Atividade 4: A produção de uma bolsa térmica

Essa atividade foi desenvolvida como uma sugestão de investigação de um grupo de alunos do 2º ano do ensino médio que participaram da segunda mostra de ciências da UFMG ocorrida em outubro de 2013. A participação nesse trabalho foi espontânea e os alunos que se candidataram tinha afinidade com a disciplina. Os estudantes foram comtemplados com uma Bolsa de Iniciação Científica Júnior, em 2014, e aprofundaram os estudos sobre a bolsa térmica terapêutica, muito utilizada como compressa de emergência no caso de contusões que acontecem durante as práticas esportivas. Nesse trabalho discutiram-se quais seriam os melhores materiais para se construir uma bolsa térmica que se aquece ou resfria sozinha. A culminância do trabalho aconteceu durante uma atividade de integralização curricular da

54 escola, chamada Festa da Família onde a comunidade educativa tomou conhecimento da pesquisa desenvolvida pelos estudantes. Ao final do projeto foi produzido um vídeo que faz parte do acervo do site Ponto Ciência e um roteiro para a produção da bolsa térmica. Os estudantes foram entrevistados pelo pesquisador e pela orientadora ao final dos trabalhos. A proposta partiu dos estudantes quando eles resolveram uma questão de vestibular que tratava do estudo de duas equações termoquímicas que, o enunciado, seriam responsáveis pelo funcionamento das bolsas térmicas empregadas no tratamento de lesões esportivas.

CaCl2 (s) + H2O(l) → CaCl2 (aq) ΔH = −82,7 kJ/mol

NH4NO3 (s) + H2O(l)→ NH4NO3 (aq) ΔH = +26,3 kJ/mol

Os estudantes ficaram interessados em compreender o funcionamento dos dispositivos. Como é possível que a bolsa mude de temperatura aparentemente sozinha? Se for possível reproduzi-la em laboratório, quais seriam os materiais mais indicados?

Como foi desenvolvida a atividade

Primeiramente foi feito um estudo sobre as aplicações terapêuticas da compressa quente e fria. Depois foram levantados pelos alunos características esperadas para uma bolsa que poderia ser utilizada com segurança por atletas que sofressem uma contusão durante a sua atividade esportiva. Os estudantes optaram por trabalhar com a bolsa quente e decidiram que ela deveria apresentar as seguintes características:

- a bolsa deve se aquecer sozinha, sem envolvimento de fonte de energia térmica externa, como discutido na questão,

- que seja segura no manuseio, não colocando em risco as pessoas que a utilizarem, - que não seja prejudicial ao ambiente, caso seja descartada.

Iniciou-se o trabalho através da pesquisa dos principais tipos de bolsa térmica terapêutica que são encontradas no comércio e quais eram as suas características. Optamos por investigar a dissolução do cloreto de cálcio, CaCl2 em água porque não dispúnhamos do nitrato de

amônio, NH4NO3, no laboratório. Assim, foi feito o levantamento das propriedades físicas

desse sal.

Todo o cronograma e desenvolvimento das medidas foram decididos em conjunto - alunos e professor. Nesse sentido o professor procurou estimular os estudantes na busca de propostas de trabalhos e de soluções para os problemas conforme mostrado na fala de um dos estudantes entrevistados, onde E é a fala do entrevistador e A é a fala dos estudantes, que está reproduzida a seguir, sem correções:

55 Sequência 6: Trecho da entrevista entre os pesquisadores e os alunos participantes do

projeto da bolsa térmica. Turno Falas (E – Entrevistador e A – Aluno)

01

A1. A gente sabe que ele (professor) tá cansado de saber tudo o que ele fala lá, mas ele já fica lá dum jeito tipo assim, vamo pesquisar, vamo fazer junto. Isso acaba estimulando demais o aluno, eu acho.

02

A2. O professor já dava aula prática pra gente, mas, era muita gente fazendo a mesma coisa! Através desse trabalho o professor deu mais liberdade pra gente fazer as coisas, ele deixou a gente procurar as coisas!

03

A3. O bacana da parte do professor foi permitir que a gente conduzisse com ele esse trabalho, sabe? Não foi ele impor um trabalho pra gente trabalhar em cima daquilo que ele quis. Ele sempre pedia a nossa opinião, sempre perguntava se a gente tava achando bacana ou o que a gente sugeria, a troca do material para fazer a bolsa, como seria, inclusive a sugestão da bolsa de alimentação por sonda. 04 E1. E de quem foi essa sugestão?

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A2. Foi minha! Teve uma época que a minha avó tava se alimentando por sonda que usava essa bolsa de alimentação e eu via que para reutilizar a bolsa a enfermeira fervia a bolsa. Aí eu achei que seria uma boa usá-la no experimento. O professor gostou. A gente testou e utilizou

06 A3. A gente teve a oportunidade de trabalhar com cloreto de cálcio, viu que não deu certo por razão de descarte e trabalhou depois com o acetato de sódio.

Como a condução do trabalho da bolsa térmica foi realizado de maneira diferente das demais atividades, as análises das interações discursivas serão realizadas com base na entrevista com os estudantes. Uma das observações que podemos ressaltar é que o processo da construção da bolsa térmica parece ter acontecido na forma de um diálogo entre o professor e os estudantes. Segundo os alunos, o professor deu liberdade para que o trabalho fosse desenvolvido. Os estudantes tiveram voz ativa durante todo o trabalho e colocaram suas posições e sugestões sobre cada etapa do projeto caracterizando-se como uma forma de diálogo mais aberto e interativo. Eles tiveram inclusive poder de intervenção sobre a proposta da construção da bolsa como mostrado no turno 5.

Depois de descartarem o trabalho utilizando o cloreto de cálcio, os alunos procuraram mais informações sobre a bolsa térmica produzida com acetato de sódio. Primeiro cogitaram produzir o sal, através de uma neutralização ácido-base uma vez que não dispúnhamos do sal em laboratório. Apesar de ser interessante do ponto de vista didático, este experimento apresenta vários relatos de rendimentos pouco satisfatórios. Como o acetato de sódio é um sal relativamente barato (500g custam cerca de R$ 12,00),o grupo optou, então, pela comprado material para o prosseguimento dos trabalhos de construção da bolsa.

Os estudantes pesquisaram na internet e nos livros de química do ensino médio sobre a solubilidade do acetato de sódio em água e constataram que algumas das fontes eram

56 conflitantes entre si. Assim, eles foram obrigados a testar os valores de solubilidade até conseguirem um valor ideal para a precipitação, como demonstrado no trecho em que o estudante descreve a parte desse procedimento.

Sequência 7: Trecho da entrevista entre os pesquisadores e os alunos participantes do