indústrias é um problema de grandes proporções. O resíduo sólido coletado pode conter componentes que representam perigo para a saúde humana, de outros seres vivos e do ambiente como um todo.
É importante que todos os envolvidos na produção de rejeitos, em seu transporte, tratamento e disposição no solo conheçam os riscos e estejam atentos para diminuir o perigo que eles podem oferecer.
Embalagens de produtos corrosivos, tóxicos, inflamáveis, drogas e medicamentos, curativos e utensílios como agulhas e seringas, alimentos contaminados, rejeitos industriais contendo mercúrio, chumbo ou arsênio são apenas alguns exemplos de resíduos considerados perigosos.
Resíduos sólidos eletrônicos descartados incorretamente em São João do Meriti (RJ), 2014.
Trabalhadores realizam a triagem de componentes eletrônicos descartados que podem ser reciclados. Oise, França, 2009.
Os rejeitos industriais, em geral, são de responsabilidade da empresa geradora do resíduo. Ela é obrigada a tratá-lo e dispensá-lo em aterros sanitários industriais próprios. A legislação brasileira obriga as empresas de tecnologia a recolher e tratar os componentes de computadores, celulares e outros equipamentos tecnológicos descartados pela população.
A coleta do lixo hospitalar (humano e animal) deve ser realizada por profissionais treinados, pois contém resíduos de medicamentos, microrganismos patogênicos, objetos perfurantes e material radioativo.
Riscos de materiais hospitalares descartados Material descartado Contaminantes e riscos de acidentes
Infectantes Agentes biológicos que apresentam riscos de infecção. Restos de curativos e bolsa de sangue, por exemplo.
Químicos Produtos inflamáveis, corrosivos ou tóxicos. Exemplos: substâncias para revelação de filmes de radiografias e medicamentos para tratamento de câncer.
Radioativos Materiais radioativos como os usados em exames de medicina nuclear.
Perfurocortantes Objetos e instrumentos que podem cortar ou perfurar. Exemplos: agulhas, lâminas, bisturis e ampolas de vidro.
Comuns Materiais que não tenham sido contaminados. Exemplo: gesso, luvas, gazes e restos de alimentos.
Fonte: Tabela produzida com base na Cartilha de orientação de descarte de resíduo no sistema FMUSP-HC. Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo – Hospital das Clínicas (FMUSP-HC). Disponível em: http://www.biot.fm.usp.br/pdf/ cibio_Cartilha_descarte_de_residuo_FMUSPHC.pdf. Acesso em: 30 maio 2022.
Quando determinado resíduo sólido (hospitalar, por exemplo) não pode ser reciclado, o material é incinerado e, posteriormente, a cinza que sobra é enviada para aterros sanitários especiais. Dessa forma, evita-se que substâncias perigosas e microrganismos patogênicos contaminem o ambiente.
Os resíduos hospitalares podem espalhar agentes infecciosos e devem ser coletados e tratados adequadamente. Kuala Lumpur, Malásia, durante a epidemia de covid-19, 2020.
Infelizmente, alguns municípios ainda descartam seus resíduos em amplas áreas sem a estrutura necessária, formando os lixões. Essa prática contamina o solo e as águas subterrâneas, e também favorece a proliferação de animais como ratos, baratas, mosquitos, escorpiões e urubus. Além disso, a área fica com aspecto e cheiro desagradáveis. Soma-se a esses problemas a questão dos trabalhadores que procuram os lixões na tentativa de achar materiais recicláveis ou que tenham algum valor de troca, ficando expostos à contaminação e a doenças diversas.
O destino dado aos resíduos sólidos pode ser os lixões, o aterro sanitário ou a incineração. As três formas são apresentadas no livro texto.
Leia com os estudantes as informações que estão nas reportagens publicadas nos links:
• https://agenciabrasil.ebc.com.br/ geral/noticia/2021-04/marco-dosaneamento-brasil-desativa-600lixoes-em-um-ano (acesso em: 24 ago. 2022); ou
• https://agenciabrasil.ebc.com.br/ geral/noticia/2021-04/marco-dosaneamento-brasil-desativa-600lixoes-em-um-ano (acesso em: 2 set. 2022).
O lixão é um método ultrapassado e o que mais agride o meio ambiente, porque polui a água, o solo e o ar, além de causar problemas de saúde para a população devido à presença de animais como baratas e outros insetos, ratos e escorpiões, que são atraídos para ele.
Peça a ajuda dos estudantes e analise a imagem do lixão. Pergunte a eles: Se uma pessoa está neste lugar, quais riscos ela pode estar correndo?
Conduza o debate de maneira a garantir a fala de cada aluno e a desestimular qualquer tipo de comentário preconceituoso em relação às pessoas que procuram objetos nos lixões.
A discussão após a exibição da animação (que pode ser em horário extraclasse) é uma ótima oportunidade para se discutir muitos aspectos relevantes para a formação dos estudantes. Entre as questões científicas, está o modo de explorarmos os recursos minerais e biológicos do planeta. Não há dúvidas quanto aos benefícios gerados pelos produtos advindos da exploração mineral e da agropecuária para a sociedade, como a melhoria da qualidade de vida. Os aspectos negativos, porém, também devem ser levados em conta; por exemplo, o que fazer com os rejeitos da mineração, como aumentar a produção agropecuária sem aumentar o desmatamento de áreas naturais e o que fazer com os resíduos gerados pelas atividades econômicas.
Outros aspectos importantes podem ser levantados: a empatia pelos personagens humanos e não humanos que vivem os dramas e situações decorrentes desses problemas; a educação para o consumo, uma vez que a tarefa básica de Wall-E é armazenar os resíduos produzidos pela sociedade; a reflexão sobre as atitudes individuais e coletivas que impactam a todos e podem colocar em xeque a sobrevivência da nossa espécie.
Assista ao filme e prepare um roteiro dos temas que podem ser explorados durante um debate em sala de aula. Assim, você conhecerá melhor os estudantes e poderá intervir de maneira mais eficiente na formação deles.
Ajude os estudantes a interpretar a ilustração, que mostra as características de um aterro sanitário. A responsabilidade pela destinação correta dos resíduos sólidos urbanos é do município. Alguns municípios não têm aterro sanitário próprio e compartilham o mesmo aterro com municípios vizinhos.
Wall-e. Dir.: Andrew Stanton. EUA. 2008. WALL-E é título da animação em que os principais personagens são dois robôs. O nome desse simpático robozinho - Wall-e - corresponde à sua função no planeta Terra: Elevador de alocação de resíduos – Terra, iniciais das palavras em inglês. A história se passa no ano de 2800, quando o planeta está completamente coberto de resíduos descartados pelos seres humanos. O robô Wall-e interage com os objetos e procura descobrir para que eles eram usados. Sua solidão acaba com a chegada de EVA, um robô de uma tecnologia mais avançada, que é enviado para avaliar a possibilidade de retorno da população humana à Terra. Onde estão os humanos? Eles abandonaram a Terra e estão vivendo em imensas espaçonaves. A mensagem é bem clara: devemos cuidar dos recursos naturais e dar um destino adequado aos resíduos que produzimos.
Uma opção mais adequada para o destino dos resíduos são os aterros sanitários, onde os rejeitos são depositados, cobertos com terra e compactados. O solo destinado ao aterro sanitário é protegido por uma manta impermeabilizante que não permite o contato entre os rejeitos e o solo. Assim dispostos, os rejeitos são decompostos por microrganismos. Desse processo, resultam uma porção gasosa e uma porção líquida, o chorume. O gás produzido, o metano, é queimado nos próprios aterros ou armazenado e utilizado como combustível. O chorume deve ser armazenado e tratado, evitando que os reservatórios subterrâneos de água sejam contaminados. Quando a capacidade do aterro sanitário é atingida, ele recebe uma cobertura vegetal, passando a ser constantemente monitorado para verificar se os líquidos estão sendo drenados e os gases, corretamente destinados.
UNIDADE 2 — Materiais e energia 160
Drenagem de água da chuva. Camada impermeabilizante.
Cercamento da área com isolamento visual da vizinhança.
Esquema do processo de uso e destinação final de aterro sanitário.
Fonte: PARA onde vão as 27 mil toneladas de lixo geradas
Você sabe quanto resíduo sólido sua cidade produz?
A administração pública é a responsável pela coleta e destinação dos resíduos sólidos de um município. Para planejar uma estratégia de ação para esse componente do saneamento básico, os técnicos precisam avaliar quantos veículos e quantas pessoas serão necessárias para realizar o trabalho, onde fica e qual é o tamanho do local onde se dará o destino correto aos resíduos, qual o custo dessa operação, entre outras questões.
Participe desse planejamento realizando os cálculos de quanto resíduo é produzido em uma cidade. Em média, cada brasileiro produz cerca de 1,07 kg de resíduos por dia. Contudo, a depender da região do país, esse valor muda significativamente.
A área de Matemática pode contribuir para o desenvolvimento da atividade. Aqui são citadas unidades que devem ser apresentadas aos estudantes. Explique o que significa “kg/hab/dia”. Os cálculos podem ser feitos com uma calculadora de bolso ou um aplicativo de telefone celular, por exemplo.
Chame a atenção deles para o fato de o volume médio de resíduos sólidos produzido por habitante ser diferente em cada região do Brasil. Peça aos estudantes que avaliem o volume de resíduos que é recolhido por dia na cidade em que moram ou o volume que é recolhido por mês. É difícil imaginar esses volumes, mas essa reflexão pode resultar em uma maior consciência em relação à preservação ambiental.
Expansão repertório deLixo depositado em calçadade Brasília (DF), em 2020. O volume nos dá ideia de quanto material é descartado. Marcos Casiano/Shutterstock.com
Debata com os estudantes o descarte adequado dos resíduos sólidos que produzem. Pergunte se eles têm o hábito de guardar embalagens e afins caso não encontrem lixeiras, se já viram pessoas jogando resíduos na rua, e outras questões relacionadas ao mesmo tema. A responsabilidade pela geração e destinação dos resíduos sólidos não cabe somente às empresas e à administração pública, mas também a cada cidadão. As condutas que adotamos cotidianamente devem servir de exemplo para aqueles que nos cercam.
Todos os setores da sociedade são responsáveis pelo destino dos resíduos sólidos e devem adotar medidas que protejam o ambiente, bem como a saúde da população.
Para obter mais informações a respeito dessa política, consulte a página do Ministério do Meio Ambiente (MMA) e conheça o histórico e o contexto de sua formulação, os principais aspectos, entre outros. Disponível em: https://www.ibama.gov.br/residuos/ controle-de-residuos/politicanacional-de-residuos-solidos-pnrs (acesso em: 28 mar. 2022).
Respostas
2. Os lixões são depósitos de resíduos a céu aberto, sem qualquer tratamento. Os aterros sanitários têm impermeabilização do solo, para que não ocorra a contaminação com chorume, e dispositivos que coletam ou queimam o gás metano produzido.
3. Porque eles contêm materiais perfurocortantes, radioativos, tóxicos, corrosivos, contaminados com microrganismos patogênicos e restos de medicamentos. Por isso, devem ser queimados em incineradores.
Analise a tabela a seguir.
Região do BrasilProdução média de RSU em quilograma por habitante por dia (kg/hab./dia)
Norte 900 gramas (0,9 kg)
Nordeste 970 gramas (0,97 kg)
Centro-Oeste1 000 gramas (1 kg)
Sudeste 1 260 gramas (1,26 kg)
Sul 800 gramas (0,8 Kg)
RSU = Resíduos Sólidos Urbanos. Dados de 2020.
Fonte: ANAHP. Observatório 2022. São Paulo; Brasília, 2022. Disponível em: https://www.anahp.com.br/pdf/ observatorio-2022.pdf. Acesso em: 28 ago. 2022.
Com base nessas informações, responda no caderno às perguntas a seguir.
1 | Uma cidade da região Nordeste com 500 mil habitantes produz, aproximadamente, quantas toneladas de resíduos por dia?
Em uma cidade com 500 mil habitantes são produzidos cerca de 485 000 kg (485 toneladas) de resíduos sólidos por dia.
2 | Uma cidade da região Sudeste, também com 500 mil habitantes, produz quantas toneladas de resíduos sólidos por dia?
Com 500 mil habitantes em uma cidade, o Sudeste produz cerca de 630 000 kg (630 toneladas) de resíduos sólidos por dia.
3 | O que pode ser feito para reduzir o volume de resíduos sólidos depositados nos aterros sanitários?
O resíduo orgânico pode ser transformado em composto. Uma parte do resíduo sólido doméstico pode ser reutilizada pela indústria, e ainda é possível reciclar outros que não podem ser reaproveitados.
4 | Quantos habitantes há na cidade em que você mora? Calcule quantos quilogramas de resíduo sólido são produzidos por dia em sua cidade.
Resposta pessoal, a depender do número de habitantes da cidade e da região do país onde os estudantes moram.
Leia a reportagem abaixo e, em seguida, responda às perguntas no caderno.
Falta de saneamento básico causa 273 mil internações em um ano no Brasil
Em uma época de avanços notáveis na ciência, centenas de milhares de brasileiros ainda adoecem todos os anos por falta de acesso ao saneamento básico. Um novo levantamento do Instituto Trata Brasil aponta que, em 2019, foram 273 mil internações e 2 734 mortes provocadas por doenças de veiculação hídrica.
A categoria abrange as mazelas transmitidas por meio da água contaminada. É uma lista longa: diarreias, dengue, malária, hepatites, cólera, esquistossomose… Quase 35 milhões de pessoas vivem em locais sem acesso a água própria para consumo e 100 milhões sem coleta de esgoto. Portanto, estão em maior risco de ter uma dessas infecções.
Há anos, a incidência dessas doenças, que são um problema de saúde pública antigo, vinha diminuindo. O estudo, que usou dados do Ministério da Saúde e do Sistema Nacional de Informações Saneamento (SNIS), indica uma reversão de tendência. Houve incremento de 30 mil internações entre 2018 e 2019.
UNIDADE 2 — Materiais e energia 162
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Fórum – Falta de saneamento básico causa 273 mil internações em um ano no Brasil
Leia para os estudantes, ou peça a alguns deles que leiam, os parágrafos da reportagem reproduzida no livro texto.
As palavras desconhecidas devem ser procuradas no dicionário e os conceitos devem ser discutidos. A reportagem chama a atenção para a relação entre a existência de saneamento básico em uma região e a condição de saúde da população local. A fonte das informações é um relatório produzido pelo Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS), do governo federal, publicado em dezembro de 2021.
As crianças de 0 a 4 anos correspondem a 30% do valor total de internações. No período, 81 mil foram hospitalizadas.
“Os dados deixam claro que qualquer melhoria no acesso da população à água potável, coleta e tratamento de esgotos traz grandes ganhos à saúde pública”. [...]
PINHEIRO, Chloé. Falta de saneamento básico causa 273 mil internações em um ano no Brasil. Veja Saúde, 5 out. 2021. Disponível em: https:// saude.abril.com.br/medicina/falta-de-saneamento-basico-causa-273-milinternacoes-em-um-ano-no-brasil/. Acesso em: 12 jun. 2022.
Na seção Fórum, das páginas 151 e 152, o número de internações em 2020 por causa da falta de saneamento básico é menor do que o citado nessa reportagem em 2019.
Respostas no Manual do Professor.
Tanques da Estação de Tratamento de Esgoto São Miguel, em São Paulo (SP), em 2021. Pouco mais de 45% da população brasileira ainda não tem acesso ao tratamento de esgoto.
1 | Discuta com os colegas do grupo e justifique por que há diferença numérica de internações hospitalares por veiculação hídrica nas informações apresentadas nessas duas seções Fórum
2 | Além da coleta de esgoto, quais outros serviços de saneamento básico a prefeitura deve disponibilizar à comunidade? Por que eles são importantes?
Os microrganismos têm grande papel ecológico e estão relacionados à decomposição da matéria orgânica. Além disso, estão presentes dentro do nosso corpo, realizando atividades benéficas. Outros são usados para produzir alimentos, como queijo, iogurte, conservas, pães, embutidos, vinagre e outras bebidas, e a produção de álcool combustível ou álcool para limpeza.
Glossário
Embutido: alimento feito de carne inserida em tripas do próprio animal ou em membrana sintética comestível.
1. Espera-se que os estudantes digam que, na reportagem, as 273 mil internações hospitalares se devem a várias doenças de veiculação hídrica (diarreia, dengue, malária, hepatite, cólera, esquistossomose, entre outras); enquanto os dados da seção Fórum do começo do capítulo se referem a 130 422 internações apenas por diarreia.
2. Além da coleta de esgoto, é necessário que a comunidade receba água tratada, coleta domiciliar de resíduos sólidos e drenagem de águas pluviais. Isso é importante para evitar que a água das chuvas entre em contato com lixo e esgoto, que ocorram inundações e que a população entre em contato com a água contaminada.
Comece a aula afirmando que a maioria esmagadora dos microrganismos encontrados no ambiente não causa problemas de saúde na população. Poucos microrganismos são agentes causadores de doenças, quando comparados com a quantidade de tipos existentes no ambiente. Utilizamos os microrganismos para produzir alimentos (pães, queijos, conservas, iogurtes, embutidos etc.), bebidas e combustíveis, como o etanol.
Alimentos produzidos com o auxílio de microrganismos.
A. Queijos, pães e iogurtes. B. Embutidos.
Alguns microrganismos são causadores de doenças, tanto para o ser humano como para outros animais e plantas.
É importante que os estudantes entendam que poucos microrganismos são nocivos, já que a grande maioria traz benefícios diretos para o ser humano e desempenham um importante papel ecológico na natureza: a reciclagem da matéria orgânica descartada pela população e dos corpos dos seres mortos, como as plantas e os animais de uma floresta. Os microrganismos são fundamentais nas estações de tratamento de esgotos.
Explore a imagem indicando algumas das características do lactobacilo, uma bactéria. Temos bactérias comensais em nossa boca, garganta, narina e intestino. Você pode propor aos estudantes que pesquisem e construam, em grupo, modelos tridimensionais de bactérias e vírus. As pesquisas servirão para eles entrarem em contato com o conteúdo das aulas de Ciências e obterem informações interessantes sobre microrganismos.
As bactérias e outros seres microscópicos desenvolvem-se em ambientes que tenham alimento, água e temperaturas amenas, entre 15o C e 40o C.
A proposta central dessa seção é a análise de um gráfico que apresenta várias informações ao mesmo tempo. Pergunte para a turma: Quais são as informações que podem ser extraídas do gráfico? Peça a alguns estudantes que respondam em nome da turma. Assim, você poderá avaliar o grau de conhecimento deles em relação a esse tipo de gráfico.
Caso os estudantes tenham dificuldade de extrair as informações do gráfico, faça no quadro os três gráficos que estão sobrepostos em uma única imagem. Cada cor corresponde à construção de um gráfico de acordo com o crescimento das bactérias em determinada temperatura, nesse caso, em ambiente a 5o C, ambiente a 10o C e ambiente a 15o C.
Explique à turma que os três gráficos podem ser sobrepostos formando uma única imagem, porque as unidades das coordenadas são as mesmas para as três temperaturas, ou seja, “tempo em dias” e “número de bactérias por mililitro no meio de cultura”.
Além disso, os conteúdos dessa seção podem ser trabalhados com o professor de Matemática, pois se relacionam com a competência específica 4 de Matemática para o Ensino Fundamental:
Uma quantidade grande de bactérias vive sobre nossa pele. Elas crescem e se reproduzem do lado fora do corpo, e a maioria não nos prejudica.
Há também bactérias que vivem dentro de nosso corpo. Os lactobacilos, por exemplo, vivem em nosso intestino e colaboram para o bom funcionamento desse órgão. Além disso, os lactobacilos nos protegem de bactérias nocivas que podem causar doenças.
Quase tudo aquilo que comemos passa pelos intestinos, com exceção de alguns nutrientes absorvidos antes de atingi-lo. Assim, há bastante alimento para essas bactérias utilizarem ao longo do intestino. Essa relação interespecífica é vantajosa para os seres humanos, pois protege contra bactérias nocivas, e para os lactobacilos, pois também são beneficiados.
De modo geral, as bactérias se reproduzem por bipartição, ou seja, dividem-se em dois outros indivíduos. Algumas espécies se multiplicam muito rapidamente, atingindo um número enorme em algumas horas. Um fator que é muito importante para a reprodução das bactérias é a temperatura.
O gráfico ao lado mostra os resultados de um experimento que avalia o efeito da temperatura na reprodução das bactérias. São três populações de bactérias da mesma espécie, os frascos são do mesmo tamanho e apresentam o mesmo meio de cultura. Os frascos ficaram em temperatura constante por quatro dias.
por
Os lactobacilos ajudam a prevenir infecções causadas por outras bactérias. Aumento de, aproximadamente, 2 180 vezes.
15 ºC
10 ºC
Fonte: MILLER, K. R.; LEVINE, J. S. Biology New Jersey: Pratice Hall, 2008. p. 27.
Agora, analise o gráfico a seguir e responda às perguntas.
1 | Durante a realização do experimento, qual variável foi alterada?
Temperatura. O pesquisador queria saber qual o efeito da variável temperatura no crescimento das bactérias.
2 | Qual foi o efeito dessa variação no crescimento das populações de bactérias?
Observação: As bactérias morrem em temperaturas muito elevadas, como a da ebulição da água.
UNIDADE 2 — Materiais e energia 164
Fazer observações sistemáticas de aspectos quantitativos e qualitativos presentes nas práticas sociais e culturais, de modo a investigar, organizar, representar e comunicar informações relevantes, para interpretá-las e avaliá-las crítica e eticamente, produzindo argumentos convincentes.
Uma doença muito comum causada por bactéria são as cáries
As bactérias se alimentam dos restos das refeições encontrados em nossos dentes. As substâncias eliminadas por essas bactérias corroem as camadas dos dentes, provocando a cárie. Por isso, é importante escovar os dentes após as refeições.
A disenteria bacteriana pode ser causada por bactérias ou pelas toxinas produzidas por elas, que podem ser ingeridas de maneiras diversas, principalmente quando a pessoa bebe água ou ingere alimentos contaminados por agentes contaminantes ou toxinas produzidas por eles. Mas também é possível se contaminar quando não se lavam as mãos com sabão depois de usar o banheiro, de trocar as fraldas de um bebê ou mesmo de chegar da rua após muitas atividades.
do desenvolvimento de cárie que atingiu a polpa do dente.
Os sintomas mais frequentes são diarreia, febre, cólicas abdominais e desidratação. Contudo, várias doenças apresentam os mesmos sintomas, então o paciente deve procurar um médico para identificar o agente causador da doença.
Observe, a seguir, algumas das bactérias que são as causas mais comuns da disenteria.
vídeo ou de cartazes ou folhetos explicativos que poderão ser apresentados para outras turmas ou expostos nos corredores da escola.
Informe a eles que existem vacinas para a prevenção de várias doenças provocadas por bactérias, como tétano, coqueluche, tuberculose e difteria.
Os links a seguir oferecem informações úteis sobre a contaminação por bactérias nocivas que podem ilustrar a aula:
• https://www.ufjf.br/microbiologia/files/2013/05/Bact%c3%a9rias-associadas-a-infec%c3%a7%c3%b5es-no-TGI-Ana-Luisa.pdf
(acesso em: 28 mar. 2022)
• https://drauziovarella.uol.com.br/ doencas-e-sintomas/leptospirose/ (acesso em: 28 mar. 2022)
• https://bvsms.saude.gov.br/bvs/ publicacoes/manual_integrado_ vigilancia_doencas_alimentos.pdf (acesso em : 28 mar. 2022). Nesta publicação do Ministério da Saúde, você encontrará algumas informações em tabelas que identificam o agente causador da doença, quais toxinas o agente libera e como a doença deve ser tratada. O desenvolvimento das cáries depende de microrganismos específicos, de dieta rica em açúcares e de higiene bucal precária. Para mais informações sobre essa doença infectocontagiosa, leia o texto do link: https://www.microbiologia.ufrj. br/portal/index.php/pt/graduacao/ informes-da-graduacao/427-a-cariee--as-doencas-periodontais (acesso em: 28 mar. 2022).
O conhecimento a respeito do tema deste tópico será útil aos estudantes no dia a dia. Doenças comuns causadas por bactérias são as cáries e a disenteria bacteriana e a leptospirose. Muitos agentes infecciosos são semelhantes quanto ao modo de contaminação que resulta nessas três doenças. Por isso, é importante que você diga que elas são alguns exemplos. Outras doenças humanas causadas por bactérias são: cólera, botulismo, difteria, febre tifoide, febre maculosa, tétano, coqueluche, meningite bacteriana, tuberculose, entre outras.
Considerando o local em que a escola está inserida e os problemas de saúde da comunidade, pode ser útil a realização de uma atividade de pesquisa. Proponha aos estudantes que pesquisem os sintomas e as formas de transmissão das doenças bacterianas citadas anteriormente. A finalização da pesquisa pode ser a produção de um
Muitas doenças virais e bacterianas são veiculadas por água contaminada ou alimento contaminado, ou, ainda, transmitidas pelo ar.
Explique aos estudantes que alguns cuidados com a higiene e com a mudança de alguns hábitos podemos evitar muitas doenças virais. Não entrar em contato com água contaminada, isto é, usar somente água tratada, e vacinar-se contra as doenças é muito importante. Hoje, estão disponíveis vacinas contra a gripe, hepatite A e covid-19 etc.
Outra doença bacteriana relacionada à água contaminada e ao alimento contaminado é a leptospirose. A principal forma de transmissão dessa doença é o contato da pessoa com água de enchente contaminada pela urina de, principalmente, ratos.
Quando a chuva que cai, não encontra galerias que escoem a água para os corpos de água da região. Por causa disso, a cidade pode sofrer com enchentes. Essa água se mistura com resíduos dos bueiros, ficando contaminada pela bactéria Leptospira sp. Quando a água contaminada entra em contato com a pele, a pessoa pode ser acometida pela doença. Animais domésticos, como cães e gatos, também podem ficar doentes. Quanto mais tempo a pele da pessoa ficar em contato com a água contaminada pela urina dos ratos, maior é o risco de ficar doente. Os órgãos mais afetados são rins, fígado, cérebro e pulmões, e os principais sintomas são febre alta, dor de cabeça, dor muscular, vômitos e diarreia. Em cidades e regiões onde não há saneamento básico, os microrganismos contaminam córregos, rios, lagos, praias e solo. Os dejetos, humanos ou de animais, podem conter microrganismos causadores de doenças, e as pessoas que entrarem em contato com essa água poderão se contaminar. O tratamento para combater doenças causadas por bactérias é com antibióticos, sempre com a prescrição de um médico. Nunca tome antibióticos sem a prescrição de um profissional habilitado da área médica, como oftalmologistas, dentistas, médicos, entre outros, a depender do caso.
A hepatite A é uma infecção viral transmitida pelo contato com água contaminada por fezes de pessoas doentes. Outra forma de transmissão é a ingestão de alimentos contaminados pelo manuseio por alguém que é portador da doença e não faz a devida higienização das mãos.
A pessoa infectada pelo vírus da hepatite A apresenta sintomas como diarreia, náusea, vômito, dor muscular, febre e dor de cabeça.
A covid-19 é causada pelo vírus SARS-CoV-2, da família coronavírus 2, mas diferentes vírus podem causar síndrome respiratória aguda grave (SARS). A gripe também é uma doença respiratória causada por vírus (Influenza sp.).
A B
Os elementos das imagens estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Para saber mais sobre a diferença entre surto, epidemia e pandemia acesse o link a seguir.
• ENTENDA o que é uma pandemia e as diferenças entre surto, epidemia e endemia. Instituto Butantan, São Paulo, [2020]. Disponível em: https:// butantan.gov.br/covid/butantantira-duvida/tira-duvida-noticias/ entenda-o-que-e-uma-pandemiae-as-diferencas-entre-surtoepidemia-e-endemia. Acesso em: 24 ago. 2022.
Lave as mãos por cerca de 20 segundos com sabão e água ou use álcool em gel.
Use um lenço de papel para tosses e espirros.
Muitos equipamentos que usamos diariamente ficam contaminados por microrganismo, o telefone celular é um deles. A pesquisa pode ser estendida para outros aparelhos, como controle remoto, teclado de computador, tablets video games, maçaneta de porta. Aprender a higienizar os equipamentos também é importante, tanto quanto manter as mãos limpas.
A pesquisa poderá resultar em cartazes, folhetos ou outros produtos a serem usados em uma campanha informativa sobre os cuidados com os aparelhos e objetos pesquisados e as técnicas para limpá-los.
Faça um combinado com os estudantes relacionado à higienização das mãos, com água e sabão ou álcool em gel, ao uso de lenço de papel ao espirrar ou tossir e a não levar as mãos aos olhos, à boca e ao nariz. Com essas atitudes simples, podemos reduzir a transmissão de muitas doenças virais.
A fim de ilustrar os procedimentos ideais para a higienização das mãos, consulte o link: https://www. gov.br/ebserh/pt-br/hospitaisuniversitarios/regiao-sudeste/hc-ufu/ comunicacao/noticias/saiba-comofazer-a-higienizacao-das-maoscorretamente-1 (acesso em: 28 mar. 2022). Mostre as imagens para os estudantes e, se possível, promova uma sessão de higienização das mãos em uma torneira de fácil acesso no pátio da escola para ilustrar o passo a passo de como ela deve ser realizada.
Glossário
Epidemia: propagação de uma doença contagiosa em muitos indivíduos de uma região.
Segundo o Programa Nacional de Imunização do Ministério da Saúde, a primeira dose da vacina contra hepatite A é recomendada a crianças a partir dos 12 meses. As pessoas também devem tomar anualmente as vacinas contra a covid-19 e contra a gripe, o que evita a ocorrência de epidemias
O sistema de saúde dos estados e dos municípios destina uma parcela de seus orçamentos para o tratamento dos pacientes. Quando há políticas públicas que reduzem a contaminação das pessoas, os riscos à saúde da população é reduzido e economizam-se recursos financeiros e humanos, que poderão ser usados em outras necessidades da comunidade.
Em duplas, faça uma pesquisa em livros ou sites para responder às questões.
1 | Quantos microrganismos podem ser encontrados em um aparelho celular?
Resposta pessoal. Depende da fonte de pesquisa.
2 | Quantas bactérias temos em nosso corpo?
Em média, cerca de 40 trilhões de bactérias.
