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ENECiNa Ciências da Natureza

"DIRETRIZES CURRICULARES PARA O ENSINO DE CIÊNCIAS"

DATA: 13,14 e 15 de Outubro de 2010 

LOCAL: EACH USP

2° Seminário de integração de licenciaturas em ciências da natureza e 1° ENECINA

    O 1° ENECINA – Encontro Nacional de Estudantes de Ciências da Natureza será realizado nos dias 13 ,14 e15 de outubro de 2010 na EACH (Escola de Artes, Ciências e Humanidades), localizada no novo campus da USP na Zona Leste de São Paulo.

http://enecinaeach.webnode.com.pt/o-evento/

Instituto de Geociências USP desenvolve fossa séptica mais eficiente e menor custo, será?

Saneamento acessível – A grande maioria das cidades brasileiras sofre, em maior ou menor grau, de contaminação por nitrogênio, particularmente de nitrato. As zonas rurais são contaminadas por causa do uso excessivo de fertilizantes e os solos urbanos recebem nitrogênio principalmente de fossas sanitárias ou mesmo de redes de esgoto sem manutenção ou mal projetadas.

Esse problema levou o grupo de pesquisa do Laboratório de Modelos Físicos do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo (IG-USP) a desenvolver uma fossa séptica que fosse mais eficiente e, ao mesmo tempo, acessível às populações mais pobres, que dependem principalmente desse tipo de saneamento.

O projeto Minimização dos Impactos dos Sistemas de Saneamento (Minisis), apoiado pela FAPESP por meio da modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular, analisou o problema de maneira ampla e resultou em uma série de contribuições ao sistema de saneamento por fossas sépticas.

"As fossas convencionais são bastante eficientes em degradar matéria orgânica infiltrada no solo, mas o seu rendimento é limitado para nutrientes, como o nitrogênio", disse Ricardo Hirata, professor do IG-USP e coordenador do projeto. O resultado é a contaminação do ambiente por microrganismos e por nitrato (NO3), uma das formas que se apresenta o nitrogênio no ambiente e que é muito estável e móvel e pode permanecer por décadas nas águas subterrâneas.

A dificuldade de degradação do nitrato, aliada ao fato de derivar de uma fonte crescente, os dejetos humanos, fazem dele o contaminante mais abundante do planeta nas águas subterrâneas. "O nitrato não é o contaminante mais agressivo, mas com certeza é o mais comum e o que se apresenta em maior volume nos reservatórios de água subterrânea, os aquíferos", disse.

O problema aumenta com o crescimento das cidades, cujas redes de coleta de esgoto nunca crescem na mesma proporção. O resultado é a permanência de nitrato no ambiente por períodos que podem chegar a centenas de anos.

O nitrato permanece nos lençóis freáticos e volta à população com a captação de água por poços ou nascentes, configurando-se em um grande problema de saúde pública. "Um dos mais sérios casos de contaminação é o da cidade de Natal (RN), cuja população consome água encanada com nitrato", disse Hirata.

Em São Paulo, a situação também requer atenção, segundo o pesquisador, pois 75% dos municípios paulistas são abastecidos total ou parcialmente pela água que vem de fontes subterrâneas, muitas dessas vulneráveis à contaminação por fossas.

Sem condições financeiras de construir uma estrutura apropriada, muitos moradores cavam buracos simples no solo e que, frequentemente, encontram o nível freático. Esse recurso, chamado de "fossa negra", é ainda mais nocivo ao ambiente, pois injeta o contaminante diretamente na água subterrânea, sem que nenhuma forma de redução do contaminante possa ocorrer no solo, onde se processa a maior parte da transformação bioquímica dessas substâncias nocivas, segundo o professor.

Desenvolvimento no local

Para desenvolver o novo modelo de fossa, o grupo da USP precisava de uma comunidade que não fosse atendida pela rede de esgoto. O bairro de Santo Antônio, no distrito de Parelheiros, zona sul de São Paulo, foi o escolhido.

Os pesquisadores acompanharam o desempenho de duas fossas pertencentes a moradores vizinhos. Uma delas, a fossa controle, era do tipo negro convencional. A segunda foi construída na casa ao lado segundo a tecnologia desenvolvida pelo grupo.

A fossa projetada pelos pesquisadores tem dois níveis. O primeiro é formado por óxidos de cálcio e de ferro, um rejeito da indústria siderúrgica com propriedades bactericidas. "Por ter um pH muito alto, próximo de 12, esse material consegue degradar vírus e bactérias com alta eficiência", explicou Hirata.

Para o experimento a equipe conseguiu trazer escória do porto capixaba de Tubarão, que possui grande fluxo de exportações de minério de ferro. Após passar pela camada mineral, o líquido efluente percola para a segunda barreira reativa, composta por areia e serragem da madeira cedrinho. Os cavacos de madeira, que fornecem carbono ao meio por respiração aeróbica, consomem o oxigênio e propiciam que o nitrato seja reduzido bioquimicamente a um gás de nitrogênio.

