PRODUÇÃO E CONSUMO RACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA NO ENSINO MÉDIO: REVISÃO DE LITERATURA

## PRODUÇÃO E CONSUMO RACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA NO ENSINO MÉDIO: REVISÃO DE LITERATURA

## Bruno Rogério Ferreira de Morais , André Coelho da Silva 1 2

1 IFSP Itapetininga/Coordenadoria de Biblioteca - Licenciando em Física - Bolsista do PIBID/IFSP câmpus Itapetininga, morais.brf14@gmail.com

## Resumo

O objetivo deste trabalho é sintetizar as contribuições da literatura da área de ensino de física/ciências no que diz respeito a questões associadas à produção e ao consumo de energia elétrica enquanto tópico a ser trabalhado na física do ensino médio. Para isso, foram consultados artigos publicados em todas as edições de doze periódicos nacionais. Procuramos encontrar artigos cuja perspectiva fosse ao menos uma das seguintes: a) apresentar relatos de experiência ou trazer propostas de como abordar a produção e o consumo de energia elétrica na física do ensino médio; b) apresentar e analisar resultados de aplicação em sala de aula (ensino médio) de propostas didáticas focadas nessa temática; ou c) problematizar a questão da produção/consumo de energia elétrica. Foram encontrados apenas quatro artigos sobre a temática, em três periódicos, os quais foram sintetizados com o intuito de apontar suas principais potencialidades e limitações. Outro aspecto interessante indicado pelo levantamento é o surgimento relativamente recente de artigos da área de ensino de física/ciência preocupados com questões associadas à produção e ao consumo de energia elétrica e sua abordagem no ensino médio - o artigo mais antigo encontrado é de 2002 (pouco mais de uma década atrás). Em resumo, sinalizamos a necessidade do desenvolvimento e publicação de mais estudos dedicados ao assunto e a pertinência em se utilizar metodologias calcadas em projetos interdisciplinares e que possam favorecer a autonomia dos estudantes e o desenvolvimento de suas capacidades de argumentação e criticidade.

Palavras-chave : energia; eletricidade; ensino médio; revisão.

## Introdução

O Brasil é o sétimo maior consumidor de energia do mundo, segundo o relatório 'Estrutura de Acompanhamento Global da Energia Sustentável para Todos' (ANGELOU et al ., 2013). O documento ainda mostra que cerca de 1,2 bilhão de pessoas no mundo não têm acesso à eletricidade e 2,8 bilhões dependem da lenha ou combustível similar para uso doméstico, poluindo o ambiente e prejudicando a saúde da população.

Segundo o Balanço Energético Nacional de 2015 (EPE, 2015) ano base 2014, 65,2% da oferta brasileira de eletricidade foi de geração hidráulica. Se forem consideradas também outras fontes renováveis, tal percentual sobe para 74,6%. Entretanto, quando se trata do consumo de energia e não de sua oferta, a eletricidade representou em 2014 17,2% do total. Para fins de comparação só o óleo diesel representou 18,8%.

Diversos trabalhos têm apontado a relevância do tema energia no ensino de física (Assis e Teixeira, 2003; Doménech et al ., 2007; Silva e Carvalho, 2002). Prestes e Silva (2009), por exemplo, afirmam que a abordagem desse assunto possibilita a discussão de aspectos científicos, tecnológicos, econômicos, sociais,

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23 a 27 de janeiro de 2017

políticos, ambientais e histórico-culturais. Além disso, questões energéticas sempre ganham destaque em documentários, jornais e revistas de divulgação científica (PRESTES e SILVA, 2009).

De fato, compreender aspectos associados à produção e à utilização da energia elétrica se faz de extrema importância para a formação do cidadão contemporâneo, afinal, na maior parte do tempo, estamos, de alguma forma, envolvidos em situações nas quais esta se faz presente (QUEIROZ, 2011).

Tendo em vista essas breves considerações, objetivamos sintetizar as contribuições da literatura da área de ensino de física/ciências no que diz respeito a questões associadas à produção e ao consumo de energia elétrica enquanto tópico a ser trabalhado na física do ensino médio.

