DIVERGÊNCIAS SOBRE O USO DA TECNOLOGIA MÓVEL EM UMA ABORDAGEM CTS

## DIVERGÊNCIAS SOBRE O USO DA TECNOLOGIA MÓVEL EM UMA ABORDAGEM CTS

## Jorge Felipe Campos Chagas 1 , Prof. Dr. Sidnei Percia da Penha 2

1 Universidade Federal Fluminense / jfcchagas@id.uff.br 2 Colégio de Aplicação da UFRJ / sidnei.percia@uol.com.br

## Resumo

Este trabalho é um fragmento de nossa monografia de final de curso de licenciatura em Física, na qual desenvolvemos uma Sequência Didática sobre o tema propagação de ondas eletromagnéticas e os efeitos biológicos decorrente de sua interação com o corpo humano. Esta proposta foi desenvolvida e orientada para aplicação em turmas do 3º Ano do Ensino Médio do Colégio de Aplicação da UFRJ. A sequência foi elaborada utilizando-se pressupostos teóricos da abordagem Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS) e do Ensino por Investigação, fazendo uso de uma linguagem dialógica ao longo do trabalho. Tendo como motivação uma controvérsia ocorrida sobre a permanência de uma antena de telefonia móvel nas dependências do colégio, e também a popularização da tecnologia móvel nas regiões metropolitanas do país, propomos a realização de um debate entre os estudantes no qual seriam discutidos os possíveis efeitos da radiação à nossa saúde. No desenvolvimento da proposta antes do momento do debate propomos uma sequência de ensino investigativa(SEI) abordando os conceitos de ondas e radiação eletromagnética.

Palavras-chave: Radiações Eletromagnéticas, CTS, Atividades Investigativas.

## 1. Introdução

Escolhemos em nosso trabalho abordar um tema que é presente no cotidiano de nossa sociedade, a radiação, em destaque a radiação emitida pelos aparelhos da tecnologia móvel e a sua interação com o corpo humano. Da diversidade de temas que envolvem ciências que seria possível trabalhar, na disciplina de Física, por que a radiação?

Segundo dados da ANATEL, em 2010, o número de celulares no estado do Rio de Janeiro ultrapassou o número de habitantes e nas salas de aula a maioria dos alunos possui o aparelho, este que é um emissor e receptor de radiação eletromagnética(BRASIL, 2010). Nas Orientações Complementares aos Parâmetros Curriculares do Ensino Médio, é sugerido o uso do tema radiações assim como o de conteúdos relacionados a telecomunicação:

- [...]o sentido para o estudo da eletricidade e do eletromagnetismo pode ser organizado em torno dos equipamentos elétricos e telecomunicações.

[...]será também indispensável ir mais além, aprendendo a identificar, lidar e reconhecer as radiações e seus diferentes usos. Ou seja, o estudo de matéria e radiação indica um tema capaz de organizar as competências relacionadas à compreensão do mundo material microscópico. (Brasil, 2003, p.70)

Como desenvolvemos a proposta? Geralmente os conteúdos de Física são trabalhados na perspectiva da matemática. O que encontramos nos livros são conteúdos 'impostos' aos estudantes e a maneira que eles teriam de construir o saber relacionado a esses assuntos é através da resolução de exercícios para depois serem avaliados por meio de uma prova. Não estamos julgando que isso é

errado, mas que essa não é a única forma de se conduzir o ensino de Física durante todo o ensino médio.

Dessa forma, estruturamos nossa sequência de ensino amparados pelos pressupostos da Alfabetização Científica e do movimento Ciência-TecnologiaSociedade (CTS), de forma a dar autonomia ao estudante possibilitando que ele tenha dimensão dos benefícios e prejuízos oriundos dos avanços científicos e tecnológicos em seu meio (SANTOS e MORTIMER, 2002).

Com isso, o foco do nosso trabalho é despertarmos o interesse dos alunos na questão sobre o celular fazer mal ou não à saúde e em seguida convidá-los a participar de uma controvérsia simulada. Nela, os alunos iriam interpretar 'atores sociais' com uma temática pré-definida que trata da permanência de uma antena de celular nas dependências do Cap UFRJ.

