Fernanda Soares Rodrigues
RESUMO
Este trabalho apresenta o resultado do projeto Raquete Elétrica, abastecida/carregada por energia solar através de módulo fotovoltaico, elaborado por estudantes da Escola Municipal Professora Carmelita Carvalho Garcia-CAIC Ibirité-MG, nos anos de 2017 e 2018. A inspiração evoluiu pela necessidade de diminuir a grande quantidade de mosquitos vivos na escola, e, pela utilização do instrumento de energia de baixo custo para combater os mosquitos. Sensibilizar e conscientizar as pessoas para assuntos de uso racional de energia, através da raquete solar contra mosquitos, foi o fator motivacional. Para tantos alguns pontos foram questionados: o traçado do sol no decorrer da manhã; a incidência ou não nas salas de aula e desperdício do potencial da energia solar pela sociedade. A raquete foi confeccionada com módulo fotovoltaico fixada no encordoamento, permitindo a captação da radiação solar direta. Nesse sistema transfere-se a energia solar captada pelo módulo fotovoltaico para a energia elétrica. Para isso foram necessárias aulas de iniciação à eletrônica, segurança de trabalho e utilização de ferramentas comuns. Realizou-se uma campanha de conscientização da funcionalidade e importância do projeto para a escola. Resultando uma raquete contra mosquito com microgeração de energia solar própria em pleno funcionamento, contribuindo com a redução do consumo energético, além de estimular o uso da fonte renovável. Considerando os ganhos para a educação: aplicação da interdisciplinaridade, iniciação científica, atividades extraclasses; discussão e conscientização em relação ao uso de energia elétrica na escola e em casa. Estimado projeto empreendedor e multidisciplinar, a raquete fotovoltaica é um produto inovador no mercado, principalmente como microgerador de energia e carregador universal micro USB de 5V. Palavras-Chave: Microgerador; Fotovoltaica; Conscientização
INTRODUÇÃO
A motivação inicial do projeto foi combater o problema do elevado número de mosquito Aedes nas salas de aula através de um mecanismo que seja; portátil, prático, eficiente e de fácil execução. A investigação e a criatividade em relação a criação e utilização desse mecanismo foram estimuladas pelos professores de Ciências e de Geografia, e logo adotado pelos estudantes. Porém foi estabelecido como premissa no projeto, elaborar um sistema focado no uso de energia renovável, de forma a adequar ao modelo de sustentabilidade socioambiental. Em virtude dos fatos mencionados a proposta que obteve destaque entre os estudantes, foi o projeto do módulo fotovoltaico, que significa o efeito de conversão da luz em eletricidade usando materiais semicondutores que exibem o efeito fotovoltaico, um fenômeno estudado em física, fotoquímica e eletroquímica. Um sistema fotovoltaico típico emprega painéis solares, compreendendo cada um certo número de células solares fotovoltaicas, que geram energia eléctrica. adaptado à tela de uma raquete elétrica contra mosquitos. Bem como o resultado em combater os mosquitos da Dengue, utilizando um módulo fotovoltaico em uma raquete convencional, transformando-a em raquete de energia solar, o que responde uma das questões fundamentais para o desenvolvimento sustentável, que está na inovação e desenvolvimento de tecnologias de conversão e aproveitamento de recursos energéticos naturais. Dessa forma evidencia-se a finalidade da raquete elétrica contra mosquitos com alimentação por módulo fotovoltaico de forma inovadora. Pois, além de atacar os mosquitos, também levanta possibilidades infinitas na utilização de energia elétrica gerada por fonte solar. As informações existentes sobre a utilização de módulos fotovoltaicos em raquete elétrica ainda são remotas. Sendo que as características do tema atentam para a utilização de formas alternativas de combater os mosquitos propagadores de doenças, adotando ações sustentáveis e de baixo custo, de acordo com Bueno (2006). Diferente das fontes convencionais de energia utilizadas, a energia solar é temporalmente intermitente e apresenta uma variabilidade espacial elevada em razão de sua forte relação com condições meteorológicas locais e fatores astronômicos associados aos movimentos orbital e de rotação da Terra (BUENO, 2006, p. 9). A proposta do projeto engajou-se na utilização da fonte solar - renovável, sustentável e limpa - de forma a convidar os estudantes a serem investigadores de como a energia é utilizada e de que maneira podemos ajudar a encontrar formas mais inteligentes e empreendedoras de aproveitá-la. A energia solar é uma das alternativas energéticas mais promissoras para os desafios deste milênio. A rigor, a energia proveniente do Sol não é renovável, mas uma fonte inesgotável levando em consideração a escala de tempo da vida no planeta Terra. (BUENO, 2006, p. 10).