## Metodologia

A fim de atingir o objetivo proposto, foram revisadas todas as edições dos seguintes periódicos: Alexandria: Revista de Educação em Ciência e Tecnologia; Caderno Brasileiro de Ensino de Física (CBEF); Ciência & Educação; Ciência & Ensino; Ensaio: Pesquisa em Educação em Ciências; Experiências em Ensino de Ciências (EENCI); Investigações em Ensino de Ciências (IENCI); Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia (RBECT); Revista Brasileira de Ensino de Física (RBEF); Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências (RBPEC); Revista Ciências & Ideias; e Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias (REEC). O intuito foi selecionar artigos que se enquadrassem na temática proposta para a revisão de literatura, isto é, a produção e o consumo de energia elétrica na física do ensino médio. Mais especificamente, procuramos encontrar artigos cuja perspectiva fosse ao menos uma das seguintes:

- a) apresentar relatos de experiência ou trazer propostas de como abordar a produção e o consumo de energia elétrica na física do ensino médio (propostas explicitamente direcionadas ao ensino médio ou propostas entendidas como subsídio aos professores);
- b) apresentar e analisar resultados de aplicação em sala de aula (ensino médio) de propostas didáticas focadas nessa temática;
- c) problematizar a questão da produção/consumo de energia elétrica.

Não foram selecionados, portanto, artigos que abordassem elementos históricos da eletricidade, concepções alternativas em eletricidade, propostas de como trabalhar circuitos elétricos no ensino médio etc. Também não foram selecionados artigos cuja proposta estivesse relacionada ao ensino fundamental, ao ensino superior ou à formação de professores (inicial ou continuada).

Sempre que possível, as buscas foram efetuadas nos próprios sistemas de cada periódico e direcionadas ao resumo dos artigos. As palavras utilizadas para realizá-las foram 'eletricidade' e 'elétrica'. Os artigos filtrados após esse procedimento foram analisados a fim de identificar se eram de fato pertinentes a este estudo. As referências dos trabalhos selecionados também foram analisadas a fim de identificar outros artigos que também pudessem ter utilidade para a pesquisa (apesar de não terem sido encontrados por meio dos sistemas de busca dos periódicos).

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Por fim, cada um dos artigos selecionados foi lido com o intuito de sintetizar, sistematizar e organizar suas contribuições.

## Resultados e Discussão

A Tabela 1 apresenta quantos e quais foram os artigos encontrados em cada periódico.

Atentando para ela, podemos notar que foram encontrados artigos pertinentes à temática em apenas três dos doze periódicos consultados (25%). Considerando que as buscas foram realizadas em todas as edições publicadas por cada um dos periódicos - não se restringindo a um período específico de tempo (última década, por exemplo) -, podemos afirmar que foi encontrado um número reduzido de artigos (apenas quatro).

Outro aspecto interessante indicado pelo levantamento é o surgimento relativamente recente de artigos da área de ensino de física/ciência preocupados com questões associadas à produção e ao consumo de energia elétrica e sua abordagem no ensino médio - o artigo mais antigo encontrado é de 2002 (pouco mais de uma década atrás). Podemos hipotetizar que isso está relacionado à acentuação das discussões sobre preservação ambiental, energias renováveis, consumo consciente, sustentabilidade etc. Nesse mesmo sentido, podemos prever ainda que a produção/publicação de estudos sobre essa temática tende a aumentar nos próximos anos.

Tabela 1: Artigos encontrados por periódico

No que diz respeito às perspectivas que definimos outrora, dois artigos se enquadraram na perspectiva a: apresentar relatos de experiência ou trazer propostas de como abordar a produção e o consumo de energia elétrica na física do ensino médio; um artigo se enquadrou na perspectiva b: apresentar e analisar resultados de aplicação em sala de aula (ensino médio) de propostas didáticas focadas na temática produção e o consumo de energia elétrica; e um artigo se

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enquadrou na perspectiva c: problematizar a questão da produção/consumo de energia elétrica.

A seguir, sintetizamos brevemente cada um dos artigos selecionados.

Viscovini et al . (2015) apresentaram uma proposta para abordar elementos associados à rede elétrica, seus componentes, funcionamento etc. Tal proposta está centrada na construção de uma maquete para simular uma rede elétrica trifásica. A maquete funciona com uma frequência variável entre 2 Hz e 20 Hz (a rede elétrica brasileira funciona com 60 Hz) e sua construção está pautada no uso de materiais com custo acessível, tais como LEDs, relés eletromecânicos e potenciômetro. A proposta experimental possibilita representar elementos como o gerador, o transformador e as linhas de distribuição. Segundo os autores, a maquete poderá auxiliar as aulas de eletricidade/eletrodinâmica, especialmente no que diz respeito à abordagem do tópico corrente alternada. Nesse sentido, além dos conceitos físicos poderiam ser discutidos temas como matriz energética brasileira/mundial e fontes renováveis e não renováveis de energia. Não foram apresentados e analisados resultados de aplicação da proposta em sala de aula. Contudo, Viscovini et al . (2015) afirmam ao final do artigo que testes realizados em sala de aula têm demonstrado uma boa receptividade da proposta pelos alunos, os quais se sentiriam motivados e interessados pela construção e entendimento da maquete. Em nossa opinião, a proposta sugerida tem como principal virtude a representação de aspectos diretamente relacionados ao contexto social, ao dia-a-dia dos estudantes e das pessoas em geral. Por outro lado, apontamos como a principal limitação da proposta a relativa complexidade envolvida na construção da maquete, uma vez que há a necessidade em se utilizar a plataforma Arduino e, consequentemente, em conhecer códigos de programação.

