UV-ÔMETRO - APARATO EXPERIMENTAL INTERDISCIPLINAR - A RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA APLICADA À SAÚDE HUMANA

## UV-ÔMETRO - APARATO EXPERIMENTAL INTERDISCIPLINAR A RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA APLICADA À SAÚDE HUMANA

Robson Antonio Leite 1 , Marcílio Hubner de Miranda Neto 2 , Ronaldo Celso Viscovini 1 , Mauricio Antonio Custodio de Melo 1

- 1 Universidade Estadual de Maringá/MNPEF/DFI, leite.robs@gmail.com
- 2 Universidade Estadual de Maringá/DCM/MUDI, hubnermar@gmail.com

Palavras-chave : Aparato Experimental; Radiação Ultravioleta; Saúde Humana.

## Resumo expandido

Desde a década de 60, várias tentativas de melhoria da qualidade do ensino de Ciências Naturais basearam-se nas atividades experimentais. (KRASILCHIK, 2000). Para corroborar no ensino-aprendizagem de ciências, autores como Araújo (2003), Batista (2009) e Gaspar (2003), sugerem o emprego de atividade experimental para estimular os alunos a serem ativos na construção de seus conhecimentos de forma a terem aprendizagens significativas. É comum, no ensino médio, professores de Física terem dificuldades no momento de construir o conhecimento junto com os alunos, ainda mais complexo é fazer isso de forma contextualizada, prazerosa e interdisciplinar, em especial de forma correlacionar os conhecimentos das unidades temáticas das Ciências da Natureza Matéria e Energia ; Vida, Terra e Cosmos , conforme preconizado pela BNCC (BRASIL, 2018).

Com objetivo de colaborar com o desenvolvimento de atividades práticas viáveis para o ensino de física no nível médio, propôs-se o desenvolvimento de um aparato experimental com valores acessíveis que capte a radiação ultravioleta (RUV) e forneça o Índice Ultravioleta (IUV), bem como de produzir um manual que permita a reaplicação do experimento, além de propor uma forma de abordagem interdisciplinar do tema envolvendo física, biologia e saúde.

Na primeira etapa, realizou-se um estudo teórico sobre a RUV e, também, sobre aparatos já existentes que forneçam o IUV. Na sequência, pesquisou-se sobre a disponibilidade de componentes e materiais que propiciassem a produção do aparato, bem como, a forma de construir uma estrutura de proteção que não interferisse com o funcionamento. Conclui-se que, o componente principal seria uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre, o Arduino modelo Uno, que pode ser adquirida em lojas de eletrônicos.

Inicialmente, foi realizada um esquema de montagem (online) da parte eletrônica com auxílio do site: https://www.tinkercad.com/dashboard, figura 1, e o código de programação foi desenvolvido - também online - com auxílio do site: https://create.arduino.cc/editor.

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Figura 1 : Esquema da parte eletrônica. Fonte: Imagem do autor.

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Ao sensor responsável por captar RUV - GYML8511 - foi conectado nas portas de entrada da placa de Arduino UNO usando 3 cabos condutores de corrente elétrica, com 50 cm de comprimento, fixados com solda eletrônica. Nas portas de saída foram soldados 12 cabos, com 30cm de comprimento, os quais foram conectados aos resistores de 150 Ω e, em suas extremidades, foram acoplados 12 LEDs pelo ânodo. Os 12 cátodos foram soldados ao um fio de 30 cm ligado na porta GND do Arduino. Um fio de 7 cm foi soldado para ligar a porta AREF à porta 3,3 V. Para carregar o código de programação, desenvolvido pelos autores, conectou-se o Arduino ao computador via cabo USB. A seguir o aparato foi exposto a luz solar e foi testado se o mesmo estava captando a RUV. Isso foi evidenciado pelo acendimento dos LEDs.

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Figura 2a

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: Esquema interno de proteção. Figura 2b

: Esquema da tampa.

Fonte: Imagens do autor.

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Na sequência, o aparato foi instalado em um quadro painel de comando elétrico hermético revestido internamente com isopor, figura 2a. Na parte interna foi colocada uma placa de acrílico suspensa 5 cm acima do fundo, por meio de porcas e parafusos, sobre a qual foi fixado o Arduino. Retirou-se a fechadura da tampa e utilizou-se o orifício para exposição do sensor, o qual foi fixado, figura 2b. Na parte frontal da caixa substitui-se o metal por uma placa acrílica à qual foi adesivado o quadro-guia com as recomendações e medidas de proteção para os Raios UV para a saúde e a escala de IUV, figura 3, como recomendado pela Organização Mundial da Saúde. A seguir, perfurou-se essa placa e acoplou-se os LEDs. Na parte pósteroinferior fez-se um orifício para passagem do fio de energia da fonte e/ou cabo USB.

