RELATO DE EXPERIÊNCIA

Transcrição

1 TÍTULO: Rádio Galena - o rádio que fala sem pilha, bateria ou tomada RESPONSÁVEL: Moysés Peruhype Carlech EE DONA CANUTA ROSA DE OLIVEIRA BARBOSA Rua Graciliano Ramos, s/n Cidade Nobre Ipatinga/MG CEP: Tel.: (031) canutarosa@bol.com.br Introdução Capa do Folder no FEBRACE (Feira Nacional de Ciências e Engenharia) Os rádios são comuns hoje em dia, principalmente os rádios portáteis, vendidos nas bancas de camelôs em qualquer esquina. Entretanto, poucas pessoas conhecem o seu funcionamento: como as ondas eletromagnéticas são geradas na emissora, a sua freqüência, seu comprimento, campo elétrico e magnético, receptor, energia contida nas ondas, corrente alternada, bobina, diodo etc. Tais assuntos são ensinados nos cursos regulares, sem uma aplicação prática. Dessa forma, foi desenvolvido o projeto rádio Galena para a melhor compreensão do mecanismo de transmissão e recepção das ondas sonoras. Assim, o presente projeto propôs analisar os diversos artigos, teorias, proposição de soluções diversas, esquemas e desenhos variados sobre os rádios Galenas para discutir as soluções e caminhos viáveis para a montagem de um protótipo desse rádio em uma abordagem educacional. No ano 2000 interessados pelo tema o professor Moysés Peruhye e o exaluno Carlos Martins de Arruda, da E.E. Dona Canuta Rosa de Oliveira Barbosa, desenvolveram o protótipo Alunos envolvidos no Projeto Rádio Galena 1

2 de um rádio Galena, fora do período de aulas. Depois de vários testes, no ano de 2001 o protótipo foi divulgado na escola, para alguns professores e esta proposta serviu de base para o estudo do tema com os alunos do 3º ano do ensino médio. Tal projeto possibilitou a construção de vários desses rádios pelos alunos. O projeto foi apresentado para a comunidade escolar na 2ª Mostra de Ciências de Ipatinga- MG no ano de 2002 com destaque. No ano de 2003, promoveu-se uma Oficina de Física referente ao rádio Galena para os Protótipo do Rádio Galena professores de Física de Ipatinga/Coronel Fabriciano e Timóteo MG. Ainda, foi realizada uma divulgação nacional na Feira Brasileira de Ciências e Engenharia FEBRACE/USP-SP (2007). Desse projeto surgiram vários produtos como: folder, banner, relatórios, todos eles com a participação dos alunos. Justificativa Os rádios são importantes meios de comunicação e ao longo de sua história vários avanços foram realizados. O rádio Galena é um exemplar dos pioneiros rádios e o mais antigo existente no Brasil, possui mais de 100 (cem) anos e foi fabricado na França por Radiguet & Massiot. Esse tipo de rádio é extremamente simples, porém na prática, os resultados não são muito satisfatórios em termos de volume de audição, pois não possui etapas de amplificação de sinal. Não precisando de corrente para alimentá-lo, ele era muito usado em locais onde não se dispunha de energia elétrica ou outra forma de tensão. Foi muito usado durante a guerra pelos soldados, devido ao seu pequeno tamanho, bastando esticar um fio com uns 20 ou 30 metros para se captar estações situadas a milhares de quilômetros de distância. Protótipo do Rádio Galena visto por outro ângulo Uma quantidade enorme de ondas eletromagnéticas podem ser captadas por um receptor elétrico simples e reproduzidas por um fone de ouvido, utilizando-se apenas a energia que elas mesmas transportam. Assim, não é necessário o uso de energia fornecida pela rede elétrica ou mesmo por pilhas. A partir do início do século XX, foram introduzidos nos receptores de radiofreqüência cristais conhecidos como semicondutores. Um dos principais semicondutores conhecidos foi o Galena utilizado durante muito tempo devido a sua grande eficiência na detecção das ondas de rádio. 2