Damasio e Tavares (2007) relataram uma experiência didática realizada com estudantes do 9º ano do ensino fundamental e do 2º ano do ensino médio e que teve como foco a simulação de um julgamento acerca da melhor forma de produção de energia elétrica: hidrelétrica/termelétrica, eólica/solar ou nuclear. Como referencial teórico assumem-se ideias de Carl Rogers e Paulo Freire, especialmente a questão do ensino com foco no aluno, construindo seu próprio conhecimento e tendo como facilitador nesse processo a figura do professor. Os alunos que participaram do projeto foram divididos em grupos. Alguns grupos deveriam defender o uso de determinada forma de produzir energia (independentemente da opinião dos indivíduos que formavam o grupo), argumentando sobre problemas associados às outras. Um grupo deveria pesquisar como ocorre a geração da energia em cada um dos tipos de usinas e o restante dos alunos ficou com a responsabilidade de julgar qual das alternativas apresentadas seria a melhor. O papel dos professores no desenvolvimento do projeto foi o de orientação dos alunos. Num primeiro momento, as apresentações foram feitas durante as aulas de física. Já num segundo momento, foram feitas em horário distinto, contando com a participação da comunidade escolar como um todo, de pais/mães de alunos e de convidados em geral. Durante as apresentações os professores foram responsáveis pela mediação do processo. O veredito final foi em prol da energia nuclear como melhor forma de produção de energia elétrica. Conforme os próprios autores comentam, cremos que as maiores virtudes do projeto foram: aproximar os estudantes de questões científicas que influenciam seu dia-a-dia; utilizar como estratégia de ensino a simulação de um julgamento, favorecendo a realização de pesquisas pelos próprios alunos e o desenvolvimento de suas capacidades de argumentação e crítica; e envolver a

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comunidade escolar e extraescolar nas atividades. Em contrapartida, apontamos como principais limitações do estudo o baixo nível de detalhamento na apresentação dos resultados e a inexistência de análises fundamentadas acerca da aprendizagem ou de como o projeto favoreceu o engajamento dos estudantes, dos professores e/ou da comunidade extraescolar. De fato, tais limitações certamente estão relacionadas à perspectiva do artigo: um relato de experiência. Nesse sentido, Damasio e Tavares (2007) apenas afirmaram que alguns professores da escola de outras áreas do conhecimento se agregaram ao projeto (favorecimento da interdisciplinaridade) e que os próprios alunos pediram para que a estratégia fosse repetida novamente.

Prestes e Silva (2009) apresentaram resultados obtidos a partir de um projeto interdisciplinar desenvolvido com uma turma do 1ª ano do ensino médio de uma escola pública brasileira. O projeto fundamentou-se na ideia de Ilha Interdisciplinar de Racionalidade e teve como foco a construção de soluções para uma situação problema relacionada à proposição de um gerador/usina para suprir o consumo de energia elétrica de uma casa. Os alunos foram divididos em grupo e cada um deles devia desenvolver e defender o seu projeto. Os autores buscaram identificar elementos do Educar pela Pesquisa presentes em sala de aula, respondendo às seguintes questões de estudo: Como se concretiza o questionamento dos estudantes sobre as questões energéticas? Como ocorre a construção de argumentos dos estudantes? Como se desenvolve a comunicação dos resultados da pesquisa à medida que eles são construídos pelos estudantes? Foram utilizadas como fontes de dados para a pesquisa a gravação das manifestações verbais dos estudantes, o material escrito elaborado nos grupos de trabalho e as anotações diárias do professor durante o desenvolvimento da proposta. Já para a análise dos dados coletados foi utilizada a análise textual discursiva. Em síntese, segundo os autores, os três elementos do Educar pela Pesquisa foram identificados durante o desenvolvimento do projeto, a saber: o questionamento, a argumentação e a comunicação, contribuindo para o desenvolvimento de novas competências, como a capacidade de questionamento crítico, a autonomia na busca do conhecimento, a melhoria da comunicação e a ampliação do conhecimento sobre as questões energéticas. Além disso, a convivência com a incerteza e com o status social, sempre inacabado e sujeito a alterações do conhecimento científico, proporcionou aos estudantes uma imagem mais coerente acerca da ciência. Apontamos como as principais virtudes do trabalho a explicitação da fundamentação teórica e o destaque dado à análise das informações coletadas durante o projeto. Por outro lado, apontamos como as principais limitações a ausência de respostas escritas e/ou falas proferidas pelos estudantes durante as aulas e a não preocupação direta com a análise de aspectos associados à aprendizagem dos tópicos de física envolvidos.

