A FÍSICA DO ESTIRAMENTO DE LATINHAS DE AÇO: UMA ABORDAGEM PEDAGÓGICA PARA O ENSINO MÉDIO

## A FÍSICA DO ESTIRAMENTO DE LATINHAS DE AÇO: UMA ABORDAGEM PEDAGÓGICA PARA O ENSINO MÉDIO

Samuel Oliveira Saturno , Nildo Loiola Dias , Marcos Antônio Araújo-Silva 1 2 3

- 1 Departamento de Física, Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici, Fortaleza, Ceará , e-mail: samuel.saturno@alu.ufc.br
- 2 Departamento de Física, Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici, Fortaleza, Ceará , e-mail: nildo@fisica.ufc.br
- 3 Departamento de Física, Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici, Fortaleza, Ceará , e-mail: marcos@fisica.ufc.br

## Resumo

Neste trabalho abordamos a problemática do ensino de Física distanciado da realidade do aluno do Ensino Médio em nossas escolas. O tema é discutido e analisado didaticamente em termos da aplicação da fabricação de latinhas de aço para bebidas, para aproximar o ensino de Física do cotidiano do aluno. Os procedimentos presentes no processo fabril possibilitaram a elaboração de atividades e/ou situações-problemas que abordam as relações entre grandezas físicas envolvidas na produção de latinhas, e que podem contribuir efetivamente para o desenvolvimento de competências e habilidades de professores e alunos nas aulas formais da disciplina de Física no Ensino Médio. Num primeiro momento a proposta foi apresentada a um grupo de licenciandos do curso de Física da Universidade Federal do Ceará, que qualificou o estudo como uma ferramenta interessante para a transposição/aplicação do conhecimento físico ensinado na sala de aula para o cotidiano do aluno. Como próxima etapa, nosso Objeto de Aprendizagem será apresentado aos alunos do 1º ano do Ensino Médio da Escola de Ensino Médio José Milton de Vasconcelos Dias situada no município de Maracanaú - Região Metropolitana de Fortaleza, Ceará.

Palavras-chave : Ensino da Física; Cotidiano, Fabricação de Latas de Aço, Estiramento de Latas de Aço; Objeto de Aprendizagem.

## Justificativas e Objetivos

Ensinar a disciplina de Física de uma forma didática utilizando elementos do cotidiano do aluno é um desafio de todo professor do Ensino Médio, sendo esta uma das reclamações mais comum entre os alunos. Segundo estes, a problemática está na ausência do contexto entre conhecimento visto em sala de aula e sua aplicabilidade no dia-a-dia. O ensino-aprendizagem de Física deve ser realizado de forma a mostrar aos alunos que a ciência está presente em nosso cotidiano, e que esta é uma ferramenta indispensável para compreensão dos fenômenos que se manifestam no dia-a-dia, contribuindo para aumentar o interesse na disciplina de Física pelos estudantes (SILVEIRA, 2011). Levando a uma facilitação da construção do desenvolvimento cognitivo pelo próprio aluno.

Neste trabalho utilizamos a fabricação de latinhas de aço, que são usadas para acondicionar e comercializar cervejas, refrigerantes e sucos; identificando a aplicação dos conceitos da Física nesse processo. As latinhas de aço são bastante usuais para os jovens de nossas escolas.

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Os procedimentos presentes no processo fabril possibilitaram a elaboração de atividades e/ou situações-problemas que abordam as relações entre grandezas físicas envolvidas na produção de latinhas, e que podem contribuir efetivamente para o desenvolvimento de competências e habilidades de professores e alunos nas aulas formais da disciplina de Física no Ensino Médio.

Como primeira etapa, a pesquisa foi apresentada a um grupo de alunos da Licenciatura em Física da Universidade Federal do Ceará, gerando um debate que qualificou o estudo como uma ferramenta interessante para a transposição/aplicação do conhecimento físico ensinado na sala de aula para o cotidiano do aluno. Também foi colocado que uma visita guiada com os estudantes à fábrica para uma visão das máquinas e ferramentas, com o intuito de propiciar um conhecimento da realidade fabril, seria uma boa estratégia inicial.

Em um segundo momento, a utilização de softwares para ilustrar o processo de fabricação das latinhas em sala de aula será implementada.