Quais conteúdos de Física foram abordados? Para que os estudantes estejam preparados para desenvolver a controvérsia, optamos por trabalhar com os seguintes assuntos: ondas (conceitos básicos), ondas eletromagnéticas, radiações e seus efeitos biológicos e alguns aspectos da tecnologia móvel em um texto 'dialógico', tentando aproximar a cultura escolar da cultura científica. (CAPECCHI e CARVALHO, 2006).

## 2. Atividade experimental: qual o seu objetivo?

Por que utilizar atividades experimentais? Existem diversas situações e fenômenos do cotidiano que poderíamos investigar, portanto, alguns professores num intuito de melhorar o aprendizado da Física buscam realizar atividades experimentais com seus alunos para 'observar' um determinado fenômeno.

Será que essas atividades experimentais promovem o aprendizado? Segundo Borges (2002), é comum a frustação ao realizar-se atividades experimentais, tanto por parte dos professores quanto por parte dos alunos. O autor cita algumas possíveis causas das frustações, como por exemplo a falta de clareza de objetivos dessas atividades aliadas a um roteiro pré-estabelecido, no qual a prática experimental se resume à comprovação de uma lei e não leva o aluno a uma investigação.

Como sugerir uma atividade de investigação? Para Cappechi e Carvalho (2006), quando se realiza atividades investigativas, o professor deve buscar dar significado aos procedimentos que os cientistas usam e as 'possíveis' adaptações desses procedimentos que serão utilizados em sala de aula. Dessa forma, ao invés da estrutura impositiva de um roteiro (ou manual), devemos adotar uma postura dialógica (tanto do professor quanto do material a ser utilizado), deslocando o foco do rigor dos aspectos técnicos e matemáticos do trabalho científico com o intuito de facilitar o aprendizado de determinados assuntos que achamos mais relevantes para o estudante. Logo, uma atividade de investigação deve levar o aluno a questionar, debater, levantar hipóteses, desenvolver e reformular suas ideias.

## 3. Movimentos CTS e alfabetização científica

Um trabalho na perspectiva CTS não deve se restringir apenas ao conteúdo disciplinar lecionado, pois por mais simples que seja o conteúdo, ele poderá envolver questões de outras dimensões, como ética, moral, e socioeconômico, direta

ou indiretamente ligados à ciência e à tecnologia. Nesse sentido, Santos e Mortimer (2002) acreditam que é necessário que o cidadão tenha conhecimento de outros fatores ligados à ciência e à tecnologia para que ele se posicione criticamente perante o desenvolvimento científico e tecnológico que de certa forma muda constantemente a nossa sociedade, ou seja, que o cidadão tenha uma alfabetização científica que o auxilie no processo de tomada de decisões relacionadas a questões que envolvem ciência e tecnologia, levando em considerações seus benefícios e malefícios. Logo, o cidadão poderá refletir '[...] na hora de consumir determinado produto, se na sua produção, é usada mão-de-obra infantil ou se os trabalhadores são explorados de maneira desumana [...]'. (SANTOS e MORTIMER, 2002, p. 5-6)

Corroborando com a ideia de se formar cidadãos autônomos, Sasseron e Carvalho (2008) propuseram três eixos que sintetizam características de quem deseja promover alfabetização científica aos estudantes: I) compreensão elementar de termos e conceitos científicos: proporcionar aos estudantes que construam conhecimentos científicos, e que estes possam influenciar em sua tomada de decisões no seu cotidiano; II) compreensão da natureza das ciências e dos fatores éticos e políticos que circundam sua prática: expor o carácter social e humanístico do trabalho científico e sensibilizar o estudante às questões morais e éticas a fim de promover uma reflexão antes de tomar decisões; III) entendimento das relações existentes entre ciência, tecnologia, sociedade e meio-ambiente: aliado à discussão dos eixos mencionados anteriormente, conscientizar os estudantes frente a questões sobre o desenvolvimento sustentável.

## 4. A Proposta

Nós desenvolvemos dois materiais, um para o aluno e outro com sugestões de abordagens ao professor, e também um apêndice com aprofundamento sobre a tecnologia móvel. O material do estudante foi dividido em sete tópicos: no primeiro, fazemos a introdução da proposta colocando um texto introdutório sobre as comunicações a distância pelo celular e a problemática inicial que desencadeará a sequência de ensino, conforme mostra o quadro 1.