3 Recentemente, ele foi substituído pelos chamados diodos. Entretanto, por força de hábito, qualquer receptor pequeno e simples, continua sendo chamado rádio Galena. O que existe de mais fascinante na montagem e utilização do rádio Galena é a infinita possibilidade de aprendizado que esta experiência possibilita. A teoria que explica o funcionamento desse rádio é basicamente a mesma que ilustra a transmissão e recepção de rádio e TV como é feita hoje. Pretende-se nesta experiência demonstrar a utilização de: microfones, transmissores, antenas, ondas eletromagnéticas, receptores e alto falantes aliando o conteúdo conceitual (fatos, teorias e conceitos) com os conteúdos procedimentais e atitudinais na educação científica. Objetivo geral Levar os alunos a reconhecer a Física e a tecnologia enquanto construção humana nos diversos aspectos de sua história e relação com o contexto social, político e econômico. Folder da participação deste projeto no FEBRACE Objetivos específicos Compreender a física presente nos equipamentos e procedimentos tecnológicos. Descobrir o como funciona os aparelhos. Possibilitar compreender os enunciados que envolvam códigos e símbolos físicos e a compreensão de manuais de instalação e utilização de aparelhos. Possibilitar conhecer fontes de informações e formas de obter informações, sabendo interpretar notícias científicas. Permitir desenvolver as diversas etapas do projeto de forma autônoma. Compreender como são produzidas e recebidas as ondas eletromagnéticas e conhecer as suas diversas aplicações e influências na sociedade. Desenvolvimento No projeto do rádio Galena são enfatizados os conteúdos procedimentais e atitudinais, e vivenciados os seguintes aspectos relacionados com a aprendizagem de desenvolvimento pessoal: a) habilidade para selecionar informação pertinente, saber trabalhar em equipe, argumentar respeitar e valorizar as idéias dos demais membros do grupo. 3

4 b) promoção de discussões histórico-filosóficas para vislumbrar os fatos de diferentes pontos de vista das diversidades de opiniões possíveis, comparando os próprios pontos de vista aos demais membros do grupo e, portanto, preparando para aprender com eles. c) trabalho em equipe com os membros do grupo e os demais colegas, com discussões coletivas, adoção de estratégias para resolver e argumentar a respeito de questões problemáticas, seleção de informações pertinentes, gerando evidências para respaldar hipóteses, contraargumentação e análise de posições alternativas. O projeto do rádio Galena foi realizado nas seguintes etapas: 1ª) Pesquisa bibliográfica: consulta a livros, revistas e internet 2ª) Montagem do rádio 3ª) Aperfeiçoamento do rádio 4ª) Investigação sobre a Teoria Eletromagnética e Eletrônica 5ª) Bibliografia consultada Descrição de cada etapa 1ª Etapa: Pesquisa bibliográfica - consulta a livros, revistas e internet. Nesta etapa, foi realizada uma pesquisa para a obtenção dos esquemas, desenhos e listas de materiais necessários para a montagem do rádio Galena. Para o início do Projeto do rádio Galena indagou-se: Existe um circuito ou circuitos que faz(em) o rádio funcionar melhor? Existe um circuito parecido que possa ser adaptado? Esta adaptação é factível, consome muito tempo para a sua execução? Existe mais de uma solução possível para o projeto? Quais os critérios a serem utilizados no caso de mais de uma solução? Após os resultados dessa pesquisa passou-se para a etapa seguinte. 2ª Etapa: Montagem do rádio Galena A partir da escolha da solução mais adequada e pesquisada a topologia do circuito, deu início à construção de um protótipo do rádio Galena. Foram adquiridos os materiais necessários para a confecção do rádio. Cabe destacar que os elementos necessários para a montagem do rádio Galena são simples, baratos e facilmente encontrados nas lojas especializadas. A experiência possibilitou perceber as etapas inerentes à montagem do rádio e para os alunos o aprendizado de preparar os fios, soldar e testar se houve o contato elétrico foi de suma importância, além de demandar o conhecimento de vários componentes eletrônicos. Em várias situações, cada aluno adquiriu o seu próprio material e em outras o grupo os comprou. O rádio Galena foi montado escolhendo um modelo bem simples. Nesta etapa, durante a execução do projeto, observamos os seguintes procedimentos: a) Identificação e conhecimento dos materiais e componentes corretos do rádio Galena. b) Identificação das lojas que vendem os materiais e componentes eletrônicos. c) Verificação da possibilidade de substituição de alguns componentes não encontrados por outros equivalentes. d) Agregação de componentes de outros aparelhos neste projeto. e) Capricho e embelezamento do layout da montagem do rádio. g) Funcionamento correto do aparelho montado com criatividade e iniciativa. 4

