Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 6, p. 6834-6844, jun. 2019 ISSN 2525-8761
Ações de extensão no ensino médio: química verde e desenvolvimento
sustentável
Extension actions in high school: green chemistry and sustainable
development
DOI:10.34117/bjdv5n6-174
Recebimento dos originais: 16/04/2019 Aceitação para publicação: 14/05/2019
Alessandra Carvalho de Sousa
Doutora em Cooperación al Desarrollo- Universitat de València
Instituição: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, IFRN.
Endereço: Rua Vereador Abílio Soares de Macedo, 226, apto 301, Betel, Apodi-RN, Brasil E-mail: alemelcarv@gmail.com
Cristina Emanuelly da Silva
Discente do Curso de Licenciatura em Química
Instituição: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, IFRN.
Endereço: Rua Luiz Antônio Pamplona, 423, Cruz de Alma, Apodi-RN, Brasil E-mail: cristinaemanuelle@hotmail.com
Tairiz Tatiani da Costa
Discente do Curso de Licenciatura em Química
Instituição: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, IFRN.
Endereço: Rua Manoel Pedro Viana, 130, São Sebastião, Apodi-RN, Brasil E-mail: tairiz.trt@gmail.com
RESUMO
O ensino de Química orientado a critérios de sustentabilidade concebe a educação como ferramenta essencial para se alcançar o desenvolvimento sustentável e busca promover experiências químicas que não produzam substâncias perigosas e reduzam ao máximo os riscos no tratamento de resíduos. Sob esta perspectiva, este trabalho apresenta os resultados parciais das ações de um projeto de extensão, financiado pela Pró-Reitoria do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, com o objetivo de difundir o conhecimento sobre os Princípios da Química Verde no ensino de Química, no âmbito de uma escola da rede estadual no oeste potiguar. Trata-se de um trabalho de natureza qualitativa no campo das Ciências Naturais, que possibilita o diálogo entre todos os implicados no projeto, de maneira que se possa buscar coletivamente as explicações, saberes e possíveis soluções a problemas reais do contexto onde são desenvolvidas as atividades do projeto. O projeto em execução se configura como uma referência válida não só para o ensino de Química, mas para o ensino nas diversas áreas do conhecimento, mediante um tratamento interdisciplinar com os princípios da Química Verde. Para tanto, já foram realizadas capacitação dos bolsistas e voluntários sobre a temática; formação teórica dos
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 6, p. 6834-6844, jun. 2019 ISSN 2525-8761 discentes beneficiados e aplicação prática dos princípios da Química Verde relacionados aos conteúdos de cinética química e reações endotérmicas e exotérmicas. O desafio do trabalho em questão consiste em desenvolver uma práxis que se caracterize pela inclusão dos princípios da Química Verde no currículo e nas práticas curriculares no Ensino Médio. Palavras- chave: Ensino de Química; Química Verde; Desenvolvimento Sustentável; Práticas curriculares.
ABSTRACT
The teaching of sustainability-oriented chemistry conceives education as an essential tool to achieve sustainable development and seeks to promote chemical experiments that do not produce hazardous substances and minimize the risks in waste treatment. From this perspective, this paper presents the partial results of the actions of an extension project, funded by the Pro-Rectory of the Federal Institute of Education, Science and Technology of Rio Grande do Norte, with the objective of spreading knowledge about the Principles of Chemistry Green in the teaching of Chemistry, under a school of the state network in the western potiguar. It is a work of a qualitative nature in the field of Natural Sciences, which enables the dialogue between all those involved in the project, so that one can collectively seek the explanations, knowledge and possible solutions to real problems of the context in which the activities are developed from the project. The ongoing project is a valid reference not only for teaching Chemistry, but for teaching in the different areas of knowledge, through an interdisciplinary treatment with the principles of Green Chemistry. To this end, the fellows and volunteers have been trained on the subject; theoretical training of the benefited students and practical application of the principles of Green Chemistry related to the contents of chemical kinetics and endothermic and exothermic reactions. The challenge of the work in question is to develop a praxis that is characterized by the inclusion of the principles of Green Chemistry in curriculum and curricular practices in High School.
Keywords: Chemistry Teaching; Green Chemistry; Sustainable development; Curricular practices.