## Quadro 1 Introdução

## 'Será que o simples uso do celular pode provocar danos à nossa saúde?'

Para iniciar essa discussão, gostaríamos de que você assistisse ao vídeo Celular é perigoso?

Nesse vídeo, percebemos que há opiniões controversas entre os especialistas, porém, se desejamos ter uma posição sobre o assunto, precisamos analisar melhor tanto os argumentos dos defensores como aqueles dos detratores do uso dessa tecnologia. Por exemplo: o que tem no celular que poderia ser prejudicial à nossa saúde? Como isso nos prejudica? Os benefícios são maiores que os supostos danos?

Para responder a essas e outras questões, precisamos analisar alguns aspectos científicos e tecnológicos que estão relacionados diretamente ao uso dos celulares. Você topa?

Você já deve ter ouvido dizer que o celular transmite as informações através de um sinal (ondas eletromagnéticas). Mas o que são Ondas eletromagnéticas? Como elas se propagam? Como transportam as informações?

Azevedo (2004) afirma que é fundamental colocarmos uma problematização (uma questão aberta ou problema) no início de uma atividade investigativa e que o

aluno ganhe consciência do porquê de investigarmos uma determinada questão. Assim, nesse primeiro momento faremos um registro das opiniões dos estudantes, que servirá como subsídio para avaliarmos o desenvolvimento deles ao longo do trabalho. Com essa problematização, esperamos despertar o interesse dos alunos para em seguida convidá-los a participar da controvérsia simulada.

## Quadro 2 O Convite

## A Controvérsia simulada

Como vocês devem ter observado a resposta à pergunta: os celulares ou suas antenas são prejudiciais à saúde? É um tema complexo e controverso, cuja resposta não depende unicamente da posição dos especialistas, mesmo porque não existe consenso entre eles e muitas de suas posições podem estar sendo influenciadas por interesses pessoais sobre esta temática. Com o objetivo de provocar uma maior reflexão sobre esta questão, e tendo por base os acontecimentos ocorridos aqui em nosso Colégio que forçaram a comunidade escolar a assumir uma postura específica, gostaríamos de convidalos a participar de um fórum fictício que teria espaço no Colégio de Aplicação para que toda a comunidade 'Capeana' pudesse decidir sobre a permissão ou não da instalação de uma antena de transmissão de celular nas dependências de nosso colégio.

Neste fórum fictício participariam vários 'Atores Sociais' que seriam pessoas ou grupos de pessoas que possuem interesses e posições específicas sobre esta temática. Cada ator social receberá um papel a ser interpretado, e ele precisará se posicionar frente às questões controversas que surgirão durante o debate.

Agora vamos ler o texto que vai servir de motivação inicial para a criação dos nossos debates. O acordo vigente entre a UFRJ e a operadora telefônica vai passar por uma renovação de contrato ao fim do ano, porém existe uma controvérsia entre a permanência ou não da antena de telefonia celular na escola. Em paralelo a esse fato, a veiculação de um pronunciamento da diretora do Cap-UFRJ, em uma reportagem cedida ao jornal O GLOBO, chamou a atenção da comunidade escolar. A repercussão foi tamanha que gerou diferentes opiniões entre estudantes, pais e funcionários da escola. Reportagem em: http://noticias.universia.com.br/destaque/noticia/2002/05/29/543835/antena -do-capufrj-causa-polmica.html#

De acordo com a reportagem a manutenção da antena na escola não tem trazido muitos benefícios financeiros para a escola. Apesar desse fato alguns funcionários se abstêm ou são a favor da antena na escola. A posição dos que são favoráveis é de que pelo menos a escola deveria estar recebendo algum 'benefício'.

Somado a essa controvérsia entre membros da comunidade, com a renovação do contrato no fim do ano a empresa implantaria na escola internet wireless gratuita e construiria um laboratório de informática para os estudantes e outro para professores e funcionários. Além disso, colocaria uma cobertura na quadra de esportes (atualmente descoberta) e moveria a antena para um novo local, não ocupando um espaço físico na escola.