## Marco Teórico

A junção do conhecimento formal obtido na escola com os conhecimentos populares é um fator que engrandece o ambiente de ensino e possibilita uma maior compreensão dos conceitos abordados na disciplina de Física (HARTMANN, 2010). A vida que acontece principalmente fora dos muros da escola deve estar contida de alguma forma na educação dos jovens, pois '[...] todo conhecimento deve contextualizar seu objeto, para ser pertinente.' (MORIN, 2003, p.47), e a Física fornece suporte teórico que possibilita tal contextualização inerente em toda a vida contemporânea. Ao professor cabe buscar e utilizar os meios disponíveis para obtêla (MENEGOTTO e ROCHA FILHO, 2008).

Considerar o cotidiano como ponto de partida revela outras possibilidades ao ato docente, e que, não necessariamente, afeta o conhecimento escolar, expresso nos currículos escolares como conteúdo disciplinar (DUARTE, 2007).

O ensino da Física deve ser trabalhado de forma a buscar caminhos que valorize a vivência do aluno a fim de quebrar os paradigmas existentes no ensino da disciplina, onde, na maioria dos casos, os conhecimentos ensinados não apresentam vínculo algum com a realidade do aluno. Os parâmetros curriculares nacionais destacam pontos norteadores para o ensino-aprendizagem de Física no Ensino Médio.

Os critérios que orientam a ação pedagógica deixam, portanto, de tomar como referência primeira 'o quê ensinar de Física', passando a centrar-se sobre o 'para que ensinar Física', explicitando a preocupação em atribuir ao conhecimento um significado no momento mesmo de seu aprendizado. Quando 'o quê ensinar' é definido pela lógica da Física, corre-se o risco de apresentar algo abstrato e distante da realidade, quase sempre supondo implicitamente que se esteja preparando o jovem para uma etapa posterior: assim, a cinemática, por exemplo, é indispensável para a compreensão da dinâmica, da mesma forma que a eletrostática o é para o eletromagnetismo. Ao contrário, quando se toma como referência o 'para que' ensinar Física, supõe-se que se esteja preparando o jovem para ser capaz de lidar com situações reais, crises de energia, problemas ambientais, manuais de aparelhos,

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concepções de universo, exames médicos, notícias de jornal, e assim por diante... (PCN+ - Ensino Médio. 2002, p. 4).

É necessária uma mudança de postura no que tange o ensino da Física, mudança essa que promova a contextualização do conhecimento, tornando possível uma integração com a vida de cada aluno. Além do encorajamento de práticas docentes que apontem para as necessidades da formação de um alunado consciente da necessidade de uma educação continuada.

Para efetivar a transferência dos modelos físicos empregados nessa pesquisa de um modo didático, usamos os programas Macromedia Flash Player 7 e o Visual Basic for Application para construir Objetos de Aprendizagem para simularmos o processo de confecção das latinhas no momento do estiramento das mesmas, demonstrando como ocorre o processo produtivo na fábrica. De acordo com HECKLER, (2007)

O computador é um poderoso instrumento de aprendizagem e pode ser um grande parceiro na busca do conhecimento, podendo ser usado como uma ferramenta de auxílio no desenvolvimento cognitivo do estudante, desde que se consiga disponibilizar um ambiente de trabalho, onde os alunos e o professor possam desenvolver aprendizagens colaborativas, ativas, facilitadas, que propiciem ao aprendiz construir a sua própria interpretação a cerca de um assunto interiorizando as informações e transformando-as de forma organizada, ou seja, sistematizando-as para construir determinado conhecimento.

## Metodologia e Análise de Pesquisa

- O objeto de estudo é o modo de produção de latinhas de aço que é fabricada pela empresa Metalic do Nordeste localizada no município de Maracanaú - região metropolitana de Fortaleza - Ceará. A Empresa tem aproximadamente 16 anos de atuação no mercado e é pioneira no Brasil na produção de latas de aço para bebidas em geral. Conta com uma estrutura tecnológica avançada onde o modo de produção é quase em sua totalidade automatizado. A coleta de dados foi obtida direto da fonte de pesquisa por meio de entrevistas com diretores, gerentes de produção, supervisores e mecânicos que atuam diretamente na fabricação do produto.
- Ao explorar os equipamentos no meio fabril foi possível sugerir contextualizações entre a rotina de produção e os conhecimentos formais de Física. Constatou-se que há uma estreita relação entre a prática de produção das latinhas e o saber escolar, que deve ser aproveitada didaticamente em sala de aula.
- O processo de fabricação de latinhas de bebidas envolve diversas etapas. Na Figura 01 é mostrada a progressão da latinha, partindo do copo inicial e chegando à latinha propriamente dita com o fundo já formado. A prensa vertical atua na primeira etapa dessa Figura 01, enquanto a prensa horizontal é responsável daí em diante.