• Escreva as respostas a essas questões em uma folha de papel e entregue-a ao professor.
• A dupla poderá preparar cartazes para estimular as pessoas que estão na escola a estar mais atenta à necessidade de lavar as mãos com frequência. Com o apoio do professor, exponha os cartazes produzidos nos corredores da escola.
Manter as mãos limpas é uma maneira de evitar que alimentos sejam contaminados ou de propagar microrganismos para os objetos que tocamos. Se uma pessoa com gripe, por exemplo, cobre a boca com as mãos ao tossir, fica com as mãos contaminadas e o vírus causador da gripe pode ser transferido para os objetos que essa pessoa tocar.
Tossir em um lenço e lavar as mãos logo depois de tossir são os procedimentos mais indicados para reduzir a possibilidade de transmissão de gripe, covid-19 e outras doenças contagiosas.
Quando microrganismos como fungos e bactérias se desenvolvem em um alimento, após algum tempo, ele apresenta mudanças em suas características, como o cheiro e a cor. Alimentos nessa condição não podem ser consumidos, pois existe grande risco de intoxicação.
Até cem anos atrás, o tratamento de doenças causadas por bactérias e outros microrganismos era muito difícil. Muitas pessoas morriam de infecções por causa de um simples corte. Felizmente, hoje em dia existem tratamentos eficientes que recuperam a saúde do paciente.
UNIDADE 2 — Materiais e energia 168
Cuidados que diminuemLavar as mãos: ato simples que previne doenças.
Uma das descobertas científicas mais importantes do século XX foi a da penicilina, um antibiótico. Seu uso reduziu muito o número de mortes e, curiosamente, esse medicamento é produzido por fungos, um pequeno ser vivo que há na natureza.
a descoberta da penicilina
Alexander Fleming nasceu em 1881, na Escócia, e, durante sua experiência na Primeira Guerra Mundial (1914-1918), notou que muitos soldados feridos morriam de infecção causada por bactérias.
Em 1922, Fleming pesquisava uma substância que matasse bactérias sem causar a morte das células de defesa do nosso organismo. Na ocasião, durante um resfriado, ele coletou material do seu nariz e colocou em um meio de cultura. Ao examinar a cultura de bactérias que se desenvolvia, deixou cair uma gota de lágrima nela. No dia seguinte, ele percebeu que havia uma área limpa na região em que a lágrima havia caído. Ele conclui que deveria haver uma substância bactericida na lágrima, que ele denominou lisozima. Esse fato o estimulou a continuar o estudo em busca de um bactericida.
Já no ano de 1928, enquanto trabalhava observando culturas de bactérias, Fleming notou que havia uma área limpa em uma das culturas. Um exame mais detalhado mostrou que no centro da região limpa havia crescido um bolor (nome pelo qual os fungos são conhecidos popularmente) que contaminara a cultura de bactérias.
Recordando seu experimento com a lisozima, ele concluiu que o bolor estava produzindo algo que matava as bactérias mais comuns encontradas nos ferimentos.
Um dos momentos mais fascinantes da história da Ciências foi o da descoberta da penicilina, um antibiótico que revolucionou o tratamento das infecções.
Exiba para a turma o vídeo que conta um pouco dessa história. Ele pode ser encontrado em: https:// www.youtube.com/watch?v=BzWkUbmpv4 (acesso em: 28 mar. 2022). Depois, converse com a turma sobre a importância da higienização dos ferimentos quando sofremos pequenos acidentes, como ralar o joelho ou cortar o dedo com algum objeto.
Bactericida: substância ou mistura de substâncias que matam bactérias. Meio de cultura: solução nutritiva em um frasco na qual se cultiva microrganismos, como bactérias, fungos ou vírus.
Fleming isolou o bolor e o identificou como do gênero Penicillium, batizando a substância antibiótica produzida de penicilina. A produção de penicilina em larga escala foi importante para salvar a vida de muitos soldados na Segunda Guerra Mundial (19391945). A penicilina tornou-se disponível para a população alguns anos depois do final da guerra.
Por sua descoberta, Fleming recebeu o prêmio Nobel de medicina em 1945.
1 | Por que os ferimentos dos soldados da Primeira Guerra Mundial infeccionavam?
Leia o texto de divulgação científica que está no livro texto. Explique o significado de palavras ou termos científicos desconhecidos e ajude os estudantes a interpretar a imagem do ciclo de vida do Aedes aegypti Se julgar necessário, promova uma discussão com a turma a respeito do modo de transmissão e prevenção da doença provocada por ele. Perguntelhes quais medidas preventivas são realizadas na casa deles.
As doenças transmitidas pelos mosquitos Aedes são graves e ocorrem com frequência em muitas regiões do Brasil. Se houver casos recentes na comunidade ou no município, faça um debate com foco nas propostas de controle das doenças em questão. O período do verão é mais propício ao desenvolvimento do Aedes aegypti, então essa é a época em que os cuidados devem ser redobrados.
Doenças transmitidas pelos Aedes aegypti
O Aedes aegypti é o mosquito transmissor da dengue, da chikungunya, da zika e da febre amarela urbana. [...] Seu ciclo de vida compreende quatro fases: ovo, larva, pupa e adulto.
O macho, como acontece em várias outras espécies, alimenta-se de néctar e seiva das plantas. A fêmea, no entanto, necessita de sangue para o amadurecimento dos ovos, que são depositados separadamente nas paredes internas de objetos, próximos a superfícies de água limpa, local que lhes oferece melhores condições de sobrevivência. [...]
Mesmo quando a água seca, os ovos não morrem e eclodirão tão logo as condições de umidade e temperatura (dias quentes e chuvosos) voltem a ser favoráveis, o que pode acontecer muito tempo depois [...]
O Aedes aegypti é um mosquito urbano, que prolifera em áreas de maior densidade populacional. Próprio das regiões tropical e subtropical, não resiste a baixas temperaturas nem a altitudes elevadas. Estudos demonstram que, uma vez infectada e isso pode ocorrer numa única inseminação, a fêmea jamais deixará de transmitir o vírus.
As fêmeas do A. aegypti preferem o sangue humano como fonte de proteína ao de qualquer outro animal vertebrado. Em geral, picam os pés, os tornozelos e as pernas das vítimas, porque voam baixo. Atacam de manhãzinha e ao entardecer. Sua saliva possui uma substância anestésica que torna quase indolor a picada. Tanto as fêmeas quanto os machos buscam abrigo dentro das casas ou em terrenos próximos, na vizinhança. [...]
[...]
O Aedes aegypti é o vetor da dengue, pois ele transmite esse vírus (além de outras doenças) para o ser humano. Vetores são os seres vivos que transmitem um agente causador de doença para o hospedeiro definitivo.
Não existem medicamentos antivirais para combater a dengue. O tratamento é apenas sintomático. Tomar muito líquido para evitar desidratação e utilizar remédios para aliviar dores e febre. O doente de dengue não pode usar o ácido acetilsalicílico (AAS) para controlar febre ou dor.
Vários vetores e agentes causadores de doenças dependem da água.
O tratamento adequado da água e manter a higiene pessoal e as mínimas condições sanitárias são formas eficientes para se evitar muitas doenças.
No caso de doenças propagadas por insetos que nascem na água ou picam perto dela, as formas de prevenção são: eliminar condições que possam favorecer criadouros; combater os insetos transmissores; evitar o contato com criadouros; utilizar meios de proteção individual, como repelentes e roupas adequadas.
BRUNA, Maria Helena Varella. Doenças transmitidas por Aedes aegypti e Aedes albopictus UOL, s. d. Disponível em: https://drauziovarella.uol.com.br/doencas-e-sintomas/doencas-transmitidas-pelos-aedes-aegypti-aedes-albopictus/. Acesso em: 30 maio 2022.
1 | Considere o ciclo de vida do mosquito Aedes aegypti. Que atitudes são importantes para evitar que doenças como dengue, zika e chikungunya proliferem na comunidade?
UNIDADE 2 — Materiais e energia 170
1 | Um dos destinos dos resíduos sólidos em vários municípios são os lixões. Por que esses locais apresentam contaminação do solo?
Porque entre os resíduos sólidos descartados pela população estão agentes patogênicos e substâncias tóxicas, os quais podem contaminar o solo e a água superficial e subterrânea.
2 | Quais são as principais diferenças entre um lixão e um aterro sanitário?
3 | Por que os resíduos dos centros de saúde, como hospitais, clínicas veterinárias, laboratórios de diagnósticos, entre outros, devem ser incinerados?
Resposta no Manual do Professor.
As atividades do Reveja podem servir como avaliação da aprendizagem dos estudantes. Essa avaliação pode acontecer na sala de aula e eles podem consultar o livro texto, se desejarem. Assim, a avaliação não gera ansiedade, como costuma ocorrer nos momentos de provas finais.
4 | Explique por que o aterro sanitário não atrai animais como baratas, ratos e urubus.
Porque o resíduo sólido compactado é coberto com terra, não ficando exposto, não exalando odores nem servindo de alimento para os animais.
5 | No caderno, indique a alternativa que completa corretamente a frase a seguir. Infelizmente, a quantidade de matéria-prima obtida da reciclagem de lixo ainda é muito pequena no Brasil. Essa atividade, no entanto, é muito importante em termos de sustentabilidade, porque _______________.
a. aumenta as áreas de desmatamento de florestas.
b. melhora a qualidade das águas.
c. diminui os efeitos da poluição atmosférica nas cidades.
d. permite que os microrganismos realizem decomposição da matéria orgânica.
e. reduz a utilização de matérias-primas nas indústrias e a quantidade de resíduo sólido descartado.
Alternativa e
6 | A tabela abaixo apresenta dados sobre a destinação dos resíduos sólidos coletados e tratados em três países (A, B e C). Analise as informações e responda à questão.
Dê uma atenção especial para a tirinha da atividade 9. Ela enfatiza o papel do cidadão como também responsável pela qualidade de vida na cidade. Os cidadãos devem: não sujar as vias públicas da cidade, respeitar as regras de conduta estabelecida pela comunidade, preservar as áreas comuns, os córregos e rios da região; chamar a atenção das autoridades quando perceber que alguma situação pode provocar transtornos à comunidade; reivindicar a melhoria dos serviços públicos; e propor alternativas para os problemas que dizem respeito à comunidade. Portanto, ambos – poder público e cidadãos – são igualmente responsáveis pela saúde ambiental da cidade.
Respostas
Tabela formulada com dados fictícios.
Que país apresenta a menor atividade de mineração para suprir as indústrias de matéria-prima?
O país C é o que mais recicla os resíduos sólidos; logo, é o que menos precisa de matéria-prima nova (retirada das mineradoras) para a indústria.
7 | Quais cuidados devemos ter para não consumir alimentos contaminados por bactérias e fungos?
Armazenar os alimentos de forma adequada, tampados e refrigerados. Percebendo mudança na cor, no cheiro ou na consistência do alimento, não consumi-lo. Higienizar os alimentos e lavar as mãos ao preparar ou consumir.
8 | Que problemas o consumo de um alimento contaminado com bactérias pode causar a uma pessoa?
As toxinas produzidas pelas bactérias podem causar diarreia, vômitos, dores abdominais, entre outros transtornos.
2. Os lixões são depósitos de resíduos a céu aberto, sem qualquer tratamento. Os aterros sanitários têm impermeabilização do solo, para que não ocorra a contaminação com chorume, e dispositivos que coletam ou queimam o gás metano produzido.
3. Porque eles contêm materiais perfurocortantes, radioativos, tóxicos, corrosivos, contaminados com microrganismos patogênicos e restos de medicamentos. Por isso, devem ser queimados em incineradores.
Essa simulação deve ser realizada pelos estudantes no laboratório da escola ou em uma mesa protegida por uma toalha plástica. Você pode cortar com antecedência as garrafas PET e levá-las no dia da realização da atividade, assim o risco de um acidente com objeto cortante é eliminado.
Oriente os estudantes na preparação do material que será usado na atividade: o pedrisco, a areia grossa e a areia fina deverão ser lavadas e deixadas ao sol para secar; o carvão ativado pode ser adquirido em uma farmácia; para segurar o algodão no gargalo da parte superior da garrafa (funil), pode ser usada uma redinha de ralo de pia ou um pedaço de tela de nylon
A preparação da água barrenta pode ser feita com terra de jardim. É preferível que haja pequenos gravetos e pedaços de folhas nessa terra. Misture a terra de jardim com a água e mexa bem. Essa será a água que servirá de modelo de água da represa. A quantidade de água barrenta deve ser de, aproximadamente, 1 litro.
9 | Leia e analise a charge a seguir.
a. Quem é o responsável pela saúde ambiental da cidade: a prefeitura ou os cidadãos? Escreva um argumento para defender sua opinião.
b. Que atitudes os cidadãos devem ter para colaborar com a limpeza das ruas da sua cidade?
A água passa por uma sequência de processos nas ETAs para que ela chegue potável a residências, indústrias e estabelecimentos comerciais. Em uma visita à ETA de sua cidade ou região, pode-se perceber os detalhes de cada etapa do processo: desde a captação da água não potável até a análise final no laboratório. Nesta atividade, você vai reproduzir as principais etapas de um modelo de ETA.
Muito usados na Ciência, os modelos são representações da realidade em pequena escala. Com eles, é possível prever problemas que podem vir a acontecer em situações reais. Seu grupo vai trabalhar com uma miniatura de ETA. As principais etapas do tratamento da água serão vivenciadas nessa simulação.
A água barrenta representará a água de um rio ou represa. No final do processo, essa mesma água deverá estar mais límpida, embora ainda não esteja potável.
Material:
• 2 garrafas PET de 1,5 L cada
• 1 L de água barrenta com resto de folhas e gravetos
• 4 copos plásticos descartáveis
• pedras para construção; pedriscos; areia grossa; areia fina; (tudo muito bem lavado, cerca de 1 copo cheio de cada um dos materiais)
• 2 colheres de chá de cal hidratada (pode ser adquirida em lojas de materiais de construção)
• 1 colher de chá de alúmen de potássio (pedra-ume, encontrada em farmácias)
• 1/4 de copo de carvão ativado (encontrado em farmácia)
• peneira de cozinha
• chumaço de algodão
• tesoura escolar com pontas arredondadas.
Separe, antecipadamente, porções de alúmen de potássio para cada grupo, pois, dessa forma, o desperdício de material é reduzido.
Para finalizar a atividade, exponha sobre uma mesa os resultados obtidos pelos grupos. Caso a amostra de água filtrada de algum grupo não esteja tão transparente como as demais, discuta os possíveis motivos dessa discrepância. Assim, é possível reconhecer o papel de cada etapa do tratamento da água e avaliar a importância de cada uma delas.
Descarte o material usado na atividade de modo correto e responsável.
1. Quem usa água de poço comum ou de cacimbas deve pingar gotas de água sanitária (solução de hipoclorito de sódio) na água antes de utilizá-la. Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Lave o pedrisco, a areia grossa e a areia fina de modo a retirar as impurezas. Deixe-os secando ao sol. Ensaque os três materiais e utilize-os na atividade.
A. Peça a ajuda a um adulto e, com a tesoura, corte a parte superior de duas garrafas plásticas.
B. Encaixe a parte superior de uma das garrafas no fundo dela e coloque os materiais na sequência que aparecem na ilustração. Esse conjunto será utilizado como filtro.
C. Agite a água barrenta, tal como a que é retirada de uma represa ou um rio, e simule a primeira etapa do tratamento, a peneiração, passando a água barrenta na peneira e recolhendo-a no fundo da outra garrafa PET cortada.
D. Acrescente à água barrenta resultante da peneiração o alúmen e a cal, misture muito bem e observe durante algum tempo. Assim, você simulará a segunda etapa do tratamento da água: a floculação. Os flocos formados afundarão carregando consigo materiais dispersos na água.
E. Deixe a água em repouso até que a maior parte dos materiais presentes nela se depositem no fundo da garrafa. Procedendo dessa forma, você simulou o processo de sedimentação ou decantação.
F. Sem agitar a garrafa, transfira apenas a parte líquida para o filtro preparado; essa etapa é a filtração. Note que a água já deve estar bem mais transparente do que estava no início da atividade. O carvão ativado tem o papel de eliminar odores.
carvão ativado areia fina areia grossa
G. Essa água deve estar com boa aparência, mas deve passar pelo processo de cloração, que tem por finalidade matar os possíveis microrganismos patogênicos.
Atenção! A atividade é apenas uma simulação. Logo, não é possível ter certeza sobre a qualidade da água. Por isso, você não deve ingerir em nenhum momento a água utilizada. Nas ETAs, todo o processo de tratamento é monitorado para que se possa garantir a qualidade e a potabilidade da água.
1 | Supondo que uma família de agricultores utilize água de poço para beber, pesquise e responda no caderno.
O que deve ser feito para garantir que não haja microrganismos patogênicos na água que será consumida pela família?
Quem usa água de poço comum ou de cacimbas deve pingar gotas de água sanitária (solução de hipoclorito de sódio) na água antes de utilizá-la.
UNIDADE 2 — Materiais e energia 174
Você sabe quantas vacinas já recebeu até hoje? Toda criança que nasce no Brasil tem uma Carteira de Vacinação, isto é, um documento no qual se registra as vacinas que a pessoa recebe na infância e na idade adulta.
Por que a vacinação é importante?
Porque vacinar crianças e adolescentes é fundamental para a prevenção de doenças. Por isso, a vacinação é importante para o desenvolvimento infantil e obrigatória no Brasil.
Toda criança e todo adolescente devem ter acesso e garantia à saúde, e a vacinação é uma das formas de garantir esse direito a uma vida saudável.
Analise o gráfico a seguir.
Fonte: G1. Baixa vacinação contra pólio no Brasil e novos casos no mundo acendem alerta para risco de volta da doença já erradicada no país. (Dados do Programa Nacional de Iminuzação/Datasus). Disponível em: https://g1.globo.com/saude/ noticia/2022/03/09/cobertura-vacinalda-polio-despenca-em-5-anos-nobrasil-e-novos-casos-em-israel-emalawi-acendem-alerta.ghtml. Acesso em: 18 ago. 2022.
1. O gráfico informa que a quantidade de crianças vacinadas contra a poliomielite comparada com o total de crianças que devem tomar a vacina está reduzindo ao longo dos anos.
1 | O que o gráfico está informando?
Objeto do conhecimento: Programas e indicadores de saúde pública
Habilidades: EF07CI10, EF07CI11
Temas para o desenvolvimento deste capítulo
• Características dos vírus
• Diferenciação entre vírus e bactérias patogênicas
• Principais doenças combatidas com vacinação
• Modos de transmissão de doenças contagiosas
• Características fisiológicas da imunização
• Relação entre vacinação e erradicação de doenças contagiosas
• Relação entre vacinação, qualidade de vida e saúde pública
• Indicadores ambientais e qualidade de vida
Neste capítulo será abordada a questão da vacinação como uma importante ação para a manutenção da saúde coletiva e a garantia de qualidade de vida para a população.
A vacinação é uma forma de prevenção de doenças causadas por vírus e bactérias que tem sido utilizada há muitos anos.
2. A baixa taxa de vacinação em 2021 indica que há um grande número de crianças que não foi vacinada contra a poliomielite, pois a taxa de vacinados está muito abaixo do índice sugerido pela OMS (Organização Mundial da Saúde), ou seja, 95%.
2 | Como podemos avaliar a informação de 2021, sabendo que a OMS (Organização Mundial de Saúde) indica que seja superior a 95%?
3 | Discuta com os colegas do grupo e proponha uma explicação do porquê a taxa de vacinação contra a poliomielite está reduzindo.
Resposta pessoal.
Resposta:
1. O gráfico informa que a quantidade de crianças vacinadas contra a poliomielite comparada com o total de crianças que devem tomar a vacina está reduzindo ao longo dos anos.
Discuta com os estudantes quais vacinas eles se lembram de ter tomado e quais doenças essas vacinas previnem. Pergunte como eram aplicadas, pois nem todas são injeções; a vacina contra a poliomielite, por exemplo, é administrada por via oral.
Ajude os estudantes a ler o gráfico e chame a atenção deles para o dado de 2016, ano em que a taxa de vacinação ficou muito abaixo da meta esperada.
A cobertura de vacinação maior do que 100% está relacionada às vacinas aplicadas em doses. Assim, o número de doses aplicadas pode ser maior do que o de pessoas imunizadas. A questão 3 será retomada no final deste capítulo.
Comente com os estudantes que nos últimos anos a vacinação tem diminuído, apesar de sua gratuidade e sua comprovada eficácia na prevenção de várias doenças.
Analise o gráfico que mostra que, até 2020, o percentual de pessoas que deveria se vacinar não atingiu mais que 75%. Essa condição coloca em risco não só as pessoas não vacinadas como toda a população, que fica na iminência de contrair e transmitir doenças infectocontagiosas.
A disseminação de doenças que em outras épocas poderiam ser consideradas erradicadas pode favorecer novos surtos.
O programa de vacinação implantado no Brasil em 1973 segue a recomendação da Organização Mundial de Saúde (OMS). Aqui, o sistema público de saúde disponibiliza gratuitamente 19 tipos de vacina para a população, e o alto índice de imunização é a comprovação do sucesso desse programa. São mais de 300 milhões de doses de vacinas por ano oferecidas para estados e municípios, visando à proteção da saúde de crianças, adolescentes, adultos e idosos.
A vacina serve para proteger as pessoas contra vírus e bactérias que provocam doenças. As campanhas de vacinação contra a poliomielite, por exemplo, permitiram que o Brasil fosse considerado um país livre dessa doença desde 1990.
Entretanto, nove países da Ásia, África e Oriente Médio registraram casos de pólio em 2014 e 2015. Por isso, a vacinação é fundamental para que o Brasil não tenha casos de paralisia infantil novamente.
A cobertura vacinal é um indicador de como tem sido a aplicação de vacinas. No gráfico a seguir, é possível identificar que, desde 2015, a procura pela vacinação tem decaído.
É importante lembrar que muitas doenças que podem ser prevenidas por vacinas podem levar à morte ou resultar em sequelas que debilitam ou incapacitam a pessoa e diminuem sua qualidade de vida.
A varíola humana, hoje uma doença erradicada, já foi preocupação de muitas pessoas no mundo.
Evidências históricas indicamque a China (por volta do ano 1000 d.C.), a Índia, a Turquia e nações da África já faziam a inoculação da varíola como forma de prevenção da doença.
A inoculação é um processo no qual se injeta o agente infeccioso no corpo de uma pessoa sadia. Depois de um tempo, essa pessoa desenvolve sintomas leves da doença e, finalmente, a imunidade a ela.
A poliomielite é uma doença infectocontagiosa aguda, causada por um vírus que vive no intestino, denominado poliovírus. As crianças são as mais afetadas pela doença, embora adultos também possam se contaminar.
Na China, as cascas das feridas da varíola eram moídas e inoculadas via nasal no paciente saudável.
Imunidade: conjunto de mecanismos do corpo humano que promove resistência e proteção contra algo, normalmente relacionado a invasores como fungos, vírus, bactérias, entre outros agentes causadores de doenças. Infectocontagioso: diz-se dos agentes (microrganismos) que produzem infecção e são transmitidos por meio do contato com as pessoas doentes ou seus líquidos.
A produção das primeiras inoculações de varíola é muito antiga. Elas são originárias de países da Ásia e da África. É muito comum que essa história seja contada de outro modo, colocando Edward Jenner, um inglês do século XVIII, como o primeiro a fazer a inoculação da varíola.
Essa história nos mostra como as infecções causadas por vírus e sua prevenção já eram estudadas e aplicada muito antes em outras partes do mundo.
Para mais informações acesse: http://www.ghtc.usp.br/Contagio/ e https://www.ncbi (acessos em: 24 ago. 2022).
A paralisia infantil, ou poliomielite, é uma doença infectocontagiosa que foi eliminada do Brasil desde 1994, mas atualmente corremos risco de um possível retorno. A cobertura vacinal para a pólio nos últimos anos tem decaído, o que é um péssimo indicativo de que a doença pode retornar
As campanhas de vacinação do Brasil têm sido exemplares, mas os baixos índices de cobertura vacinal podem tirar o país desse patamar de boa qualidade.
A atividade com a carteirinha de vacinação deve ser feita em casa. Os estudantes não devem trazê-la para a escola. Sugere-se que eles conversem com os pais sobre o assunto.
Converse com eles sobre a importância de ter a vacinação em dia para garantir a saúde pessoal e coletiva.
Resposta:
Recomende aos estudantes que verifiquem em casa se a Carteira de Vacinação está totalmente preenchida até a idade atual. Se não estiver, oriente-os a conversar com os pais para que procurem um posto de saúde próximo para atualizá-la.
Fórum – A vacinação contra a covid-19 e as fake news
Essa é uma oportunidade de discutir com os estudantes as fake news e sua influência na vida de todos nós. As notícias falsas podem ser um fator que desagrega a sociedade e causar problemas sérios, como as pessoas passarem a desconfiar do conhecimento científico. A divulgação de informações falsas sobre a vacinação contra a covid-19 atrasou a cobertura vacinal no mundo.
Resposta:
Os estudantes podem levantar várias soluções e ações para evitar as fake news , como: 1) checar as fontes de informação – pesquisar a origem das informações e se elas são provenientes de agências ou pessoas qualificadas para discutir o assunto; 2) não confiar em posicionamentos muito radicais; 3) verificar a data da informação; 4) pesquisar se a informação também aparece em outros sites ou se está restrita somente a um grupo ou um canal de comunicação; 5) não espalhar a informação antes de ter certeza de que ela é verdadeira.
A maioria das pessoas infectadas não desenvolve a doença. As demais, porém, desenvolvem a sua forma paralítica, a qual pode causar sequelas permanentes, que geralmente se manifestam em um dos membros inferiores. A principal sequela é a perda da força muscular e dos reflexos, uma vez que a infecção atinge os neurônios motores.
A transmissão do vírus da poliomielite ocorre, principalmente, em regiões sem saneamento básico, onde a higiene é precária. O vírus também pode entrar no corpo da pessoa por meio de água ou alimento contaminado.
O desenvolvimento das vacinas foi muito importante para o crescimento e a qualidade de vida da população, pois elas previnem doenças e permitem que as pessoas desenvolvam imunidade a muitas enfermidades. Mas como o corpo humano interage com as vacinas?
Que tal fazer uma vistoria em sua Carteira de Vacinação e ver se você está em dia com as vacinas recomendadas pelo Ministério da Saúde?
A pandemia de covid-19 trouxe desafios científicos, tecnológicos e sociais. Um deles foi a produção de vacinas contra a doença em tempo recorde. Em menos de um ano, vários imunizantes foram criados pelas indústrias farmacêuticas.
Outro desafio desse cenário foram as muitas histórias sem fundamentos vinculadas nas mídias. As chamadas fake news (notícias falsas) confundiram a população dizendo que as vacinas não eram seguras e poderiam trazer problemas de saúde para as pessoas que as tomassem. Depois da vacinação em vários países, os números de casos oscilaram, mas o número de mortes e de internações por covid-19 diminuíram, o que mostrou a eficácia das vacinas.
1 | Reúna-se com um grupo de colegas e discutam o que podem fazer para evitar que notícias falsas afetem a sua saúde e a das pessoas próximas a vocês. Depois, debatam com a sala as soluções encontradas. Orientações no Manual do Professor.
O conhecimento sobre o funcionamento do nosso corpo é imprescindível para a compreensão do processo de imunização. O sangue é um dos elementos desse processo, e seu estudo, ao longo do tempo, permitiu o desenvolvimento de vacinas modernas e mais eficientes.
O conhecimento que temos hoje sobre a circulação e as características dos componentes do sangue humano é resultado do trabalho de muitos pesquisadores dos séculos passados.
Uma das questões que os intrigava era: Quanto de sangue há no corpo humano adulto? A primeira estimativa do volume de sangue em nosso corpo foi feita no século XVII por Andreas Vesalius.
Para obter sua estimativa, ele fez o seguinte: mediu os volumes dos ventrículos do coração de uma ovelha e os de um cadáver humano de mesma massa e notou que os volumes eram aproximadamente iguais. Depois, coletou o sangue da ovelha, cujo volume foi de cerca de 2 litros. Então, concluiu que o mesmo volume deveria valer para o ser humano.
A estimativa de Vesalius não correspondeu à realidade, uma vez que boa parte do sangue ficou retida nos pequenos vasos (capilares) que compõem os tecidos do animal, desconhecidos até então.
Atualmente, não é preciso matar um animal para se descobrir quanto sangue ele tem, pois existem modelos e cálculos para estimar essa quantidade. O sistema cardiovascular humano tem, em média, 5 000 mL, ou 5 litros de sangue.
Esquema da circulação do sangue.
Fonte:
uma questão de saúde pública CAPÍTULO 6 179
O sangue é considerado um tecido. Ele é composto de células e substâncias que circulam pelos vasos sanguíneos ao longo de todo o corpo.
Antes de iniciar o assunto sobre o tecido sanguíneo e suas funções, converse com os estudantes sobre o que acham que é o sangue e do que é composto.
O método para estimar o volume de sangue de uma pessoa é o mesmo utilizado quando desejamos determinar o volume de um líquido em um recipiente qualquer. Acrescenta-se ao recipiente uma porção conhecida de uma substância que se dissolva uniformemente por todo o líquido. Mede-se, então, o grau de diluição de soluto no líquido, isto é, a quantidade da substância solúvel por mililitro de solvente. Para obter o volume do líquido, divide-se a quantidade da substância solúvel injetada no recipiente pela concentração do líquido dispersado por mL.
Para melhor compreensão, analise o esquema explicativo a seguir. Temos o volume, em mL, do líquido do recipiente.
Há dois recipientes transparentes: no primeiro, está um líquido transparente com uma gota de corante; no segundo, o líquido já tem a mesma cor que a gota do primeiro recipiente.
Suponha que, no líquido do recipiente representado na figura, sejam colocados 10 mg de uma substância corante solúvel.
Quando o corante estiver totalmente disperso no líquido, coleta-se 1 mL dele e mede-se a concentração do corante. Imagine que o resultado da medida de concentração do corante seja 0,0025 mg/mL.
Volume do líquido no recipiente = = = 10 0 0025 4 000 4 mg mgmL mL ou L ,/ ()
Você pode solicitar a contribuição do professor de Matemática para ajudar com os números decimais e/ou com as proporções, pois a atividade está relacionada com a Competência específica 3 de Matemática.