Para a atuação dos papéis na controvérsia, são sugeridos sete atores que atuam em dois debates (programados para dias diferentes), sendo que no primeiro temos a participação de quatro atores e no segundo, três, e todos são mediados pelo professor. As regras que estabelecemos para os debates são similares às dos debates políticos que passam na TV aberta. Também damos aos estudantes uma 'ideia inicial' com detalhes do papel de cada ator, e cada aluno deve realizar pesquisas para se aprofundar nos personagens. Abaixo temos o quadro três com a síntese de cada papel:

## Quadro 3 Síntese dos atores

- 1º Ator: Estudantes da chapa 1 - a chapa 1 (nossa escola, nossas regras) representa as pessoas que se opõem a manutenção da antena na escola.
- 2º Ator: Estudantes da chapa 2 a chapa 2 (mais tecnologia) representa as pessoas que são a favor da manutenção da antena na escola.
- 3º Ator: Professores e funcionários da chapa 2 - a chapa 2 (mais tecnologia) representa as pessoas que são a favor da manutenção da antena na escola. Eles são a favor da antena na escola.
- 4º Ator: Professores e funcionários da Escola da chapa 1 - a chapa 1 (nossa escola, nossas regras) representa as pessoas que se opõem a manutenção da antena na escola.
- 5º Ator: APACAP - Associação de Pais e Amigos do colégio de aplicação da UFRJ. Eles se posicionam contra. Dentre as afirmações alegam que são os legítimos responsáveis pelos estudantes e que por isso são eles que devem dar a palavra final neste assunto. .
- 6º Ator: Representantes da Empresa Telefônica -São engenheiros e administradores da empresa que vão tentar a todo custo manter a antena na escola.

7º Ator: Direção Escolar - Embora dividida, a maioria da direção escolar vai se posicionar contra a antena.

Utilizar um tema controverso como desencadeador do aprendizado e a partir desse tema tratar as questões relativas a ciência, tecnologia e sociedade finalizando o estudo com a retomada à ideia inicial foi sugerido por Aikenhead (1994). Além disso, Santos e Mortimer (2002) afirmam que colocar o aluno frente a questões controversas estimula sua autonomia para tomar decisões, essas que fazem parte da vida de qualquer cidadão. Nesse sentido, optamos por utilizar a controvérsia simulada, pois essa é uma estratégia comum usada em propostas baseadas em uma abordagem CTS, corroborando com as ideias dos autores mencionados e outros.

Após o convite e a explicação aos alunos sobre a controvérsia simulada, nós continuamos o trabalho entrando na etapa em que tratamos sobre ondas eletromagnéticas. Neste tópico, fazemos uma breve introdução sobre a descoberta dessas ondas. Em seguida, tratamos da composição delas e utilizamos uma simulação que mostra a propagação de uma onda de rádio (Quadro 4).

## Quadro 4 Onda no rádio

Pense no que ocorre quando ligamos e desligamos a chave do circuito mostrado na figura 19.

Figura 1 - Experimento de Hertz

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Como sabemos quando fechamos a chave vai surgir nos fios condutores uma corrente elétrica, quando desligamos a chave a corrente cessa. Então toda vez que ligarmos a chave os elétrons livres do fio ficarão submetidos a um Campo Elétrico que se estabelece no fio devido a diferença de potencial em seus terminais. Deste modo todos os elétrons livres ficam submetidos a ação de uma força de natureza elétrica que provocará um movimento orientado de elétrons livres (em direção ao polo positivo da pilha). Se ficarmos ligando e desligando a chave, criaremos 'pulsos de corrente elétrica' que vão se propagar pelo fio, semelhante ao 'vai e vem' que gerou as ondas na mola. Estes 'pulsos de elétrons' são justamente os responsáveis pela criação das ondas eletromagnéticas que serão geradas no fio. Todas as vezes em que os elétrons se aceleram ou se desaceleram no interior de um fio condutor, ocorre a irradiação de ondas eletromagnéticas que se propagam pelo espaço em torno do fio.

Após finalizarmos o estudo das ondas eletromagnéticas, vamos estudar que essas ondas podem interagir com as moléculas e os possíveis efeitos dessa interação. Por exemplo, quando começamos o tópico sobre radiações, utilizamos uma simulação de micro-ondas aquecendo uma xícara de café. Nesse caso, realizamos essa simulação na perspectiva de uma demonstração investigativa, ou seja, é preciso questionar os alunos sobre o que acontece para deixar o café quente, ao invés de simplesmente ilustrar e transmitir a informação (AZEVEDO, 2004).