1 INTRODUÇÃO
No dia 11 de setembro de 2012, a Assembleia Geral das Nações Unidas aprova a Resolução 66/2881 que reforça o papel da educação como ferramenta essencial para se alcançar o desenvolvimento sustentável. Tal compromisso se reflete no lançamento da Agenda 2030, com metas a ser alcançadas no período de 2015 a 2030 (ONU, 2015), com o desafio de reorientar os programas educacionais em todos os seus níveis e modalidades em direção à sustentabilidade socioambiental e promover uma ciência da sustentabilidade, que seja capaz de integrar áreas de conhecimento aparentemente tão distantes, mas que tem em comum o referir-se a ações humanas que afetam diretamente à natureza.
1 Resolução aprovada durante a Conferência das Nações Unidas sobre o Desenvolvimento Sustentável (Rio +20), no Rio de Janeiro, em junho de 2012, que fundamenta a Declaração “O futuro que queremos”. Disponível em: <http://www2.mma.gov.br/port/conama/processos/61AA3835/O-Futuro-que-queremos1.pdf.>. Acesso em 11 de agosto de 2018.
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 6, p. 6834-6844, jun. 2019 ISSN 2525-8761 Torna-se cada vez mais evidente, a necessidade de tratar globalmente, sem reducionismos, o sistema cada vez mais complexo constituído pelas sociedades humanas e os sistemas naturais com os que interagimos e formamos parte. É essa a razão de ser do novo paradigma da Ciência para a Sustentabilidade, cujo objetivo explícito é contribuir para nessa transição à sustentabilidade, com características que irão permear as distintas disciplinas científicas e suas atividades socioambientais.
Sob este compromisso e atentos ao cumprimento dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável ao longo dos próximos 12 anos, esse artigo apresenta os primeiros resultados de um projeto de extensão, financiado pela Pró-Reitoria de Extensão do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (PROEX/IFRN), que tem o objetivo de difundir o conhecimento sobre os Princípios da Química Verde no ensino de Química, no âmbito da Escola Estadual Professor Antônio Dantas, localizada na cidade de Apodi, oeste potiguar.
Tal estudo se configura como uma referência válida não só para o ensino de Química, mas para o ensino nas diversas áreas do conhecimento, mediante um tratamento interdisciplinar e transdisciplinar dos conteúdos com os critérios de sustentabilidade que cada princípio da Química Verde aborda (ver tabela 01). Nesse sentido, o desafio do trabalho desenvolvido consiste em desenvolver uma práxis que se caracterize pela inclusão dos princípios da Química Verde no currículo e nas práticas curriculares no Ensino Médio. Além disso, essa proposta caminha na direção de uma Ciência para a Sustentabilidade (VILCHES e GIL, 2013), ao defender uma ciência capaz de integrar e trabalhar em sala de aula áreas de conhecimento aparentemente tão distantes, mas que podem ser trabalhados de forma integrada e contextualizada às disciplinas científicas.
Tabela 01- Os 12 Princípios da Química Verde e objetivos de aplicação
Princípios Objetivos de aplicação
p1- prevenção Evitar a formação de resíduos para não tratá-lo, eliminando assim a possibilidade de poluição futura.
p2- economia atômica
Em uma reação ideal, planejar metodologias sintéticas que maximizem a incorporação de todos os materiais de partida no produto final, eliminando ou diminuindo a formação de resíduos.
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 6, p. 6834-6844, jun. 2019 ISSN 2525-8761 p3- síntese segura Reduzir a toxicidade no processo de síntese de um produto
químico, tanto de reagentes quanto de produtos.
p4- desenho de
produtos seguros
Desenhar produtos químicos seguros e eficientes, de tal modo que realizem a função desejada e não sejam tóxicos.
p5- solventes e
auxiliares seguros
Eliminar ou reduzir o uso de substâncias auxiliares como, solventes, agentes de purificação e secantes tóxicas. Quando inevitável, estas substâncias devem ser inócuos ou reutilizados.
p6- eficiência
energético
A utilização de energia pelos processos químicos precisa ser reconhecida pelos seus impactos ambientais e econômicos e deve ser minimizada. Se possível, os processos químicos devem ser conduzidos à temperatura e pressão ambientes. p7- uso de
matéria-prima de fontes
renováveis
Priorizar o uso de biomassa como matéria-prima no desenvolvimento de novas tecnologias e processos, em detrimento de fontes não renováveis.