Competência específica de Matemática para o Ensino Fundamental 3: Compreender as relações entre conceitos e procedimentos dos diferentes campos da Matemática (Aritmética, Álgebra, Geometria, Estatística e Probabilidade) e de outras áreas do conhecimento, sentindo segurança quanto à própria capacidade de construir e aplicar conhecimentos matemáticos, desenvolvendo a autoestima e a perseverança na busca de soluções.
Essa forma de calcular o volume de um líquido em um recipiente irregular ou de difícil acesso é válida graças ao princípio da diluição de determinada substância nesse meio e ao conceito matemático das proporções.
Atividades desse tipo mostram aos estudantes como os conceitos aprendidos em um componente curricular são úteis para a compreensão dos processos estudados em outras.
Transporte de nutrientes
O sangue tem uma função importante na distribuição de nutrientes pelo corpo. Nesta parte do capítulo, explore a ideia de que o sangue percorre todo o corpo pelos vasos sanguíneos, levando nutrientes e outras substâncias. Esclareça que o sangue também pode transportar vírus e bactérias para diferentes órgãos do corpo, espalhando a infecção.
O plasma
O plasma é a parte líquida do sangue que carrega algumas substâncias, mas as células ligadas ao tecido sanguíneo também transportam substâncias.
Ele está envolvido com a coagulação do sangue e, com os glóbulos brancos, é fundamental para a imunidade.
Transporte de gases: gás oxigênio e gás carbônico
A integração do sistema circulatório e respiratório é um exemplo de como os sistemas do corpo funcionam de modo conjunto, e não isolados. Muitas vezes, por razões didáticas, separamos as explicações sobre os diferentes sistemas, mas o funcionamento do corpo é integrado e muito complexo.
O sangue circula pelo nosso corpo e exerce funções como transporte de substâncias e defesa contra microrganismos invasores. Ele circula continuamente pelos vasos, levando às células substâncias de que elas necessitam, como nutrientes, hormônios e vitaminas. Ainda recebem os dejetos produzidos pelo corpo, por exemplo, durante o processo de digestão e absorção dos nutrientes no intestino delgado, onde o sangue que chega tem poucos nutrientes dissolvidos, enquanto o sangue que sai está repleto de nutrientes resultantes da digestão (aminoácidos, glicose, frutose, vitaminas, glicerol).
O trabalho do coração é intenso e ininterrupto em toda a nossa vida. Durante a prática de atividades físicas, o esforço cardíaco é maior, pois eleva o consumo de nutrientes e a produção de resíduos pelas células. Nessa situação, a quantidade de sangue bombeada pelo coração aumenta.
Quando separamos os principais componentes do sangue, identificamos duas partes bem distintas: uma líquida, composta de água e substâncias dissolvidas, e uma celular.
A parte líquida do sangue, chamada plasma, forma cerca de 55% do volume sanguíneo. Os 45% restantes são formados por glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas
O plasma
A porção líquida do sangue é composta de 90% de água e 10% de proteínas solúveis, sais minerais e materiais em circulação. Embora muitas substâncias se movimentem entrando e saindo do sangue, a composição média e as propriedades do plasma permanecem praticamente inalteradas. Isso é regulado por vários órgãos do nosso corpo, como os rins, o fígado, os pulmões e o intestino delgado.
As principais funções das proteínas solúveis do plasma são:
• manter as condições químicas do sangue, garantindo a capacidade de troca de substâncias entre ele e as demais células do corpo;
• proteger o organismo contra microrganismos ou substâncias tóxicas; e
• auxiliar no reparo dos vasos sanguíneos que se rompem.
Dejeto: conjunto de materiais inúteis que devem ser eliminados do organismo ou da célula.
células
A composição do plasma sofre pequenas variações enquanto o sangue passa pelos órgãos do corpo. Grande parte do gás carbônico gerado pelas células é transportada dissolvida no plasma até os pulmões, onde é eliminada para o ar exterior. Uma pequena parte desse gás é transportada pelos glóbulos vermelhos
A quantidade de hemácias presentes no corpo varia de pessoa para pessoa, de acordo com o sexo, a condição nutricional, a altitude em que ela vive, seu condicionamento físico, entre outros fatores.
A grande quantidade de hemoglobina nas hemácias dá a essas células a cor vermelha que as caracteriza. A principal função das hemácias é transportar gás oxigênio ligado ao ferro existente na estrutura da hemoglobina. Uma alimentação pobre em ferro pode causar anemia. Para evitar essa deficiência, é indicada a ingestão de boas fontes de ferro, como: carnes de todo tipo, feijões, agrião, couve, nozes, castanhas, rapadura, entre outros alimentos.
Glossário
Glóbulos vermelhos: são as células mais numerosas no nosso corpo. Os glóbulos vermelhos estão presentes no sangue e também são chamados de eritrócitos ou hemácias.
Hemoglobina: substância proteica de cor vermelha, presente no interior das hemácias. Sua principal função é realizar o transporte de gás oxigênio. Medula óssea: material mole e esponjoso presente no interior dos ossos.
A produção de hemácias varia conforme a nossa idade. Até os 5 anos, a medula óssea de praticamente todos os ossos as produz. Dos 5 aos 20 anos, a medula dos ossos pequenos e dos longos, como o fêmur e a tíbia, perde essa capacidade. Após os 20 anos, apenas as vértebras, o esterno, as costelas e o íleo mantêm a capacidade de produzir os milhões de hemácias de que necessitamos diariamente. Imagem em 3D representando os glóbulos vermelhos.
Quanto tempo vive uma hemácia?
Os glóbulos vermelhos são muito importantes para o transporte de gases. A hemoglobina, que tem ferro em sua composição, é uma proteína que faz parte do glóbulo vermelho. Pessoas com deficiência nutricional de ferro podem ter problemas para transportar gás oxigênio pelo corpo.
Esse tipo de deficiência nutricional leva a uma doença conhecida como anemia ferropriva.
Representação do esqueleto humano adulto com a identificação dos ossos com medula óssea, com destaque para o fêmur.
O tema “transplante de órgãos” é bastante veiculado nos meios de comunicação para estimular a doação de órgãos. A medula óssea, por exemplo, pode ser doada pela pessoa viva.
O transplante de medula óssea é um tipo de tratamento proposto para pessoas que têm algumas doenças que afetam as células do sangue, como as leucemias e os linfomas. Ele consiste na substituição de uma medula óssea doente, ou deficitária, por células saudáveis da medula óssea do doador, com o objetivo de reconstituir a medula. Para obter mais informações sobre os transplantes, consulte os links abaixo.
• Transplante de medula óssea: a cura só depende do doador! Hospital Israelita Albert Einstein. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=yw2uF5pNKh8. Acesso em: 18 ago. 2022.
• Perguntas e respostas sobre transplante de medula óssea. Instituto Nacional de Câncer – Inca. Disponível em: http://redome.inca. gov.br/medula-ossea/perguntas-e-respostas-medula-ossea/. Acesso em: 20 ago. 2022.
Os estudantes podem ter alguma dificuldade com a conversão de unidades mm3, mL, cm3, portanto, caso seja necessário, faça um trabalho conjunto com o professor de Matemática. Esses conteúdos relacionam-se com a Competência específica 3 de Matemática.
Competência específica de Matemática para o Ensino Fundamental 3: Compreender as relações entre conceitos e procedimentos dos diferentes campos da Matemática (Aritmética, Álgebra, Geometria, Estatística e Probabilidade) e de outras áreas do conhecimento, sentindo segurança quanto à própria capacidade de construir e aplicar conhecimentos matemáticos, desenvolvendo a autoestima e a perseverança na busca de soluções.
Glossário
Degradado: diz-se do material presente em células mortas que é transformado para se aproveitar um ou mais de seus componentes.
Quanto tempo vive uma hemácia? O tempo de vida das hemácias é de aproximadamente 120 dias. Após esse período, a membrana da hemácia perde a elasticidade e rompe-se ao passar pelos menores capilares do nosso corpo, principalmente os do baço. A hemoglobina liberada durante a morte da hemácia é degradada no fígado. O ferro é reutilizado pela medula óssea para a produção de novas hemoglobinas, e o restante é enviado para o intestino delgado para ser eliminado.
Os glóbulos brancos
Além das hemácias, as células da medula óssea produzem os glóbulos brancos, também chamados leucócitos, e as plaquetas. O número de leucócitos do nosso corpo é bem menor do que o de hemácias. Em condições normais, um homem adulto tem, aproximadamente, 7 mil leucócitos em 1 milímetro cúbico (1 mm3) de sangue. Portanto, em cada mililitro de sangue (1 mL = 1 cm3), temos mil vezes mais leucócitos.
Além dos glóbulos vermelhos, a medula óssea produz glóbulos brancos e plaquetas.
Fonte: DI DIO, I. J. A. Tratado de anatomia aplicada. 1. ed. São Paulo: Pôluss, 1998. v. 1, p. 122; SOBOTTA, J. Atlas de anatomia humana. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. v. 2, p. 276-277; JUNQUEIRA, L. C., CARNEIRO, J. Histologia básica. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. p. 226.
Os leucócitos têm a função de combater os diferentes agentes infecciosos (vírus e bactérias) e toxinas que invadem o nosso corpo, ou seja, eles são responsáveis pelo nosso sistema de defesa.
Considerando o número de leucócitos de um homem adulto, calcule:
1 | Quantos leucócitos, aproximadamente, há em 1 cm3 de sangue?
2 | Considerando que um adulto tenha cerca de 5 litros de sangue em seu corpo, responda: Quantos leucócitos, aproximadamente, esse homem deve ter em todo o corpo?
UNIDADE 2 — Vida e evolução 182
1.São 7 000 leucócitos em cada mm3. Portanto, em 1 cm3, serão 7 milhões de leucócitos (7 000 × 1 000 = 7 000 000).
2.Considerando que um adulto tenha cerca de 5 litros de sangue (5 litros = 5 000 cm3), então ele terá cerca de 35 bilhões de leucócitos no corpo (7 000 000 × 5 000 = 35 000 000 000).
Quando uma bactéria nociva, por exemplo, invade algum dos nossos órgãos, os leucócitos reagem de duas maneiras: tentam destruir a bactéria invasora por meio da fagocitose e produzem anticorpos que a paralisam. Observe o esquema da fagocitose.
A seguir, essa vesícula funde-se a bolsas que contêm enzimas digestivas.
Para facilitar a interpretação dos infográficos, retome o conteúdo sobre a função dos leucócitos de proteger o corpo humano. Para agir contra os corpos estranhos e invasores, eles fagocitam (envolvem) esses corpos. A fagocitose consiste no englobamento de partículas estranhas pela membrana plasmática por meio dos pseudópodos (pseudo = falsos e podos = = pés). Essa partícula é digerida pela ação dos lisossomos.
leucócito
A bactéria invasora é englobada pelo leucócito formando uma vesícula isolada.
núcleo
bactéria
Após a destruição da bactéria, os resíduos são eliminados.
Esquema do processo da fagocitose por um leucócito.
Os anticorpos são proteínas capazes de identificar e atacar os agentes que invadem o nosso corpo, como vírus, bactérias, toxinas e tecidos de outros seres vivos.
Fonte: PELCZAR, M. J. et al. Microbiologia: conceitos e aplicações. 2. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2005. v. 2, p. 55; JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Histologia básica. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1995. p. 10.
Vacinação: uma questão de saúde pública CAPÍTULO 6
183
2
Após a identificação química da bactéria, inicia-se a produção de proteínas específicas: os anticorpos.
leocócito bactéria bactérias inativadas
3 4
Os anticorpos são proteínas específicas que interagem com o agente invasor que foi identificado, neutralizando-o.
Além de transportar substâncias pelo nosso corpo, inclusive gases, e protegê-lo contra agentes invasores, há outra função exercida pelo sangue: a proteção contra hemorragias
Quando os vasos sanguíneos se rompem, o sangue não pode fluir para fora deles até se esgotar, pois, se isso acontecer, morreremos.
Os agentes responsáveis por desencadear o mecanismo de proteção contra a perda de sangue em ferimentos são as plaquetas. Elas são fragmentos celulares compostos de membrana e citoplasma (não contêm núcleo) produzidos por células da medula óssea.
Uma plaqueta tem aproximadamente um terço do tamanho de uma hemácia. Existem cerca de 300 mil plaquetas em 1 mm3 de sangue de um adulto do sexo masculino.
Glossário
Hemorragia: perda excessiva de sangue em decorrência de ferimentos com rompimento de vasos sanguíneos. Calibre: corresponde ao diâmetro de um tubo, por exemplo, o de uma artéria.
A ruptura de um vaso sanguíneo desencadeia os processos de defesa contra hemorragias. A primeira reação é a contração do próprio vaso lesado, que diminui de calibre. Em seguida, ocorre a formação de um coágulo, que é um mecanismo controlado pelas plaquetas. Participam da formação do coágulo: o cálcio, a vitamina K, as proteínas que estão dissolvidas no plasma e as enzimas das plaquetas. Pessoas com carência de cálcio e de vitamina K têm dificuldade de coagulação e, portanto, estão mais sujeitas a hemorragias.
Trabalhe com os estudantes a função da coagulação em nosso organismo. Aproveite para citar o processo de cicatrização e os casos de hemorragia. Comente também a importância de uma boa alimentação, que ajuda o trabalho das plaquetas. Para auxiliar na explicação, você pode utilizar uma animação interessante e detalhada do processo de cicatrização de uma lesão na pele humana. O vídeo é da Academia de Ciência e Tecnologia de São José do Rio Preto, e sua duração é de 3 minutos e 56 segundos. Chama-se Coagulação do sangue e está disponível em: https://www.youtube.com/ watch?v=e4cQw70owYA (acesso em: 18 ago. 2022)
Respostas:
1. Leite, feijão, soja, iogurte integral, queijo, sardinha, caruru, espinafre cozido, tofu, castanha-do-pará, quiabo, brócolis, entre outros alimentos.
2. Ingerindo salsa, brócolis, couve-de-bruxelas, repolho, couve-flor, acelga, espinafre, alface, rúcula, fígado, entre outros alimentos. Vale destacar que os alimentos ricos em vitamina K não perdem essa propriedade quando cozidos, pois essa vitamina não é destruída pelo método de cozimento.
Faça uma pesquisa para responder as questões a seguir. Registre suas descobertas na forma de lista em seu caderno. Aproveite para compartilhar essas informações entre seus familiares.
1 | Você sabe em quais alimentos podemos encontrar cálcio? Resposta no Manual do Professor.
2 | Como obtemos vitamina K em nossa alimentação? Resposta no Manual do Professor.
Explore com os estudantes a importância da formação do coágulo para evitar hemorragias que podem afetar seriamente a saúde das pessoas.
Em casos de hemofilia, a pessoa tem alguma falha na produção de proteínas de coagulação. Essa falha, de causa genética, pode comprometer gravemente a saúde do hemofílico.
As atividades desta seção podem ser utilizadas como avaliação da aprendizagem dos estudantes ou como etapa de estudos preparatória para uma avaliação mensal ou bimestral.
Você pode aproveitá-la como atividade individual em sala de aula. Dessa forma, é possível observar quanto os estudantes dominam os conceitos trabalhados neste capítulo até o momento.
Outra opção é trabalhar as questões dessa seção coletivamente. Os estudantes podem responder aos itens propostos em pequenos grupos. Assim, há um compartilhamento de respostas e uma interação entre os estudantes que têm diferentes níveis de conhecimento do conteúdo. Posteriormente, a correção coletiva pode ser feita com a participação de representantes de cada grupo.
A escolha dos representantes pode ser feita por sorteio, de modo que os estudantes possam desenvolver a oratória e o controle emocional ao falar para um grupo maior de pessoas.
Incentive e apoie os estudantes mais tímidos ou que interagem pouco com os colegas.
As questões procuram resgatar assuntos tratados até o momento, dando ênfase às que dizem respeito ao sistema circulatório e à sua relação com a saúde.
glóbulo vermelho plaqueta
vaso rompido
2. Rompimento de plaquetas, que liberam enzimas no plasma. Forma-se uma rede de filamentos de uma proteína insolúvel, que adere ao vaso lesado. Essa rede de filamentos aprisiona hemácias, leucócitos e plaquetas, formando um emaranhado (coágulo).
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
1. Vaso sanguíneo rompido.
Representação da formação de um coágulo.
3. Formado o coágulo, proteínas contráteis promovem a aproximação das bordas do vaso rompido, contribuindo para a sua recuperação.
coágulo
Fonte: GERARD, J. T. O corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. Porto Alegre: Artmed, 2001. p. 332.
1. O sangue humano é vermelho porque existe hemoglobina nas hemácias. A hemoglobina é responsável pelo transporte de gás oxigênio no sangue.
1 | Que substância dá a cor vermelha ao sangue? Explique qual é a sua função.
2 | O que é plasma sanguíneo?
2. Plasma é a porção líquida do sangue. Ele é composto de água e muitas substâncias solúveis.
3 | De que modo os leucócitos (células brancas) protegem o nosso corpo de agentes invasores e toxinas?
3. Os leucócitos podem proteger nosso corpo de microrganismos invasores e toxinas de duas maneiras: fagocitando os invasores e produzindo anticorpos.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 186
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
4 | Leia o texto a seguir e depois responda às perguntas.
Transporte de oxigênio pelo sangue em altitudes elevadas
Em altitudes acima de 2 000 m a pressão atmosférica é mais baixa do que ao nível do mar, pois a concentração de gases no ar é menor. Uma das consequências da baixa pressão atmosférica é que a pressão do oxigênio também diminui. Isso significa que, apesar de a composição atmosférica ser constante (21% de oxigênio), em um mesmo volume de ar inspirado há um menor número de moléculas de oxigênio do que ao nível do mar.
Qual é o efeito disso em nosso corpo? Como o organismo reage para compensar a menor quantidade de oxigênio inspirado?
Algumas reações imediatas do organismo de pessoas que se deslocam para altitudes elevadas são: aumento das frequências respiratória e cardíaca
Glossário
Frequência cardíaca: número de vezes em que ocorre o batimento do coração por minuto.
Frequência respiratória: número de vezes em que ocorre a inspiração e a expiração por minuto.
a. O que acontece quando há um aumento da frequência respiratória?
a. O aumento da frequência respiratória faz com que a pessoa inspire maior volume de ar no mesmo intervalo de tempo.
b. Qual é a vantagem do aumento da frequência respiratória nas condições descritas no texto?
b. A vantagem é que mais oxigênio entra no nosso organismo (pulmões).
5 | Observe a tabela a seguir. Ela apresenta os resultados de um exame de sangue realizado em uma mulher. Resultado Valor de referência
Hemácias 3,0 milhões/mm3 4,5 a 5,1 milhões/mm3
Leucócitos 8 000/mm3 4 000 a 10 000/mm3
Plaquetas 265 000/mm3 130 000 a 370 000/mm3
Hemoglobina 9 g/dL* 12 a 16 g/dL
* 1 decilitro (dL) corresponde a 100 mL.
Fonte: Tabela elaborada pelos autores para esta atividade. Com base nos resultados desse exame, que problema de saúde essa mulher deve ter?
6 | Por que é importante que a coagulação sanguínea ocorra rapidamente em caso de ferimento com rompimento de vasos? Resposta no Manual do Professor.
7 | Esportistas que participam de competições, principalmente atletismo, muitas vezes são acusados de usar substâncias (doping) que aumentam a sua capacidade competitiva. Uma dessas substâncias é a eritropoetina (EPO), que acelera a produção de glóbulos vermelhos pela medula óssea. Que vantagem o atleta que usa essa substância leva em relação aos seus concorrentes?
7. O atleta que usou eritropoetina (EPO) algumas semanas antes da competição terá mais hemácias do que os concorrentes, o que lhe garantirá maior taxa de transporte de gás oxigênio para as células musculares.
Atenção: Se você acha que está com algum problema de saúde, procure um médico ou posto de saúde. Somente profissionais habilitados podem indicar o uso de remédios. Nunca tome remédios por conta própria!
Respostas:
4.
a) O aumento da frequência respiratória faz com que a pessoa inspire maior volume de ar no mesmo intervalo de tempo.
b) A vantagem é que mais oxigênio entra no nosso organismo (pulmões).
5. O resultado do exame indica que essa mulher, provavelmente, está anêmica, pois a quantidade de hemoglobina e de hemácias está baixa. Somente um médico poderá dizer a causa dessa anemia.
6. O processo de coagulação é importante para que a pessoa não perca sangue.
7. O atleta que usou eritropoetina (EPO) algumas semanas antes da competição terá mais hemácias do que os concorrentes, o que lhe garantirá maior taxa de transporte de gás oxigênio para as células musculares.
Nesta seção será discutida a produção de vacinas e soros. O sistema imunitário é assunto desta seção, bem como sua relação com as infecções causadas por vírus e bactérias.
Lembre os estudantes de que outros animais e plantas também podem sofrer com infecções causadas por vírus ou bactérias. A vacinação de cães e gatos, por exemplo, previne uma série de doenças. Uma delas é a raiva.
Os vírus
Para abordar a representação do vírus, chame a atenção dos estudantes para a relação entre as estruturas virais (uma ou várias moléculas de DNA ou RNA protegidas pelo capsídeo) e as estratégias de infecção, lembrando que os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios.
Algumas doenças virais
Etapas da infecção viral: no primeiro momento, ocorre a adesão de proteínas especiais do capsídeo às da membrana plasmática da célula-alvo. Após a adesão, o material genético é inserido no interior da célula.
O vírus multiplica seu material genético utilizando todo o aparato celular da célula hospedeira. Várias cópias do material genético viral são produzidas e originam novos vírus.
Assista ao vídeo a seguir e leia o texto indicado. Depois, responda às questões que seguem.
• O que são vírus? Ciências para crianças. Disponível em: https://www.youtube.com/ watch?v=I5mRSKQoUkE (acesso em: 18 ago. 2022).
• Influenza (gripe). Disponível em: https://www.saude.pr.gov.br/ Pagina/Influenza-Gripe (acesso em: 2 set. 2022).
1. Quais são os principais modos de transmissão da gripe na população humana?
A transmissão viral na população ocorre por meio de gotículas expelidas em tosse ou espirro e objetos contaminados que passam de mão em mão.
2. Quais medidas previnem e controlam a transmissão da gripe?
Embora a maioria dos microrganismos não cause problemas de saúde para os seres humanos uma pequena porcentagem deles é patogênica, ou seja, provoca doenças e é responsável por grande número de mortes em todo o mundo. Entretanto, não é somente o ser humano que adoece pelo ataque de microrganismos; animais e plantas também sofrem os efeitos de contaminações por diversos tipos de seres microscópicos, como vírus, bactérias, fungos ou protistas.
Glossário
HIV: é a sigla inglesa para Human Immunodeficiency Virus (vírus da imunodeficiência humana). Já aids é a sigla inglesa para Acquired Immunodeficiency Syndrome (Síndrome da Imunodeficiênica Adquirida).
Os vírus não são formados por células, por isso sua reprodução depende obrigatoriamente da utilização de uma célula viva de outro organismo. Isso significa que todos os vírus são parasitas. Quando não estão no interior de células, os vírus são praticamente inativos.
capa de proteínas
material genético
Representação
A estrutura básica dos vírus é formada por uma capa de proteínas, que protege o material genético do seu interior. Muitos deles são bastante específicos e parasitam somente um determinado tipo de célula. Por exemplo, o HIV, causador da aids, infecta somente um tipo especial de célula do sangue humano; o vírus do tabaco, por outro lado, é encontrado somente nas células de algumas plantas.
Podemos listar algumas doenças humanas causadas por vírus: sarampo, caxumba, resfriado, hepatite virótica, poliomielite, raiva, febre amarela, dengue, gripe, covid 19, herpes e aids, entre outras. O vírus que entra em uma célula hospedeira usa os componentes químicos dela para se multiplicar. Após algum tempo, a célula infectada morre, e grande quantidade de novos vírus é liberada no ambiente ou no organismo parasitado. A dispersão dos vírus na natureza pode ocorrer pelo ar, pela água ou por meio da ingestão ou do contato com animais – muitos insetos transportam vírus de um lugar para outro.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 188
As medidas preventivas são: não compartilhar alimentos, copos e objetos de uso pessoal; evitar tocar nos olhos, no nariz ou na boca após contato com superfícies; higienizar as mãos com água ou sabonete antes de tocar nos olhos, na boca, no nariz e depois de tossir, espirrar ou usar o banheiro; evitar contato próximo com as pessoas com sintomas de gripe; proteger com lenços descartáveis a boca e o nariz ao tossir e ao espirrar; manter diariamente o ambiente limpo e ventilado. Na escola, ao usar canetas e pincéis de uso coletivo, lavar as mãos e evitar usar bebedouros que esguicham água.
Ajude os estudantes a localizar as informações solicitadas na atividade e explique o significado dos termos ou ajude-os a procurá-los no dicionário. A prevenção da gripe é importante, pois os vírus que a provocam estão espalhados pelo mundo todo. Muitas vezes, um viajante contaminado pode levar vírus a locais em que a doença não existia.
É comum as pessoas confundirem essas duas infecções, causadas por tipos diferentes de vírus.
O resfriado é causado por mais de duas centenas de vírus que infectam as vias respiratórias, desde as narinas até os pulmões. Os sintomas mais frequentes dos resfriados comuns são dor de garganta, congestão nasal (nariz entupido), tosse com secreção e mal-estar. A recuperação do doente se dá em poucos dias e não costuma prejudicar as tarefas cotidianas.
Já a gripe é provocada pelo vírus Influenza ou Sars Cov e é mais grave que o resfriado comum, por isso exige cuidados específicos. Os principais sintomas da gripe são febre alta e persistente, dor de cabeça, dores musculares, mal-estar, dor de garganta e tosse. O tempo de recuperação do paciente pode demorar de cinco dias a duas semanas e as atividades diárias são prejudicadas.
A vacina contra a gripe é produzida com os vários tipos de vírus. A produção dessa vacina é feita anualmente com os vírus que estão circulando no ambiente.
Em geral, a vacinação ocorre antes do início do inverno, estação do ano em que aumentam os casos da doença.
1 | Faça uma pesquisa e responda:
a. Qual é o período de vacinação contra a gripe na sua cidade?
b. Qual é o público-alvo (grupo prioritário) da campanha contra a gripe?
Embora a maioria das bactérias exerça um importante papel ecológico, que garante a vida no planeta tal como a conhecemos, uma pequena parte é causadora de doenças em plantas e animais.
Doenças como tuberculose, pneumonia bacteriana, difteria, tétano, coqueluche, botulismo, entre outras, são causadas por bactérias. Em caso de doença, a prescrição de receitas médicas é atribuição apenas dos profissionais da área de Medicina e de algumas outras ciências da saúde.
Quando uma bactéria patogênica se instala em nosso corpo, o sistema de defesa normalmente reage e mata as invasoras, impedindo o desenvolvimento da doença. Porém, muitas vezes, a reação do sistema de defesa não é suficiente para evitar a multiplicação das bactérias, e a doença se manifesta.
Respostas:
1.
a) Resposta pessoal. O período de vacinação depende das campanhas organizadas pelos órgãos de saúde pública.
b) Os cartazes das campanhas de vacinação contra a gripe geralmente têm como público-alvo adultos com mais de 60 anos, profissionais da área da saúde, gestantes, mulheres que deram à luz recentemente, crianças entre 6 meses e 5 anos, professores, povos indígenas, entre outros.
Bactérias são seres vivos que podem causar doenças em humanos e outros seres vivos. No entanto, são essenciais para a ciclagem de matéria. Muitas delas promovem a decomposição de outros seres vivos. As bactérias estão no ar, na água e no solo. Sem elas, não haveria ciclagem de nutrientes. Alguns ciclos biogeoquímicos, como o do nitrogênio, são fundamentais para ciclagem desse elemento.
Soros e vacinas são tecnologias da área da saúde que salvam vidas. Desde a produção do primeiro imunizante até hoje, a Ciência criou várias técnicas para a produção de vacinas e soros.
Atualmente, o caso mais emblemático da velocidade de produção de vacinas é o da covid-19. Em menos de 12 meses, foram produzidos vários imunizantes em diferentes países. A vacinação contra a covid tem se mostrado uma ferramenta importante para o controle da doença.
Soros
É importante que os estudantes compreendam que os soros são muito úteis quando não há tempo para a resposta imunitária do paciente se manifestar, ou seja, nos casos de envenenamento por animais peçonhentos. Nesse caso, anticorpos produzidos por outro organismo são administrados ao paciente, permitindo que o combate ao antígeno seja rápido. Já nas vacinas, o primeiro momento da infecção ocorre durante a vacinação, quando patógenos mortos ou atenuados entram no corpo e o estimulam a produzir anticorpos, o que pode levar alguns dias. Depois, se ocorrer uma infecção pelo mesmo patógeno, a resposta imunitária será mais rápida.
Para obter mais informações, consulte o site do Instituto Butantan, instituição que é referência mundial na produção de soros e vacinas.
• Soros: http://www.butantan.gov. br/producao/soros/Paginas/ default.aspx
• Vacinas: http://www.butantan.gov. br/producao/vacinas/Paginas/ default.aspx (acessos em: 18 ago. 2022).
Após a reprodução do vídeo indicado na seção Expansão de repertório, proponha as questões a seguir.
1. Qual é a diferença entre o soro fisiológico e o soro hiperimune?
O soro fisiológico é uma mistura de água e sais minerais, ou de sais minerais e glicose, como o soro caseiro para hidratação. O soro hiperimune é uma mistura que contém anticorpos específicos para determinado veneno.
Os antibióticos são medicamentos que foram desenvolvidos para ajudar nosso corpo a combater infecções bacterianas. Mas essa não é a única ajuda que recebemos contra as doenças. As vacinas que tomamos durante a vida nos protegem contra microrganismos causadores de doenças graves, como veremos a seguir.
1 | Você já teve ou conhece alguém que foi acometido por alguma doença causada por bactéria? Registre em seu caderno qual foi a doença e quando aconteceu.
2 | Faça uma pesquisa sobre a doença citada e registre em seu caderno as informações que descobrir sobre a transmissão, os sintomas e o tratamento.
Desde o momento de nosso nascimento, estamos expostos a agentes patogênicos como microrganismos, vírus e toxinas. A maioria deles não causa nenhum mal a nossa saúde, porém outros podem causar doenças graves. Felizmente, temos um sistema de defesa que nos protege durante toda a vida. Por isso, não ficamos doentes o tempo todo.
