Guia Didático do Professor

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1 Guia Didático do Professor Programa A Química do Fazer Siderurgia parte 2 Metais Química 1ª Série Ensino Médio CONTEÚDOS DIGITAIS MULTIMÍDIA

2 Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor Coordenação Didático-Pedagógica Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa Redação Alessandra Muylaert Archer Revisão Gislaine Garcia Projeto Gráfico Eduardo Dantas Diagramação Romulo Freitas Revisão Técnica Nádia Suzana Henriques Schneider Produção Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Realização Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação Ministério da Ciência e Tecnologia Ministério da Educação Objetivo geral: Reconhecer a importância da química como conhecimento imprescindível para a compreensão do mundo que nos cerca. Objetivos específicos: Reconhecer a importância da siderurgia no mundo moderno; Vídeo (Audiovisual) Programa: A Química do Fazer Episódio: Siderurgia parte 2 Duração: 10 minutos Área de aprendizagem: Química Conteúdo: metais Conceitos envolvidos: aço, metais, ferro gusa, escória, aciaria, dessulfuração, siderurgia. Público-alvo: 1ª série do Ensino Médio Identificar os processos químicos e industriais da fabricação do aço. Pré-requisitos: Não há pré-requisitos. Tempo previsto para a atividade: Consideramos que duas aulas (45 a 50 minutos cada) serão suficientes para o desenvolvimento das atividades propostas.

3 Introdução Este guia, acompanha o episódio Siderurgia Parte 2, da série de programas A Química do Fazer, destinada à 1ª série do Ensino Médio. Nele há sugestões, dicas e demais orientações que pretendem contribuir para o sucesso da aula. É importante ressaltar que o audiovisual não pretende esgotar ou aprofundar o tema apresentado. A intenção é sensibilizar os estudantes para o estudo da química. Para tanto, o programa se vale de uma narrativa que faz a aproximação entre os conceitos científicos e a vida dos alunos. O episódio Siderurgia 2 explica a segunda etapa do processo de produção do aço, isto é, o beneficiamento do ferro gusa e sua transformação em aço, o produto final. Vale ressaltar que o episódio anterior, Siderurgia 1, explica a primeira parte do processo de obtenção do aço, que é a produção de ferro gusa. Por isso, seria interessante programar a exibição dos dois episódios, possivelmente com duas aulas sobre o tema. Audiovisual Programa A Química do Fazer Siderurgia parte 2 Sabemos que a sua experiência em sala irá determinar outras maneiras de enriquecer a aula, mas os vídeos poderão ser importantes aliados nessa tarefa. Sugerimos que verifique com antecedência, para o dia previsto, a disponibilidade dos recursos necessários para a apresentação do audiovisual um computador ou equipamento específico de DVD conectado a uma TV ou projetor multimídia. Recomendamos também, que seja elaborada uma atividade extra para a turma, caso haja algum imprevisto que impossibilite a exibição do vídeo.

4 Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor dica! O site do Instituto Aço Brasil oferece muitas informações sobre a produção do aço no Brasil: org.br/site/portugues/ index.asp 1. Desenvolvimento Antes de exibir o segundo episódio sobre siderurgia, retome os conceitos vistos anteriormente. Relembre, por exemplo, que o aço não é encontrado na natureza, ele é uma liga metálica de ferro e carbono produzida pelo homem nas siderúrgicas. Se necessário você poderá mencionar ou questionar a turma sobre o que foi apresentado no primeiro episódio e fazer um resumo do processo de fabricação do aço até o produto resultante das reações que acontecem no alto-forno, o ferro gusa. Lembre-lhes que o ferro gusa é, portanto, o produto imediato da redução preferencial do minério de ferro nos alto-fornos e que esta é apenas uma etapa intermediária para a obtenção do produto final, o aço. Usina Integrada Dependendo da usina siderúrgica, existem dois tipos de aciarias. Como já foi visto no primeiro episódio, existem dois tipos de aciarias: as integradas e as semi-integradas. Informe aos alunos que as integradas produzem ferro a partir do minério de ferro, enquanto as semi-integradas, que não produzem gusa, obtêm o aço a partir da reciclagem de sucatas. Peça aos alunos para observarem que neste episódio, o apresentador visita uma usina integrada, acompanhado de um responsável técnico. A visita acompanha todas as etapas da aciaria, explicando cada um dos seus processos: dessulfuração e convertedor. 4

