DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE UM PROTÓTIPO DE FOTÔMETRO UTILIZANDO A PLATAFORMA ARDUINO NAS AULAS EXPERIMENTAIS: UMA PROPOSTA DE ENSINO INTERDISCIPLINAR

## DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE UM PROTÓTIPO DE FOTÔMETRO UTILIZANDO A PLATAFORMA ARDUINO NAS AULAS EXPERIMENTAIS: UMA PROPOSTA DE ENSINO INTERDISCIPLINAR

## Miguel Peclat Teixeira¹, Wanderson A. da Silva¹

- 1 Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (CEFET-RJ), Coordenação de Licenciatura em Física, 25.620-003, Petrópolis, RJ, Brasil - migpete@gmail.com

Palavras-chave : proposta experimental; ensino interdisciplinar; Arduino.

## Resumo expandido

A coloração é um importante parâmetro avaliado em águas, relacionado a problemas estéticos e a presença de diversas substâncias como inorgânicas, compostos orgânicos não biodegradáveis, principalmente corantes, entre outros. Uma forma de monitoramento simples, rápida e de baixo custo para averiguar o nível de poluição pode revelar os motivos que estão causando a contaminação e evitar impactos ambientais consideráveis. Neste trabalho é apresentado um processo de montagem e de aplicação de um fotômetro de baixo custo através da utilização da plataforma Arduino como proposta de ensino interdisciplinar em turmas de física e química do Ensino Médio e do Superior. A proposta desse trabalho se baseou na ausência de práticas experimentais interdisciplinares no ensino de física e química. desta forma, é possível trabalhar temas de eletrônica através da montagem do protótipo de Arduino; Espectroscopia, através da análise de absorção das amostras e do estudo de cor; meio ambiente e educação ambiental, através do desenvolvimento de alguns princípios de educação ambiental, como: conhecimentos, habilidades, atitudes e competências relacionadas a área; preparo de soluções e determinação de concentrações.

Tendo em vista a necessidade de tornar os alunos protagonistas de seu próprio aprendizado, as aulas com experimentos se tornam uma alternativa atraente para os professores e alunos. Porém, nem todos os equipamentos são acessíveis financeiramente para todas as instituições de ensino. Nesse contexto, o Arduino ganha força, pois torna possível criar equipamentos e dispositivos simples e eficientes no qual fornecem resultados tão precisos e exatos como equipamentos científicos comerciais.

A montagem do protótipo de Arduino, no Ensino Médio, possibilita a prática experimental nas aulas de circuitos elétricos e eletrônicos, no qual os alunos devem identificar a melhor fonte de radiação, resistência e melhor receptor para que se maximize a eficiência do equipamento. Para o Ensino Superior, a mesma montagem pode ser aproveitada com uma abordagem mais profunda, pensando também em como maximizar o desempenho de um microcontrolador, assim como desenvolver habilidades de programação.

O Estudo de cor pode ser trabalhado no Ensino Médio nas aulas de Física e Química junto às propriedades físico-químicas da matéria. A quantificação da absorbância e transmitância pode vir a ser trabalhada no Ensino Superior dentro dos

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

estudos de Espectroscopia. O preparo de soluções e a determinação de concentrações pode ser trabalhada em ambos os níveis de ensino, com seus devidos aprofundamentos.

O fotômetro preparado foi empregado para a análise de descarte de efluentes contendo substâncias coloridas em águas superficiais em cinco locais da cidade de Petrópolis, na região serrana do estado do Rio de Janeiro. Durante os testes, foram utilizadas duas substâncias com colorações conhecidas, sulfato de cobre e dicromato de potássio, para verificar a confiabilidade do dispositivo, no qual os resultados foram satisfatórios.

Após a análise das amostras de efluentes pelo protótipo do fotômetro de Arduino e um espectrofotômetro comercial da marca DIDALAB, para efeito de comparação, foi verificado que três de cinco amostras estavam acima do limite de coloração de 75Hz (unidade usual para determinação de cor) estabelecido pelo CONAMA. Tais resultados indicaram possíveis pontos de contaminação próximos aos locais de coletas das amostras.

Esta aplicação demonstra o potencial da atividade proposta, pois, a metodologia experimental possibilita o aluno desenvolver habilidades e competências relacionadas a identificação de poluentes em sua região através da análise das amostras coletadas. Desta forma, além do aprendizado, o aluno ganha ferramentas para atuar de forma efetiva na comunidade.

## Referências

Vinícius Oliveira dos Santos, Determinação de Cor em Amostras de Águas Superficiais, Trabalho de Conclusão de Curso, 2019

Aline Santos de Pontes, Desenvolvimento de um fotômetro LED-Vis portátil e microcontrolado por Arduino, Dissertação de Mestrado, 2014

CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente, 2005. Resolução nº 357, de 17 de março de 2005. Ministério do Meio Ambiente.

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

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