Além disso, as vacinas e soros hiperimunes podem ajudar nosso organismo a evitar ou combater doenças. As vacinas têm princípio preventivo, isto é, ao tomá-las preparamos nosso corpo para evitar determinadas doenças. Os soros, por outro lado, têm função curativa; eles fornecem mais anticorpos ao organismo, que ajudam no combate aos efeitos de infecções e toxinas.
Quando uma pessoa é mordida por uma serpente peçonhenta, por exemplo, e o veneno entra em seu corpo, ela precisa receber soro antiofídico para evitar graves problemas de saúde, ou até mesmo sua morte.
Os soros contêm substâncias que atuam sobre as toxinas produzidas por animais peçonhentos (serpentes, aranhas, abelhas) ou por bactérias, como as causadoras do tétano, do botulismo, entre outras.
Os soros são constituídos por anticorpos produzidos por animais propositadamente contaminados com as toxinas.
Glossário
Hiperimunes: que contém grande quantidade de anticorpos.
O vídeo “Soro: Quando o veneno vira remédio”, disponível no link https://www.youtube. com/watch?v=ZDazzhm6uBo (acesso em: 10 ago. 2022) retrata o trabalho realizado no Instituto Vital Brasil (IVB), que mostra como é produzido o soro antiofídico. Assista ao vídeo e discuta com os colegas os principais aspectos abordados.
2. Os anticorpos presentes nos soros antiofídicos produzidos no Brasil são de origem humana ou animal?
São de origem animal, pois o soro é extraído do sangue de cavalos que produziram anticorpos após serem expostos.
Aproveite o vídeo para explorar e retomar os conceitos de fagocitose, antígeno e anticorpo. Antígenos são substâncias presentes em agentes estranhos ao nosso corpo que podem desencadear uma resposta do sistema imunitário. Essas substâncias estão na superfície de vírus, bactérias, fungos e protozoários. Já os anticorpos são substâncias químicas produzidas por determinadas células do sistema imunitário (linfócitos) que se ligam aos agentes estranhos (antígenos), inativando-os.
As vacinas têm caráter preventivo. Elas não são constituídas por anticorpos, mas estimulam o organismo a produzi-los e, assim, a evitar que a doença se instale. Quando uma pessoa quer evitar, por exemplo, a febre amarela, ela toma uma vacina antiamarílica. Dessa maneira, fica protegida contra o vírus causador da doença.
As vacinas contra a covid-19 apresentam vários tipos de ação. Algumas delas utilizam parte do material genético do vírus para promover uma reação imunológica do corpo. Outras trabalham com o vírus atenuado, ou seja, um vírus morto. Seja qual for a tecnologia utilizada, todas são seguras e eficazes no controle da covid-19.
Modelo para a ação das vacinas
Nesta atividade, você vai simular o que acontece no corpo de uma pessoa que foi vacinada. Para isso, escolha um dos modelos de pessoas (A ou B) representados abaixo.
O vídeo inteiro é interessante e acessível aos estudantes. Para responder às questões, no entanto, oriente-os a assistir com mais atenção ao trecho entre 1min35s e 3min30s. Depois de apresentar o vídeo todo à turma, pause a reprodução e explique alguns termos que os estudantes possam desconhecer.
As vacinas são produzidas por meio de várias tecnologias. As vacinas contra a covid-19 são um exemplo de como a tecnologia para a produção delas tem se desenvolvido rapidamente.
Para obter mais informações sobre as tecnologias utilizadas na produção de vacinas contra a covid-19, consulte o site : https:// butantan.gov.br/covid/butantantira-duvida/tira-duvida-noticias/ quais-sao-as-diferencas-entreas-vacinas-contra-covid-19-queestao-sendo-aplicadas-no-brasil (acesso em: 18 ago. 2022)
Material:
• modelos de corpo humano com anticorpos (pessoas A e B da página do livro)
• modelo do vírus atenuado e modelo do vírus ativo
• folha sulfite A4
• tesoura com pontas arredondadas
• lápis preto
A simulação permite que os estudantes compreendam o conceito de vacina e a interação entre antígeno e anticorpo (mecanismo chave-fechadura). Além disso, relacione a manifestação ou não da doença com a presença ou a ausência de anticorpos específicos, levando-os a perceber, por meio da simulação, a ação de anticorpos e, como decorrência, das vacinas.
Controle a dinâmica da atividade, garantindo que pelo menos um terço da turma escolha o modelo de pessoa A, que não apresenta anticorpos específicos para os modelos de vírus da atividade (pessoa não vacinada). O modelo B, que representa a pessoa vacinada, tem anticorpos específicos para os vírus. Após os estudantes escolherem o modelo de corpo humano, conduza a atividade conforme descrito no Procedimento.
Indique aos estudantes alguns exemplos de modalidade de organização dos dados presentes na Carteira de Vacinação. Use os recursos de construção de tabelas de programas de licença aberta, como os das plataformas OpenOffice ou LibreOffice.
Faça a montagem da estrutura inicial da planilha; assim, os estudantes poderão inserir os dados deles individualmente. Para isso, você precisa compartilhar o link da tabela que criou.
Organize com a turma uma pesquisa (individual ou em grupo) que procure responder à pergunta: Quais são os sintomas das doenças para as quais já existem vacinas desenvolvidas?
Dessa forma, por meio da pesquisa, os estudantes poderão conhecer um pouco mais as doenças típicas da infância contra as quais as pessoas que tomaram vacina estão imunizadas. A atividade de pesquisa pode se transformar em um dos instrumentos de avaliação da aprendizagem.
A. O modelo de corpo que você escolheu pode ter sido vacinado ou não. Para saber isso, copie e recorte o modelo de vacina a seguir (“vírus atenuado”).
B. Procure, entre os anticorpos do modelo de pessoa que você escolheu, se há algum que se encaixa no vírus atenuado. Se você encontrar o anticorpo específico, significa que seu modelo foi vacinado. Se você não encontrou correspondência entre nenhum dos anticorpos e o vírus atenuado, o seu modelo é de uma pessoa que não foi vacinada.
C. Quando o vírus ativo entra no corpo de uma pessoa, ela pode ficar doente. Porém, pessoas vacinadas contra esse vírus não ficam doentes.
D. Observe o vírus ativo que entrou em contato com o modelo de corpo que você escolheu. Há um anticorpo específico que se encaixa em alguma das reentrâncias desse vírus? Se seu modelo não tem um anticorpo capaz de se unir ao vírus ativo, o corpo demorará para produzir anticorpos específicos e o vírus se reproduzirá e poderá causar a doença. As vacinas induzem nosso corpo a produzir anticorpos contra microrganismos patogênicos com os quais ainda não tivemos contato.
1 | Qual é a diferença entre a imunidade de uma pessoa vacinada e uma não vacinada? Explique com suas palavras. A pessoa vacinada apresenta anticorpos específicos para os vírus para os quais as vacinas foram desenvolvidas.
Até hoje, você já tomou várias doses de vacinas e deve ter uma Carteira de Vacinação, que é um documento muito importante.
Se possível, observe sua Carteira de Vacinação e verifique quantas doenças já foram evitadas.
1 | Com os dados que você tem em sua carteirinha, elabore uma tabela em um editor de planilhas na qual possa colocar todas as vacinas que já tomou desde que nasceu.
Em frente de cada uma, anote:
a. para quais doenças cada uma delas deu imunidade a você;
b. com que idade você as tomou;
c. quantas doses você tomou;
d. quantas vacinas você precisará tomar até completar 21 anos.
Pesquise na internet as características das doenças às quais você está imune graças a essas vacinas. Após terminar sua tabela, devolva a Carteira de Vacinação aos seus responsáveis, para que possam guardá-la com segurança.
Compartilhe a tabela que você criou com seus colegas e analisem juntos o histórico de cada um. É muito importante conhecermos a nossa história de vida, principalmente no que diz respeito à nossa saúde. Orientações no Manual do Professor.
UNIDADE 2 — Vida e evolução 192
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Leia a reportagem a seguir.
MP* obtém liminar para obrigar pais a vacinar os filhos em Jacareí, SP [...]
A Promotoria da Infância e Juventude de Jacareí, no interior de São Paulo, obteve na última terça-feira [24 de setembro de 2013] uma decisão [...] que obriga os pais de duas crianças, de 9 e 5 anos, a levar os filhos para serem vacinados. [...] os pais não permitem que elas recebam as doses de imunização disponibilizadas pela rede pública de saúde. [...]
O problema foi descoberto pela direção da escola onde uma das crianças estuda, na rede municipal, depois que foi solicitada a Carteira de Vacinação do menino.
O Conselho Tutelar de Jacareí tentou intervir, mas apontou que houve resistência da mãe em atender o apelo para vacinar os filhos, por isso o caso foi levado à Justiça. A mãe da criança disse [...] que não acredita na eficácia da imunização e que estaria amparada por recomendação médica a não vacinar os filhos. [...]
Dois médicos – um homeopata e um pneumologista – foram acionados a prestar esclarecimentos a respeito da suposta orientação e negaram formalmente que teriam dado a orientação à mãe. [...]
“[...] Entrei com a ação porque existe uma preocupação não apenas com a vida dos meninos, mas também com a saúde pública do país”. [...] Ela [a promotora] apontou, por exemplo, o risco do retorno de doenças já erradicadas e a transmissão entre a população sem imunização adequada.
No Brasil, a vacinação é obrigatória e estabelecida por lei.
(*) MP = Ministério Público.
FERNANDES, Suellen. MP obtém liminar para obrigar pais a vacinar os filhos em Jacareí, SP. G1, Vale do Paraíba e Região, 27 set. 2013. Disponível em: http://g1.globo.com/sp/vale-do-paraiba-regiao/noticia/2013/09/mp-obtem-liminarpara-obrigar-pais-vacinar-os-filhos-em-jacarei-sp.html. Acesso em: 10 ago. 2022. Com base no texto, responda às questões a seguir.
1 | Suponha que um vírus patogênico se propague em uma comunidade escolar. Quais estudantes estariam sujeitos a contrair a doença: os que foram vacinados ou os que não receberam vacinas? Justifique. Resposta no Manual do Professor.
2 | Discuta o significado da frase: “Entrei com a ação porque existe uma preocupação não apenas com a vida dos meninos, mas também com a saúde pública do país”.
Essa frase refere-se ao risco de vírus e microrganismos (agentes patogênicos contagiosos) permanecerem no ambiente e infectarem pessoas não vacinadas. Em caso de vacinação universal (todas as pessoas vacinadas), pode acontecer a erradicação dos microrganismos patogênicos do ambiente. Isso aconteceu com o vírus causador da varíola humana em quase todo o mundo. Esse vírus só é encontrado em algumas comunidades que não aceitam a vacinação ou em países extremamente pobres.
Respostas:
1. Os vírus em questão causarão a doença na criança não vacinada. As crianças vacinadas não ficarão doentes porque já têm anticorpos contra esse vírus, isto é, já estão imunizadas.
2. A ação judicial realizada pela promotora tem como finalidade proteger a vida das crianças. A vacinação é uma questão de saúde pública que envolve toda a população. Se as crianças estão vacinadas, não ficam doentes nem transmitem doenças a outras pessoas. Isso significa que se vacinar é cuidar tanto da própria saúde quanto da saúde dos outros.
A história da vacina deve ser discutida, pois sua importância vai além do tema em si. Ela nos conta parte da história da Ciência. É fundamental destacar a importância do modo de pensar e trabalhar cientificamente, que contribuiu para o êxito do trabalho de Jenner. Foi isso que o diferenciou de Jesty e rendeu-lhe a glória da descoberta de tão importante recurso para a melhoria da qualidade da vida humana.
Respostas:
1. Sim, pois ele ainda não tinha realizado o teste para saber se as pessoas que haviam tido contato com a varíola bovina tornavam-se imunizadas contra a varíola humana. Se não houvesse imunização, o garoto poderia ficar doente e morrer.
2. Não, pois ainda não era conhecido nenhum método para isolar e atenuar o vírus da varíola humana, etapas necessárias para a produção de vacinas eficientes.
O pioneirismo de muitos cientistas do passado resultou e m tecnologias que usamos ainda hoje. Uma delas foram as vacinas, desenvolvidas no final do século XVIII.
Muitos experimentos daquela época causaram problemas para as pessoas que se aventuravam a participar de testes científicos. No entanto, um experimento com seres humanos foi realizado pelo médico inglês Edward Jenner (1749-1823) e resultou no desenvolvimento da vacina.
A história da vacina está ligada ao combate da varíola, doença altamente infecciosa e contagiosa que se alastrou no século XVIII por vários países, causando um grande número de mortes. O elevado índice de mortalidade levou a muitas tentativas para prevenir a doença.
Note na descrição que o teste com a varíola bovina, realizado por Jenner, foi planejado, inclusive com controle de variáveis. Ele tinha uma hipótese: quem teve varíola bovina não desenvolve a varíola humana quando entra em contato com pessoas doentes?
As etapas para testar a hipótese dele foram: (1) inocular agentes causadores da varíola bovina em quem nunca havia tido contato com nenhum dos tipos de varíola; (2) após algum tempo, inocular a varíola humana na pessoa que havia sido infectada com a varíola bovina.
A solução definitiva para a prevenção da varíola teve seu início em observações dos habitantes de zonas rurais da Inglaterra. Foi percebido que os ordenhadores de vacas, as quais apresentavam varíola bovina, tinham feridas características nas mãos e nos pulsos. Porém, essas pessoas não contraíam a varíola humana.
Em 1796, o médico Edward Jenner observou a mão de uma vendedora de leite que tinha feridas causadas por varíola bovina. Então, ele coletou material dessas feridas e inoculou-o no braço de um menino, James Phipps, por meio de arranhões na pele. Após sete dias, apareceu uma ferida no local dos arranhões e o menino se restabeleceu em seguida.
Restava a dúvida: será que Phipps tinha ficado imune à varíola humana?
No mesmo ano, Jenner inoculou na pele de Phipps o material extraído das feridas de um doente com varíola humana. Após algum tempo, observou que a doença não se manifestou. Meses mais tarde, Edward Jenner repetiu esse procedimento e, ainda assim, a doença também não se manifestou no menino. Com isso, Jenner conseguiu demonstrar que uma pessoa poderia ser imunizada contra uma doença infectocontagiosa se antes ela adquirisse, sob forma atenuada, a mesma doença. Assim, estava aberto o caminho para a descoberta de vacinas para outras doenças.
com James Phipps, séc. XIX.
1 | Havia o risco de o teste (inocular varíola humana na pele do menino) feito por Jenner causar a morte de James Phipps?
2 | Se não existisse o vírus da varíola bovina no ambiente, você acha que Jenner teria conseguido criar um sistema de imunização contra a varíola humana?
1 | Leia a notícia a seguir.
Sarampo: 22% das crianças tomaram a vacina contra a doença
Pouco mais de duas semanas após o início da mobilização do Ministério da Saúde em ampliar a cobertura vacinal contra o sarampo no Brasil, 22,26% das crianças entre 6 meses e menores de 5 anos foram imunizadas contra a doença. O número corresponde a 2,8 milhões desse público. Os dados foram enviados pelas secretarias municipais e estaduais ao Ministério da Saúde até esta quinta-feira (19 ) [de 2022] e estão disponíveis no LocalizaSUS.
A pasta reforça que a vacina é a forma mais eficaz de prevenção contra o sarampo. Por isso, a orientação é para que o público busque um dos quase 50 mil pontos de vacinação espalhados pelo país para que o Brasil tenha alta cobertura vacinal. Crianças e trabalhadores de saúde são o público-alvo dessa mobilização, que vai até o dia 3 de junho. O objetivo é interromper a circulação do vírus e reduzir complicações e o número de óbitos pela doença. [...]
CONSELHO Regional de Farmácia do Rio Grande do Sul. Disponível em: https://www.crfrs.org.br/noticias/sarampo-22-dascriancas-tomaram-a-vacina-contra-a-doenca. Acesso em: 10 ago. 2022. Discuta com os colegas e sugiram uma ação que deveria ser tomada para impedir que a infecção viral de sarampo continuasse a contaminar as pessoas. Resposta no Manual do Professor.
2 | Após a mordida de uma serpente peçonhenta, uma pessoa deve receber soro ou vacina? Por quê? Resposta no Manual do Professor.
3 | Faça um resumo que explique como a vacina atua para evitar que um microrganismo causador de doença se instale no organismo humano.Resposta no Manual do Professor.
4 | Leia este texto sobre o HPV.
Taxa de vacinação contra HPV está bem abaixo da meta
O vírus HPV é uma das maiores causas do câncer de colo de útero. Para evitar esse risco, existe uma vacina, mas um contingente enorme de crianças e adolescentes não se protege.
[...]
[...] Existem mais de 200 tipos diferentes de HPV, mas apenas duas variantes são responsáveis por sete em cada dez casos de câncer do colo do útero.
A doença matou mais de 6 mil mulheres no país em 2020. O HPV também pode causar outros tipos de câncer, como de boca, de orofaringe e dos órgãos sexuais de homens e mulheres.
JORNAL Nacional. G1. Disponível em: https://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2022/05/23/taxa-de-vacinacao-contrahpv-esta-bem-abaixo-da-meta.ghtml. Acesso em: 10 ago. 2022.
a. Pesquise o significado da sigla HPV.
b. Qual é a importância do desenvolvimento de medicamentos e vacinas contra o HPV?
c. Em que momento da vida a pessoa deve ser vacinada contra o HPV?
4. a. É a sigla do inglês Human Papilloma Virus para o português, papiloma vírus humano.
b. Os medicamentos contra o HPV são importantes porque reduzem a possibilidade de a mulher desenvolver câncer de útero.
c. Os infectologistas recomendam que as meninas e os meninos tomem a vacina contra o HPV antes da primeira relação sexual. A idade indicada pelo Ministério da Saúde para aplicação da vacina em meninas é de 9 a 15 anos.
Nesta seção, as questões estão relacionadas ao funcionamento do sistema imunitário e à produção de soros e vacinas.
Na questão 4 comente com os estudantes que HPV é a sigla de Human Papiloma Virus, ou Vírus do Papiloma Humano. Chamado também de “crista de galo”, ele é a infecção sexualmente transmissível (IST) mais comum no mundo. Hoje existe a vacina contra o HPV, e os adolescentes de ambos os sexos devem tomá-la.
Na questão 5, item e, a argumentação deverá ser relacionada à necessidade de vacinação por uma questão de controle epidemiológico das doenças. A prevenção pela vacinação garante que grupos ainda não vacinados ou com imunidade comprometida sejam protegidos indiretamente, como bebês e crianças pequenas.
Respostas:
1. Os estudantes poderão sugerir diversas alternativas, mas a vacinação em massa da população é a melhor delas. O foco da vacinação deve ser as crianças e as pessoas que nunca haviam tomado a vacina contra o sarampo.
2. Essa pessoa deve tomar soro antiofídico, porque ele é composto de anticorpos que neutralizam o efeito das toxinas existentes no veneno da serpente.
3. No resumo, deve ficar claro que o material que compõe a vacina possibilita o reconhecimento do microrganismo causador da doença pelos glóbulos brancos do sangue e estimula a produção de anticorpos específicos pelo corpo humano.
5.
a) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes digam que sim, pois a opção de não vacinar uma criança pode levá-la a adquirir doenças e transmiti-la a outras pessoas doenças que poderiam ser evitadas por meio da vacina.
b) Resposta pessoal. Os estudantes podem argumentar que a vacinação é uma forma de garantir a saúde coletiva. Uma taxa alta de vacinados é importante, pois evita a propagação de doenças infectocontagiosas.
6.
a) É provável que tenha havido uma campanha de vacinação, o que aumentou o número de pessoas imunizadas contra esse vírus da gripe.
b) Podemos supor que, nesse ano, a campanha de vacinação contra a gripe não tenha sido tão abrangente como a que ocorreu em 2010 ou que uma parte da população não tomou a vacina, embora ela estivesse disponível durante o período da campanha de vacinação.
5 | Leia a frase a seguir:
“Cada pai e mãe tem o direito de escolher se seus filhos serão vacinados ou não. Que diferença isso faz para os demais? Quem quiser que vacine os seus!”
a. Na sua opinião, a escolha de não vacinar uma criança pode influenciar na vida de outras pessoas?
b. Elabore uma argumentação capaz de rebater a frase acima, utilizando os conhecimentos que adquiriu até o momento sobre as vacinas e sua importância.
6 | Analise o gráfico a seguir. Ele mostra o número de mortos pelo vírus H1N1 (vírus da gripe) nos anos indicados. Respostas no Manual do Professor.
Fonte: G1. Brasil tem maior número de mortes por H1N1 desde pandemia de 2009. Disponível em: http://g1.globo. com/bemestar/noticia/2016/06/brasil-tem-maior-numero-de-mortes-por-h1n1-desde-pandemia-de-2009.html Dados obtidos com dados do Ministério da Saúde. Disponível em: http://portalarquivos2.saude.gov.br/images/ pdf/2016/agosto/24/Informe-Epidemiol-gico-Influenza-2016-modelo-com-BI-SE32.pdf. Acessos em: 15 ago. 2018.
a. É possível supor uma causa para a grande redução no número de doentes entre 2009 e 2010?
b. O que pode explicar o aumento do número de mortos entre 2015 e 2016?
UNIDADE 2 — Vida e evolução 196
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Quantas vezes por dia todo o nosso sangue circula pelo coração?
Você já pensou no número de batimentos que o seu coração realiza por dia? É mais ou menos que 10 mil vezes? Qual é o volume de sangue que o seu coração bombeia diariamente?
Quantas vezes os 5 litros de sangue do nosso corpo passam pelo coração?
Antes de responder a essas questões, reúna-se com o seu grupo e faça a atividade proposta.
Material:
• relógio que marque segundos ou um cronômetro
Procedimento
Para calcular quantas vezes nosso coração bate por dia, devemos, em primeiro lugar, estimar quantas vezes ele bate em um curto período – 1 minuto, por exemplo.
A. Coloque os dedos indicador e médio no pescoço ou no pulso (na direção do polegar), como demonstrado nas imagens, e localize uma grande artéria para você contar as pulsações. Cada pulsação corresponde a um batimento cardíaco.
É possível contar os batimentos cardíacos sentindo as pulsações no pescoço (A) ou no pulso (B).
B. Conte quantas vezes a sua pulsação ocorre em 30 segundos. Para facilitar, o professor (ou um colega) marcará o tempo. Ele deve avisar o início e o fim da contagem.
C. No caderno, faça uma tabela como a apresentada a seguir e complete-a com os dados coletados.
Nome do componente do grupo
Quantas pulsações foram contadas em 30 segundos?
Quantas vezes o seu coração bate em 1 minuto?
Agora, responda.
1 | Já sabemos quantas vezes o coração de cada componente do grupo bate por minuto. Agora, calcule quantas vezes ele bate por dia. Lembre-se de que: 1 hora = 60 minutos e 1 dia = 24 horas.
1. Resposta pessoal. O cálculo deve ser: (número de batimentos cardíacos por minutos) × 60 minutos × 24 horas.
O coração de adolescentes entre 12 e 15 anos, em repouso, bate, em média, de 38 a 45 vezes em 30 segundos.
Após as tomadas de dados pelos grupos e a tabela preenchida, você pode solicitar aos estudantes que façam os cálculos para saber qual é a média de batimentos cardíacos dos componentes do grupo quando estão em repouso.
Durante a execução da atividade, lembre aos estudantes de que as tomadas de dados não têm a precisão de um estudo médico controlado, pois as informações não são coletadas com instrumentos adequados. Os dados numéricos encontrados por eles correspondem, aproximadamente, ao número de seus batimentos cardíacos.
Faça uma compilação dos dados obtidos por todos os estudantes da sala de aula e apresente uma estimativa do número médio de batimentos cardíacos da amostra usada na pesquisa (os estudantes). Vários fatores podem interferir nos resultados, por exemplo, o sexo deles, se estão em repouso e calmos, já que podem estar mais tensos no dia da atividade caso esteja programada uma avaliação de aprendizagem, entre outros.
Construa com os estudantes um “estetoscópio caseiro”. O vídeo da página do Manual do mundo demonstra, de maneira simples, como montar um estetoscópio e explica fisicamente como a vibração gerada pelo batimento cardíaco é sentida pela estrutura da nossa orelha média e interna.
Para saber como fazer um estetoscópio, consulte o link: https://tvuol. uol.com.br/video/manual-do-mundo--como-fazer-um-estetoscopio-caseiro-04024C1B3866E4A95326 (acesso em: 18 ago. 2022).
Ciências em ação – Quantas vezes por dia todo o nosso sangue circula pelo coração?
A atividade pode ser trabalhada em conjunto com o componente curricular Matemática. Na atividade são abordadas habilidades como coleta de dados, produção de tabelas, análise e tratamento dos dados e interpretação de resultados.
Ajude os estudantes a aferir a pulsação do coração. Alguns podem ter dificuldade para encontrar o local certo de posicionar os dedos. Depois, peça que façam o procedimento no pulso ou no pescoço de um colega. A dificuldade pode ser ainda maior. Esse exercício estimulará o interesse deles pelo estudo do corpo humano. A percepção dos batimentos cardíacos é uma observação prática do sistema cardiovascular.
Respostas:
1. Resposta pessoal. O cálculo deve ser: (número de batimentos cardíacos por minutos) × 60 minutos × 24 horas.
2. Fazendo atividades físicas, o número de batimentos cardíacos seria maior.
3. São, em média, 103 680 batimentos por dia. Os cálculos são: 72 batimentos por minuto × 60 minutos × 24 horas.
4. O resultado é igual ao volume total de sangue dividido pelo volume que é bombeado por uma batida: 5 000 mL / 70 mL = 71,4. Logo, são necessários, em média, 72 batimentos cardíacos para todo o volume de sangue de um adulto passar pelo coração.
5. Sabendo que o coração bate, em média, 72 vezes por minuto e que esse número corresponde às batidas necessárias para movimentar os 5 L de sangue do nosso corpo, então, em 1 minuto (72 × 70 = 5 040 mL), todo o nosso sangue passa pelo coração. Assim, o número de vezes que ele passa pelo coração corresponde ao número de minutos do dia, ou seja, em média, 1 440 vezes (60 min × 24 h).
2. Fazendo atividades físicas, o número de batimentos cardíacos seria maior.
2 | Se vocês estivessem fazendo exercícios na aula de Educação Física, o número de batimentos cardíacos seria maior ou menor do que o medido na questão 1?
Os números encontrados para cada pessoa podem variar segundo o sexo, a idade, a atividade praticada, entre outros fatores, porém, o número médio de batimentos do coração em adultos, em repouso, é de 72 vezes por minuto. Vamos tomar esse valor como padrão para os nossos cálculos. Em geral, o coração dos adolescentes bate um pouco mais rápido do que o dos adultos.
3 | Quantas vezes bate por dia o coração de um adulto em repouso?
3. São, em média, 103 680 batimentos por dia. Os cálculos são: 72 batimentos por minuto × 60 minutos × 24 horas.
4 | Para calcular quantas vezes todo o nosso sangue é bombeado por dia pelo coração, precisamos saber quanto de sangue cada ventrículo envia para as artérias em um único batimento. Em uma batida, o coração de um adulto em repouso bombeia cerca de 70 mL de sangue em cada contração ventricular. Quantas batidas o coração de um adulto precisa realizar para que os 5 litros de sangue de seu corpo passem pelo coração?
4. O resultado é igual ao volume total de sangue dividido pelo volume que é bombeado por uma batida: 5 000 mL / 70 mL =
71,4. Logo, são necessários, em média, 72 batimentos cardíacos para todo o volume de sangue de um adulto passar pelo coração.
5 | Em média, quantas vezes todo o nosso sangue é bombeado pelo coração em um único dia?
5. Sabendo que o coração bate, em média, 72 vezes por minuto e que esse número corresponde às batidas necessárias para movimentar os 5 L de sangue do nosso corpo, então, em 1 minuto (72 × 70 = 5 040 mL), todo o nosso sangue passa pelo coração. Assim, o número de vezes que ele passa pelo coração corresponde ao número de minutos do dia, ou seja, em média, 1 440 vezes (60 min × 24 h).
Extensão do gelo polar em outubro de 1900
Temas para o desenvolvimento desta unidade
• Propriedades do ar
• Pressão atmosférica
• Composição do ar
• Formação da atmosfera terrestre atual – o papel da fotossíntese
• O efeito estufa
• Localização e importância da camada de ozônio para a Terra (radiação UV)
Extensão do gelo polar em outubro de 2021
Comparação da diminuição da extensão de geleiras do oceano Glacial Ártico entre outubro de 1990 e outubro de 2021 – uma consequência do aquecimento global.
Fonte: https://nsidc.org/data/seaice_ index/archives/image_select. Acesso em: 31 maio 2022.
1 | Que relação você vê entre a altitude de La Paz e o fato de os jogadores recorrerem a cilindros de gás oxigênio depois do jogo? Resposta pessoal.
2 | Em sua opinião, de que forma a atmosfera está relacionada ao derretimento de geleiras? Resposta pessoal.
A BNCC nesta unidade
Competências gerais: 2
Competências específicas: 2, 3
Objetos do conhecimento: Composição do ar Efeito estufa
Camada de ozônio
Fenômenos naturais (vulcões, terremotos e tsunamis).
Placas tectônicas e deriva continental.
Habilidades: EF07CI12, EF07CI13, EF07CI14, EF07CI15, EF07CI16
199
• Formação e degradação do ozônio da ozonosfera
• Ozônio na superfície: poluição atmosférica, ozônio para a esterilização da água e produção de ozônio na estratosfera
• Vulcões ativos e vulcões extintos
• Teoria da deriva continental
• Placas tectônicas; terremotos, maremotos e vulcões
• Ondas na água e tsunamis (princípios de ondulatória)
Respostas:
1. É possível que os estudantes respondam que, na altitude, o ar é mais “ralo”, e esse fator, somado ao esforço para jogar, fazos jogadores sentirem falta de ar.
2. Como “efeito estufa” é um termo amplamente usado pela mídia em geral, é bem possível que os estudantes o citem como responsável pelo aquecimento global. É importante que eles manifestem suas ideias para que possíveis visões errôneas sobre esse fenômeno possam ser sondadas. Na realidade, o efeito estufa é um fenômeno natural e indispensável à vida na Terra. O que preocupa é sua intensificação, e não sua existência. No final do capítulo, eles terão a oportunidade de rever a resposta que deram a essa questão e de corrigi-la, se necessário.