JUSTIFICATIVA
Realizar o trabalho partiu em necessidade de combater duas espécies de mosquito da dengue (Aedes aegypti e Aedes albopictus), que picam durante o dia e a noite. Os transmissores de dengue, principalmente o Aedes aegypti, proliferam-se dentro ou nas proximidades de habitações, em recipientes onde se acumula água limpa. As instalações da escola possuem as condições propícias para a proliferação da espécie de mosquitos e consequentemente da doença. Considerando que o período de ataque dos mosquitos serem no mesmo horário da presença dos alunos em sala de aula, agravando a situação. Partindo desse cenário emergencial a proposta de um projeto que ataque o problema torna-se necessário. Partindo da iniciativa idealizada pelos professores de Ciências e Geografia, os estudantes foram desafiados a desenvolver um projeto para sanar o problema da presença dos mosquitos em sala de aula. O desafio em desenvolver o projeto com as exigências relacionadas a criatividade, visão de futuro, impactos positivos na escola e na comunidade, além de ser, ambientalmente correto e, ter, planos de continuidade, dessa forma segue o desenvolvimento do projeto. Ademais o projeto deve promover a conscientização ambiental, de forma a contribuir para a valorização e qualidade do meio ambiente. Pesquisar formas de combate ao mosquito da Dengue se fez presente, a partir da ideia de adaptar um módulo fotovoltaico/solar na tela de uma raquete elétrica de combater mosquitos. Dessa forma o projeto abrange as áreas da saúde e da geração de energia renovável, evidenciando a sustentabilidade o empreendedorismo nos planos de continuidade para o aperfeiçoamento e a melhor utilização desse equipamento. Decorrente das pesquisas e evolução do projeto da raquete solar, foi identificado a questão chave desse tema, evidenciado na possibilidade de constatar que as pessoas podem ter condições de gerar energia elétrica renovável a custo quase zero, com o mínimo de impacto natural possível, atentando-se, para a escala elétrica específica da geração e consumo de energia a que se propõe. A raquete elétrica contra mosquitos é um equipamento elétrico acessível, de tecnologia simples, de baixo custo que possibilita a utilização de energia solar no seu funcionamento, mostrando-se eficaz em seu funcionamento e eficiência O despertar para a geração de energia renovável permitiu que o projeto envolvesse nas premissas da regulamentação ANEEL resolução normativa Nº 482, de 17 de abril de 2012, que, dentre outras regulamentações, permite ao consumidor gerar sua própria energia elétrica (a partir de fontes renováveis) e fornecer o excedente para a rede de distribuição, seguido pelo, Art. 1º Estabelecer as condições gerais para o acesso de microgeração e minigeração distribuídas aos sistemas de distribuição de energia elétrica e o sistema de compensação de energia elétrica. (ANEEL Nº 482/2012). A realização deste trabalho foi motivada pela convicção de que é necessário, aguçar a criatividade dos estudantes em relação ao combate aos focos de mosquitos existentes na escola de forma eficiente, que o combate seja de baixo custo, eficiente e sustentável. O mérito do desenvolvimento do projeto deve-se às constantes abordagens sobre a utilização, ou falta de utilização, dos recursos renováveis de energia no dia a dia em nosso país.