Sem desconsiderar a importância da linguagem matemática no ensino de ciências naturais e, especialmente no ensino de física, Silva e Carvalho (2002) apontam a pertinência em trabalhar a capacidade dos estudantes em coletar dados e informações relativos a fenômenos vivenciados em seu cotidiano, analisando-os, interpretando os conceitos fundamentais e relacionando-os com tais fenômenos. Os autores se propuseram a identificar na literatura elementos que permitam sistematizar as discussões que ocorrem nos meios técnicos e acadêmicos acerca da temática ambiental e da produção de energia elétrica em larga escala. O objetivo foi fornecer subsídios para o processo de socialização dos conhecimentos científicos através do trabalho em sala de aula. Para isso, foram abordadas as principais formas de gerar eletricidade em larga escala, a saber: hidrelétricas; termelétricas

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(movidas a gás natural, carvão fóssil, derivados de petróleo e biomassa); usinas Nucleares; e fontes alternativas (energia solar e eólica). Após discutirem vantagens e desvantagens das opções supracitadas, Silva e Carvalho (2002) argumentam que a principal vantagem desta abordagem múltipla do tema estaria na oportunidade de reconhecer os inúmeros e complexos condicionantes presentes no setor de geração de energia elétrica e as oportunidades que existem para o seu desenvolvimento. Além disso, para que a escola cumprisse sua função social, seria necessário que os principais temas discutidos e valorizados pela sociedade estivessem sistematizados como saber escolar. Em síntese, apontamos como as principais virtudes do trabalho a relevância do assunto; sua publicação na mesma época do famoso 'Apagão de 2001'; e a discussão apresentada, a qual abarcou as principais formas de produção de energia elétrica e os complexos aspectos envolvidos (políticos, sociais, ambientais e econômicos). Por outro lado, apontamos como a principal limitação a não explicitação de sugestões de como o tema poderia ser melhor trabalhado no ensino médio. Nesse sentido, apesar de pontuarem as dificuldades associadas a sua discussão em escolas públicas, defendendo a interdisciplinaridade, não se evidenciou de que maneira assuntos não triviais como aspectos legislativos e a questão custo-benefício de grandes empreendimentos poderiam ser abordados em sala de aula.

## Considerações finais

Considerando a acentuada escassez de trabalhos focados na produção e consumo racional de energia elétrica enquanto tópico para ser abordado na física do ensino médio, sinalizamos a necessidade do desenvolvimento e publicação de estudos dedicados ao assunto, especialmente dada sua relevância contemporânea.

Os quatro artigos sintetizados trazem contribuições que certamente podem potencializar a qualidade desses futuros trabalhos. Entre elas, podemos destacar a pertinência em se utilizar metodologias calcadas em projetos interdisciplinares e que possam favorecer a autonomia dos estudantes e o desenvolvimento de suas capacidades de argumentação e criticidade. Sustentamos ainda a importância em explicitar os referenciais teórico-metodológicos que fundamentam o desenvolvimento das propostas e os dispositivos analíticos utilizados para efetuar a análise dos resultados obtidos a partir da aplicação das mesmas.

## Referências

ANGELOU, N.; et al . Resumo executivo - Sustainable energy for all . Washington DC; World Bank. Disponível em:

<http://documents.worldbank.org/curated/en/542811468161109069/Resumoexecutivo>. Acesso em: 13 jul. 2016.

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DAMASIO, F.; TAVARES, A. O ensino de ciências através de debate sobre as alternativas energéticas com enfoque na questão ambiental. Experiências em Ensino de Ciências , v. 2, n. 2, p. 57-68, 2007.

DOMÉNECH, J. L.; et al . Teaching of Energy Issues: A Debate Proposal for a Global Reorientation. Science & Education , v. 16, p. 43-64, 2007.

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QUEIROZ, M. N. A. Uma proposta didática para o ensino de geradores de energia elétrica: subsídios ao CBC mineiro . Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte (MG), 2011.

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