Objetos do conhecimento: Composição do ar, efeito estufa.
Habilidades: EF07CI12, EF07CI13 , EF07CI14
Temas para o desenvolvimento deste capítulo
• Propriedades do ar
• Pressão atmosférica
• Composição do ar
• Formação da atmosfera terrestre atual – o papel da fotossíntese
• O efeito estufa
Início de conversa
Além das situações representadas nas imagens, peça aos estudantes que citem outras situações que envolvem a presença de ar.
Muitas vezes, percebemos ou lembramos que o ar está ao nosso redor somente quando sentimos seus efeitos, como ao sentir uma brisa refrescante em um dia de calor intenso.
Todos os seres vivos da superfície da Terra dependem, direta ou indiretamente, de um ou mais componentes do ar para sobreviver. Além disso, muitas atividades cotidianas aparentemente simples, como encher balões de borracha, boias ou pneus, tomar refrigerante de canudinho, acender uma velinha de aniversário, viajar de avião e, claro, respirar, não ocorreriam se não houvesse a presença do ar.
Observe as imagens e responda as questões a seguir.
1 | O que faz o pneu sustentar o carro? O ar que foi introduzido nele.
2 | O que impede que o paraquedas e a asa-delta despenquem em queda livre? O ar que está sob esses equipamentos.
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Para entender os fenômenos dos quais o ar participa – os fenômenos atmosféricos –, é importante o estudo de algumas propriedades do ar, apresentadas a seguir.
A capacidade que os materiais têm de sofrer compressão e descompressão e voltar a seu estado inicial é chamada elasticidade. O ar também apresenta essa propriedade, que pode ser verificada no exemplo dado a seguir.
O ar e suas propriedades
É importante esclarecer que as propriedades do ar consideradas neste estudo são propriedades que caracterizam ou descrevem a condição de um sistema, e não de uma substância ou mistura de substâncias que o constituem. Para a descrição da condição da maioria dos sistemas, bastam quatro propriedades: massa, volume, pressão e temperatura. Nenhuma dessas propriedades caracteriza uma substância, ou seja, elas não são propriedades específicas. Isso ocorre porque uma única substância pode ter qualquer massa, qualquer volume, qualquer pressão ou qualquer temperatura, dependendo da fase em que é considerada. Por sua vez, as propriedades específicas, (temperatura de fusão, temperatura de ebulição, densidade, cor e brilho) permitem caracterizar uma substância.
Quando o ar é comprimido pelo êmbolo dentro do tubo de uma seringa com o bico tampado (representação B), ele passa a ocupar menos espaço (volume menor) e a exercer mais força nas paredes internas do tubo da seringa, ou seja, a pressão do ar dentro da seringa aumenta. Percebemos esse aumento de pressão quando colocamos dentro dela algumas bolhinhas de plástico bolha e observamos o que acontece com elas ao empurrar o êmbolo: elas diminuem de tamanho, isto é, comprimem-se.
O contrário acontece quando o êmbolo é puxado (representação C ). O ar dentro do tubo passa a ocupar volume maior do que antes. Com isso, a pressão do ar dentro da seringa diminui, e as bolhinhas de plástico aumentam de tamanho.
Portanto, o volume de ar diminui quando o ar é comprimido. O contrário também é verdadeiro: quanto menor for a pressão exercida sobre essa mesma quantidade de ar, maior será seu volume. Todos os gases ou misturas de gases, como o ar, apresentam essas características.
As situações representadas nas imagens podem ser reproduzidas em sala de aula ou no laboratório. Com uma seringa de 20 mL (sem a agulha) e algumas bolhas intactas recortadas de plástico-bolha, é possível replicar o que está representado em cada uma das três situações. Se você tiver oportunidade, separe os materiais e peça aos estudantes que façam a atividade. O plástico-bolha pode ser adquirido em lojas de embalagens ou papelarias. Existem também plásticos coloridos, que podem facilitar a observação do que ocorre em cada situação.
A compreensão da existência da pressão atmosférica exige uma abstração muito grande dos estudantes, pois é difícil para eles assimilar que o ar exerce pressão quando não está confinado dentro de um recipiente. A pressão atmosférica é o resultado da atração gravitacional da Terra na mistura de gases que compõem a atmosfera. Ela corresponde ao “peso” da coluna de ar que vai desde o nível considerado até o limite superior da atmosfera. As unidades de pressão no Sistema Internacional de Unidades (SI) são o pascal (Pa) e um múltiplo dele, bastante utilizado em boletins meteorológicos, o hectopascal (hPa): 1 hPa = 100 Pa. A relação de conversão entre as unidades de pressão pode ser expressa da seguinte forma:
1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg = =1 013 hPa. Cabe destacar que esses valores correspondem à pressão exercida sobre um ponto situado no nível do mar.
Pressão atmosférica e sustentação de líquidos
Procure demonstrar o experimento descrito em sala de aula. O material é fácil de ser adquirido. Basta uma garrafa PET de 2 L com um furo de aproximadamente 0,5 cm de diâmetro na tampa, água e um copo tipo americano. O furo na tampa pode ser feito com uma ponta aquecida de chave de fenda pequena (preferencialmente, uma chave Phillips).
Pergunte aos estudantes se já viram bebedouros para passarinhos que algumas pessoas costumam pendurar em árvores, em algum lugar do quintal ou em janelas. Nesses bebedouros, ocorre o mesmo fenômeno que eles observaram na garrafa: a água é sustentada no recipiente pela pressão atmosférica.
A distribuição de ar na atmosfera não é uniforme. À medida que aumenta a altitude em relação ao nível do mar, o ar vai se tornando cada vez menos concentrado, isto é, rarefeito
O ar que constitui a atmosfera também exerce pressão sobre os corpos imersos nela. Essa pressão é chamada pressão atmosférica
Não é só na Terra que há pressão atmosférica. Qualquer astro celeste (planeta, satélite) que tenha camada gasosa ao seu redor terá pressão atmosférica.
Quando uma garrafa plástica com água dentro e um pequeno furo na tampa é despejada em um copo, a quantidade de água que escoa é muito pequena. Em poucos instantes, a pressão atmosférica consegue segurar a coluna de água que está na garrafa, pois se equilibra com a pressão exercida pelo líquido.
Se apertarmos essa garrafa plástica, a pressão no seu interior aumentará, isto é, ficará maior do que a pressão atmosférica, e a água escoará para o recipiente.
Se na garrafa, cheia de água e emborcada, for feito um furo no fundo, o contato que se estabelece entre o ar do seu interior e a atmosfera igualará a pressão do ar dentro da garrafa com a pressão atmosférica. Nesse caso, a coluna de água da garrafa exercerá uma pressão maior do que a pressão atmosférica e o líquido escoará pelo furo da tampa.
A pressão atmosférica impede que a água saia da garrafa, mesmo com a tampa furada.
Quando aperta-se a garrafa, a pressão do seu interior aumenta e, assim, a água passar a gotejar.
O ser humano sempre sentiu os efeitos da pressão atmosférica. Entretanto, uma questão que intrigava os cientistas era se ela variava de um lugar para outro ou se era sempre a mesma. Somente no século XVII foi dada uma resposta a essa questão, graças aos trabalhos do cientista italiano Evangelista Torricelli (1608-1647).
Glossário
Emborcar: colocar de boca para baixo. Intrigar: despertar a curiosidade.
Torricelli conseguiu experimentalmente medir a pressão atmosférica. Para isso, pegou um tubo de vidro com aproximadamente 100 cm (1 000 mm) de comprimento, fechado em uma extremidade, e encheu-o completamente de mercúrio.
Depois de tampar a abertura, emborcou o tubo de vidro cheio de mercúrio em um recipiente que também continha mercúrio. Esse metal é líquido nas condições do ambiente.
Ao destampar o tubo, Torricelli verificou que o mercúrio dentro dele sempre descia até o mesmo nível, cerca de 76 cm (760 mm).
A pressão atmosférica é dada pela força que a coluna de ar exerce por unidade de área. Assim, quanto maior a altitude, menor é a coluna de ar sobre a área em questão. Como a coluna de ar é menor, a pressão atmosférica também será menor. De maneira análoga, é possível pensar a pressão hidrostática, que é a força exercida pela coluna de líquido, por unidade de área. Quanto maior for a coluna de líquido, maior será a pressão. Essa comparação é apenas para fins didáticos, pois existem particularidades em relação à pressão atmosférica, como a quantidade de vapor de água, que fazem seu comportamento ser ligeiramente diferente do da pressão hidrostática.
Representação da experiência de Torricelli. (A) Tubo com mercúrio tampado; (B) tubo emborcado; e (C) tubo após o resultado.
Atenção! Não tente reproduzir o experimento em casa, pois o mercúrio é um metal que não pode ser inalado, ingerido ou manuseado sem proteção.
Depois de realizar o experimento diversas vezes, Torricelli observou que os resultados eram bem semelhantes. Concluiu, então, que o mercúrio não descia completamente até esvaziar o tubo porque a pressão atmosférica que atuava na superfície do líquido do recipiente equilibrava a coluna de mercúrio, impedindo que ele descesse.
Explore a tabela que relaciona a pressão atmosférica com a altitude, de modo que os estudantes percebam a tendência geral, que mostra a diminuição da pressão devido à altitude. Você pode pedir a eles que pesquisem a altitude de algumas cidades das diferentes regiões brasileiras e ordenem-nas de acordo com a pressão atmosférica. Por exemplo: Gramado (RS), Campina Grande (PB), Brasília (DF), Vitória (ES), São Joaquim (SC), Manaus (AM), entre outras. Peça que pesquisem também a altitude da cidade em que moram.
Atualmente, há até barômetros em aplicativos de celulares. Para seu conhecimento e possível ampliação da discussão com os estudantes sobre tipos de barômetro, sugerimos que consulte o site pelo link: https://www.oficinadanet.com. br/smartphones/33323-o-que-ebarometro-e-para-que-serve-emdispositivos (acesso em: 28 mar. 2022).
É importante chamar a atenção para o fato de a experiência de Torricelli ter sido realizada ao nível do mar. Ao repetir essa experiência no alto de uma montanha, outros cientistas observaram que a altura da coluna de mercúrio atingia um valor menor do que 76 cm de mercúrio. Com isso, concluíram que a pressão atmosférica diminuía à medida que a altitude aumentava.
A tabela a seguir mostra como a pressão atmosférica varia com a altitude.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Glossário
cmHg: unidade de medida de pressão atmosférica; lê-se “centímetro de mercúrio”.
Hg: símbolo do mercúrio, metal líquido em temperatura ambiente.
Fonte: LEITURAS de Física. Física Térmica, para ler, fazer e pensar. Instituto de Física da Universidade de São Paulo, jun. 1998. Disponível em: http://www.if.usp.br/gref/termo/termo3.pdf. Acesso em: 31 maio 2022.
[...] Ingressou na faculdade Jesuíta de Faenza em 1624 e depois foi estudar na Universidade de Roma – La Sapienza [...]. Durante vários anos subsequentes, Torricelli foi secretário de outros importantes professores, dentre eles, Galileu.
Torricelli sucedeu a Galileu assumindo o posto de matemático da corte do Gran Duque de Toscana Ferdinando II em 1642, em Florença, posto que ocupou até a sua morte.
Torricelli descobriu o princípio do barômetro e foi o primeiro homem a criar o vácuo. Em 1643, propôs uma experiência que foi executada posteriormente pelo seu colega Vincenzo Viviani. Tal experimento conduziu ao desenvolvimento do barômetro. [...] [...]
Através de sua habilidade na construção de lentes, equilibrava suas finanças. Fabricava telescópios e um tipo de microscópio. Devido à sua morte prematura, aos 39 anos, no dia 25 de outubro de 1647, em Florença, Itália, muitas de suas ideias foram divulgadas postumamente através de seus colegas ingleses Isaac Barrow e James Gregory, que viveram algum tempo na Itália. [...]
EVANGELISTA Torricelli (1608-1647). E-cálculo, [s.d.]. Disponível em: http://ecalculo.if.usp.br/historia/torricelli.htm. Acesso em: 31 maio 2022.
1. É possível que os estudantes respondam espontaneamente que, na praia, a pressão é maior e comprime as orelhas. Essa questão poderá ser retomada e a resposta corrigida mais adiante, com base no que ainda estudarão neste capítulo sobre a anatomia das orelhas.
1 | Se você já desceu a Serra do Mar de carro ou ônibus para visitar a praia, deve ter sentido uma forte sensação de pressão nas orelhas. Utilize seus conhecimentos e registre uma explicação para esse fenômeno no caderno.
2 | Um avião a jato para transporte de passageiros voa em uma altitude próxima de 10 000 m. Dentro da cabine, entretanto, a pressão do ar é controlada para valores próximos da pressão atmosférica de um local a 2 000 m de altitude. Quantas vezes a pressão do ar de dentro da cabine é maior do que a do ar externo da aeronave?
Resposta: 60/21 = 2,85 vezes.
Se a experiência de Torricelli fosse realizada no alto do monte Everest, com quase 9 000 m de altitude, o mercúrio dentro do tubo ficaria na marca de 24 cm. Podemos dizer, então, que a pressão atmosférica exercida pela camada de ar no pico do Everest seria de, aproximadamente, 24 cm de mercúrio. No alto de uma montanha, a pressão atmosférica é menor do que ao nível do mar. Dessa forma, quando viajamos de um local montanhoso para o litoral, a pressão atmosférica exercida sobre nosso corpo e todos os objetos aumenta.
Situe os estudantes na época e no momento histórico vivido por Torricelli. Outras informações devem ser pesquisadas na internet. O importante é salientar que, independentemente da validade das explicações e das hipóteses levantadas por pesquisadores do passado, elas têm de ser analisadas no contexto do momento histórico vivido por eles, até porque, no futuro, boa parte do que consideramos verdade hoje pode ser aprimorado, assim como fazemos com as concepções criadas no passado.
Discuta com os estudantes as duas questões. Procure sondar as ideias deles sobre o que afeta os ouvidos na descida da serra e retome essa questão após as explicações sobre a anatomia das orelhas. Ao discutir a questão 2, comente que o ar externo à aeronave é irrespirável, por falta de gás oxigênio. Por isso, a cabine de passageiros é pressurizada como se estivesse a uma altitude próxima dos 2 000 m, em que o ar é respirável. Caso ocorra uma
súbita despressurização da cabine, caem de compartimentos acima dos bancos máscaras de gás oxigênio para que sejam usadas até que o avião desça o mais rapidamente possível a altitudes em que os passageiros possam respirar.
1. Ao descer a serra ou ao viajar de avião, a pressão atmosférica aumenta do lado de fora da membrana timpânica, e a pressão na orelha externa fica maior do que na orelha interna.
2. A pressão atmosférica diminui do lado de fora da membrana timpânica, a pressão na orelha externa fica menor do que na orelha interna.
Com o intuito de auxiliá-lo na discussão desse item com os estudantes, disponibilizamos as seguintes imagens:
Conforme podemos observar no esquema, quanto maior a pressão exercida pela atmosfera, representada pelas setas azuis, mais mercúrio permanecerá dentro do tubo.
Em variadas altitudes, a coluna de mercúrio tende a se igualar à pressão atmosférica externa, exercendo a mesma força sobre o líquido dentro do tubo, conforme indica a seta amarela.
A seta vermelha marca a variação da altura que a coluna de mercúrio alcança dentro do tubo, de acordo com as pressões atmosféricas diferentes.
O valor da pressão atmosférica ao nível do mar é geralmente utilizado como uma unidade de pressão, denominada 1 atmosfera ou 1 atm. Essa unidade corresponde à pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 76 cm de altura. Podemos, portanto, estabelecer a seguinte relação: 1 atm = 76 cm de mercúrio. A pressão atmosférica de um lugar é causada pelo peso da coluna de ar existente sobre ele. No topo de uma montanha de 3 000 m de altitude, a coluna de ar, medida desde esse ponto até o limite superior da atmosfera, exerce menor pressão do que uma coluna de ar que vai desde o litoral até o mesmo limite da atmosfera. Quanto maior é a altitude, mais rarefeito é o ar atmosférico; portanto, menor é a pressão que ele exerce. Veja a imagem a seguir.
partículas de ar
A variação de pressão atmosférica é percebida por muitas pessoas quando sobem ou descem uma serra, pois ficam com uma sensação auditiva diferente. Isso ocorre por causa da variação de pressão atmosférica entre o topo e o pé da montanha. O organismo de algumas pessoas demora mais tempo para equilibrar a pressão do interior da orelha com a pressão atmosférica, por isso elas têm sensação de surdez e incômodo na orelha quando descem rapidamente uma serra. O efeito da variação de pressão na orelha interna e na externa se torna mais desconfortável quando a pessoa tem a tuba auditiva obstruída. Observe as imagens e responda às questões a seguir.
abaulamento da membrana timpânica
meato acústico externo orelha média orelha interna
membrana timpânica
Solicite aos estudantes que observem nas figuras o efeito da variação da pressão atmosférica na membrana timpânica: como a orelha externa está em contato direto com o ar, a pressão nela está mais sujeita a alterações decorrentes de variações da pressão atmosférica. Já a orelha interna não tem contato direto com o ar atmosférico, dessa forma pode haver uma diferença de pressão temporária entre a orelha externa e a orelha interna, o que provoca uma deformação na membrana timpânica.
obstrução da tuba auditiva
tuba auditiva abaulamento da membrana timpânica para o interior obstrução da tuba auditiva Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Fonte: CARLSON, N. R. Fisiologia do comportamento. São Paulo: Manole, 2002. p. 203; SOBOTTA, J. Atlas de anatomia humana. 22. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. p. 379.
Representações esquemáticas da orelha humana. Na ilustração (A), a pressão atmosférica é de mesma intensidade nos dois lados da membrana timpânica. Na ilustração (B), vemos que a pressão atmosférica aumenta do lado de fora da membrana timpânica e sentimos certo desconforto. Isso acontece porque a pressão na orelha externa fica maior do que na orelha interna.
1 | Qual é o efeito causado pela variação da pressão atmosférica na membrana timpânica de uma pessoa que parte de uma cidade no planalto, por exemplo, a 1 000 m de altitude, em direção a uma cidade litorânea ao nível do mar? Resposta no Manual do Professor.
2 | Como ocorre a variação da pressão atmosférica sobre a membrana timpânica de uma pessoa que parte de uma cidade litorânea em um avião cuja cabine não é pressurizada e sobe rapidamente para uma altitude de 2 000 m? Resposta no Manual do Professor.
Depois que os estudantes analisarem o texto e responderem às questões deste item, retome a questão 1 da seção Expansão de repertório anterior e peça que a reformulem, se necessário.
Em relação à questão 4, comente com os estudantes que é preciso ter muito cuidado quando se opta por colocar bebedouros para beija-flores. Geralmente, as pessoas colocam água com açúcar para atrair esses animais. Essa opção envolve dois problemas: o primeiro é que a água pode se contaminar caso não haja higiene adequada e troca constante do líquido, e o segundo é que os animais podem criar o hábito de buscar essa fonte de alimento e, na falta dele, podem ser prejudicados. Portanto, não é recomendável a colocação de bebedouros com água adocicada para os beija-flores.
O instrumento utilizado para medir a pressão atmosférica é o barômetro. Existem barômetros de diversos tipos, dois deles estão ilustrados nas imagens seguintes.
Nota-se que há duas escalas numéricas: uma em milímetros de mercúrio (mmHg) e outra em hectopascals (hPa). Hectopascal é uma unidade internacional de medida de pressão; 760 mmHg correspondem, aproximadamente, a 1 013 hPa. Nesse modelo de barômetro, há também um termômetro acoplado.
Além de fornecer a pressão atmosférica em diferentes unidades de medida, esse barômetro digital registra a pressão máxima e a pressão mínima que ocorrem durante o período em que estiver acionado. Ele também registra a temperatura.
A medida da pressão atmosférica é muito utilizada para auxiliar os meteorologistas na previsão de chuvas ou tempestades e para determinar a altitude de um lugar.
1 | Indique no caderno a alternativa que completa corretamente a frase abaixo.
Um balão de festa cheio de ar é colocado em um recipiente fechado. Se a pressão do ar ao redor do balão aumentar, ele:
a. ficará menor. b. explodirá.
Resposta: Alternativa a
c. ficará maior.
2 | Considere a figura a seguir, que mostra uma bola de futebol em três condições diferentes, A, B e C, e responda às questões.
a. Em que condição a pressão do ar dentro dessa bola é maior? Na condição C.
b. Em que condição a pressão dentro da bola é igual à pressão atmosférica? Na condição A.
c. De que maneira podemos deixar a pressão do ar dentro da bola da condição B igual à pressão do ar dentro da bola da condição C? Introduzindo mais ar dentro da bola.
3. Em altitudes mais elevadas, a pressão externa ao balão diminui, o que faz o gás contido nele se expandir, aumentando de volume. É semelhante ao que acontece com as bolhinhas de plástico dentro de uma seringa com o bico vedado quando puxamos o êmbolo.
3 | Imagine que você foi a uma festa numa cidade que está ao nível do mar. Lá você ganha um balão de aniversário, mas, ao voltar para casa, a uma altitude de 1 700 m, ele expande seu tamanho. Justifique por que isso acontece.
4 | Uma pessoa colocou água em um bebedouro de aves e notou que, apesar de a água estar em um nível muito superior ao da saída, ela se manteve no mesmo nível no local em que as aves bebiam. Explique por que a água não sai toda de uma vez do bebedouro, embora haja uma abertura no frasco.
Bebedouro para aves.
4.Quando a água desce pelo tubo do bebedouro, a pressão exercida pela coluna de água e pelo ar do seu interior quase se equilibra com a pressão atmosférica. Desse modo, a pressão atmosférica, sendo ligeiramente superior à do material do interior do tubo, detém a coluna de líquido.
O ar é formado por vários gases misturados, partículas em suspensão e vapor de água. Os gases presentes em maior quantidade são o nitrogênio, o oxigênio e o argônio. Se pudéssemos separar os componentes de uma porção de ar sem poeira e sem vapor de água, portanto limpo e seco, seria possível verificar que a atmosfera é formada por 78 partes de gás nitrogênio, 21 partes de gás oxigênio e 1 parte de gás argônio, gás carbônico e outros gases atmosféricos. O esquema a seguir indica a composição química aproximada da atmosfera.
Explore a imagem que representa a composição do ar, A imagem é formada por 100 quadradinhos. Cada quadradinho representa uma parte em 100 partes, ou seja, 1%.
Optamos pela utilização do termo “partes do componente X por 100 partes de ar” por ser mais abrangente e mais bem compreendido pelos estudantes. A utilização, neste momento, de “litros por 100 litros de ar (% em volume)” poderia confundi-los, pois os gases tendem a ocupar todo o volume disponível. Assim, cada componente da mistura gasosa, que é o ar, ocupa todo o volume disponível. Quando dizemos que a porcentagem em volume de oxigênio no ar é 21%, significa que, se o oxigênio for separado de 100 litros de ar nas mesmas condições de pressão e temperatura, ele ocupará o volume de 21 litros.
Gás nitrogênio
Gás oxigênio
Outros gases
A composição atual da atmosfera é estável há milhares de anos, mas nem sempre foi assim. Pesquisas mostram que ela sofre alterações desde a formação do planeta até hoje. As atividades vulcânicas e os processos biológicos contribuíram para essa mudança.
Discuta o texto com os estudantes, de modo que percebam as grandes mudanças na composição da atmosfera ocorridas em bilhões de anos. Chame a atenção para o fato de a atmosfera primitiva do planeta não permitir a existência de vida aeróbia, tal como a conhecemos hoje, uma vez que não havia gás oxigênio.
Leia com atenção o texto a seguir e responda à questão no caderno.
A Terra tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos. Seria pouco provável que nosso planeta tivesse permanecido por todo esse tempo idêntico, na sua forma e na sua composição, ao planeta que hoje habitamos. O mesmo ocorre com a atmosfera terrestre, que nem sempre apresentou a mesma composição química que a atual [...]. Muito embora todos nós tenhamos a ideia de que grandes mudanças devem ter ocorrido nesses bilhões de anos, sempre nos resta uma pergunta: como podemos reconstituir a atmosfera terrestre primitiva [...]? Simplesmente tentando entender as marcas deixadas por essas transformações no nosso planeta através da química, da geologia e da biologia [...]. E à medida que desvendamos as grandes transformações químicas que a atmosfera terrestre vivenciou, procuramos avaliar quais foram as consequências dessas mudanças para a manutenção da vida na Terra. [...]
[...] há aproximadamente 3,5 bilhões de anos [...] estima-se que nosso planeta apresentava uma atmosfera bastante [...] castigada por altas doses de radiação UV [...] e também não havia oxigênio suficiente para atuar como filtro dessa radiação, como ocorre na estratosfera atual [...] conclui-se que a atmosfera primitiva era rica em hidrogênio, metano e amônia. Estes dois últimos [...] muito provavelmente terminavam se transformando em nitrogênio e dióxido de carbono. [...]
[...] composição química da atmosfera da Terra é fruto da vida que se desenvolveu no planeta há mais de 3,5 bilhões de anos. O oxigênio que hoje compõe a atmosfera é quase todo produto [de] processos biológicos [...].
Dióxido de carbono: o mesmo que gás carbônico ou CO2
JARDIM, W. F. A evolução da atmosfera terrestre. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, São Paulo, n. 1, edição especial, maio 2001. Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/evolucao.pdf. Acesso em: 31 maio 2022. A tabela a seguir mostra os gases predominantes na atmosfera atual dos planetas do Sistema Solar.
Planeta Gases predominantes na atmosfera
Júpiter hidrogênio, hélio, metano e amônia
Saturno hidrogênio, hélio, metano e amônia
Urano hidrogênio, hélio e metano
Netuno hidrogênio, hélio e metano
Mercúrio praticamente não tem atmosfera
Vênus gás carbônico e nitrogênio
Marte gás carbônico e nitrogênio
Terra nitrogênio e oxigênio
1 | Há cerca de 3,5 bilhões de anos, a atmosfera primitiva da Terra apresentava condições que permitiriam a existência dos seres vivos que conhecemos atualmente? Justifique sua resposta. Não. Justificativa possível: Não havia gás oxigênio e as radiações UV eram muito intensas, impedindo a sobrevivência dos seres vivos.
A maior parte dos organismos vivos elimina gás carbônico no ambiente ao respirar. Nesse processo, os seres vivos absorvem o gás oxigênio e liberam dióxido de carbono (gás carbônico) continuamente no ambiente. Embora isso ocorra há muitos milhões de anos, a composição atual da atmosfera tem se mantido praticamente a mesma.
plantas criam oxigênio pela fotossíntese
queima de combustível fóssil
CO2 na atmosfera luz do Sol
fotossíntese pelos produtores
respiração animal
respiração das plantas
fixação de carbono pelos consumidores
A relação entre o gás carbônico e o gás oxigênio na atmosfera
O estudo desse tema é fundamental para que os estudantes possam entender a fotossíntese e a respiração como processos compensatórios.
animais e plantas respiram oxigênio
decomposição
fósseis e combustíveis fósseis
Por que a taxa de gás carbônico não aumenta rapidamente na atmosfera? Além da respiração, existe outro processo, também realizado por seres vivos, que equilibra as taxas de gás carbônico (CO2) e de gás oxigênio (O2) atmosféricos: a fotossíntese, que é um processo realizado pelas plantas e pelas algas fotossintetizantes em que o gás carbônico é absorvido do ambiente e o oxigênio gasoso é liberado no ambiente.
Esquema da fotossíntese: as plantas e as algas absorvem o CO2, sintetizam glicose e eliminam O2
O aparecimento dos primeiros seres vivos capazes de realizar fotossíntese foi, sem dúvida, fundamental para a formação da atmosfera atual, pois, sem esse processo, a atmosfera terrestre não teria o teor de gás oxigênio que apresenta atualmente.
Eles devem observar na imagem que o CO2 é produzido tanto por animais (exemplificado na figura por uma vaca) quanto por processos de combustão (representados pelas chaminés) e vegetais (ilustrado na figura por uma árvore). Ao mesmo tempo que produz o CO2, a árvore o consome para realizar a fotossíntese. Talvez os estudantes perguntem por que o capim não está representado no processo de produção e absorção do CO2. Explique que o esquema do livro é apenas um exemplo. Pode ser feito um exercício de generalização por meio das perguntas:
• O que mais produz CO2?
• O que mais consome CO2?
Na imagem deste esquema, o consumo e a produção de CO2 e O2 estão representados pelos vegetais. Repare que, para o processo de produção de O2, é necessário haver luz solar, água e sais minerais, também representados na figura. Caso os estudantes perguntem (apesar de não estar representado na figura), o gás oxigênio liberado pelas plantas é o que está presente na água, e não o que está presente no CO2
Muitos microrganismos respiram anaerobicamente. Neste processo, a matéria orgânica é transformada em energia e são liberados outros compostos como ácidos ou etanol para o ambiente. Outros microrganismos usam compostos inorgânicos no processo e o gás liberado ao final pode ser nitrato, nitrito, sulfeto de hidrogênio, entre outros gases.
No estudo desse tema, é importante que você reforce a ideia de que o efeito estufa é um fenômeno natural e indispensável à vida na Terra. É sua intensificação, provocada pelo aumento de gases estufa na atmosfera, que pode provocar o tão falado “aquecimento global”.
O texto seguinte poderá contribuir para você enriquecer os debates em sala de aula.
A mudança climática é o maior e mais complexo problema ambiental da atualidade. O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) aponta que as emissões antropogênicas de gases do efeito estufa (GEE) são provavelmente a principal causa do aumento da temperatura desde meados do século XX e, portanto, a maior responsável pelo desequilíbrio ambiental vigente (IPCC, 2013).
As projeções feitas pelo IPCC no Quinto Relatório de Avaliação (AR5) indicam que as mudanças ocorrerão mesmo em diferentes cenários de emissão e que, caso se mantenham os níveis atuais, a previsão para o final do século seria um aumento de 2,6 a 4,8 graus Celsius na temperatura média global, com incremento de 0,45 a 0,82 metro no nível do mar.