OBJETIVOS
Conscientizar as pessoas para a necessidade de melhores hábitos e ações ambientais, em relação às epidemias, especificamente às ações de extermínio do mosquito da Dengue, sendo essa epidemia, um dos principais problemas de saúde pública no mundo. O projeto visa também, sensibilizar ao uso da energia elétrica renovável, adquiridas por baixo custo. Objetivo geral Investigar a solução para o problema da quantidade excessiva de mosquitos em sala de aula, consequentemente a proliferação da dengue entre os estudantes. Essa foi a motivação inicial em desenvolver um mecanismo eficiente em qualquer ambiente. A questão chave identificada na pesquisa foi, a descoberta da possibilidade de geração de energia renovável a custo quase zero, com o mínimo de impacto natural. Inclusive, adequando-se a resolução ANEEL nº 687/2015, “ permitindo ao consumidor gerar sua própria energia elétrica (a partir de fontes renováveis) e fornecer o excedente para a rede de distribuição”. Aguçar a investigação e a criatividade em relação a utilização de um mecanismo portátil, prático eficiente energeticamente que combata o mosquito da Dengue e também gere energia, evidencia a sustentabilidade, pesquisa científica por um elemento inovador. Evidenciar a utilização da energia renovável solar através do mecanismo de raquete fotovoltaica, em combate ao mosquito da Dengue. Sensibilizar para a importância de pesquisas sustentáveis na solução dos problemas socioambientais. Conscientizar para a preservação dos atributos naturais pela utilização de módulos fotovoltaicos (energia solar).
METODOLOGIA
Após uma investigação necessária do ambiente escolar em relação às ações de controle, combate ou extinção dos mosquitos (Aedes aegypti e Aedes albopictus), tornou-se relevante uma forma de ação eficiente para sanar o problema da presença dos mosquitos. A utilização da raquete contra o mosquito foi a questão que motivou os estudantes a elaborar um sistema fotovoltaico. Esse sistema foi criado a partir, da fixação de um módulo fotovoltaico de 5V no encordoamento metálico da cabeça da raquete, permitindo que a radiação solar seja captada. Em seguida essa radiação transformada em energia elétrica passa por dois fios, negativo e positivo, para o circuito elétrico. Permitindo eliminar o uso de carregamento convencional da raquete. Nesse sistema foi instalado um diodo, com o objetivo de estabilizar a potência energética para 2,5V. O sistema elétrico além de transferir a energia para o encordoamento metálico e para a bateria, permite que seja armazenado energia, assim a raquete pode ser mantida desligada ou sem uso, estando carregada, contudo permitindo sua utilização à noite ou na falta de energia elétrica convencional do local. A equipe se propôs a fazer uma pesquisa parcial-superficial- de quais as principais fontes de energia usadas na cidade de Ibirité, levando em conta o uso residencial, comercial, industrial e o rural, e qual a parcela de fontes renováveis e de não renováveis? Observações diárias para estudar a incidência solar na escola, identificando onde a energia poderia ser melhor utilizada ou não, considerando, o tempo máximo e o tempo mínimo necessário para o carregamento da bateria em condições favoráveis de radiação solar máxima ou de radiação solar reduzida. Também é possível aproveitar a energia gerada pelo módulo da raquete fotovoltaica como carregador universal USB de 5V. O projeto envolveu pesquisa em transformação energética, principalmente relacionado à microgeração de energia elétrica, como inovação que pode aliar economia financeira, consciência socioambiental e autossustentável. Existiu inovação na maneira de conduzir o projeto na escola, decorrente das aulas práticas de iniciação técnica, de eletrônica, segurança de trabalho e aprendizagem sobre a utilização correta de ferramentas como; chave de fenda, alicate, aparelho de soldar, solda, e o manuseio de fios. O tema energia renovável abriu um horizonte de possibilidades para o desenvolvimento de ideias e experiências. As discussões sobre o descarte adequado das baterias, fez uma interface com o tema reciclagem, e consequentemente sustentabilidade. Partindo da demanda do Prêmio ArcelorMittal de Meio Ambiente 2017, o projeto da Raquete de Módulo Solar foi apresentado, como prática científica coletiva, aliando meio ambiente e ciência, com o tema “energia renovável”. O trabalho iniciou-se com um Quiz contendo perguntas sobre o meio ambiente, incentivando a pesquisa, assim os alunos que se sobressaíram e dedicaram foram os participantes do projeto. O projeto denominado “Raquete Solar” conseguiu a segunda