5 3ª Etapa: Aperfeiçoamento do rádio Galena Realização de determinadas ações para melhorar o sinal do som emitido pelo rádio Galena. Realizaram-se pesquisas em busca de um fone com maior impedância, uma vez que o volume desse equipamento é muito baixo. Os procedimentos para a instalação da antena e do aterramento do rádio demandaram a ligação do fio que vai para o rádio que sai da antena utilizou a solda branca e o aterramento foi realizado com lâminas de aterramento com no mínimo de 1,5 metros. Outro desenvolvimento significativo alcançado foi a instalação de caixas de som amplificadas, similares as utilizadas nos computadores, pois permitiu ouvir o som do rádio com a maior perfeição. 4ª Etapa: Investigação sobre a Teoria Eletromagnética e Eletrônica Elaboração de um resumo histórico e teórico do Projeto Rádio Galena. Desse projeto surgiram vários produtos como: folder, banner, relatórios, todos eles com a participação dos alunos. No quadro abaixo apresentamos algumas das descobertas dos alunos sobre a teoria eletromagnética e eletrônica. Teoria Eletromagnética e Eletrônica Como é o processo de funcionamento de um rádio? Uma quantidade enorme de ondas eletromagnéticas é produzida a todo instante pelas estações de rádio, em diversas freqüências, são as chamadas ondas de radiofreqüência. Essas ondas podem ser captadas por um fone de ouvido, utilizando-se apenas a energia que elas mesmas transportam. Assim, não é necessário o uso de energia fornecida pela rede elétrica ou mesmo de pilhas. Tais fontes fornecem energia apenas para o funcionamento dos componentes internos dos aparelhos. Por que o nome de rádio Galena? A partir do início do século XX, foram introduzidos nos receptores de radiofreqüência, certos cristais que permitem a passagem de corrente elétrica num sentido, mas impedem-na no sentido contrário. Estes cristais são conhecidos com semicondutores. Um dos primeiros semicondutores utilizados foi o Galena, o minério de chumbo mais abundante na natureza. Galena é a denominação vulgar do Sulfeto de Chumbo (PbS), que contém 86,6% de chumbo (Pb) e 13,4% de Enxofre (S). O cristal de Galena foi utilizado durante muito tempo, devido à sua grande eficiência na detecção das ondas de rádio, sendo inclusive empregado na construção de receptores improvisados durante a Segunda Guerra Mundial, em toda a Europa. Mais recentemente, substituiu-se o Galena por semicondutores de germânio ou silício, os chamados diodos. Por que o volume de audição do rádio Galena é baixo? Observe que no rádio Galena, não há nenhum dispositivo para a amplificação do sinal, o que quer dizer que toda a energia para o fone de ouvido depende do que se capta na antena, que por isso, deve ser muito longa, quanto mais alta melhor e deve ser utilizado fio mais grosso para construí-la. Mesmo assim, os sons ouvidos são baixos a ponto de termos de encostar o fone no ouvido. Nos rádios que utilizam o reforçador de sinais ou amplificadores de som, este melhora sensivelmente. 5