A comunidade de pesquisa científica internacional sobre o clima concluiu que as atividades humanas estão mudando o clima da Terra de forma a aumentar os riscos para as cidades. Essa conclusão baseia-se em diferentes tipos de evidências, incluindo a história do clima da Terra, e nas observações de mudanças no registro recente do histórico de clima, dos quais resultam novos padrões de extremos climáticos e modelos de clima global (ROSENZWEIG et al., 2015). Saiba mais sobre as mudanças climáticas em: RIBEIRO, S. K. ; SANTOS, A. S. (ed.) Mudanças climáticas e cidades. Relatório Especial do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas – PBMC. Rio de Janeiro: PBMC COPPE – UFRJ, 2016. p. 18. Disponível em: http://www. pbmc.coppe.ufrj.br/documentos/ Relatorio_UM_v10-2017-1.pdf (acesso em: 26 ago. 2022).
Seria interessante a seleção de outros textos sobre o tema para trazer mais informações para os estudantes em sala de aula.
A atmosfera retém uma parte da radiação solar recebida pelo planeta, impedindo que ela seja totalmente refletida para o espaço: esse é o efeito estufa. Ao manter o calor na superfície da Terra, a atmosfera garante uma temperatura média amena na crosta terrestre. Se os gases do ar refletissem toda a luz solar, a Terra seria coberta por uma camada de gelo e teria uma temperatura média de 17 °C negativos. Portanto, o efeito estufa é natural e importante para a existência de vida na Terra.
Os gases do efeito estufa funcionam semelhantemente a uma estufa de plantas. A estrutura de vidro retém o calor recebido durante o dia, mantendo uma temperatura agradável e adequada no recinto.
O gás carbônico (CO2), o metano (CH4) e o monóxido de nitrogênio (NO) são gases de efeito estufa. O que aconteceria com a temperatura média do planeta se a concentração desses gases na atmosfera aumentasse demais? Essa é uma questão debatida pelos cientistas.
Pesquisadores reconhecem que esse aquecimento é importante para a manutenção da vida no planeta e que ele ocorre há milhões de anos. Porém, vários grupos de cientistas que estudam as variações das condições atmosféricas ao longo do tempo defendem que a elevação da temperatura média do planeta nos últimos séculos tem como causa o aumento da emissão de gases de efeito estufa gerados por atividades humanas. As principais fontes desses gases são o uso de combustíveis fósseis, os desmatamentos e as queimadas.
O aumento da temperatura média do planeta nos últimos séculos é chamado de aquecimento global
acumulação de CO e outros gases causadores do efeito estufa
calor que retorna à Terra
calor que escapa para o espaço
absorção de calor pela Terra
radiação
calor irradiado pela Terra troposfera estratosfera
Fonte: INPE. Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. Efeito
Aquecimento global
O debate de ideias divergentes é frequente na Ciência. Em relação às causas e às consequências do efeito estufa, há posições bem diferentes.
1. A atividade humana é responsável pelo aquecimento global Cientistas fazem previsões sobre as consequências do aquecimento global dos últimos séculos para os dias atuais: drásticas alterações climáticas em muitas regiões do planeta (mudanças nas correntes de vento, na intensidade das chuvas e no período seco), derretimento das geleiras da calota polar, elevação do nível médio do mar e desertificação permanente de várias regiões da Terra. Segundo eles, a atividade humana é responsável pelo rápido aumento da temperatura da atmosfera, e o problema seria minimizado com o controle rigoroso da emissão de gases de efeito estufa.
2. O aquecimento global é um processo natural de longo prazo
Outro grupo de cientistas acha a visão anterior muito alarmista e defende a redução da emissão de gases de efeito estufa produzidos pelo ser humano como forma de diminuir os problemas ambientais das metrópoles. Mas são categóricos ao afirmar que o aumento da temperatura média do planeta vem ocorrendo há bastante tempo, muito antes de o ser humano começar a usar intensivamente os combustíveis derivados do petróleo e fazer queimadas em extensas áreas do planeta. Para esses cientistas, o aquecimento global não começou no século passado, mas muito antes, e faz parte de um ciclo natural de aquecimento e resfriamento do planeta.
1 | Pesquise e discuta os argumentos usados por esses dois grupos de cientistas. Com qual deles você concorda? Resposta pessoal.
2 | Que argumentos você usaria em favor da posição que assumiu ao responder à questão anterior? Resposta pessoal.
O ar atmosférico: propriedades e composição CAPÍTULO 7 213
Devemos ficar atentos às ações que propiciam melhores condições de sobrevivência no planeta, além de continuar estudando as condições do passado e as alterações atuais do clima em todo o globo.
2. Uma vez realizada a pesquisa pelos estudantes e escolhida a posição de cada um, organize a turma em dois grupos – cada um defenderá uma posição – e organize um debate. Combine com eles as regras para a realização do debate: tempo de fala de cada grupo, tempo para réplica e tempo para a conclusão final.
Estimule-os a assumir sua posição com base em argumentos fundamentados em dados e informações. O debate é uma prática comum na Ciência e muito importante do conhecimento humano. Uma das principais características da Ciência é seu dinamismo – o que se considera verdade hoje pode não ser no futuro. Você pode organizar um debate em sala de aula com base nas posições assumidas pelos estudantes.
A Ciência não é um campo do conhecimento pronto e definitivo. Ela é constantemente reestruturada e sofre a influência de forças sociais que atuam nas comunidades. Além disso, há os valores individuais e a cultura de um povo, com os quais o cientista comunga e dos quais faz parte. Nesta atividade, você deve procurar informações atualizadas sobre o aquecimento global: Ele decorre da atuação humana ou é um processo de longo prazo que vem acontecendo nos últimos milhares de anos?
1. Oriente os estudantes a buscar mais informações a respeito do aquecimento global. Eles podem fazer buscas na internet utilizando palavras-chave como: aquecimento global, aquecimento global e atividades humanas; aquecimento global: causas. Peça que deem preferência a sites de instituições públicas ou privadas de ensino e pesquisa ou de organizações não governamentais. Eles também podem pesquisar em livros e artigos de revistas e jornais.
Lendo e compreendendo os argumentos de cada grupo, os estudantes perceberão que há opiniões diferentes sobre o mesmo tema. Eles também devem formar uma opinião relacionando o material lido com os conhecimentos prévios. Por fim, devem ser capazes de formular uma argumentação própria e coerente, independentemente do ponto de vista defendido.
Agora, já é possível retomar as respostas que os estudantes deram na seção Panorama, no início desta unidade. Solicite a eles que releiam as respostas que deram às questões e reformulem-nas, se for necessário.
A apresentação de ideias científicas em dois momentos históricos diferentes permite que os estudantes reconheçam o processo dinâmico da atividade científica.
Uma atividade possível é pedir a eles que identifiquem um debate científico que esteja em curso e apresentem ideias em defesa das explicações existentes. Um exemplo seria o debate sobre o uso da energia nuclear e a importância do conhecimento científico para usá-la ou não.
Neste capítulo, foram abordados alguns dos aspectos relacionados ao ar e seu papel em nossa vida, como a pressão atmosférica, a composição do ar e o efeito estufa. Reveja as respostas que deu às questões propostas no início desta unidade, na seção Panorama. Você precisa modificar alguma das respostas que deu? Modifique-as se achar necessário.
Ideias sobre o vazio
[...] no século IV a.C., Aristóteles já pensava em conceitos como o de vazio (vácuo). Para ele, não se podia conceber na natureza um espaço vazio, ou seja, “a natureza tem horror ao vácuo” (Bassalo, 1996, p. 97).
[...]
Sextus Empiricus [...], ao contrário de Aristóteles, defendia a existência do vácuo para que pudesse haver movimento, como relatado num trecho de seu livro [...]:
“[...] pois se o vazio não existisse, o movimento também não deveria existir, pois o móvel não teria um lugar por onde passar, se todas as coisas estivessem cheias e compactadas” (Sextus Empiricus, Contra os lógicos, livro I, 213-4, apud Martins, 1989, p. 11).
[...]
Para Aristóteles, não era preciso aceitar a existência de espaços vazios para que houvesse deslocamentos, pois os corpos poderiam trocar mutuamente de lugar, como parece ocorrer quando um peixe nada na água.
“O peixe passa a ocupar um local onde havia água; aquela água se desloca e o local onde o peixe estava é ocupado por água” (Martins, 1989, p. 12).
[...]
[...] a frase “a natureza tem horror ao vácuo” não era, no contexto da época, absurda como pode parecer nos dias atuais. De certa forma, “essa ideia explicava adequadamente certo número de fenômenos, como, por exemplo, a ação das bombas de elevação, a adesão de um pedaço de mármore molhado a outro, a ação de um fole, a impossibilidade de se fazer um “buraco” num líquido como se faz em um sólido, e assim por diante” [...].
Pascal, Torricelli e a consolidação do conceito de pressão atmosférica
[...] Foi, portanto, devido à experiência de Torricelli, que a pressão atmosférica pôde ser medida pela primeira vez. Em sua experiência, constatou-se que o nível de mercúrio no tubo descia, deixando no alto um espaço aparentemente vazio, enquanto a altura da coluna de
dEciFRANdO ciêNciAaSexto Empírico (160 d.C.-210 d.C.). FLHC A29 / Alamy/FotoArena Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.). Michele Ursi/Shutterstock.com
mercúrio se estabilizava em torno de 76 cm. Torricelli, para explicar esse resultado, dizia que o mercúrio se deslocava devido ao peso do ar que o pressionava na cuba. Coube então a ele o título de ser a primeira pessoa a produzir um vácuo [...]. Mais tarde, este veio a receber o nome de vácuo torricelliano.
LONGUINI, Marcos Daniel; NARDI, Roberto. Origens históricas e consolidação acerca do conceito de pressão atmosférica. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 19. n. 1, abr. 2000. Disponível em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/viewFile/9295/8586. Acesso em: 31 maio 2022.
Em outubro de 1646, o físico e matemático francês Blaise Pascal repetiu a experiência de Torricelli e mostrou que a pressão atmosférica varia com a altitude: em locais de altitude maior, a altura da coluna de mercúrio era menor, e o espaço vazio, maior. Os resultados dos experimentos de Torricelli e de Pascal sobre a pressão atmosférica só podiam ser interpretados com a aceitação do vácuo (vazio). A ideia do “horror ao vácuo” tinha de ser abandonada.
Hoje sabemos que o vácuo é possível e que a explicação sobre o movimento dos corpos é muito diferente daquela que Aristóteles e Sexto Empírico defendiam.
Sexto Empírico relacionava o movimento dos objetos à existência do vazio, pois, se o vazio não existisse, o movimento também não existiria.
Note que há uma diferença de mais de 600 anos entre o período de vida de Aristóteles e o de Sexto Empírico.
O debate de ideias é uma característica do processo de produção da Ciência moderna.
Muitas pessoas (sábios e pensadores) do passado explicaram os fenômenos da natureza procurando suas causas. Muitas dessas explicações não são hoje aceitas pela Ciência. Assim como hoje, as controvérsias e as discordâncias eram comuns, da mesma maneira que as crenças e as argumentações eram diferentes.
Uma das principais características da Ciência é seu dinamismo: “o que é verdade hoje pode não o ser amanhã”. O texto apresentado ilustra essa característica.
Depois de ler o texto, responda às questões a seguir.
1 | Os experimentos de Torricelli e Pascal com o mercúrio podiam ser explicados pela teoria do “horror ao vácuo”? Por quê?
2 | Identifique no texto a explicação proposta por Torricelli para a coluna de mercúrio não descer totalmente para o recipiente.
3 | Como é chamada, hoje, a força que sustenta a coluna de mercúrio em 76 cm quando o experimento de Torricelli é realizado ao nível do mar? Pressão atmosférica.
O ar atmosférico: propriedades e composição CAPÍTULO 7 215
4. Os estudantes devem reproduzir um esquema como o que segue.
Respostas
1.
a) O gás nitrogênio é o componente do ar em maior quantidade.
c) As queimadas aumentam a quantidade de gás carbônico no ar.
d) A fotossíntese é um processo que retira gás carbônico do ar ou a fotossíntese é um processo que libera gás oxigênio no ar.
2. Em 2018, depois da eleição do presidente Donald Trump nos Estados Unidos, o acordo foi novamente recusado após diversas discussões. Um dos argumentos apresentados pelo presidente foi o de que não havia consenso entre a comunidade científica, portanto não havia justificativa para um investimento maior do país em fontes alternativas. Isso tudo foi amplamente noticiado nos jornais do mundo todo. Após 20 anos do primeiro acordo assinado, ainda há divergências que justificam a postura displicente de alguns governantes para com a questão ambiental. Peça aos estudantes que tragam recortes de notícias atuais sobre o efeito estufa.
4 | Faça um desenho para representar o resultado obtido por Torricelli, dando destaque à coluna de mercúrio e ao espaço vazio resultante desse experimento.
Consultar resposta no Manual do Professor.
5 | Por que a ideia do horror ao vácuo tinha de ser abandonada após os resultados obtidos por Torricelli?
Porque nos experimentos a formação do vácuo e a explicação para que a coluna de mercúrio ficasse em 76 cm tinham de incluir a ideia de pressão atmosférica.
1 | Leia as frases abaixo e corrija as incorretas, reescrevendo-as no caderno.
a. O gás oxigênio é o componente do ar em maior quantidade.
b. O ar é uma mistura de gases.
c. As queimadas diminuem a quantidade de gás carbônico no ar.
d. A fotossíntese é um processo que libera gás carbônico no ar.
São incorretas as frases a c d
2 | Em 1997, foi assinado o Protocolo de Kyoto, tratado complementar à Convenção da ONU sobre as mudanças climáticas, que discutiu a emissão de gases que intensificam o efeito estufa. Uma das medidas estabelecidas na convenção é que os países industrializados deveriam diminuir em 5% a emissão de gases em relação aos níveis de 1990. Muitos países assinaram o acordo, exceto os Estados Unidos, que alegaram que tais medidas prejudicariam sua economia. Que relação existe entre a industrialização e a emissão de gases de efeito estufa?
A industrialização está relacionada ao consumo de combustíveis de origem fóssil, que introduz gás carbônico no ar, além de outros gases que contribuem para a intensificação do efeito estufa.
3 | O efeito estufa é um fenômeno _____I______ à vida na Terra e o que preocupa os cientistas é a ____II________ desse efeito, que pode ____III_____ demasiadamente a temperatura média do planeta.
As lacunas I, II e III desse texto são substituídas corretamente por:
a. dispensável – intensificação – diminuir
b. dispensável – diminuição – aumentar
c. indispensável − diminuição – diminuir
d. indispensável − intensificação – diminuir
A alternativa d é a única correta.
4 | Considere os seguintes gases:
Metano – Oxigênio – Nitrogênio – Amônia – Gás carbônico – Hidrogênio
Quais deles faziam parte da atmosfera primitiva da Terra?
Amônia, hidrogênio e metano.
5 | Examine a tabela que apresenta a composição das atmosferas dos planetas do sistema solar que está na página 210. Quais planetas têm atmosferas que mais se assemelham à da atmosfera primitiva da Terra? Júpiter e Saturno.
A pressão atmosférica participa de algumas de nossas atividades cotidianas. Como podemos perceber os efeitos da pressão atmosférica sobre os corpos? Vamos ao experimento para descobrir.
Material:
• 1 garrafa plástica de 250 mL a 600 mL com tampa plástica de rosca
• água
• prego fino
• copo
Observação: peça a um adulto que faça o furo na tampa da garrafa. Cuidado ao manusear os objetos do experimento.
Estimule os estudantes a propor explicações para o que ocorreu e discuta-as com eles. É possível que respondam que, no primeiro caso, “algo” segurou a água na garrafa e, no segundo caso, “algo” empurrou a água para fora da garrafa. Eles podem identificar esse “algo” como sendo o ar, a pressão, a aderência ao plástico da garrafa, entre outras possibilidades. A explicação aceita é de que a pressão atmosférica sustenta a coluna de água na garrafa com um único furo na tampa, compensando a força gravitacional. Quando o outro furo é feito, deixa de ocorrer essa compensação, e a água escoa da garrafa pela ação da força gravitacional.
Material utilizado no experimento.
Procedimento:
A. Peça a um adulto que faça um furo de, aproximadamente, 3 mm de diâmetro no centro da tampinha da garrafa plástica. O furo pode ser feito com o auxílio do prego.
B. Encha a garrafa com água e feche-a com a tampa furada.
C. Sobre uma pia ou um balde, emborque a garrafa em um suporte (um copo, por exemplo) e segure-a com cuidado. Atenção: não aperte a garrafa.
D. Agora, com a ajuda de um adulto, faça um pequeno furo no fundo da garrafa emborcada. Pode-se usar o prego.
1 | Qual é sua hipótese para explicar o que foi observado? Resposta pessoal.
2 | O que aconteceu com a água que estava dentro da garrafa emborcada antes de ser feito o segundo furo? Permaneceu dentro da garrafa.
3 | O que aconteceu com a água quando a garrafa cheia ficou com dois furos (na tampa e no fundo)? A água escoou completamente da garrafa.
4 | Proponha uma explicação para o que aconteceu. Resposta pessoal.
5 | Se você fizesse esse experimento com a garrafa plástica ao nível do mar e no alto de uma montanha, em que situação a quantidade de água dentro da garrafa ficaria maior? Justifique. Ficaria maior no nível do mar, pois, sendo a pressão atmosférica maior, ela é capaz de sustentar uma quantidade de água maior.
Objetos do conhecimento:
• Camada de Ozônio
• Fenômenos naturais (vulcões, terremotos e tsunamis)
• Placas tectônicas e deriva continental
Habilidades: EF07CI14, EF07CI15, EF07CI16
Temas para o desenvolvimento deste capítulo
• Localização da camada de ozônio e importância dela para a Terra (radiação UV)
• Formação e degradação do ozônio da ozonosfera
• Ozônio para a esterilização da água
• Vulcões ativos e vulcões extintos
• Teoria da deriva continental
• Placas tectônicas, terremotos, maremotos e vulcões
• Ondas na água e tsunamis
• Papel do ozônio na absorção de ondas UVs
• Riscos de câncer de pele devido à exposição solar
• Características das ondas longitudinais e transversais
• Poluição sonora
• Propagação de ondas em diferentes meios
• Reflexão de ondas
Estimule a discussão dos grupos e permita que a imaginação seja a protagonista. A camada de ozônio da estratosfera retém grande parte da radiação ultravioleta proveniente do Sol, que é a principal causa de câncer de pele na população. Como os animais e os hábitos deles seriam se não houvesse a ozonosfera na estratosfera terrestre?
Estimule a criatividade dos estudantes. Pergunte-lhes: Entre os animais que eles já conhecem, qual tem mais proteção contra a radiação solar? Como seria uma planta resistente aos efeitos do excesso de radiação solar? Que características teria um mamífero, por exemplo, que pudesse se proteger da radiação solar?
Poderíamos pensar que os animais teriam hábitos noturnos e uma pele
A composição e as características das camadas atmosféricas desempenham um importante papel na manutenção da biodiversidade em nosso planeta. Sem os gases da troposfera, sem a movimentação das correntes de ar e sem as correntes marítimas, o padrão de distribuição da energia no planeta não seria como conhecemos hoje.
Você já estudou as camadas que formam a atmosfera. A ozonosfera, que se localiza na estratosfera, é uma região rica em gás ozônio (O3). Ela é mais espessa na área próxima ao Equador e mais fina nas outras regiões do planeta.
A ozonosfera filtra a radiação solar que atinge a Terra e absorve a grande maioria dos raios solares nocivos para os seres vivos. Por isso, essa camada da atmosfera é extremamente importante para a vida no planeta Terra. Observe a imagem a seguir.
1 | Por que a camada de ozônio é importante para a vida no planeta Terra?
2 | Converse com um colega e faça um exercício de imaginação com o que você já aprendeu em Ciências. Descreva e desenhe no caderno características físicas que ajudariam os seres vivos a sobreviver se não houvesse a camada de ozônio. Resposta pessoal.
ou outro tipo de proteção (escama, carapaça) contra os efeitos nocivos dos raios UV. Enfim, seriam animais bem diferentes dos que conhecemos hoje.
Embora os estudantes não tenham ainda se aprofundado no tema “radiação proveniente do Sol”, eles são capazes de imaginar um ser vivo que não sofra os efeitos negativos das radiações UVA, UVB e UVC retidas na ozonosfera.
Na estratosfera, o ozônio é produzido naturalmente com a ajuda da energia dos raios solares. A quantidade de energia solar (média anual) que atinge a Terra diariamente não é a mesma em todas as regiões do planeta. Regiões mais áridas, próximas à linha do Equador, chegam a receber mais que o triplo da energia radiante que chega em áreas próximas aos círculos polares. Em latitudes mais elevadas a insolação – a radiação solar que chega à Terra – é menor.
Grande parte da radiação ultravioleta é absorvida pelo oxigênio e ozônio presentes na estratosfera. A produção de ozônio (O3) na atmosfera superior se dá graças à energia fornecida pela radiação ultravioleta que promove a reação entre o gás oxigênio (O2) e átomos isolados de oxigênio (O). Ao passar pela ozonosfera, cerca de 95% da radiação ultravioleta (UVA e UVB) que atinge o topo da atmosfera é absorvida e não chega até a superfície da Terra.
Os efeitos nocivos dos raios ultravioleta, principalmente do UVB, são vários: provocam o envelhecimento da pele, causando rugas e manchas, e podem gerar câncer de pele.
Atmosfera: camada essencial para a vida
O gás oxigênio (O2) difere do ozônio (O3) devido ao número de átomos do elemento oxigênio que os compõem. Na estratosfera, a energia da radiação ultravioleta do Sol fornece a condição necessária para que um átomo de oxigênio se ligue a uma molécula de O2. A molécula de ozônio formada funciona como um escudo que protege a vida na Terra contra a exposição intensa aos raios ultravioleta (UV) vindos do Sol.
Os possíveis efeitos nocivos da exposição ao sol são cumulativos. Quanto mais radiação UV a nossa pele recebe, mais rapidamente ela envelhece e maior é o risco do desenvolvimento de câncer de pele.
Em alguns horários do dia, especialmente em dias secos e sem nuvens, a taxa de radiação UV é maior, principalmente das 10h às 16h.
Ajude os estudantes a acessar e explorar as informações disponíveis na página do Inpe. Nosso interesse está na taxa máxima de radiação UV que a região pode receber em um dia. Ao interpretar o mapa “IUV máximo”, deve-se dar atenção às cores e curvas indicativas da taxa de UV.
Assista à reportagem disponível no link: https://globoplay.globo. com/v/5439298/programa/ (acesso em: 30 ago. 2022). Explore a página para se inteirar dos cuidados que as pessoas devem ter quando se expõem ao Sol. Prepare a sala para receber os estudantes deixando a reportagem pronta para ser exibida. Dessa forma, você ganha tempo para a discussão do tema central da aula.
Na superfície terrestre, o ozônio também é formado devido à interação da luz solar com óxidos de nitrogênio, liberados pelos escapamentos de veículos cujos motores queimam combustíveis de origem fóssil (diesel e gasolina, por exemplo). A poluição por ozônio traz prejuízos à saúde, como o agravamento de problemas respiratórios (asma, bronquite etc.) e cardiovasculares. Como é uma molécula instável, o ozônio rapidamente se transforma em O2 quando a luminosidade do dia é reduzida. Os maiores teores de poluição por ozônio na superfície terrestre ocorrem em dias limpos.
Para obter mais informações, consulte: https://cetesb.sp.gov.br/solo/ biomonitoramento/ozonio-troposferico/ e https://cetesb.sp.gov.br/ar/ poluentes/ (acessos em: 4 abr. 2022).
O ozônio encontrado na superfície do solo, onde respiramos, é tóxico. Entretanto, na estratosfera, ele tem a importante função de proteger a vida na Terra.
Outros usos do ozônio
Lembre os estudantes que esse gás é usado como desinfetante de água para uso humano, mas ele também é tóxico e deve ser usado com cuidado. A Anvisa esclarece, em sua página, que o ozônio pode ser utilizado como desinfetante genérico, porém não tem efeito comprovado contra vírus, entre eles o causador da
Qual é o índice de radiação ultravioleta na sua região hoje?
Você pode encontrar essa informação no site do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), vinculado ao Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC). Acesse a página Divisão de satélites e sistemas ambientais, disponível em: http://satelite.cptec. inpe.br/uv/. Acesso em: 21 abr. 2023.
O site apresenta o Índice de Ultravioleta (IUV) máximo diário. Localize o estado e a região em que você mora e leia as informações disponíveis no mapa.
Com moderação, banhos de sol são benéficos para os seres humanos, pois a radiação solar é responsável pela produção de vitamina D, que fortalece nossa constituição óssea.
Complemente a sua pesquisa assistindo à reportagem disponível no link: https://www. inca.gov.br/causas-e-prevencao/prevencao-e-fatores-de-risco/exposicao-solar (acesso em: 16 jun. 2022). Ouça e anote as recomendações do profissional da saúde sobre os perigos do excesso de exposição ao sol em dias de alto índice de radiação UV. Leia o mapa do link para o dia de hoje e responda à pergunta seguir.
Índice de radiação ultravioleta no Brasil em 5 set. 2022, medido pelo CPTEC/INPE.
1 | Considerando a escala disponível na página do INPE, verifique se o estado onde você mora será atingido por índices elevados ou moderados de radiação UV. Resposta pessoal. A resposta dependerá das condições atmosféricas do dia.
Degradar: decompor, desmontar.
O gás ozônio é formado na estratosfera pela ação da energia solar que chega até essa camada. No entanto, essa produção é limitada e a instabilidade química do ozônio faz com que ele seja degradado por vários poluentes produzidos pela atividade humana, o que diminui a quantidade desse gás na estratosfera.
O aumento na taxa de ocorrência de câncer de pele está diretamente relacionado à redução da camada de ozônio.
A produção industrial, as residências, os hospitais e outros estabelecimentos geram dejetos (rejeitos) que são despejados com a água no ambiente, causando problemas de contaminação ambiental. A continuidade desse modo de produção industrial e de contaminação dos
covid-19. Matéria disponível em: https://www.fonoaudiologia.org.br/anvisa-esclarece-sobre-uso-de-ozonio-como-desinfetante/ (acesso em: 5 set. 2022).
corpos d’água coloca em risco a qualidade de vida das futuras gerações.
A ciência procura alternativas para minimizar os efeitos das atividades humanas que prejudic am o ambiente.
São vários os processos empregados para tratar a água utilizada nas indústrias e residências. Um deles tem a capacidade de reduzir a poluição causada por produtos orgânicos e inorgânicos (como a contaminação por metais pesados) e usa o ozônio como reagente.
A água de um bebedouro ou de uma piscina pode ser esterilizada pelo ozônio. Nesse processo, não há liberação do gás ozônio para o ambiente, uma vez que ele se transforma em oxigênio atmosférico.
O ozônio apresenta bons resultados na desinfecção da água consumida pela população, pois mata microrganismos. Vários compostos presentes nos rejeitos de indústrias têxteis, farmacêuticas e de papel e celulose são degradados pelo ozônio, de modo que ele poderia ser utilizado para reduzir o potencial poluidor dessas indústrias.
Glossário
Corpo d’água: referente às represas, rios, riachos, lagos e outros locais com acúmulo considerável de água superficial ou subterrânea.
A discussão do texto permite aos estudantes avaliarem a importância de conhecer o efeito em curto e longo prazos de substâncias que são eliminadas para a atmosfera. O caso do CFC é um bom exemplo dessa situação. Embora o gás seja importante para a refrigeração de ambiente e equipamentos (geladeira, por exemplo), o dano que ele causa na camada de ozônio pode gerar um grave problema global.
Os links a seguir explicam como os protocolos de Montreal e de Kyoto foram estabelecidos e qual é a importância deles: https://cetesb.sp.gov. br/prozonesp/materiais-de-apoio/ fundamentos-da-preservacao/o-protocolo-de-montreal-sobre-substancias-que-destroem-a-camada-de-ozonio/ e http://mudancasclimaticas. cptec.inpe.br/protocolo_quioto.shtml (acessos em: 30 ago. 2022).
No ano de 1987, representantes de 24 países reuniram-se em Montreal, no Canadá, para limitar a produção de substâncias chamadas de clorofluorcarbonos, os CFCs, que estão entre os responsáveis pela destruição da camada de ozônio na estratosfera. Pelo combinado entre os participantes, deveria ser interrompida a produção de CFCs até 2010. Eles eram usados na composição de diversos produtos, como geladeiras, aparelhos de ar-condicionado e aerossóis de desodorantes e inseticidas, por exemplo. Liberados na atmosfera, os CFCs atingem a ozonosfera e degradam o ozônio.
Os gases hidrofluorcarbonetos (HFCs) substituíram os CFCs, mas, embora sejam inofensivos para a camada de ozônio, eles intensificam o efeito estufa. Outros tipos de gases
Respostas
1. A responsabilidade não é somente dos governos e dos cientistas. Agricultores, responsáveis pelas indústrias, tecnólogos, comerciantes e cidadãos não devem utilizar equipamentos que contenham CFCs e devem evitar consumir produtos e agir de modo a contribuir para a degradação da camada de ozônio.
2. É esperado que os estudantes relatem que evitar o consumo de produtos com CFC, por exemplo, é uma forma de contribuir. Além disso, a redução da emissão de poluentes pelos automóveis, o uso de equipamentos e a implementação de práticas menos agressivas ao meio ambiente contribuem para a desaceleração do processo de aquecimento global.
Os estudantes poderão elaborar uma lista de atitudes que beneficiam o ambiente, como a redução da produção de gases do efeito estufa que contribuem para a degradação da ozonosfera. Algumas possibilidades: minimizar a produção de gás carbônico no dia a dia, por exemplo, evitando o uso de combustíveis fósseis; reciclar os materiais que são descartados; consumir produtos mais duráveis; reduzir o uso de materiais descartáveis, principalmente os produzidos com petróleo; economizar energia elétrica; economizar água tratada e reutilizá-la sempre que possível; entre tantas outras pequenas ações individuais, mas que, coletivamente, têm grande impacto.
Revise com os estudantes alguns temas trabalhados no ano anterior, como as camadas internas do planeta e a existência de placas tectônicas (litosféricas) na crosta terrestre. As características do manto e da crosta terrestre devem ser consideradas para a compreensão dos terremotos.
Além dos danos materiais e humanos nos epicentros e arredores dos terremotos, sempre existe a possibilidade da formação de maremotos quando o epicentro está no fundo do mar.
do efeito estufa são liberados por atividades industriais, agropecuárias e pela queima de combustíveis.
