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Vencedor 2020
Brasil
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Reaproveitamento da matéria orgânica para a produção de biogás

Relato enviado pelo(a) Professor(a)

Barbara Daniela Guedes Rodrigues

Escola

E.E. Professor Sebastião de Oliveira Rocha São Carlos, São Paulo, Brasil

Composição da equipe do projeto

Asaf Prates Almeida, Guilherme Henrique De Andrade, João Vitor Almas Francisco, Maria Paula Melo Gobis

Idade dos estudantes

12 a 14 anos, 15 a 17 anos

Outras áreas de conhecimento

Geografia

Duração do projeto

Mais de um ano

Habilidades socioemocionais

Colaboração, Criatividade, Pensamento crítico

Áreas STEM

Ciências, Tecnologia
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Empatia: aprendendo com os valores e necessidades das pessoas

Objetivo do projeto, problema a ser resolvido e principais ações

O objetivo principal do projeto era reaproveitar os alimentos que fatalmente vão para o lixo, transformando essa matéria orgânica em biogás e biofertilizante. O biogás seria aproveitado para uso no fogão da escola, o biofertilizante seria usado na nossa horta e parte dele vendido na comunidade escolar gerando renda.

Esse projeto começou como continuidade de outro projeto, o JADes, que trabalha com a questão do desperdício de alimentos na escola e tem como objetivo diminui-lo. Vendo esses alimentos descartados, oclube de ciências TESLA  resolveu dar um destino mais adequado. Dentro das pesquisas realizadas, encontraram o biodigestor e a partir desse movimento surgiu a ideia de construir um biodigestor caseiro, que além de transformar a matéria orgânica em biodigestor e biofertilizante estava alinhado a um dos ODS –  produzir energia limpa e renovável.

O projeto foi ideia dos jovens, que então me procuraram. ​​As ações foram planejadas partindo de uma pesquisa para escolher o melhor modelo de biodigestor a ser construído. Uma das referências utilizadas foi um artigo da Química Nova na Escola. Ainda temos esse protótipo até hoje. A partir daí, fomos verificando a viabilidade desse protótipo e vimos depois, já com a parceria formada com a Empresa 2E, que esse não era o mais viável. Assim chegamos no Biodigestor Caseiro que temos hoje. Mas para isso ainda passamos por muitas pesquisas relacionadas a que tipo de matérias melhores se encaixavam na proposta e com menor custo possível. Nessa fase entra o aporte financeiro oferecido pelo Clayss, que nos ajudou a comprar todo o material necessário para a construção dos dois biodigestores que temos atualmente.

Definição: entendendo melhor os desafios

Aprofundamento na questão e envolvimento da comunidade escolar e local

 Essa ideia surgiu primeiramente para suprir a demanda da nossa escola, mas durante o desenvolvimento se observou que se ele fosse construído com materiais de fácil acesso poderia ser replicado em outras escolas e até nas casas dos alunos. 

A participação da comunidade foi direta e constante. Tivemos o apoio de toda a comunidade escolar, pois esse projeto dependia da diminuição do desperdício, já que o biodigestor comporta um máximo de 2 kg de alimentos por dia Contamos com o apoio das merendeiras que separavam essas sobras para serem reaproveitadas. Em contrapartida, lançamos um livro de receitas para o reaproveitamento de sobras de alimentos e disponibilizamos para toda a comunidade escolar.  

Contamos com o apoio da empresa 2E – Eficiência Energética que nos doou um Biodigestor Comercial e nos deu mentorias. O Clayss que nos deu um aporte financeiro e mentorias pela participação no Projeto Escolas Solidárias no Brasil. Tivemos apoio de muitos comerciantes locais.   

Ideação: desenvolvendo soluções criativas

O desenvolvimento da solução

1ª etapa: consistiu em um aprofundamento teórico sobre os principais assuntos a serem abordados ao longo do projeto, tais como:

  • Pesquisa sobre modelos de biodigestores;
  • Pesquisa sobre etapas da biodigestão anaeróbica;
  • Poluição e doenças transmitidas pela poluição do ar;
  • Efeito estufa;
  • Funções Iinorgânicas;
  • Reações químicas.
  • Comportamento dos gases.

O estudo teórico pode ser feito em livros de ensino médio, em obras literárias específicas ou em artigos científicos disponíveis em sites de divulgação acadêmica (Scieo, Lilacs, Web of Science e Periódicos CAPES). O tempo estimado para essa etapa é de 8 aulas.

2ª etapa: pesquisa sobre os melhores materiais a serem utilizados na montagem de um biodigestor caseiro, pensando na praticidade e no baixo custo dos materiais (dando preferência a materiais reutilizáveis). O tempo estimado para essa etapa é de 8 aulas.