Demos um outro exemplo: a interação da radiação de um núcleo de urânio com o átomo de uma célula saudável, que acaba provocando danos à célula e pode gerar células cancerígenas. Com isso, introduzimos um novo conceito aos alunos, classificando as radiações pela forma como elas interagem com a matéria, ou seja, ionizantes e não-ionizantes. Em seguida, provocamos os alunos questionando sobre como saber a quantidade de radiação que podemos receber e como esse cálculo pode ser feito (quadro 5).

## Quadro 5 - SAR

## Mas como saber se a dose que recebi de radiação está numa taxa aceitável dentro dos padrões estudados pelos especialistas?

A taxa de absorção específica (SARspecific absoption rate ) é uma grandeza Física que nos dá uma estimativa dos limites de exposição à radiação. Essa taxa é usada como medida se a radiação incidente estiver numa faixa de frequência superior a 10 MHz, como no caso do telefone celular. Também podemos entender a SAR como o ritmo em que a energia é absorvida pelo alvo da radiação e sua unidade de medida no sistema internacional é o watt por quilograma ( ).

Dessa forma, a energia associada a cada radiação é que determina se o seu caráter será ou não ionizante. Por exemplo, para o nosso corpo, que é constituído principalmente de átomos de carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio, temos como limite biológico uma energia da ordem de 13,6 eV (1 Joule = 6.241509·10 18 eV); essa é a energia necessária para que se possa ionizar algum dos átomos em nosso corpo. Essa energia corresponde a uma radiação com frequência de aproximadamente 3,3 10 15 Hz e comprimento de onda na faixa do ultravioleta por volta de 90,9 nanômetros (10 -9 ), basta relembrarmos o que estudamos sobre ondas durante as seções 1 e 2 e tomarmos a energia de uma onda eletromagnética proporcional a sua frequência.

Apesar de tecnicamente somente as radiações ionizantes terem seu prejuízo à saúde comprovados, alguns estudos sobre as radiações não-ionizantes vêm desvendando evidências e mostrando que elas também podem ser perigosas a longo prazo. Quando qualquer tipo de radiação eletromagnética atinge nosso corpo, ela pode

interagir com as moléculas dele e provocar alguns efeitos biológicos.

O nosso próximo tópico compreende o estudo de alguns efeitos biológicos da radiação não-ionizante. Existem diversos deles; no quadro 6 mostraremos alguns efeitos e questionamentos que propomos aos estudantes. Nessa parte, incentivamos os alunos a pesquisarem outras fontes.

## Quadro 6 Efeitos da RNI

A catarata (Figura 2) pode ser uma consequência dos efeitos térmicos das radiações. O cristalino, responsável pela maior parte da lente ocular, é constituído de um líquido similar à clara do ovo. Quando o ovo é aquecido, ocorre um branqueamento e enrijecimento da clara. O mesmo ocorre com o cristalino, o que acaba prejudicando a visão e cegando com o tempo.

Figura 2 - Catarata Fonte: http://www.kinodinamico.com

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Experimentos conduzidos com ratos sob uma exposição SAR de 0,4 mW/kg já apresentavam uma mudança nas células nervosas. Com exposições SAR entre 2mW/kg e 3mW/kg, os ratos que foram expostos a essa faixa apresentaram indícios de câncer. Em média, exposições a SAR entre 1mW/kg e 4mW/kg podem provocar danos à saúde e esses valores são levados em conta pelas agências reguladoras de telecomunicações, de acordo com a ANATEL resolução 3003/2002.

## Celular tem risco real de causar câncer?

Esse é um tema controverso. Por um lado, segundo Seixas (2011), alguns pesquisadores mostram diversas evidências nos experimentos com ratos, porém os resultados não podem ser diretamente relacionados aos supostos efeitos em seres humanos. Por outro lado, alguns pesquisadores afirmam que para fazer mal e apresentar um risco em potencial a radiação do celular deveria ter em média um SAR dez vezes maior do que realmente apresenta nos dias de hoje.