Em 1997, dez anos depois de assinado o Protocolo de Montreal, representantes de 159 países reuniram-se na cidade de Kyoto, no Japão, para firmar um acordo para a redução das emissões de gases que intensificam o efeito estufa (gás carbônico, metano, óxidos nitrosos, hidrofluorcarbonetos – HFCs –, entre outros), uma vez que a temperatura média global vem aumentando rapidamente.
Apesar dos avanços da diplomacia, os protocolos de Montreal e Kyoto deixaram bem claro que a existência das futuras gerações em nosso planeta está ameaçada pela degradação da camada de ozônio e que a sua preservação depende cada vez mais da ação dos governos, apoiada em conhecimento científico.
1 | Na opinião de vocês, a responsabilidade pela manutenção da camada de ozônio deve ser somente dos cientistas e dos governos? Justifique.
2 | Cite algumas ações que podem ser realizadas para reduzir a degradação da ozonosfera e o aquecimento global.
Outro fenômeno natural que altera a crosta terrestre são os terremotos, que ocorrem quando forças geológicas provocam uma perturbação no subsolo, cuja vibração se propaga em todas as direções na forma de ondas. A energia transmitida é muito intensa, por isso os terremotos têm alto poder destrutivo.
Glossário
Força geológica: é gerada a partir da movimentação das placas tectônicas.
UNIDADE 3 — Terra e
Você já viu que o manto é uma das camadas do interior de nosso planeta. Grandes blocos de litosfera podem se movimentar sobre o manto. Esses blocos são conhecidos também como placas tectônicas ou litosféricas. Podemos dizer que a Terra é formada por uma série de placas, como um quebra-cabeça.
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
As placas tectônicas movimentam-se muito devagar, alguns centímetros por ano. Elas se afastam ou se aproximam umas das outras.
Apesar do movimento lento, a compressão de uma placa contra a outra produz uma força enorme e pode causar erupções de vulcões, terremotos, tsunamis e, depois de muito tempo, a formação de montanhas.
Explore com os estudantes a imagem que representa as placas tectônicas. Para isso, você pode sugerir que a observem junto com um mapa-múndi e indiquem países que, como o Brasil, situem-se no meio de uma placa tectônica, por isso, estão menos sujeitos a terremotos de grande intensidade. Podem indicar também países mais sujeitos a esses abalos sísmicos por estarem localizados nas extremidades de placas tectônicas.
Discuta com os estudantes as três situações representadas na imagem: em A, as placas estão se afastando uma da outra; em B, uma placa está se aproximando da outra; e em C, uma placa está se deslocando em uma direção e a outra, em direção contrária.
No encontro das placas nas três situações, as forças em ação, em dado momento, provocam rupturas e vibrações altamente energéticas, gerando ondas que se propagam. Esses abalos sísmicos provocam terremotos, erupções de vulcões ou maremotos.
Imagine uma placa tectônica sendo empurrada em direção à outra. Em determinado momento, a força de contato é tão grande que há ruptura nas placas, e as vibrações (chamadas ondas sísmicas) se propagam. A energia gerada do choque ou da ruptura das placas faz a superfície da Terra tremer.
Observe as imagens a seguir.
placas de transformação placas divergentesplacas convergentes
Você consegue explicar para um colega o que está acontecendo com as placas tectônicas em cada uma das três situações?
Quando duas placas se movimentam uma contra a outra ou se deslocam em sentidos contrários, ocorrem os terremotos
Os estragos provocados por um terremoto podem ser enormes. Além dos prejuízos materiais, muitas vezes, milhares de pessoas perdem a vida.
Quando a vibração que gera um terremoto ocorre no fundo dos oceanos, pode haver a formação de uma onda gigante, conhecida como tsunami
Os cientistas que estudam o interior da Terra utilizam um aparelho chamado sismógrafo. Com ele, são detectadas desde pequenas vibrações decorrentes de acomodação do subsolo até as perturbações provocadas nas bordas das placas da crosta terrestre.
No Brasil, não temos terremotos, tsunamis ou vulcões ativos porque o país se encontra bem no centro da placa Sul-Americana, e esses eventos ocorrem com mais frequência nas bordas das placas. Mas não estamos imunes a abalos sísmicos de menor intensidade.
Embora os filmes sugeridos nesta seção sejam comerciais, eles tratam de temas relacionados a terremotos e maremotos. As situações vividas pelos personagens são pouco prováveis de ocorrer no Brasil, porém, muitas populações convivem com a possibilidade real de enfrentar as consequências dos terremotos e maremotos.
Alguns aspectos científicos presentes nesses filmes: o uso de aparelhos de medição sismográfica, monitoramento de sismos e de gases vulcânicos, condições para a erupção de vulcão e a força destrutiva de um tsunami
Para auxiliar na abordagem, você pode analisar, do ponto de vista científico, algumas cenas do filme O inferno de Dante, que está em: https://solonaescola.blogspot.com/2012/01/ para-ver-ler-e-ouvir-1.html (acesso em: 30 ago. 2022).
Você pode solicitar aos estudantes que pesquisem, em páginas da internet, reportagens ou notícias de regiões atingidas por abalos sísmicos e erupção de vulcões nos últimos anos. As regiões mais afetadas podem ser identificadas em um planisfério feito pelos próprios estudantes. Dessa forma, conteúdos de Geografia, Física e política também serão mobilizados. O professor de Geografia pode contribuir com a atividade na elaboração do planisfério.
O inferno de Dante. Dir.: Roger Donaldson. 1h52 min. EUA, 1997. Esse filme mostra uma situação em que um vulcão está prestes a entrar em erupção. Os instrumentos dos laboratórios não conseguem prever o momento preciso em que haverá a erupção. Terremotos e liberação de gases tóxicos são elementos que aumentam a tensão dos personagens da história.
O impossível. Dir.: Juan Antonio Bayona. 1h48 min. EUA, Espanha, 2012.
Conta a história de uma família atingida por um tsunami provocado por um maremoto que ocorreu no meio do oceano. A força destrutiva das imensas ondas marítimas provoca grandes alterações na crosta terrestre. O filme é inspirado em um caso real acontecido na Ásia em 2004.
Expansão repertório de
Uma das regiões do planeta em que acontecem constantes abalos sísmicos e há grande número de vulcões ativos abrange os países, de diferentes continentes, banhados pelo Oceano Pacífico, como Chile, México, Estados Unidos da América, Canadá, Japão, Indonésia, Nova Zelândia, entre outros. Analise a imagem a seguir e compare-a com a vista anteriormente neste capítulo sobre as placas tectônicas que formam a superfície terrestre.
Círculo
Na área demarcada, ocorrem com frequência terremotos e tremores de terra.
Fonte: TEIXEIRA, W.; FAIRCHILD, T. R.; TOLEDO, M. C. M. de; TAIOLI, F. 2000. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2009. p. 44, 102 e 364.
Essa região é assim chamada porque nela se encontram muitos vulcões ativos. Além disso, por serem locais que estão nas bordas de algumas placas tectônicas, a ocorrência de terremotos é frequente.
Observe a imagem a seguir.
Planisfério: hipsometria
Com o desenvolvimento da Cartografia e a construção de mapas no século XVII, foi possível visualizar como era a distribuição dos continentes no planeta Terra.
A Teoria da Deriva Continental Nesse primeiro momento, o objetivo é levantar a opinião dos estudantes sobre a formação atual dos continentes, de modo que seja possível perceber se eles têm uma visão imobilista, segundo a qual as posições dos continentes e dos oceanos mantiveram-se constantes desde seu aparecimento no mundo ou se defendem sua dinâmica ao longo da história da Terra. Procure mediar as discussões e, se possível, anote as opiniões no quadro.
Reprodução da obra
Theatrum Orbis Terrarum (Teatro do Globo Terrestre), considerado o primeiro atlas moderno, elaborado por Abraham Ortelius (1527-1598), em 1570.
Explore a imagem do planisfério em dois momentos da história da Terra: quando os continentes estavam unidos (Pangea) e como estão hoje. Pergunte aos estudantes se acham que os continentes continuam se movendo ou se estão estáticos. A movimentação das placas tectônicas é lenta, alguns centímetros por ano.
Exiba para eles os vídeos que estão em: https://www.youtube.com/ watch?v=UvIDxu7twpc (acesso em: 30 ago. 2022).
Observação: Esses vídeos são narrados em inglês. Retire o som, pois as imagens são suficientes para que os estudantes compreendam como ocorreu a separação da Pangea há 180 milhões de anos.
A análise dos mapas levou o filósofo inglês Francis Bacon (1561-1626), em 1620, a apontar o “perfeito encaixe” entre a costa da América do Sul e da África, sugerindo que esses continentes poderiam estar unidos no passado. Além de Bacon, muitos cartógrafos do século XVII notaram que a costa do Brasil e a costa oeste da África se “encaixavam”. Esse assunto foi alvo de discussões durante os séculos que se passaram; porém sem argumentações científicas consistentes. Somente no início do século XX, o meteorologista alemão Alfred Wegener (1880-1930) forneceu uma explicação apoiada em evidências científicas para essa aparente coincidência, constituindo a Teoria da Deriva Continental. Segundo ele, a América do Sul e a África estiveram unidas no passado, assim como os outros continentes.
Segundo Wegener (1880-1930), no passado, os continentes formaram um bloco único rodeado pelo oceano. Esse supercontinente foi chamado de Pangeia, nome originado do grego Pan, que significa todo, e Gea, Terra. Esse grande bloco teria começado a se fragmentar há muito tempo. Isso explicaria o deslocamento dos continentes com a movimentação das massas continentais menos densas que as oceânicas. Elas flutuariam de modo idêntico ao dos icebergs sobre a água, que sofrem influência da rotação da Terra e das marés.
A fragmentação da Pangeia teria dado origem a dois grandes blocos: Laurásia e Gondwana. Outras divisões subsequentes ocorreram até que se chegasse à configuração atual, mas os blocos continuam se movimentando até os dias de hoje.
Alfred L. Wegener nasceu em Berlim, na Alemanha, estudou Física e, após sua graduação, começou a trabalhar com Meteorologia, principalmente com a utilização de balões atmosféricos e pipas.
Tinha apenas 35 anos quando propôs a Teoria da Deriva Continental, na obra A origem dos continentes e oceanos, de 1915.
Inicialmente, suas ideias não foram muito bem aceitas pela comunidade científica da época, principalmente pelo fato de ele não ter conseguido evidências consistentes que ajudassem a explicar como os continentes se movimentavam.
Wegener faleceu sem ter sua teoria amplamente reconhecida. Apesar disso, décadas depois, com o desenvolvimento de tecnologias que ajudaram a mapear o fundo dos oceanos, foi desenvolvida a teoria das placas tectônicas, que explicou como ocorre a movimentação dos continentes.
Os estudos desenvolvidos por Wegener passaram a ser reconhecidos pela comunidade científica, e suas ideias direcionam até hoje os conhecimentos da Geologia e Climatologia. A morte de Wegener no gelo da Groenlândia foi o provável fim de um grande explorador, considerado o pai da Geologia moderna.
Os argumentos a favor da deriva continental
Wegener reuniu diversas evidências para explicar que a América do Sul e a África estavam unidas no passado. Os argumentos para defender sua teoria baseavam-se, principalmente, em estudos sobre a forma costeira dos continentes, as características do relevo, fósseis de animais e plantas que viveram nos dois continentes e as características climáticas no passado.
Exiba o vídeo disponível em https://www.youtube.com/ watch?v=qWifSGDh0lk (acesso em: 30 ago. 2022). A narração é em português e apresenta detalhes e argumentos da teoria de Wegener.
O vídeo disponível em https://www.youtube.com/ watch?v=O1OOueEppcs (acesso em: 30 ago. 2022) traz detalhes da expedição de Wegener na Groenlândia em 1931. Você pode explorar o desenvolvimento tecnológico mostrando aos estudantes os trechos em que retratam o esforço humano e animal para carregar os equipamentos e os modos de deslocamento da equipe. Pergunte-lhes como acham que seria uma expedição para o mesmo lugar nos dias de hoje. Os equipamentos, os vestuários e o uso de animais seriam os mesmos?
Dê um tempo para os estudantes analisarem, em grupo, as quatro imagens deste infográfico. Depois peça a cada grupo que explique o que entedeu de cada uma das evidências. A transposição das informações em imagens para a linguagem oral é uma habilidade que deve ser desenvolvida ao longo de toda a Educação Básica.
A descrição das ideias, expressa em cada imagem, pode ser feita em uma folha e servir como avaliação da aprendizagem, ou seja, como registro do desenvolvimento das competências específica de Ciências da Natureza 2 e da Competência Geral 4.
Competência específica de Ciências da Natureza do Ensino Fundamental 2: Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva;
Competência geral da Educação Básica 4: Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo.
Cretácico e Eocênico Silúrico, Devônico e Carbonífero Pré-câmbrico e câmbrico Granito Gondowana
A costa sul-americana e africana na Terra há 150 milhões de anos.
3. A presença de fósseis
Semelhanças geológicas entre a América do Sul e a África.
Fonte: TEIXEIRA, W.; FAIRCHILD, T. R.; Toledo, M. C. M. de; TAIOLI, F. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2009. p. 81. Registros fósseis de fauna e flora em continentes hoje separados.
Os fósseis de plantas e animais extintos estavam no conjunto de evidências encontradas por Wegener.
Evidências glaciais: antes e atualmente. Analisando registros paleontológicos que indicam eventos climáticos do passado, foi possível identificar evidências de glaciação. Para isso, foram analisadas estrias que ficaram impressas em rochas de 300 milhões de anos. Elas indicam a movimentação de antigas geleiras e foram encontradas no sul do Brasil, na África, na Austrália, na Índia e na Antártida.
Glaciação: período em que a temperatura média do planeta diminuiu e a área da superfície coberta de gelo se expandiu.
UNIDADE 3 — Terra e Universo 230
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
Até o final dos anos 1950, o fundo dos oceanos era completamente desconhecido pelo ser humano. Entre 1956 e 1960, diferentes equipamentos científicos começaram a explorar esse ambiente, permitindo criar mapas topográficos
O sonar, por exemplo, equipamento usado em navios e submarinos, emite ondas sonoras que se propagam através da água até o fundo marinho. Analisando as ondas refletidas, é possível produzir a topografia do fundo do oceano. Da mesma forma, alguns seres vivos, como morcegos e baleias, fazem uso da reflexão das ondas sonoras que emite, a fim de se localizar.
Glossário
Como os blocos continentais se movimentam?
A movimentação das placas tectônicas também é estudada em aulas de Geografia. Utilize as informações da reportagem da BBC News, disponível em https://www.bbc.com/portuguese/geral-56040748 (acesso em: 30 ago. 2022) para ilustrar a aula sobre o tema “movimentação das placas litosféricas”. Se necessário, peça ao professor de Geografia que explique aos estudantes os tipos de movimentação que ocorrem entre as placas tectônicas que formam o planeta Terra.
Organize os estudantes em duplas e peça que respondam às questões da seção Reveja. Algumas delas exigem posicionamento ou argumentação. Recolha as folhas com as respostas e considere-as uma avaliação da aprendizagem. Você pode fazer uma apresentação geral sobre os tipos de resposta que as duplas deram.
elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
1 | Pesquise e faça uma lista dos cuidados que os pais devem ter, em relação ao risco de insolação, quando levam um bebê para a praia.
2 | Comente a seguinte afirmação:
Os estudantes podem citar: manter o bebê na sombra, em especial nos horários recomendados (quando o índice de raios UV está alto), usar protetor solar, chapéu ou boné, óculos de sol e guarda-sol.
Os carteiros e outros profissionais que trabalham nas ruas devem passar protetor solar várias vezes ao dia, principalmente nas partes mais expostas ao sol; por sua vez, pessoas que trabalham em escritórios não precisam passar protetor solar.
Você concorda com essa afirmação? Justifique.
Resposta no Manual do Professor.
3 | Cite uma aplicação benéfica e um efeito nocivo da radiação ultravioleta. Faça uma pesquisa, se necessário.
Uma aplicação benéfica da radiação ultravioleta é seu uso por dentistas para fixar as resinas de restaurações dentárias. Um efeito nocivo é que a radiação ultravioleta é um agente cancerígeno.
1. A resposta à questão 1 deve contemplar os seguintes cuidados com o bebê: Eles devem levar boné, guarda-sol e outros objetos que impedem o contato da pele do bebê com a luz solar direta; devem ainda passar protetor solar na pele do bebê e evitar expô-lo nos horários em que a radiação solar é mais intensa (entre 10h e 16h); devem também hidratar o bebê com água ou sucos. É possível ainda que os estudantes citem outras atitudes e outros objetos que possam proteger o bebê dos raios solares.
2. Resposta pessoal. A primeira sentença tem fundamento, uma vez que os carteiros e outros profissionais expostos a luz solar devem renovar a camada de protetor solar frequentemente. No entanto, quem trabalha em escritórios também deve proteger a pele dos efeitos nocivos do Sol, mesmo que esteja menos exposto à radiação solar direta.
a) Os estudantes devem concordar com a proposta, pois as pessoas que vão à praia estão mais expostas aos raios UV e precisam saber qual nível de proteção devem usar em cada horário do dia. A informação também ajuda a pessoa a programar a ida à praia no horário com menor índice de UV.
b) Um argumento pode ser a falta de recursos financeiros do município para a implantação da proposta. Discuta com os estudantes a dificuldade que pode haver na implantação de uma proposta como a sugerida na questão. Avalie a condição do seu município e discuta com eles que obstáculos poderiam impedir a implantação da proposta. Exemplos: risco de vandalismo e falta de manutenção do equipamento; falta de recursos; o fato de a população não entender o significado das informações que seriam expostas no painel etc. O debate é importante para que eles pensem em ações viáveis antes de uma proposta de colocação de painéis informativos na cidade ou bairro.
5.
a) A imagem informa que uma parte da radiação UV que chega até a superfície da Terra (neste caso, a praia) é refletida. Isso significa que, mesmo sob um guarda-sol, a pessoa deve se proteger com roupas e/ou protetor solar, pois há risco de receber a radiação UV refletida na areia.
b) Sim, ela precisa se proteger. A imagem indica que a radiação UV penetra até 50 cm na água; portanto, essa criança também precisa proteger a parte do corpo que está submersa contra os raios UV.
4 | Analise a tabela, que indica a intensidade da radiação ultravioleta que chega à superfície em determinado local. As medidas a serem tomadas são as recomendadas pela Organização Mundial da Saúde (OMS).
1 -2 Baixo Não são necessárias medidas adicionais.
3 – 5 Moderado
6 – 7 Alto
8 – 10 Muito alto
11 ou superior Extremo
Usar protetor solar e óculos de sol com Lfiltro UV. Procurar a sombra entre as 12h e as 16h.
Usar protetor solar, óculos de sol com filtro UV, camiseta e chapéu, além de se proteger sob o guarda-sol.
Evitar a exposição solar entre as 12h e as 16h. As crianças devem evitar qualquer exposição durante o dia todo.
Evitar toda a exposição solar.
Fonte: Organização Mundial da Saúde. Radiation: the ultraviolet (UV) index. Genebra, 2022. Disponível em: https://www.who.int/news-room/questions-and-answers/item/radiation-the-ultraviolet-(uv)-index. Acesso em: 3 maio 2022.
Um cidadão de uma cidade praiana sugeriu que essa tabela fosse colocada em painéis nas ruas próximas às praias.
a. Você concorda ou discorda com a sugestão desse cidadão. Justifique sua resposta.
b. Algumas pessoas discordaram da sugestão de colocação desses painéis informativos sobre o índice de radiação UV nas ruas. Qual poderia ter sido o argumento usado por essas pessoas para discordar?
5 | Observe a imagem a seguir.
a. A pessoa embaixo do guarda-sol está completamente protegida dos efeitos nocivos dos raios solares?
b. A criança da ilustração foi brincar em uma poça rasa de água, com cerca de 40 cm de profundidade. Avalie: essa criança precisa passar protetor solar na parte do corpo que está dentro da água?
UNIDADE 3 — Terra e Universo 232
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
6 | Qual é a importância da camada de ozônio para os seres vivos terrestres e os que vivem em águas superficiais?
A camada de ozônio é importante porque protege os seres vivos dos raios UV emitidos pelo Sol.
7 | Por que a frequência de abalos sísmicos no Brasil é pequena?
Porque o Brasil está no meio da placa litosférica e não há vulcões ativos nessa região.
8 | Suponha que fósseis de lagartos de mesma espécie, com cerca de 350 milhões de anos, foram encontrados na Índia, Austrália e África do Sul. Considerando a teoria da deriva continental, qual das seguintes hipóteses é mais provável?
a. Os animais desse período atravessavam o oceano e vagavam entre as três regiões citadas.
b. Índia, Austrália e África do Sul eram unidas há 350 milhões de anos, por isso fósseis semelhantes desse período são encontrados nessas regiões.
c. Os lagartos são animais que não evoluem e vivem há muito tempo em toda a crosta terrestre, por isso é possível encontrá-los em qualquer região da Terra.
A hipótese b é a mais provável, pois, há 350 milhões de anos, essas porções de terra estavam unidas.
Compreender como ocorrem e quais são as características das ondas é importante para entender como ocorrem os terremotos e os maremotos. Observe as imagens a seguir.
O tema “ondas” é trabalhado em diversos anos da Educação Básica. Nos Anos Finais do Ensino Fundamental, preocupamo-nos com a compreensão do fenômeno físico, vivenciado pelo estudante no cotidiano. Todos nós já observamos ondas sendo formadas em um lago tranquilo ou no mar. A formalização matemática e alguns conceitos serão apresentados em outro ano da escolarização.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Uma pedra jogada em um lago tranquilo.
Uma pedra jogada em um lago perturbará a superfície da água, e essa perturbação se propagará para todos os lados, partindo do local da queda da pedra. Após certo tempo, a água retorna à posição inicial e, assim, sua superfície deixa de apresentar oscilações. Imagine agora que uma perturbação ocorra dentro de uma imensa rocha. A perturbação não deformará a rocha do mesmo modo que acontece quando a pedra afunda na água – uma vez que ela é de origem diferente –, mas poderá gerar um tremor.
Meio elástico: é aquele que pode se deformar e voltar naturalmente à situação inicial.
Se uma perturbação for produzida em um meio elástico, ela será transmitida a um ponto vizinho, desse ponto para outro, e assim sucessivamente. Quando um objeto cai sobre a superfície de um líquido em repouso – lembrando que os líquidos são meios elásticos –, cria-se uma perturbação que é propagada por essa superfície. Essa perturbação produzida em determinado local e que se transmite para os pontos da vizinhança, transportando energia, chama-se onda. Ela passa pela matéria, mas não a transporta. Veja o exemplo da corda a seguir.
Assista ao vídeo indicado no Livro do Estudante – https://www.youtube.com/watch?v=SDKeRU8QLfU (acesso em: 30 ago. 2022) – e escolha o trecho que deverá ser apresentado em sala de aula. Oriente os estudantes para que fiquem atentos às imagens, sem se preocupar com as orientações sobre como fazer a fotografia. Exiba o trecho do vídeo selecionado e, se possível, reproduza a cena em sala de aula provocando a formação de ondas em uma bacia com água. Mostre aos estudantes que a propagação é realizada em todos os sentidos. Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.
A energia que causa a perturbação (oscilação da corda) é propagada ao longo do meio material, mas as partículas desse meio (corda) apenas vibram sem acompanhar a onda em seu deslocamento. A onda que se propaga por causa da vibração das partículas do meio – material em que ocorre a propagação – é chamada onda mecânica
Assim como as produzidas em uma corda, as ondas geradas na superfície dos líquidos são exemplos de ondas mecânicas.
A energia transportada por uma onda é transferida para o meio de propagação até desaparecer. Nesses casos, dizemos que houve dissipação da energia no meio.
Acesse o link : https://youtu.be/SDKeRU8QLfU (acesso em: 31 maio 2022) e observe a propagação das ondas causadas por uma gota na superfície d’água.
Retorno das ondas sonoras
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
As ondas incidentes são refletidas quando atingem um obstáculo.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Explique aos estudantes que a direção do que é detectado por um sonar é indicada pela posição do tubo projetor das ondas sonoras no momento da operação. Os sonares podem determinar distâncias com grande precisão, mapear a profundidade dos oceanos, localizar destroços no fundo dos mares e perceber a presença de submarinos e cardumes.
Ondas transversais e ondas longitudinais
Pergunte aos estudantes em que situações e materiais eles acham que ocorre a propagação de ondas. Discuta as respostas e ajude-os a identificar as manifestações do cotidiano em que acontecem fenômenos ondulatórios. Por exemplo, ondas em cordas, em molas, em cordas de instrumentos e ondas do mar. Anote todas as sugestões e retome o assunto quando for apropriado.
Você pode usar este momento para fazer a atividade do final do capítulo, na seção Ciências em ação. Nela, os estudantes vão testar a seguinte hipótese: Ocorre transporte de matéria durante a propagação de uma onda mecânica? É importante que eles se posicionem em relação à hipótese, para depois verificar sua validade.
O sonar (abreviação do inglês para Sound Navigation and Ranging) é um aparelho em que são produzidas ondas, sem uma direção preestabelecida. Quando esses feixes estreitos de ondas encontram um obstáculo, estas são refletidas e detectadas pelo próprio aparelho. O tempo decorrido entre a emissão da onda e o seu retorno possibilita determinar a distância em que se encontra o obstáculo.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
Ao se propagar por um meio, a onda mecânica faz as partículas vibrarem em determinada direção. As ondas podem ser classificadas de acordo com a direção de vibração das partículas em relação à direção de propagação da onda.
Uma onda é chamada de transversal quando as partículas do meio vibram em direção perpendicular à direção de propagação da onda, como as que se propagam na superfície da água de um lago.
Observe a representação ao lado
Se, ao serem atingidas pela onda, as partículas vibrarem na mesma direção em que a onda se propaga, dizemos que a onda é longitudinal. Observe a representação a seguir.
direção de vibração propagação
Uma característica que diferencia as ondas é a amplitude. A amplitude, representada por A na ilustração, é a distância entre a posição de repouso e a posição extrema (máxima ou mínima) atingida pela partícula que está vibrando.
posição de repouso crista crista
amplitude de onda vale vale comprimento de onda
Esquema das características de uma onda transversal: amplitude e comprimento de onda.
A distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos representa o comprimento de onda. A amplitude das ondas está relacionada com a quantidade de energia transportada pela onda: quanto maior a amplitude, maior é a energia transportada.
Simulador de onda
Acesse o simulador no link : https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/ wave-on-a-string_pt.html (acesso em: 31 maio 2022).
Ajuste as configurações da onda a ser produzida, de acordo com as opções disponíveis no simulador. Experimente diferentes maneiras de gerar uma onda transversal e observe as características dela.
A análise das ilustrações é essencial para desenvolver as habilidades de reconhecer e diferenciar os conceitos de amplitude, comprimento de onda, período e frequência.
Você pode propor uma atividade simultânea em um espaço dentro da escola (ou mesmo dentro da sala de aula), em que estudantes façam ondas com cordas ou molas.
As molas slinky são comuns em laboratórios escolares. Pode-se também encontrar molas de plástico colorido que imitam as molas slinky metálicas. As molas de plástico são adequadas para esse tipo de atividade.
Utilize o simulador para observar como as partículas dos materiais (cordas, por exemplo) movimentam-se durante a propagação das ondas mecânicas. O simulador é um bom instrumento para você perceber a aplicação dos conceitos estudados em sala de aula.
Caso seja de seu interesse, utilize outros simuladores que estão no link indicado no Livro do Estudante.
O texto disponível em https:// www.nationalgeographicbrasil.com/ animais/2021/02/veja-como-funciona-a-ecolocalizacao-o-sonar-inerente-da-natureza (acesso em: 30 ago. 2022) amplia o repertório de situações em que conceitos sobre ondas estão presentes. A reflexão das ondas sonoras (sonares) é utilizada em pesquisas geológicas e exploração de petróleo, por exemplo. Animais, como morcegos e baleias usam o eco (reflexão de ondas sonoras) para a localização de obstáculos, de alimentos e comunicação.
Glossário
Frequência de onda: o número de oscilações que ocorrem em uma unidade de tempo é chamado frequência. A unidade de frequência é o Hz (hertz), que indica o número de oscilações por segundo.
Os sons permitem que diversos seres vivos obtenham e transmitam informações do mundo ao seu redor. A comunicação entre os indivíduos de muitas espécies se dá por meio dos sons que emitem.
As ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais enecessitam de um meio material para se propagar, seja ele sólido, líquido ou gasoso.
As ondas sonoras são classificadas de acordo com sua frequência: as audíveis são aquelas capazes de sensibilizar o órgão da audição do ser humano (as orelhas); para isso, precisam ter frequência entre 20 Hz e 20 000 Hz. Nem toda onda sonora é audível para o ser humano. O esquema a seguir representa a faixa audível da orelha humana.
20 Hz
20.000 Hz
infrassom sons audíveis pelo ser humano ultrassom
Esquema com destaque para os sons audíveis pelo ser humano.
Fonte: LAURA, R. R. Textos de apoio professor de Física. Porto Alegre: Instituto de Física – UFRGS, v. 18, n. 1, 2007. p. 38-40. Disponível em: https://www.if.ufrgs.br/tapf/v18n1_Rui.pdf. Acesso em: 31 maio 2022.
Os elementos da imagem estão fora de escala de tamanho entre si. As cores não correspondem aos tons reais.
A intensidade da emissão de um som nos permite distinguir um som forte de um fraco. Essa característica está relacionada com a amplitude da onda sonora. Um som com maior intensidade tem maior amplitude; um som com menor intensidade tem menor amplitude. Portanto, a intensidade remete à quantidade de energia transportada pela onda.
A medida da nossa percepção da intensidade do som é chamada nível sonoro, cuja unidade é o bel (B). Comumente, utiliza-se seu submúltiplo, o decibel (dB), que corresponde a 1/10 do bel.
1 | Após usar o simulador, você consegue explicar para um colega o que é uma onda e citar suas características?
Resposta pessoal.
Um tipo de poluição muito presente em diversos ambientes, inclusive no escolar, é a poluição sonora. Muitas podem ser as fontes de poluição sonora, por exemplo, o barulho produzido pelos estudantes no pátio, o arrastar das carteiras em sala de aula ou uma disputa esportiva.
Muitas vezes, é o som produzido nas dependências externas da escola que perturba as aulas, como o barulho do trânsito ou de uma feira livre.