## Prensa Vertical

Este equipamento (Figura 02) é responsável pela estampagem dos copos ocos, que é o primeiro processo para obtenção da latinha de aço. Ela utiliza um conjunto de engrenagens, correias e polias para executar o movimento do martelo

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da prensa; e também há um ferramental especial que é fixado na máquina e é responsável pelo corte e conformação da chapa de aço (Fig. 02).

Figura 01: As várias etapas da latinha de aço.

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Ao conhecer os componentes da prensa, podemos aplicar alguns conceitos relevantes da Física como, por exemplo, torque, atrito, trabalho e polias e engrenagens. A forma de acoplamento das polia e engrenagens pode fomentar o debate sobre tópicos da física como movimento circular uniforme, movimento e frequência, sendo possível fazer toda a descrição da cinemática da rotação envolvida.

## Prensa Horizontal

Na prensa horizontal (Figura 03, à esquerda) é apresentado o processo de estiramento da lata. Ocorre um deslocamento no eixo principal da máquina num movimento de vai e vem, sendo que é estirada uma lata por ciclo (Figura 03, à direita). Tal processo fomenta a elaboração de atividades de ensino que envolve noções de força, atrito, trabalho e limite de resistência à tração, tensão de escoamento, limite de ruptura e cálculo do módulo de Young já que se trata de uma aplicação de força no material aonde este será submetido a uma tensão e consequentemente uma deformação, onde o módulo de Young pode ser obtido pelo coeficiente angular do gráfico tensão-deformação.

Figura 02: Foto da Prensa Vertical, à esquerda, e um esquema do estampo do copo oco, à direita.

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Figura 03: À esquerda, uma foto da Prensa Horizontal usada para realizar o estiramento dos copos vindos da Prensa Vertical (Fig. 02). À direita, de cima pra baixo, um esquema da máquina realizando o estiramento de um copo.

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Para efetivar a transferência dos modelos físicos empregados nessa pesquisa de um modo didático, usamos os programas Macromedia Flash Player 7 e o Visual Basic for Application para construir Objetos de Aprendizagem para simularmos o processo de confecção das latinhas no momento do estiramento das mesmas, demonstrando como ocorre o processo produtivo na fábrica. O software permite que o aluno interaja e observe os conceitos físicos em ação; o movimento que os conjuntos descrevem evidenciam com clareza a atuação da força, a resistência do material, e a importância do atrito nessa etapa da produção. A interação com o Objeto de Aprendizagem permite acompanhar o fenômeno de escoamento do material deslocando-se para as extremidades do molde, e por fim, a inspeção do produto que é efetuada por uma série de fotossensores.

Como próxima etapa, nosso Objeto de Aprendizagem será apresentado aos alunos do 1º ano do Ensino Médio da Escola de Ensino Médio José Milton de Vasconcelos Dias situada no município de Maracanaú - Região Metropolitana de Fortaleza, Ceará.

## Conclusão

Com a análise dos principais equipamentos utilizados no meio fabril da latinha de aço para bebidas, foi possível identificar a existência de equipamentos mecânicos que propiciam a abordagem didática envolvendo as diferentes grandezas físicas ligadas ao funcionamento das máquinas. Os conhecimentos obtidos mediante a troca de informações representaram para o aluno uma abordagem contextualizada acerca dos fenômenos físicos presentes na produção da latinha de aço.

## Referências

HARTMANN, A. M. Didática aplicada à Física . Governo do Estado do Ceará. Secretaria da Educação do Estado do Ceará. Programa de Capacitação Profissional 2010, p. 25. ,

PCN+ - Ensino Médio, Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (MEC-SEMTEC, 2002).

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MORIN, E. (2003). A cabeça bem feita: repensar a reforma repensar o pensamento . Rio de Janeiro: Bertrand Brasil.

SILVEIRA, J. V.; ALMEIDA, F. A FÍSICA NA CASA DE FARINHA . In Encontro de Física 2011, XIII EPEF , Foz do Iguaçú, PR.

MENEGOTTO, J. C. e ROCHA FILHO, J. B. Atitudes de estudantes do ensino médio em relação à disciplina de Física. Revista Eletrónica de Enseñanza de las Ciencias , Vol. 7, No. 2, 2008.

DUARTE, N. Educação escolar, teoria do cotidiano e a escola de Vygotsky . Autores Associados, 4ª ed. Campinas, São Paulo, 2007.

HECKLER, V; SARAIVA, M. F. O.; OLIVEIRA FILHO, K. S. Uso de simuladores, imagens e animações como ferramentas auxiliares no ensino/aprendizagem de óptica. Revista Brasileira de Ensino de Física , Vol. 29, No. 2, 2007.

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