ENGENHARIA NAS ESCOLAS: ESTAÇÕES DE GERAÇÃO DE ENERGIA

Transcrição

1 ENGENHARIA NAS ESCOLAS: ESTAÇÕES DE GERAÇÃO DE ENERGIA MANZAN JÚNIOR, Willis Alcantara 1, DUARTE, Fábio Franklin Mendes 2, MARIANO, Felipe Pamplona 3, OLIVEIRA FILHO, Ricardo Humberto de 4, OLIVEIRA, Ademyr Gonçalves de 5 Palavras-chave: aproveitamento de energia, geração de energia elétrica, fonte eólica, fonte hídrica. Introdução Desde os primórdios o ser humano enquanto indivíduo e enquanto civilização necessita de energia para sua sobrevivência e bem estar. E é justamente a Engenharia a área responsável por estudar os fenômenos físicos da natureza e construir equipamentos e estruturas com a finalidade aproveitar a energia disponível na natureza e convertê-la em outra forma de energia com o propósito de realizar algum trabalho. Desde meados do século XVIII, com o início da Revolução Industrial, temse usado os combustíveis fósseis como fonte de energia, energia esta usada inclusive para geração de energia elétrica para abastecer residências, indústrias, e comércio. Contudo, esta fonte de energia além de não ser renovável é responsável por inúmeros problemas ambientais. Com a necessidade atual de se procurar fontes de energia limpas e renováveis, surgiram inúmeras pesquisas e o * Resumo revisado por Ademyr Gonçalves de Oliveira. Título: O tema Engenharia nas escolas. Número: Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharias Elétrica, Mecânica e de Computação, willismanzan@gmail.com 2 Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharias Elétrica, Mecânica e de Computação, fabiofranklinm@gmail.com 3 Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharias Elétrica, Mecânica e de Computação, fpmariano@eeec.ufg.br 4 Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharias Elétrica, Mecânica e de Computação, rhofilho@gmail.com 5 Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharias Elétrica, Mecânica e de Computação, ademyr_go@eeec.ufg.br

2 desenvolvimento de tecnologias pode ser visto tanto no Brasil quanto no mundo. Duas destas fontes de energia limpa e renovável que se tem estudado e aproveitado são a de origem eólica (força dos ventos) e hídrica. O presente trabalho tem por finalidade expor e explicar os princípios físicos de funcionamento de usinas hidrelétricas e usinas eólicas para geração de energia elétrica mostrando a possibilidade de se gerar energia de forma eficaz, eficiente e em maior quantidade. Para isso foi feito uma maquete demonstrando a geração de energia elétrica a partir das fontes hídrica e eólica, de forma que alunos dos ensinos fundamental e médio pudessem se familiarizar com a temática e com a engenharia envolvida e sejam estimulados a buscar mais conhecimento, e futuramente até decidirem por cursar alguma engenharia. O presente trabalho faz parte do projeto de extensão denominado: O tema Engenharia nas escolas; proposto pela Escola de Engenharias Elétrica, Mecânica e de Computação (EMC) da Universidade Federal de Goiás (UFG), o qual tem como objetivo maior, apresentar o tema Engenharia nas escolas de ensinos fundamental e médio com o intuito de estimular estudantes a optarem por fazer cursos de graduação em engenharias. Metodologia Aos alunos foram demostrados e explicados, por meio de uma apresentação em data show, o funcionamento das usinas hidrelétrica e eólica. Após a apresentação, para melhor visualização do aproveitamento e das transformações de energia, foi exposto, através de um modelo em formato de maquete, estes princípios de funcionamento na geração de energia. Esta maquete foi desenvolvida, basicamente, de material reciclado ( sucata ), por exemplo, para base foi usado papelão, para o reservatório foi usado galão plástico, para os geradores foram usados motores de carrinhos de controle remoto, etc. O princípio de funcionamento é basicamente o mesmo das usinas de geração de grande porte.