Alguns estudos mostram que sons acima de 40 decibéis já podem prejudicar o aprendizado na sala de aula, além de aumentar o nível de estresse de estudantes e professores. No Brasil, em muitas escolas, o barulho ultrapassa 60 decibéis. Apesar de grave, esse problema pode ser minimizado com medidas simples, como a mudança da posição das janelas das salas de aula ou a instalação de um anteparo antirruído, por exemplo.
Em grupos, discuta com os colegas.
1 | Que medidas vocês julgam necessárias ou possíveis para que o problema da poluição sonora em escolas possa ser identificado e solucionado? Argumentem para defender o ponto de vista do seu grupo. Resposta pessoal. Consultar possibilidades de resposta no Manual do Professor.
Pequenos sismos intraplaca podem ocorrer em qualquer local. Entretanto, algumas áreas são bem mais ativas do que outras, como é o caso dos estados do Ceará, do Rio Grande do Norte e da parte norte de Mato Grosso. Nem sempre é fácil compreender as causas desta variação na sismicidade intraplaca em termos de estruturas ou forças geológicas. [...]
Brasil: Região Nordeste
A atividade sísmica, ocorrida de 1986 a 1990 em João Câmara, RN, foi estudada em detalhes com uma rede de estações sismográficas, permitindo identificar uma zona de falha de aproximadamente 40 km de comprimento.
Espera-se que os estudantes identifiquem a necessidade de conhecer o problema, fazer medições da intensidade sonora nas salas de aula (com decibelímetros, aparelhos que medem a intensidade sonora de ambientes) e identificar a fonte de ruídos. Após a identificação do problema, deve-se pensar nas atitudes a serem tomadas.
As soluções externas já foram dadas no texto, mas o mais importante é trazer à tona a questão da responsabilidade individual, do respeito pelo ambiente coletivo e dos hábitos que todos podem adotar, evitando ruídos (falar alto, bater portas ou arrastar carteiras) e zelando pela manutenção de um ambiente harmonioso e propício para a concentração e o estudo.
O problema da poluição sonora em cidades intensamente urbanizadas já é considerado uma questão de saúde pública. Outro mau costume que agrava esse quadro é o uso de fones de ouvido com níveis sonoros exagerados, embora isso cause problema apenas para a pessoa que os está utilizando.
Sugira aos estudantes que investiguem o nível sonoro em algumas áreas da escola. Para isso, pode ser usado um aplicativo de celular: o decibelímetro. Existem aplicativos disponíveis para os smartphones. Depois que eles fizerem as medições dos níveis sonoros, promova um debate na sala de aula sobre o tema: Há momentos ou áreas da escola que podem ser considerados poluídos sonoramente?
Com a ajuda dos estudantes, leia os textos da seção Decifrando a Ciência. Esclareça o significado dos termos desconhecidos e use as explicações complementares (em quadros) para ajudá-los a interpretar os textos.
A escala Richter classifica a magnitude dos abalos sísmicos. Leia o texto a seguir.
Os terremotos geralmente são classificados pelos danos que causam à região em que ocorrem. Essa classificação é feita através de um número que indica a magnitude do terremoto e que está relacionado com a energia liberada pelas ondas mecânicas e vibrações causadas pelo mesmo. A escala Richter, utilizada para medir a magnitude de um terremoto, foi proposta em 1935 pelo sismólogo Charles Francis Richter (1900-1985). A maior magnitude registrada até hoje para um terremoto foi de 9 graus.
Fonte: BOFF, Bruna Cavagnoli. Unidade deensinopotencialmentesignificativa sobrefunçõesmatemáticas.[2010]. Tese (Dourado) – Programa de pós-graduação em ensino de Ciências e Matemática – mestrado profissional, Universidade de Caxias do Sul. Caxias do Sul, [2010]. Disponível em: https://www.ucs.br/site/ midia/arquivos/produto-bruna.pdf. Acesso em: 30 ago. 2022.
1. Espera-se que os estudantes considerem aspectos que foram estudados nas aulas de Ciências durante o ano letivo. Alguns aspectos são: estudos geológicos – para avaliar se a região não tem alguma fragilidade que possa gerar um abalo sísmico; estudos econômicos – para avaliar os custos de construção e os potenciais consumidores da energia elétrica produzida; estudos sociológicos – para avaliar o impacto na comunidade que vive na região; estudo ecológico – para avaliar os efeitos da inundação nas populações de seres vivos que habitam a região; estudo climático – para avaliar o efeito dessa nova massa de água no microclima da região; entre outros estudos.
2. Algumas das questões a serem respondidas: Haverá deslocamento ou inundação das comunidades locais? Quais danos os animais e a vegetação locais sofrerão? A área inundada da barragem alterará o microclima da região? Os danos ambientais e econômicos serão menores do que o ganho advindo do funcionamento da hidrelétrica? Qual compensação ambiental deverá ser implementada? Quais serão os prejuízos para os agricultores e para a comunidade da região?
A interferência do homem na natureza pode provocar sismos, através de [...] injeção de água e gás sob pressão no subsolo, de extração de fluidos do subsolo, do alívio de carga em minas a céu aberto e do enchimento de reservatórios artificiais ligados a barragens hidrelétricas.
Com exceção das barragens, os sismos induzidos pelo restante dos casos têm sido muito pequenos e de efeitos estritamente local, não havendo registros de danos consideráveis. Entretanto, os sismos induzidos por reservatórios podem alcançar magnitudes moderadas. O maior ocorreu em 1967, no reservatório de Koyna, Índia, com magnitude 6,3, tendo provocado 200 mortes e sérios danos à estrutura da barragem.
ASSUMPÇÃO, M.; DIAS NETO, C. M. Sismicidade e estrutura interna da Terra. In: TEIXEIRA, Wilson et al. Decifrando a Terra. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2008. p. 56-59. Os centros sismológicos do Brasil registram os abalos sísmicos que ocorrem na América do Sul.
Você sabia que, em 30 de agosto de 2020, ocorreu um tremor sentido nas cidades de Amargosa e Mutuípe (BA)? A intensidade foi 4,6 na escala Richter. Acesse o link do Centro de Sismologia da USP: http://moho.iag.usp. br/. Acesso em: 15 jun. 2022.
Nele, há indicações dos locais mais recentes em que ocorreram abalos sísmicos.
1 | Suponha que exista uma proposta de construção de uma imensa barragem para a instalação de uma hidrelétrica na sua região. Discuta com seus colegas e responda.
a. Que estudos os profissionais envolvidos nessa tarefa (engenheiros, sociólogos, biólogos, economistas etc.) deveriam fazer?
b. Faça uma lista dos principais aspectos a serem considerados antes da construção.
UNIDADE 3 — Terra e Universo 240
O texto discute as causas da ocorrência de abalos sísmicos (sismos), ou seja, vibrações no solo, tremores de pequenas magnitudes, que causam poucos estragos na superfície.
Os abalos sísmicos cuja origem está no interior de uma placa tectônica são chamados de sismo intraplaca.
Até as últimas décadas do século passado, o Brasil era considerado assísmico, pois seu território se localiza no centro da placa tectônica sul-americana.
Os pequenos abalos sentidos eram interpretados como “simples acomodação de camadas de solo”.
Embora a atividade sísmica no Brasil seja baixa, ela não é desprezível.
Localize no mapa do Nordeste brasileiro a região do município de João Câmara (RN).
Nesse local, foi identificada uma zona de falha. A falha é a região em que uma placa tectônica se desloca lateralmente em relação à outra. (Observe o canto superior esquerdo do detalhe do mapa da página anterior.)
A zona de falha é a região que, no passado geológico, foi área de contato de duas placas e apresenta uma fragilidade na sua estrutura geológica.
A ação do ser humano na natureza pode desencadear um abalo sísmico. A construção de grandes barragens, a perfuração do solo para extração de petróleo e o uso de explosivos em minas podem induzir sismos regionais. Situações como essa ocorreram em vários países, como Índia, Estados Unidos da América, Zâmbia, Egito, China e Grécia.
1 | Imagine a situação: uma pequena pedra é solta no centro de uma forma retangular com água. Na sua opinião, as ondas formadas se encontrarão no mesmo ponto em que a pedrinha foi largada?
Não, isso só seria possível se a forma fosse quadrada. No caso, as ondas refletidas viajariam distâncias diferentes por se tratar de um retângulo, isto é, a onda retornará primeiro quando atingir o lado maior da forma retangular. Se a forma fosse quadrada , isso seria possível.
2 | Por que não temos terremotos no Brasil como os registrados na costa da América do Sul banhada pelo Oceano Pacífico?
O Brasil está no meio de uma placa tectônica, a placa Sul-Americana, por isso os terremotos não ocorrem em nosso território.
3 | Devido à sua localização no centro de uma placa tectônica, é possível ocorrer abalos sísmicos no Brasil?
Sim, é possível, pois pode ocorrer acomodação das camadas que formam o subsolo ou em razão da construção de uma grande barragem em local cujas camadas geológicas são mais frágeis.
4 | Leia a notícia a seguir e responda à questão.
Fóssil encontrado no RS reforça teoria de supercontinente
Um crânio de Luangwa, um animal pertencente ao grupo dos cinodontes que viveu entre os períodos Permiano e Jurássico [...] foi encontrado pelo biólogo Lúcio Roberto da Silva [...], em um terreno datado em 235 milhões de anos.
Resposta no Manual do Professor.
[...]
“notamos que ele era diferente de tudo o que já fora encontrado aqui na região. Descobrimos que era o mesmo animal descoberto na África”, disse.
FÓSSIL encontrado no RS reforça teoria de supercontinente. UOL , São Paulo,14 jan. 2009. Ciência e Saúde. Disponível em: http://cienciaesaude.uol.com.br/ultnot/2009/01/14/ult4477u1252.jhtm. Acesso em: 30 jun. 2022. Explique como os fósseis de uma mesma espécie podem ser encontrados em continentes que, hoje, estão separados.
Fenômenos ondulatórios
Neste experimento, você vai verificar o que ocorre com as ondas ao encontrarem um obstáculo durante a sua propagação e responder à seguinte questão: uma onda transporta energia?
Material:
• 1 forma redonda com cerca de 30 cm de diâmetro
• 1 conta-gotas ou frasco conta-gotas
• água
• 1 lápis
• 1 pedaço de barbante de 50 cm
Preparação prévia
Inicialmente, localize o centro da forma percorrendo as etapas a seguir.
Peça aos estudantes que respondam às questões do Reveja. Algumas dessas questões exigem que eles argumentem para respondê-las. Recolha as folhas com as respostas e considere-as uma avaliação da aprendizagem. Você pode fazer uma apresentação geral sobre os tipos de respostas que as duplas deram.
Competência geral da Educação Básica 7: Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta.
Realize a atividade no laboratório, se possível. O trabalho em sala de aula exige que você se prepare com papel-toalha ou um tecido absorvente para enxugar possíveis derramamentos de água.
Acompanhe o trabalho dos grupos e solicite que se organizem de modo a aproveitar essa atividade prática. Após a discussão dos resultados, peça aos estudantes que contribuam organizando o material usado e deixando o espaço limpo. Atitudes colaborativas desse tipo desenvolvem o senso de responsabilidade, solidariedade e respeito às normas. Habilidades socioemocionais são exercitadas em atividade desse tipo.
Competência específica de Ciências da Natureza 8: Agir pessoal e coletivamente com respeito, autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões científico-tecnológicas e socioambientais e a respeito da saúde individual e coletiva, com base em princípios éticos, democráticos, sustentáveis e solidários.
A. Coloque a forma sobre a carteira ou uma mesa.
B. Segure, com um dedo, uma ponta do barbante junto de uma das bordas e leve-o ao outro lado da forma até atingir o maior tamanho.
C. Utilizando a direção indicada pelo barbante e com a ajuda de um colega, faça um pequeno traço, com o lápis, no centro da forma, como indicado nas figuras ao lado.
D. Repita os procedimentos B e C usando outro ponto da borda da forma, cerca de 90° do primeiro ponto.
Procedimento experimental
A. Acrescente água à forma até a altura aproximada de 0,5 cm. Certifique-se de que a forma esteja nivelada e a água em repouso (sem movimento).
B. Usando o conta-gotas, pingue, a uma altura de aproximadamente 20 cm, uma gota de água no centro da forma para produzir uma onda e observe o que acontece quando ela atinge a borda.
1 | O que você espera que aconteça quando a onda chegar à borda da forma? Confira a sua hipótese.
Resposta pessoal. Os estudantes deverão propor uma hipótese a respeito do que deve acontecer com a onda que se propaga do centro da forma até a borda.
G. Caso a onda formada não atinja a borda, produza outra, soltando a gota de uma altura maior. Repita o procedimento algumas vezes para ter certeza de que o fenômeno se repete.
H. Repita o procedimento G algumas vezes, observando agora onde se dá o encontro das ondas que retornam após atingir as bordas da forma.
2 | Onde as ondas refletidas se encontram?
Os estudantes deverão perceber que a onda que reflete na borda retorna até o centro da forma, que é o ponto em que a gota provocou a vibração na superfície da água.
I. Pingue gotas de uma altura menor, produza novas ondas e observe como elas vão diminuindo de intensidade. Repita o procedimento algumas vezes, para ter certeza de que o fenômeno se repete.
3 | Em relação ao procedimento H, é possível afirmar que a velocidade das ondas é a mesma em todas as regiões da forma? Por quê?
4 | Em relação ao procedimento I, responda:
Sim, a velocidade das ondas é a mesma; caso contrário, as ondas refletidas não se encontrariam no centro da forma.
A. O que aconteceu com as ondas observadas após alguns segundos?
B. O que aconteceu com a energia transportada pela onda?
As ondas desapareceram à medida que se aproximaram da borda da forma. A energia transportada pela onda foi transferida para a água.
Com base nas observações, é possível perceber que, ao se propagar, a energia transportada pela onda se dissipa. Se isso não acontecesse, um terremoto que ocorresse em um lugar distante de onde você mora causaria os mesmos transtornos no local da perturbação geradora do terremoto.
AGÊNCIA BRASIL. Carol pode ter recorde histórico no país. R7 Cidades, 6 out. 2020. Disponível em: https://noticias.r7.com/cidades/calorpode-ter-recorde-historico-no-pais-com-alerta-para-risco-demorte-23082021. Acesso em: 18 maio 2022.
ALBUQUERQUE, Flávia. Qualidade da água é regular em 73% dos rios brasileiros, diz relatório. Agência Brasil, 22 mar. 2021. Disponível em: https://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2021-03/ qualidade-da-agua-e-regular-em-73-dos-rios-brasileiros. Acesso em: 10 jun. 2022.
AMAZÔNIA perdeu cerca de 44 milhões de hectares para agropecuária em 35 anos, mostra estudo do MapBiomas. Climainfo, 10 set. 2021. Disponível em: https://climainfo.org.br/2021/09/10/amazoniaperdeu-cerca-de-44-milhoes-de-hectares-para-agropecuaria-em-35-anosmostra-estudo-domapbiomas/. Acesso em: 28 maio 2022.
ANAHP. Observatório 2022. São Paulo; Brasília, 2022. Disponível em: https://www.anahp.com.br/pdf/ observatorio-2022.pdf. Acesso em: 28 ago. 2022.
ASIMOV, Isaac. 111 questões sobre a Terra e o espaço. São Paulo: Círculo do Livro, 1991.
ASSUMPÇÃO, M.; DIAS NETO, C. M. Sismicidade e estrutura interna da Terra. In: TEIXEIRA, Wilson et al. Decifrando a Terra. São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2008. p. 56-59.
BARNES, R. D.; RUPPERT, E. E.; FOX, R. S. Zoologia de invertebrados. 7. ed. São Paulo: Roca, 2005. BIOMAS brasileiros. IBGE Educa, [s.d.]. Disponível em: https://educa.ibge. gov.br/jovens/conhecao-brasil/territorio/18307-biomas-brasileiros.html. Acesso em: 28 maio 2022.
BRASIL. Ministério do Desenvolvimento Regional. Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento. Diagnóstico Temático Serviços de Água e Esgoto: visão geral (ano de referência 2020). Brasília, DF: Ministério do Desenvolvimento Regional, 2021. Disponível em: http://www.snis.gov.br/downloads/ diagnosticos/ae/2020/DIAGNOSTICO_TEMATICO_VISAO_GERAL_AE_SNIS_2021.pdf. Acesso em: 10 jun. 2022.
BRUNA, Maria Helena Varella. Doenças transmitidas por Aedes aegypti e Aedes albopictus UOL, s. d. Disponível em: https://drauziovarella.uol.com.br/doencas-e-sintomas/doencas-transmitidas-pelosaedes-aegypti-aedes-albopictus/.Acesso em: 30 maio 2022.
BRUSCA, Richard C.; MOORE, Wendy; SHUSTER, Stephen M. Invertebrados. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018.
Este livro é uma excelente referência para assuntos relacionados à temas de Evolução, Morfologia, Taxonomia e Ecologia de invertebrados. As informações são muito completas e aprofundadas, pensadas para aqueles que precisam saber mais sobre Zoologia de invertebrados.
BRYSON, Bill. Corpo: um guia para usuários. São Paulo, Companhia das Letras, 2020. Com uma linguagem popular, o autor trata de temas de interesse para todas as idades: o corpo humano. Além de aspectos históricos, há explicações sobre o funcionamento de órgãos dos diversos sistemas que compõem o nosso corpo.
COSTA, D. P.; LUIZI-PONZO, A. P. Introdução: as briófitas do Brasil. In: FORZZA, R. C. et al. (org.). Catálogo de plantas e fungos do Brasil [on-line]. Rio de Janeiro: Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro, 2010. v. 1, p. 61, 63. Disponível em: http://books.scielo.org/id/z3529/pdf/ forzza-9788560035083-07.pdf. Acesso em: 24 maio 2022.
COUTINHO, Leopoldo M. Biomas brasileiros. São Paulo, Editora Oficina de Textos, 2016.
As características dos biomas brasileiros, quanto ao clima, flora e fauna estão descritas neste livro. As ilustrações trazem imagens representativas da morfologia e dos animais de cada um dos biomas.
DI DIO, I. J. A. Tratado de anatomia aplicada. 1. ed. São Paulo: Pôluss, 1998.
EMPRESA DE PESQUISAS ENERGÉTICAS. Energia Elétrica – Fontes. Disponível em: https://www. epe.gov.br/pt/abcdenergia/fontes-de-energia. Acesso em: 8 set. 2022.
FERNANDES, Jorlan; LANZARINI, Natália Maria; HOMMA, Akira; LEMOS, Elba Regina Sampaio de. Vacinas. Rio de Janeiro: FioCruz, 2021.
Este livro, publicado pela Fundação Oswaldo Cruz, apresenta ao leitor um breve histórico sobre o desenvolvimento de vacinas, além de esclarecer o que são as vacinas e qual a importância de um programa de imunização eficiente. Traz ainda reflexões sobre os desafios que devemos enfrentar com a vacinação nos dias atuais.
FERNANDES, Suellen. MP obtém liminar para obrigar pais a vacinar os filhos em Jacareí, SP. G1, Vale do Paraíba e Região, 27 set. 2013. Disponível em: http://g1.globo.com/sp/vale-do-paraiba-regiao/ noticia/2013/09/mp-obtem-liminarpara-obrigar-pais-vacinar-os-filhos-em-jacarei-sp.html. Acesso em: 10 ago. 2022.
FÓSSIL encontrado no RS reforça teoria de supercontinente. UOL, São Paulo,14 jan. 2009. Ciência e Saúde. Disponível em: http://cienciaesaude.uol.com.br/ultnot/2009/01/14/ult4477u1252.jhtm. Acesso em: 30 jun. 2022.
FURLAN, S. A. Tudo que você queria saber sobre plantas. São Paulo: Oficina de Textos, 2007.
G1. Baixa vacinação contra pólio no Brasil e novos casos no mundo acendem alerta para risco de volta da doença já erradicada no país. (Dados do Programa Nacional de Iminuzação/Datasus). Disponível em: https://g1.globo.com/saude/noticia/2022/03/09/cobertura-vacinal-da-polio-despencaem-5-anos-no-brasil-e-novos-casos-em-israel-e-malawi-acendemalerta.ghtml. Acesso em: 18 ago. 2022.
G1. Brasil tem maior número de mortes por H1N1 desde pandemia de 2009. Disponível em: http:// g1.globo.com/bemestar/noticia/2016/06/brasil-tem-maior-numero-de-mortes-por-h1n1-desdepandemia-de-2009.html. Acesso em: 15 ago. 2022.
GERARD, J. T. O corpo humano: fundamentos de Anatomia e Fisiologia. Porto Alegre: Artmed, 2001.
GILGE, Marcelo V.; PRESTES, Maria Elice B. Ernst Haeckel nas coleções de Biologia aprovadas pelo PNLD 2012 – Ensino Médio. Revista Brasileira de História da Ciência, Rio de Janeiro, v. 7, n. 2, p. 325-335, jul.-dez. 2014. Disponível em: https://www.sbhc.org.br/arquivo/download?ID_ ARQUIVO=1965#:~:text=Resumo%20Ernst%20Haeckel%20(1834%2D1919,darwinianas%20de%20 modifica%C3%A7%C3%A3o%20das%20esp%C3%A9cies. Acesso em: 28 maio 2022.
GREF – Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Física 1: Mecânica. 5 ed. São Paulo: EDUSP, 1999.
GREF – Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Física 2: Física Térmica / Óptica, 4. ed. São Paulo: EDUSP, 1998.
HALL, John E. Tratado de fisiologia médica. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017. A fisiologia do corpo humano é abordada de forma muito completa nesta bela e clássica obra. Ela é dividida em 15 unidades e 85 capítulos, que vão desde o funcionamento da célula, passando pela fisiologia das membranas e tratando dos mais diferentes sistemas e órgãos.
HEWITT, P. G. Fundamentos de Física conceitual. Tradução Trieste Ricci. Porto Alegre: Bookman, 2009.
HICKMAN, Cleveland P. et. al. Princípios integrados de Zoologia. 16 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016.
Usado como referência pelos cursos de Ciências Biológicas, este livro apresenta ilustrações incríveis e traz um panorama de toda a Biologia, com destaque para o grupo dos Cordados. O texto tem ênfase na Evolução, mostrando adaptações de muitos seres ao ambiente em que vivem.
HINRICHS, Roger A.; KLEINBACH, Merlin; REIS, Lineu B. Energia e meio ambiente. 3 ed. São Paulo, Cengage, 2017.
JUNQUEIRA, L. C., CARNEIRO, J. Histologia básica. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006.
LUTGENS, F. K.; TARBUCK, E. J. The atmosphere: an introduction to meteorology. 7 ed. Upper Sadle River: Prentice Hall, 1998.
Esse livro é referência para o estudo dos diferentes fenômenos atmosféricos, como pressão, formação de nuvens, clima, ventos e outros.
MOTTA JUNIOR, José Carlos. A dieta do lobo-guará. Revista Pesquisa Fapesp, São Paulo, ed. 52, abr. 2000. Disponível em: http://revistapesquisa.fapesp.br/2000/04/01/a-dieta-equilibrada-do-loboguara/. Acesso em: 28 maio 2022.
MURPHY, Kenneth. Imunobiologia de Janeway. Porto Alegre: Artmed, 2014.
A imunologia é uma área da ciência biológica que tem realizado descobertas muito importantes para a saúde. Neste livro as bases biológicas da imunidade são discutidas de formas aprofundada, trazendo as técnicas e processos que explicam processos de resposta do corpo aos mais diversos agentes.
OLIVEIRA, Fabiano et al. O sistema de captação, tratamento e distribuição de água em Barretos. Revista Eletrônica de Ciências, São Carlos, CDCC, n. 28, set./nov. 2004.
OLIVEIRA, G. Pesquisa demonstra potencial terapêutico do soro da cascavel. Comunica, Uberlândia, 31 jul. 2017. Disponível em: https://comunica.ufu.br/noticia/2017/07/pesquisa-de-genetica-ebioquimica-demonstra-potencial-terapeutico-do-soro-da. Acesso em: 15 jun. 2022.
PAINEL Saneamento Brasil. Disponível em: https://www.painelsaneamento.org.br/explore/ indicador?SE%5Bg%5D=2&SE%5Bs%5D=21&SE%5Bid%5D=INT_VH. Acesso em: 10 jun. 2022.
PARA onde vão as 27 mil toneladas de lixo geradas por dia na Grande SP? ECCAPLAN. São Paulo, 3 mar. 2021. Disponível em: https://eccaplan.com.br/blog/2021/03/03/27-mil-toneladas-dia-lixogrande-sp/. Acesso em: 12 jun. 2022.
PELCZAR, M. J. et al. Microbiologia: conceitos e aplicações. 2. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2005.
PINHEIRO, Chloé. Falta de saneamento básico causa 273 mil internações em um ano no Brasil. Veja Saúde, 5 out. 2021. Disponível em: https://saude.abril.com.br/medicina/falta-de-saneamento-basicocausa-273-milinternacoes-em-um-ano-no-brasil/. Acesso em: 12 jun. 2022.
PORTUGAL. Programa Escola Azul – Literacia Oceânica. Lisboa, s.d. Disponível em: https://escolaazul. pt. Acesso em: 8 set. 2022.
O projeto Ocean Literacy foi criado pela UNESCO e é desenvolvido em vários países, inclusive no Brasil. Ele trata da importância dos oceanos e dos ambientes costeiros para a vida de todas as espécies do planeta. O Programa Escola Azul é desenvolvido especialmente pelo Ministério da Economia e do Mar de Portugal, e oferece materiais de referência sobre o tema da conservação dos oceanos.
POUGH, F. H.; JANIS, C. M.; HEISER, J. B. A vida dos vertebrados. 4. ed. São Paulo: Atheneu Editora, 2008.
Diferentes aspectos da vida dos vertebrados são tratados neste livro: a evolução, a ecologia, a anatomia e a biogeografia estão integradas nesta obra de muita utilidade para o aprofundamento da biodiversidade de vertebrados.
PROJETO analisa dados de satélite desde 1985 para detalhar situação dos biomas; entenda como funciona. Sistema Labgis, 24 maio 2019. Disponível em: https://www.labgis.uerj.br/noticias/projetoanalisa-dados-de-satelite-desde-1985-paradetalhar-situacao-dos-biomas-entenda-como-funciona. Acesso em: 28 maio 2022.
PUTZ, R; PABST, R. (ed.). Sobotta atlas de anatomia humana. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
Atlas de anatomia humana é uma obra completa que oferece uma descrição e ilustrações sobre os diversos órgãos do corpo. A coleção é composta por volumes que descrevem de modo preciso órgãos e sistemas em seus detalhes.
REINACH, Fernando. Como prever o efeito das atividades humanas. O Estado de S. Paulo, São Paulo, 17 mar. 2011. Disponível em: https://www.estadao.com.br/noticias/geral,como-prever-o-efeito-dasatividades-humanas-imp-,693052. Acesso em: 19 maio 2022.
RIBEIRO, F. B.; MOLINA, E. C. Geofísica: uma breve introdução. São Paulo: EDUSP, 2018.
RICKLEFS, R. E. A economia da natureza. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2011.
RODRIGUES, M. As mais recentes diretrizes para o enfrentamento da mudança do clima. Revista Pesquisa Fapesp, 4 mar. 2022. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/as-mais-recentesdiretrizes-para-o-enfrentamento-da-mudanca-doclima/. Acesso em: 28 maio 2022.
RONAM, Colin A. A ciência nos séculos XIX e XX. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2001. (História ilustrada da Ciência, v. 4.)
SCHRAMM, Franciele Petry Schramm. Sumindo da floresta. Ciência Hoje. Disponível em: http:// cienciahoje.org.br/sumindoda-floresta/. Acesso em: 28 maio 2022.
SPALDING, Mark; KAINUMA, Mami; COLLINS, Lorna (ed.). World Atlas of Mangroves. London; Washington, D.C.: Earthscan, 2010.
SANTOS, Anderson Eduardo; SANTOS, Jean Carlos. O mundo dos insetos em cordel. São Cristóvão: Editora da UFS, 2022. Disponível em: https://www.livraria.ufs.br/produto/o-mundo-dos-insetos-emcordel/. Acesso em: 8 set. 2022.
Este é um livro digital que mistura Ciências e uma das mais belas manifestações literárias do nordeste brasileiro. Os insetos são apresentados de forma artística e científica e trata de aspectos da vida desses animais.
TEIXEIRA, W.; FAIRCHILD, T. R.; TOLEDO, M. C. M. de; TAIOLI, F. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2009. p. 86.
TRATAMENTO de esgotos. Sabesp. São Paulo, [s.d.]. Disponível em: http://site.sabesp.com.br/site/ interna/Default.aspx?secaoId=49. Acesso em: 5 set. 2022.
URRY, Lisa; CAIN, Michael L.; WASSERMAN, Steven A.; MINORSKY, Peter V.; ORR, Rebecca B. Biologia de Campbell. 12 ed. Porto Alegre: Artmed, 2022.
Este livro trata de todos as áreas da Biologia, desde a célula até a biosfera. Com um texto didático e imagens de qualidade, é um bom material de consulta para estudantes universitários e professores da Educação Básica.
SO de agrotóxicos pode levar à extinção de abelhas. Jornal da USP, São Paulo, 21 jun. 2017. Disponível em: https:// jornal.usp.br/atualidades/uso-de-agrotoxicos-pode-levar-a-extincao-de-abelhas/. Acesso em: 23 maio 2022.
VAN DE GRAFF, K. M. Anatomia humana. 6. ed. Barueri: Manole, 2003.
VIANELO, R. L.; ALVES, A. R. Meteorologia básica e aplicações. 2. ed. Viçosa: Ed. UFV, 2012.
YNOUE, R. Y.; REBOITA, M. S.; AMBRIZZI, T.; SILVA, G. A. M. Meteorologia: noções básicas. São Paulo: Oficina de Textos, 2017.
ZORZETTO, Ricardo. Cerrado ameaçado. Revista Pesquisa Fapesp, São Paulo, ed. 309, nov. 2021. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/cerrado-ameacado/. Acesso em: 28 maio 2022.
ZORZETTO, Ricardo. Um zoológico na cama. Revista Pesquisa Fapesp. São Paulo, ed. 117, nov. 2005. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/um-zoologico-na-cama. Acesso em: 24 maio 2022.
Reprodução do livro do Estudante em tamanho reduzido.