p8- evitar a formação de derivados
Minimizar a derivatização desnecessária ou, se possível, evitá-la, porque estas etapas requerem reagentes adicionais e podem gerar resíduos.
p9- Catálise Priorizar reagentes catalíticos (tão seletivos quanto possível) em substituição aos reagentes estequiométricos.
p10- geração de
produtos biodegradáveis
Desenhar e produzir produtos químicos que se fragmentem em produtos de degradação inócuos e não permaneçam no ambiente, ao final de sua função.
p11- análise em
tempo real para a
prevenção da
poluição
Desenvolver metodologias analíticas que viabilizem um monitoramento e controle dentro do processo químico em tempo real, antes da formação de substâncias nocivas.
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 6, p. 6834-6844, jun. 2019 ISSN 2525-8761 p12- química intrinsecamente segura para a prevenção de acidentes
Minimizar o risco de acidentes químicos, vazamento de gases, explosões e incêndios, através da escolha adequada das substâncias utilizadas em um processo químico.
Fonte: elaboração própria, com base em Anastas e Warner (1998).
Para tanto, apresentamos a Química Verde como modalidade da Química que planeja o desenho de produtos e processos com a finalidade de reduzir ou eliminar o uso ou a produção de substâncias perigosas (ANASTAS e WARNER, 1998). As ações do projeto em desenvolvimento ressaltam a importância de se prevenir a contaminação ao oferecer alternativas de maior compatibilidade ambiental nas práticas curriculares realizadas nesta última etapa da educação básica.
2 METODOLOGIA
Trata-se de um trabalho de natureza qualitativa no campo das Ciências Naturais (ALVES-MAZZOTTI e GEWANDSZNAJDER, 1998; DENZIM &LINCOLN, 2012) e está relacionada à aspiração de proporcionar informações/conhecimentos sobre os 12 (doze) Princípios da Química Verde e sustentabilidade no ensino de Química no Ensino Médio. Este enfoque metodológico possibilita o diálogo entre todos os implicados no projeto, de maneira que se possa buscar coletivamente as explicações, saberes e possíveis soluções a problemas reais do contexto onde são desenvolvidas as atividades do projeto.
O projeto de extensão teve início com a seleção e capacitação dos alunos (as) integrantes (bolsistas e voluntários) sobre os Princípios da Química Verde e os pilares da sustentabilidade, com duração de 16h. Nesse período também se iniciou o processo de licitação apara aquisição de material (vidrarias e EPIs) e contratação de serviços. Logo após esta primeira parte de capacitação da equipe, procedeu-se com:
Reunião com toda a equipe do projeto e com os beneficiados (discentes de Química das turmas da 2ª e 3ª séries do Ensino Médio do turno matutino e docente da disciplina) no auditório da Escola Estadual Professor Antonio Dantas para explicar cada etapa do projeto a ser desenvolvido, além do detalhamento do período de tempo destinado a cada uma delas, os sujeitos participantes e suas respectivas funções.
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Elaboração de material didático (folders) sobre os 12 (doze) Princípios da Química Verde no ensino de Química e início da formação teórica com os alunos (as) beneficiados.
Planejamento e execução de aulas práticas no laboratório de Química da escola para aplicação dos Princípios da Química Verde trabalhados na formação teórica, durantes os meses de agosto, setembro e outubro de 2018.
Avaliação da transcedência e impactos do projeto para a comunidade educativa e científica. Nessa avaliação se fará um balanço das forças, oportunidades, fraquezas e ameaças do projeto (Análise FOFA). Também se apresentarão e divulgarão os resultados do projeto em rádios difusoras e blogs locais, eventos de extensão e congressos, além de publicações em artigos em anais de congressos e em revistas especializadas.
A avaliação do projeto é compreendida como atividade formativa, processual, dialógica e contínua, de maneira que se possa verificar se as atividades propostas foram alcançadas, destacando suas debilidades e fortalezas. Ademais, o coordenador do projeto realiza mensalmente o registro (via SUAP) das atividades realizadas, despesas, registros fotográficos e vídeos, avaliação final dos alunos, lições aprendidas, anexos e finalização do projeto (relatório), que serão validadas pelo Coordenador (a) de Extensão do campus.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Em relação aos resultados esperados em curto prazo e as ações de disseminação do projeto, nos primeiros meses de execução do projeto (maio, junho, julho e agosto de 2018), foram realizadas as capacitações dos alunos bolsistas e voluntários sobre os 12 princípios da Química Verde e Desenvolvimento Sustentável e encaminhados os processos de licitação para aquisição dos materiais que serão utilizados nas práticas em laboratório (EPIs e vidrarias). Na figura 1, pode-se perceber o grau de envolvimento da equipe nesta etapa de formação.
Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 6, p. 6834-6844, jun. 2019 ISSN 2525-8761 Com a equipe capacitada, foram elaborados folders contendo uma breve e clara introdução sobre a Química Verde e seus 12 princípios. Este material foi utilizado como recurso didático na etapa de formação dos beneficiados com o projeto, neste caso, discentes da 2ª e 3ª séries do Ensino Médio da Escola Estadual Professor Antonio Dantas (ver figura 02). Logo depois, nos meses de julho e agosto de 2018 foram executadas aulas práticas em laboratório para aplicação prática dos Princípios da Química Verde relacionado ao conteúdo de “reações endotérmicas e exotérmicas” (ver figura 03)
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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 6, p. 6834-6844, jun. 2019 ISSN 2525-8761 Como se trata de um projeto em andamento, os próximos passos serão a aplicação prática dos Princípios da Química Verde relacionados aos conteúdos de “Cinética Química,” “Poluição térmica” e “pilhas e baterias.” Os experimentos evitam ao máximo o uso de reagentes tóxicos e o desperdício de materiais. Usam-se fontes renováveis de matéria-prima para se evitar a formação de derivados, pensando numa Química intrinsecamente segura para a prevenção de acidentes.
A significação científica do trabalho realizado será ainda maior. Espera-se que a experiência exitosa do projeto executado sirva como referência para a aplicação em outros contextos educacionais e que os resultados do estudo sirvam de “lentes” teóricas e metodológicas para se pensar o ensino de Química na construção de um futuro sustentável. A nossa perspectiva de estudos futuros sobre a temática caminha na direção de contribuir com a Ambientalização curricular no campo das disciplinas científicas.
4 CONCLUSÕES
Diante do desafio da educação para o Desenvolvimento Sustentável, parece evidente a necessidade de que estudantes de todos os níveis sejam educados na filosofia e na prática da Química sustentável. Para tanto, o currículo e as práticas curriculares no ensino de Química deveriam contemplar, principalmente, a consideração do risco e da toxicidade como uma propriedade físico-química da estrutura molecular que pode ser modificada, introduzindo a toxicologia química do risco. Além disso, deve-se considerar a substituição do conceito de rendimento pelo de economia atômica, como prega o princípio nº 02 da Química Verde.
Nesse sentido, esse projeto de extensão, ao desenvolver experiências práticas em laboratório de Química, ilustra a aplicação de cada um dos 12 princípios da Química Verde. Esse esforço por ensinar Química Verde como uma perspectiva que vai muito mais além de só “uma forma mais de fazer química.” Essa nova modalidade, a Educação Química Verde (EQV), vem reforçar o diálogo com a educação ambiental e os estudos de Química Verde em uma perspectiva crítica, que exige um redirecionamento de todos os campos científicos e um tratamento interdisciplinar da ciência atual, uma ciência não reducionista, contextualizada e integrada às dimensões social, histórica e política.
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ALVES-MAZZOTTI, A.J. e GEWANDSZNAJDER, F. O método nas Ciências Naturais e Sociais: pesquisa quantitativa e qualitativa. São Paulo: Pioneira, 1998.
ANASTAS, P.T. e WARNER, J.C. Green Chemistry: Theory and Practice. Oxford: Oxford University Press, 1998.
DENZIN, N.K; LINCOLN, Y.S. Manual de investigación cualitativa. Barcelona: Gedisa. 2012.
ORGANIZAÇÃO DAS NAÇÕES UNIDAS. Objetivos do Desenvolvimento Sustentável ONU, 2015. Disponível em: <https://nacoesunidas.org/pos2015/agenda2030/>. Acesso em 02 de agosto de 2018.
VILCHES, A; GIL PÉREZ, D. Ciencia de la Sostenibilidad: Un nuevo campo de conocimientos al que la Química y la Educación Química están contribuyendo. Educación Química, 24 (2), 199-206. 2013.