Figura 3 : Quadro-guia e escala IUV. Fonte: Imagem do autor.

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Para proteção mecânica e hidráulica do sensor GYML8511, testamos diversos matérias de fácil acesso aos professores interessados na reaplicação do aparato, como vidros de relógios encontrado em relojoarias e algumas vidrarias de laboratório, os quais tiveram porcentagem de transmitâncias (%T) diferentes, dispostos no quadro 1. Para cada material deve-se fazer o ajuste de calibração levando em consideração esta taxa. E0m (W/m²) representa a média da energia recebida sem proteção e Em (W/m²) a média da energia recebida com proteção.

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Quadro 1 : Transmitância de radiação ultravioleta em diversos materiais.

A produção e utilização do aparato de valor acessível mostrou-se viável e pode representar uma maneira prática de os estudantes perceberem as variações da radiação ultravioleta ao longo de um dia, em diferentes condições meteorológicas e em diferentes estações do ano motivando aprendizagens interdisciplinares de física, astronomia e cronobiologia. Representa uma forma de dar um aspecto prático aos conhecimentos teóricos sobre ondas eletromagnéticas, suas características e aplicações. Os dados por eles obtidos podem ser o ponto de partida para discussões sobre as importâncias positivas e negativas da RUV para a saúde humana em função de seus efeitos sobre as células e de seu papel na síntese de vitamina D. Pode também motivar a compreensão de quando há necessidade de uso de protetores solares. Os dados coletados pelos estudantes podem ser agrupados em tabelas e gráficos e servir de base para diversos exercícios matemáticos.

Procuramos fazer este aparato experimental para que o aluno possa ser sujeito ativo e protagonista no processo de ensino-aprendizagem e, a partir dos subsunçores, desenvolvesse as habilidades de discutir, investigar, interpretar, construir e analisar como parte de sua rotina de estudo e de seu modo de aprender e, consequentemente, ampliar seus subsunçores. Com o enfoque, de possibilitar uma Aprendizagem Significativa, originalmente proposta por Ausubel (1963), ou ainda, uma Aprendizagem Significativa Crítica, conforme Moreira (2000, 2005 e 2006), almeja-se que o professor possa integrar prática-teoria-prática com a utilização desta ferramenta em suas aulas.

## Referências

ARAÚJO, M.S.T.; ABIB, M.L.V.S., Atividades experimentais no Ensino de Física : Diferentes enfoques, diferentes finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física. Rev. Bras. Ens. Fis. vol.25, nº.2 .São Paulo: Junho 2003.

AUSUBEL, D.P., The psychology of meaningful verbal learning . New York: Grune &amp; Stratton, 1963.

BATISTA, Michel Corci. A utilização da experimentação no Ensino de Física: Modelando um ambiente de Aprendizagem . Maringá: UEM, 2009. 85 p. Dissertação de Mestrado - Pós Graduação em Educação para Ciência e Matemática Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2009.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular . Brasília, 2018.

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GASPAR, A., Experiências de Ciências para o Ensino Fundamental . 1. ed. São Paulo: Editora Ática, 2003.

GASPARIN, J. L., Uma Didática para a Pedagogia Histórico-Crítica . 3ed. Campinas, SP: Autores Associados, 2002.

KRASILCHIK, M., REFORMAS E REALIDADE: o caso do ensino das ciências , São Paulo Perspec. vol.14 no.1 São Paulo Jan./Mar. 2000.

MOREIRA, M.A., Aprendizaje significativo : teoría y práctica. Madrid: Visor, 2000.

MOREIRA, M.A., Aprendizaje significativa crítica . Porto Alegre: Instituto de Física da UFRGS, 2005.

MOREIRA, M.A., A teoria da aprendizagem significativa e sua implementação em sala de aula . Brasília: Editora da UnB, 2006.

PARANÁ, Secretaria de Estado da Educação (SEED). Currículo da Rede Estadual Paranaense - Ciências. Curitiba: SEED, 2020. 42p. Disponível em: http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/arquivos/File/crep\_2020/ciencias\_curriculo\_ rede\_estadual\_paranaense\_diagramado.pdf. Acesso em: 15 fev. 2021.

PARANÁ, Secretaria de Estado da Educação (SEED). Referencial Curricular para o Novo Ensino Médio Paranaense. Curitiba: SEED, 2021. Disponível em: http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo =1681. Acesso em: 16 fev. 2021.

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