O projeto foi bem-sucedido e a primeira camada eliminou 95% dos vírus e bactérias presentes. Já a barreira de serragem e areia degradou com eficiência 60% do nitrato encontrado, mas Hirata aponta que o conhecimento alcançado no experimento permite melhorar esse número para 80%.

A degradação do nitrato no novo sistema foi tema da tese de doutorado de Alexandra Vieira Suhogusoff, defendida este ano. A aluna foi orientada por Hirata e teve apoio FAPESP por meio de uma Bolsa de Doutorado Direto.

A redução dos microrganismos obtida na primeira camada da fossa rendeu a tese de doutorado de Jesse Stimson, da Universidade de Waterloo, no Canadá, instituição que colaborou com o projeto de pesquisa.

O trabalho ainda contou com equipamentos de monitoramento para controlar a quantidade de material lançado em cada fossa e permitir a retirada de amostras. Os resultados obtidos foram usados para construir modelos numéricos que indicaram a possibilidade de se repensar a ocupação urbana sem rede de esgoto, permitindo aumentar o número de fossas sem implicar contaminações das águas subterrâneas ou mesmo superficial.

"Como ela é mais eficiente, podemos aumentar em até 60% a densidade de fossas em um bairro, comparativamente à capacidade de suporte com uso de técnicas convencionais", afirmou Hirata, ressaltando que o custo da obra é bem acessível, embora não tenha estimado o valor exato.

Outra vantagem é que a construção da nova fossa não exige treinamento específico de profissionais. "Qualquer pedreiro familiarizado com obras de poços é capaz de construir o novo modelo", disse. Isso permite que seja utilizada mão de obra local, mais acessível financeiramente.

Poços mais seguros

Outro resultado do projeto foi o desenvolvimento de uma metodologia para avaliação sanitária de poços de água. Trata-se de um questionário simples com dez perguntas objetivas que exigem respostas simples de "sim" ou "não", como "há criação de animais próxima ao poço?", "o poço possui trincas na parede interna?" e "a água que sai da cozinha passa a menos de 10 metros do poço?"

Com ele, um agente de saúde pode fazer um levantamento da qualidade da água consumida em um bairro, uma vez que a qualidade do poço é estimada a partir do número de respostas positivas recebidas.

"É um modo simples de municiar os órgãos de saúde pública na importante questão do consumo de água na área periférica de cidades", sugeriu Hirata, que alertou para o fato de a população não possuir parâmetros objetivos para avaliar a água de seus poços.

"Para muitos, a água cristalina e fresca é sinônimo de água potável e, como as doenças provocadas pela contaminação aparecem esporadicamente, eles não associam essas doenças à qualidade da água", apontou. O questionário foi adaptado de uma metodologia desenvolvida na Inglaterra e aplicada com sucesso em alguns países africanos.

Segundo o professor do Instituto de Geociências da USP, a fossa e o questionário desenvolvidos nessa pesquisa são soluções baratas e que podem ajudar especialmente as áreas mais afastadas e carentes enquanto não recebem rede de esgoto.

"O ideal seria que todos tivessem coleta de esgoto, porém, como nossa experiência mostra que a área de saneamento não costuma contar com muitos recursos, essas soluções poderiam amenizar muito a contaminação da água e reduzir os problemas de saúde da população", disse Hirata.

Reportagem de Fabio Reynol, da Agência FAPESP, publicada pelo EcoDebate, 24/08/2010

Educando com a Horta Escolar

 

Com mudanças de hábitos alimentares, estudantes de três municípios que participaram do projeto-piloto sobre hortas escolares estão aprendendo mais e os índices de anemia e de obesidade caíram, comparados aos de anos anteriores. Os resultados foram expostos está semana, em Brasília, no Encontro Nacional Educando com a Horta Escolar promovido pelo Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação (FNDE/MEC).

Os relatos são de coordenadores e professores que trabalharam diretamente no projeto nos municípios de Santo Antonio do Descoberto (GO), Saubara (BA) e Bagé (RS). Participaram do encontro, técnicos do FNDE e das Nações Unidas para a Agricultura e a Alimentação (FAO). (Leia mais...)

 

Material Didático

Ônibus movido a Hidrogênio na Copa 2014

UFRJ desenvolve ônibus movido a hidrogênio. Mais barato que similares europeus, o veículo será usado no Rio durante a Copa de 2014

O Brasil entra definitivamente na corrida por transportes coletivos sustentáveis e não poluentes com o desenvolvimento de um ônibus movido a hidrogênio a partir de tecnologia totalmente nacional. Até então, o país já havia desenvolvido um veículo similar, porém com tecnologia mista — brasileira e alemã. O ônibus, criado pelo Instituto Alberto Luís Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa em Engenharia, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ), será uma das opções de transporte na capital fluminense durante a Copa do Mundo de 2014 e os Jogos Olímpicos de 2016. O projeto conta com parceria da Federação das Empresas de Transportes de Passageiros do Estado do Rio de Janeiro (Fetranspor). Reportagem de Silvia Pacheco, no Correio Braziliense.