5 Dessulfuração Explique aos alunos que o processo de dessulfuração consiste na retirada do enxofre contido no gusa proveniente do altoforno. Em seguida, o gusa é transferido para a panela de gusa na aciaria. Pergunte e observe se os alunos estão conseguindo acompanhar o tema durante a aula e durante a exibição do vídeo. Faça uma pausa, se necessário, para explicar alguns pontos que considere importantes, de modo que quando eles estiverem assistindo ao episódio, esses processos fiquem mais compreensíveis, afinal, embora o aço esteja presente no nosso dia-a-dia e seja o produto mais reciclado em todo o mundo, a siderurgia não é um tema corriqueiro. Informe aos alunos que o equipamento responsável pela transformação do gusa em aço é o convertedor. Relembre que na usina integrada é realizada tanto a produção do ferro gusa a partir das matérias-primas, no alto-forno, quanto a transformação do gusa em aço, na aciaria. Por isso, durante este processo, carrega-se primeiro uma quantidade de sucata sólida produzida pela própria usina e que será reciclada durante o processo. Audiovisual Programa A Química do Fazer Siderurgia parte 2 Em seguida, a panela de gusa é basculada, despejando o ferro gusa em estado líquido por cima da sucata. Depois do carregamento da carga metálica é realizado um sopro de oxigênio no interior do convertedor. O objetivo desse processo é promover a oxidação preferencial do excesso de carbono presente no gusa e retirar o restante das impurezas. Feito isso, o aço está praticamente pronto. Enquanto a escória, resultante do processo, é vazada em um pote de escória, o aço segue agora para a etapa de refino secundário, responsável pelas características finais dos diversos tipos de aço produzidos pela usina. Refino Secundário Informe aos alunos que após a retirada do excesso de carbono e de impurezas como o silício, manganês e enxofre, a composição do aço está quimicamente pronta. No entanto, dependendo do uso a que se destinam, certos aços recebem a adição de alguns outros componentes. Explique que esse é o caso, por exemplo, do aço inoxidável, que além de ferro e carbono contém cromo e níquel. Ressalte que esses componentes extras permitem que o aço inoxidável não enferruje e que possa ser utilizado, por exemplo, na fabricação de materiais cirúrgicos. O nome inoxidável significa não se oxida. 5

6 Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor Lingotamento e Laminação Depois da etapa do refino secundário, o aço passa para a área de lingotamento contínuo. Explique aos alunos que, nesta etapa, o aço líquido é transformado em placas através do resfriamento controlado das paredes do molde. Informe que a fase do lingotamento e da laminação é automatizada e que isso garante a qualidade das placas, que depois são cortadas e identificadas. Lembre que as lâminas de aço, por exemplo, são utilizadas na indústria automobilística para fazer as portas, capôs e carrocerias dos carros. Usina Semi-integrada Informe aos alunos que nas usinas semi-integradas é possível fazer aço a partir da reciclagem de sucatas. Explique que, nessas usinas, é utilizado um forno completamente diferente do convertedor na aciaria, os fornos elétricos a arco. Esclareça que ao contrário do convertedor, esses fornos são adequados para trabalhar cargas com alta parcela de material sólido. Reciclagem Uma das características do aço é que pode ser reciclado indefinidamente sem perdas na quantidade ou qualidade. 6 Informe que a reciclagem do aço é tão antiga quanto à própria história de sua utilização. Atualmente, a coleta de sucata de metais para alimentar as aciarias é um negócio que gera emprego e renda nas grandes cidades do país. Além disso, a reciclagem de aço possui um forte impacto ecológico, tanto por despender menos energia do que a sua criação inicial quanto por aproveitar sucata industrial e sucata de ferro velho.

7 2. a) b) c) d) 3. Atividades Divida a turma em dois grupos e peça aos alunos para elaborarem dois murais: um sobre as aciarias integradas e outro sobre as semi-integradas. Prepare, com seus alunos, um portfólio com notícias de jornais e revistas sobre siderurgia, coletados por eles. Oriente os alunos para realizarem uma pesquisa sobre o aço inoxidável, destacando seus tipos e suas aplicações. Liste, juntamente com sua turma, os diferentes tipos de aços existentes, especificando a composição química qualitativa e quantitativa de cada um, bem como suas aplicações. Avaliação A avaliação é uma maneira de estimular a reflexão sobre como você conseguiu realizar as atividades e os objetivos propostos para cada aula, reorientando as próximas aulas. Verifique com os estudantes se eles se sentem confiantes em relação aos conteúdos trabalhados. Audiovisual Programa A Química do Fazer Siderurgia parte 2 A análise do nível de interesse e participação dos alunos pode ser considerada um bom termômetro para você perceber em quais momentos a atenção se perde, em que parte do conteúdo ainda há dificuldade de entendimento. A opinião dos alunos também é muito importante para que você os conheça mais profundamente e também possa comparálas com a sua própria. Desse modo, você poderá identificar em que as opiniões coincidem e no que diferem. A partir daí é possível ter uma visão ampla do processo de ensino-aprendizagem, do que deve ser mantido, do que deve ser reformulado, se há necessidade da revisão de alguns tópicos do conteúdo, entre outras observações. 7

8 VÍDEO - AUDIOVISUAL EQUIPE PUC-RIO Coordenação Geral do Projeto Pércio Augusto Mardini Farias Departamento de Química Coordenação de Conteúdos José Guerchon Revisão Técnica Nádia Suzana Henriques Schneider Assistência Camila Welikson Produção de Conteúdos Eduardo Albuquerque Brocchi CCEAD - Coordenação Central de Educação a Distância Coordenação Geral Gilda Helena Bernardino de Campos Coordenação de Audiovisual Sergio Botelho do Amaral Assistência de Coordenação de Audiovisual Eduardo Quental Moraes Coordenação de Avaliação e Acompanhamento Gianna Oliveira Bogossian Roque Coordenação de Produção dos Guias do Professor Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa Assistência de Produção dos Guias do Professor Tito Tortori Redação Alessandra Muylaert Archer Gabriel Neves Gisele Moura Gislaine Garcia Design Eduardo Dantas Isabela La Croix Romulo Freitas Revisão Alessandra Archer Gislaine Garcia