## O celular afeta a cabeça?

Existe uma barreira no cérebro, chamada de Blood Brain Barrier (BBB) ou Barreira Hematoencefálica, que controla a entrada e saída de substâncias no cérebro. Sua principal função é evitar que substâncias nocivas afetem o funcionamento do órgão. Um dos fatores que vêm chamando a atenção dos especialistas é que essa barreira pode ser afetada pela radiação do celular, trazendo mudanças de substâncias na corrente sanguínea. (SEIXAS, 2011)

Por fim, no nosso último tópico tratamos de discutir a tecnologia móvel. Nós discutimos dois pontos que têm ligação com a introdução da nossa atividade: um deles explica como é a estrutura básica da rede de tecnologia móvel e o outro explica como uma ligação é 'transportada'. Colocamos em um apêndice do trabalho outros dados mais técnicos a respeito da tecnologia móvel, de forma a aprofundar o assunto para os alunos que se interessaram pelo tema.

## 5. Considerações finais

Esse trabalho propõe outra perspectiva para se ensinar física que não seja somente o conteúdo científico, tratando o tema radiações e seus efeitos biológicos

no ensino médio através de uma sequência investigativa, diferentemente do que encontramos nos livros didáticos do PNLD 2012. Optamos por abordar esse tema que envolve questões sociais, éticas, políticas, científicas e tecnológicas visando contribuir para que o aluno se posicione criticamente frente a questões encontradas no seu cotidiano. Por exemplo, se o aluno usar o celular tendo conhecimentos básicos sobre o seu funcionamento e dispondo de acesso às informações sobre o mal que essa tecnologia pode causar a sua saúde, ele poderá optar por usar o aparelho, por diminuir o uso do mesmo ou parar de utilizá-lo, pois durante o trabalho ele terá estudado opiniões de especialistas e discutido com seus colegas para tomar sua decisão. Logo, o trabalho corrobora com os pressupostos da Alfabetização Científica e do movimento CTS.

A proposta já foi aplicada por um dos autores, mas dados audiovisuais não foram registrados- há somente o registro das atividades dos alunos e observações empíricas.

## 6. Referências

AIKENHEAD, G. What is STS Science Teaching? . In: SOLOMON, J., AIKENHEAD, G. STS education: international perspectives on reform Disponível em: http://www.usask.ca/education/profiles/aikenhead/webpage/sts05.htm Acesso em: 11 janeiro de 2014.

BORGES, A.T., Novos Rumos para o Laboratório Escolas de Ciências . Cad. Brás. Ens. Fís., v. 19, n.3: p.291-313, dez. 2002.

BRASIL, AGÊNCIA NACIONAL DE TELECOMUNICAÇÕES. Brasil ultrapassa um celular por habitante. Nov. 2010. Disponível em: http://www.anatel.gov.br/Portal/exibirPortalNoticias.do?acao=carregaNoticia&amp;codig o=21613

BRASIL, Parâmetros Curriculares Nacionais +, Ensino Médio: Orientações Educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais . Ciências da Natureza, Matemáticas e suas Tecnologias. Brasília: Mec;SEMTEC, 2003. 144p.

CAPECCHI, M. C. V. M.; CARVALHO, A. M. P. Atividade de laboratório como instrumento para a abordagem de aspectos da cultura científica em sala de aula. Revista Pro-Posições, v. 17, n. 1 (49) - jan/abr, 2006, p.137-153.

SANTOS, W. L. P.; MORTIMER, E. F. Uma análise de pressupostos teóricos da abordagem C-T-S (Ciência - Tecnologia - Sociedade) no contexto da educação Brasileira . Ensaio - Pesquisa em Educação em Ciências, v. 2, n. 2, dez., 2002.

SASSERON, L. H.; CARVALHO, A. M. P. Almejando a alfabetização científica no Ensino Fundamental: a proposição e a procura de indicadores do processo . Investigações em Ensino de Ciências, Porto Alegre, v. 13, n. 3, p. 333-352, 2008.

SEIXAS, E. F. R. Banco de dados para pesquisa sobre efeitos biológicos causados pela radiação eletromagnética na faixa da telefonia celular , Dissertação de Mestrado em Engenharia de Telecomunicações, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, 2011.