O que diferencia o veículo de outros similares que já circulam em lugares como a Europa, por exemplo, é que suas pilhas a combustível podem ser abastecidas tanto com hidrogênio(1) como por meio da rede elétrica comum. Além disso, o ônibus é equipado com um sistema capaz de transformar a energia liberada durante as freadas em eletricidade (veja arte).

O sistema de recuperação de energia cinética é o mesmo utilizado nos carros da Fórmula1. A diferença é que, nessa modalidade do automobilismo, ele serve para aumentar a velocidade, enquanto, no ônibus, é utilizado para ampliar a eficiência energética e economizar combustível. "A energia elétrica convertida por esse sistema é lançada no motor, que acaba economizando o hidrogênio a bordo", explica Paulo Emílio Valadão de Miranda, coordenador do Laboratório de Hidrogênio da Coppe. Por conta desse mecanismo de abastecimento, o coletivo não precisa ter uma pilha a combustível enorme nem consumir tanto hidrogênio para se deslocar.

Como resultado, o ônibus híbrido tem uma eficiência energética muito maior que a dos convencionais a diesel. Além disso, ele não emite poluentes. Segundo Miranda, o único resíduo lançado no ar pelo veículo é o vapor d'água, oriundo da reação eletroquímica da pilha a combustível, alimentada de hidrogênio e oxigênio proveniente do ambiente. "Parte desse vapor d'água é condensado e aproveitado no sistema de umidificação das pilhas a combustível", esclarece o coordenador do laboratório. Outro destaque é a ausência de ruído. Por ter tração elétrica, o ônibus a hidrogênio não faz barulho nem dá solavancos no momento da partida, como os coletivos a diesel.

O hidrogênio que abastece o ônibus fica armazenado em dois cilindros com um tubo interno de alumínio, revestido por um polímero de alta densidade e amarrado com fibras de carbono. "Com isso, tem-se cilindros leves, mas que permitem o armazenamento de hidrogênio até 350bar, uma pressão mais elevada do que a usada normalmente", explica o professor da Coppe. O ônibus carrega 15kg de hidrogênio nos dois cilindros, o que lhe dá uma autonomia de 300km.

Por enquanto, a Coppe produziu um protótipo do veículo para rodar pela Cidade Universitária, transportando alunos, professores e funcionários. Segundo Guilherme Wilson, gerente de operações da mobilidade da Fetranspor, a maior qualidade do projeto é sua natureza nacional de desenvolvimento. "É um projeto feito essencialmente por engenheiros brasileiros, dentro da universidade, com resultados já bastante impressionantes", comenta. Wilson diz que a expectativa do setor é testar sua robustez em operações diárias e reais de transporte coletivo de passageiros. "Isso está previsto para 2011", acrescenta.

Custos
Em termos de custo, segundo Miranda, para se fabricar um veículo como o da UFRJ, gasta-se menos da metade do que na produção de um similar europeu. "Isso se dá por conta da tecnologia do sistema híbrido de tração elétrica e produção de energia", destaca. Porém, comparado ao ônibus a diesel comum, o movido a hidrogênio é mais caro. No entanto, a estimativa de Paulo Emílio é que essa diferença desapareça a partir da produção em escala. "Por enquanto, é só um protótipo e não dá como comparar com a produção. No entanto, se formos projetar a produção desse veículo em larga escala, como o ônibus a diesel, a diferença de preço diminui consideravelmente. Além disso, ele tem a vantagem sobre sua operação e manutenção, que são mais baratas do que os ônibus movidos com combustível fóssil", afirma.

Neste momento, os pesquisadores fazem diversos testes, recolhendo dados de operação para, a partir daí, projetarem o que eles chamam de um cabeça de série. Ou seja, o veículo pronto para a comercialização ou para a industrialização em larga escala. "São mais detalhes de refinamento de controles e reposicionamento de equipamentos. O sistema como um todo funciona muito bem, mas temos a mania de refinar as coisas", diz o coordenador do projeto. A perspectiva é que, nos próximos anos, possam ser produzidas pequenas frotas do ônibus a hidrogênio.

1 – Fácil obtenção
O hidrogênio não é um combustível primário como é o petróleo, por exemplo. A vantagem é que ele pode ser produzido a partir de muitas matérias-primas e por meio de processos distintos. Por exemplo, a partir da eletrólise da água e de qualquer biomassa, como resíduos da agropecuária, de esgotos e resíduos industriais, ou ainda de metano oriundo de biogases, como aqueles produzidos em aterros sanitários.

EcoDebate, 27/08/2010