colocação no Prêmio ArcelorMittal de Meio Ambiente 2017 regional. A interconexão da célula fotovoltaica A energia solar é a energia proveniente da luz e do calor do sol, aproveitada e utilizada por meio de diferentes tecnologias, principalmente a fotovoltaica. A luz do sol, é composta de pequenas partículas de energia solar chamadas de Fótons. As Células Fotovoltaicas são constituídas por, pelo menos, duas camadas de semicondutores de cristal de silício ultrapuro. Uma camada contendo uma carga positiva, o outro uma carga negativa. Quando fótons suficientes são absorvidos pela camada negativa da célula fotovoltaica, os elétrons são libertados do material semicondutor negativo. Devido ao processo de fabricação da camada positiva, estes elétrons liberados naturalmente migram para a camada positiva criando um diferencial de tensão, semelhante à de uma bateria. Quando as duas camadas são conectadas a uma carga externa, que produz uma reação físico-química, os elétrons fluem através do circuito transformando a luz do sol em energia elétrica. A raquete de módulo fotovoltaico é considerada um sistema híbrido de energia solar fotovoltaica, porque é um equipamento que integra o “sistema isolado” com “sistema conectado à rede elétrica”, ou seja, é um sistema conectado à rede elétrica, mas, possui uma bateria para armazenar a energia. Características da raquete Composta por plástico ABS. Bateria de chumbo ácido de alta capacidade 400 mAh. Voltagem de funcionamento: 5V = 500mAh. Energia da fonte de luz: 0.1W e 6 lumens. Voltagem para matar insetos: 2200V. Carregamento Híbrido via Módulo Fotovoltaico e via Cabo Micro-USB Fios de aço e placa PCB. Temperatura de operação: - 10ºC até 45ºC. Autonomia: Quando completamente carregada, pode matar mosquitos por até 10 dias, ou ser utilizada por até 40 horas na função lanterna. Características da Célula/Módulo Fotovoltaico Material da Célula/Módulo Silicone Policristalino, Diseleneto de Cobre. Voltagem/tensão: 0.5V Energia Máxima/potência: 0,43W Atual:0.86ª Eficiência da Célula/Módulo Fotovoltaico
RESULTADOS OBTIDOS
Eficácia da finalidade e funcionamento da Raquete de Módulo Fotovoltaica. Interdisciplinaridade. Desenvolvimento técnico científico. Segunda colocação regional no Prêmio ArcelorMittal de Meio Ambiente 2017. Experiência de Prática Educativa Exitosa pela Prefeitura Municipal de Ibirité – Secretaria Municipal de Educação. Indicação da Coordenação do Projeto Escola Cidadã - Secretaria Municipal de Educação de Ibirité, em inscrever o projeto da Raquete de Módulo Fotovoltaica na 2ª Feira Mineira de Iniciação Científica (FEMIC 2018). Participação na 2ª FEMIC 2018, com o reconhecimento positivo do projeto através do credenciamento para participar da Feira de Ciências de Roraima, 2018. Participação na IV Jornada Pedagógica do Curso de Pedagogia da UEMG/Unidade Ibirité, Marx, 200 anos (1819-2018). A utilização de radiação solar, transformada em energia elétrica, foi uma solução inovadora para gerar carga a uma raquete de combater mosquitos. Aliando uma ação sustentável com a solução de um problema. O projeto favoreceu na conscientização da importância da utilização racional de energia, e da manutenção necessária na qualidade ambiental da escola e da comunidade, além de contribuir para a visão empreendedora e criatividade dos estudantes.
CONCLUSÕES
Os ganhos identificados abordam, a aplicação de conteúdos interdisciplinares, iniciação científica e atividades extraclasse. Criou-se a oportunidade para discutir sobre o nível de conscientização das pessoas em relação ao uso de energia elétrica na escola e em casa. Os estudantes, praticaram com temas transversais, além de estimular a criatividade sobre as possibilidades de projetos, experiências científicas e projetos empreendedoras em energia renovável. Foi despertado a necessidade de mudança de hábitos na geração e usos energéticos. Sob a ótica do constante questionamento “ Porque essa tecnologia não foi aplicada antes? E porque não se aplica em tudo? ” Daí foi lançado o desafio. Por que não fazer? Dessa forma o horizonte de possibilidades foi se abrindo no decorrer do desenvolvimento do projeto e a inspiração surgindo.
REFERÊNCIAS
ATLAS Brasileiro de Energia Solar/ Enio Bueno Pereira; Fernando Ramos Martins; André Rodrigues Gonçalves; Rodrigo Santos Costa; Francisco J. Lopes de Lima; Ricardo Rüther; Samuel Luna de Abreu; Gerson Máximo Tiepolo; Silvia Vitorino pereira; Jefferson Gonçalves de Souza – 2ªed. – São José dos Campos. INPE, 2017. 88p: (E-BOOK). Agência Nacional de Energia Elétrica. Disponível em:
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