3 Na usina hidrelétrica, a energia elétrica é gerada a partir da energia potencial da água, para isso é necessário grandes quedas d água, com a queda a energia potencial da água é convertida em movimento, ou seja, energia cinética. Essa força de movimento da água transmite uma força de rotação (um torque) à turbina, que por sua vez transmite esta rotação a um gerador acoplado a esta turbina por meio de um eixo. Ao rotacionar, o gerador transforma a energia de movimento rotacional em energia elétrica. Na usina eólica, o vento, transmite movimento para as pás do rotor e este ao girar transmite movimento de rotação para um gerador por meio de um eixo, ao girar o gerador transforma a energia de rotação em energia elétrica. Na maquete construída para o projeto, mostrada na Figura 1, segue-se o mesmo princípio, só que ao invés de queda d água usou-se uma bomba para captar água de um reservatório e direcionar, por meio de uma tubulação, a água até as paletas de um pequeno rotor (turbina), este modelo é semelhante à correnteza da água de um rio, em suma usa-se a força de velocidade da água para gerar eletricidade. A geração da energia elétrica é visualizada por meio do acendimento de LED s (pequenas lâmpadas). Figura 1 Maquete das centrais de geração de energia.

4 Na mesma maquete segue também a uma unidade de geração eólica, feita de uma simples haste metálica servindo de torre, um rotor de plástico acoplado a um motor de carrinho de controle remoto, servindo como turbina e aerogerador. A este sistema foram ligadas, por meio de fios, pequenas torres com LED s, representando postes de iluminação pública. Além das apresentações técnicas do projeto, foi aplicado aos alunos um questionário com questões diversas sobre o que eles entendem a respeito de engenharia, quais são as suas profissões de interesse, se eles já conheciam a temática que iria ser apresentada, se eles se interessam por alguma área da engenharia, entre outras. Este formulário fora aplicado também após as apresentações. Ambos tiveram o propósito de conhecer melhor o perfil dos alunos e suas perspectivas. Por fim, foi discutido com os alunos sobre as fontes de energia limpa e renovável e sobre o papel da engenharia na sociedade e os desafios por ela encontrados. Resultados e discussão Com a metodologia apresentada na seção anterior foi possível observar o interesse dos alunos, que após assistirem à aula teórica, puderam visualizar na prática os princípios físicos de funcionamento dos sistemas e como funcionam passo a passo as etapas de geração de energia elétrica a partir das fontes já citadas. Os alunos fizeram perguntas, e tiraram suas dúvidas durante a apresentação teórica e durante a apresentação prática. Mas foi justamente na apresentação prática que eles se envolveram mais e perguntaram mais, uma vez que na apresentação prática devido a menores formalidades e maior descontração, os alunos se mostraram desinibidos para tirar dúvidas, olhar, mexer e verificar os conceitos passados na teoria. Quanto aos resultados obtidos do formulário aplicado antes da

5 apresentação foi observado que os alunos não sabiam exatamente as atribuições de um engenheiro, conforme mostra a Figura 2(a). Porém, pela Figura 2(b), observa-se que o nível de interesse dos alunos pela área de engenharia é alto em relação às outras áreas do conhecimento. a) Você sabe o que um Engenheiro faz? 80% 20% Sim Não b) Qual é a profissão que você acha mais interessante hoje? 50% 20% Artes Cênicas (Ator) Biologia Direito Engenharia Medicina (a) (b) Figura 2 Gráficos de análise dos questionários Conclusões Depois de exposto os princípios físicos, a maquete em funcionamento, e realizadas as discussões com os alunos sobre a engenharia e a função de um engenheiro na sociedade, observou-se claramente que os alunos já estavam em sua maioria motivados a buscar conhecimento e a se envolver com o tema proposto, além de estarem mais interessados com a área de engenharia. Os alunos que participaram do projeto de extensão eram de ensino fundamental (8 e 9 ano) e ensino médio. Mesmo sem uma base teórica mais sólida, foi uma experiência muito interessante para eles que começaram não só a se familiarizar com a engenharia, mas também com o meio científico. Para os alunos e professores da UFG envolvidos neste projeto, foi gratificante, por permitir compartilhar conhecimento com os mais jovens e contribuir para o crescimento destes enquanto estudantes, futuros profissionais e cidadãos.