3ª etapa: montagem do biodigestor caseiro utilizando os materiais escolhidos, vendo as possibilidades mais viáveis de construção do protótipo, sempre tomando o cuidado de manter todas as conexões bem vedadas. O tempo estimado para essa etapa é de 20 aulas.

4º etapa: montagem do protótipo

5ª etapa: para o preparo da trape usamos uma solução de hidróxido de cálcio 20%. O mais recente que utilizamos para esse sistema foi um suporte de filtro de água de parede. Ela tem a função de capturar os gases carbônicos e ácido sulfídrico produzidos na biodigestão.

6ª etapa: com o protótipo pronto, chega o momento de ativação: precisamos de bactérias anaeróbicas  e as encontramos em esterco de vaca. Para isso é preciso ir a um curral e pegar esse material bem fresco. Complete o biodigestor com água, adicione o esterco e em seguida as sobras de alimentos. O tempo estimado para essa etapa é de 6 aulas.

7ª etapa: a alimentação do biodigestor tem que ser diária, e no caso deste ter a capacidade de 200 L recomenda-se no máximo 1 kg de comida por dia. Essa etapa se estende por todo período de manutenção dos protótipos.

8ª etapa: para o monitoramento com a plataforma arduino se faz necessário os seguintes sensores: temperatura, detecção de gás metano e medidor de pH.

9ª etapa: fase de testes utilizando o primeiro protótipo, observando o que deu certo, fazendo ajustes e pensando o que corrigir para a construção de um segundo protótipo. Essa etapa se estende por todo período de desenvolvimento dos protótipos e paralelamente ao possível segundo protótipo.

Protótipo: tornando as ideias tangíveis

A construção do protótipo

Temos dois biodigestores em teste em nossa escola. Quando finalizarmos, queremos replicar esse modelo em escolas e nas casas de pessoas que se interessem por essa tecnologia.

Teste: colocando as ideias no mundo

Avaliação do processo e da solução desenvolvida

No processo de avaliação foram considerados:

  • Frequência dos estudantes, recomendando-se participação mínima em 75% do total de encontros;
  • Apresentação de seminários temáticos;
  • Elaboração de relatórios e artigos;
  • Capacidade de comunicação em público;
  • Proatividade na resolução de problemas que surjam ao longo da prática educativa;
  • Apresentação do trabalho em eventos científicos, na escola, feiras de ciências externas e concursos.

Reflexões e práticas pedagógicas

O valor da participação no Samsung Solve for Tomorrow

O prêmio de 2021 foi o terceiro que participei com meus alunos, nos dois primeiros fomos semifinalistas e no último fomos os campeões. Para os alunos foi sempre uma experiência incrível ter seu trabalho reconhecido nacionalmente, trazendo autoestima. Notamos uma diferença considerável desses alunos em sala de aula.

Conquistas e avanços percebidos pelo(a) professor(a), ao longo do processo

Alunos mais preparados para desafios, com foco em solução e olhar crítico durante o aprendizado dos conteúdos e habilidades da BNCC.

Desafios enfrentados

Dentro do nosso projeto os desafios foram vários, desde a falta de verba para comprar os materiais no início quanto na montagem dos protótipos. Tivemos um problema em vedar uma das tampas, que levamos em torno de dois meses até conseguir resolver. Acredito que esses problemas trouxeram um sentimento de resiliência e foco em solução, que todos levarão para a vida adulta e profissional.

Aprendizados incorporados à rotina e prática do(a) professor(a)

A metodologia STEM não é exclusiva de grandes projetos, é passível de trabalhar em pequenos grupos que acontecem na rotina da escola, dessa forma consigo contextualizar melhor o assunto e ainda usar os projetos dos Clubes de Ciências como exemplo, mostrando que jovens do ensino médio podem fazer a diferença.

Dicas do(a) Professor(a)

Que acreditem primeiro no potencial de seus alunos, em seguida acredite no seu potencial de transformar pequenas ideias ou ideias que parecem malucas em eventos grandes, capazes de mudar o futuro. Um jovem acredita que o destino dele está traçado e acaba menosprezando sua capacidade. Acredite que tudo é possível, desde que se trabalhe e se estude muito para isso acontecer. Nosso clube tem uma #eutenhoumprojeto e ela é o tema do nosso Pitch de elevador para contar para todos sobre o nosso trabalho!

Conheça a Prática inspiradora relacionada

Brasil

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Jovens colocam em prática aprendizados de biologia e química para transformar em biogás a sobra de alimentos do refeitório.

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