6 5ª Etapa - Bibliografia Consultada 1. ANDRÉA L. VANNUCHI, ANNA MARIA P. DE CARVALHO. Discussão Ciência Tecnologia em Sala de Aula. São Paulo. FACULDADE DE EDUCAÇÃO (USP) Artigo. 2. GREF: GRUPO DE REELABORAÇÃO DO ENSINO DE FÍSICA. Física 3 Eletromagnetismo, EDUSP ( 3. A.L.CERVO; P.A.BERVIAN. Metodologia Científica. Mc GRAW HILL DO BRASIL LTDA Artigo. 4. Brod Tecnologia < Acesso realizado em dezembro de Feira de Ciências < Acesso realizado em dezembro de Diretrizes para Projeto e Trabalhos Científicos < Acesso realizado em dezembro de Laboratório de Processamento de Sinais e Imagens < Acesso realizado em dezembro de Repercussão do projeto O projeto foi desenvolvido no período de 2000 até o ano de 2007, culminando com a apresentação na FEBRACE em março de Neste período, o projeto recebeu um grande apoio da direção da E.E. Dona Canuta Rosa de Oliveira Barbosa, quando foi apresentado para toda a comunidade de Ipatinga-MG na Feira de Exposição Escolar do município e também para o município de Timóteo-MG na Casa de Cultura por iniciativa da 9ª SRE, além das várias apresentações anuais pelos alunos na sala de aula ou em outros ambientes da escola. O projeto foi divulgado na imprensa escrita e televisiva da edição do dia 27 de março de 2007, respectivamente, Jornal Diário do Aço de Ipatinga e TV Cultura de Ipatinga. Participação na FEBRACE Foi um sonho que se tornou realidade. Este sonho foi compartilhado por toda a E.E. Dona Canuta Rosa de Oliveira Barbosa por meio da participação dos alunos do 3º ano do ensino médio representados pelos alunos Talles Werner Paiva e Rayne Fraga de Souza. Este evento encantou os participantes. O professor retornou com o propósito de melhorar a atuação em sala de aula e os alunos ficaram entusiasmados para concorrer ao vestibular e estudar na USP. Durante a semana que estiveram na USP os alunos e o professor participaram de várias oficinas e cursos relacionados com a temática, aprimorando seus conhecimentos. Após a participação na FEBRACE os integrantes do projeto foram convidados para realizar uma apresentação no Centro Universitário do Leste de Minas Gerais (Unileste) de Coronel Fabriciano MG onde receberam uma homenagem pelo trabalho realizado e certificados alusivos ao evento na FEBRACE. Depoimentos Sendo um projeto tecnológico, foi necessária a utilização de recursos técnicos para a resolução de seus diversos problemas. Foi necessária, também, a perda de um tempo maior para a leitura das especificações e normas do projeto, no sentido de perguntarmos e tirarmos dúvidas com o nosso professor-coordenador. Não basta ler as especificações e as normas, é preciso digeri-las. Como o objetivo do Projeto Rádio Galena é didático, muitas disciplinas foram abrangidas pelo projeto, o que nos fez recordar conhecimentos adquiridos em outros semestres ou mesmo em anos anteriores. Talles Werner Paiva e Rayne Fraga de Souza Alunos da turma 301 6

7 A minha sorte, durante todo este tempo de ensino, foi ter encontrado alunos que realmente queriam aprender, sempre buscando novas informações e materiais, com dedicação e interesse. Esta aprendizagem cooperativa, de todos, professores e alunos, um transmitindo conhecimento teórico e prático para o outro, contribuiu enormemente para o sucesso do Projeto do Rádio Galena. O fato dos alunos poderem se comunicar entre si, receberem constantes sugestões e comentários sobre seu desempenho, bem como terem a possibilidade de se auto-avaliarem, exerceu uma forte motivação nos alunos a participarem das atividades propostas pelo Projeto Rádio Galena. Das atividades propostas para o Projeto Rádio Galena, podemos destacar a parte teórica cujo conhecimento não é muito disseminado nos colégios. A maioria dos livros didáticos, exceto os livros do GREF (Grupo de Reelaboração do Ensino de Física - Professores da Escola Pública e da USP), não abordam a eletrônica e nem os seus projetos, obrigando aos interessados no assunto, buscar as informações de forma descontínua, o que auxiliou muito à aquisição das informações foi a utilização sistemática da internet. A meu ver, vários foram os benefícios advindos da realização deste projeto tanto para os, professores, que muito aprendemos uns com os outros, mas também por parte dos alunos que puderam expor e discutir suas idéias, pensamentos e crenças. Moysés Peruhype Carlech - Professor Coordenador do Projeto Rádio-Galena A partir da escolha da solução mais adequada e achada a topologia do circuito, implantamos a construção de um protótipo no nosso rádio Galena. Tivemos muitas dificuldades com os contatos elétricos devido a utilização de fios muito finos. Este problema foi contornado com muita paciência e também com a prática adquirida com a solda branca. Muitas vezes nos deparamos com uma quantidade tão grande de problemas que chegamos a duvidar se este rádio funcionaria de fato. Tivemos que ser humildes e pacientes com as nossas próprias limitações para levarmos este projeto adiante. Talles Werner Paiva e Rayne Fraga de Souza Alunos da turma 301 Logomarca do Rádio Galena 7