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definition e concepts that happened in hydraulic
Typology: Exercises
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Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Física da Faculdade de Ciências da Universidade Eduardo Mondlane, em cumprimento dos requisitos parciais para a obtenção do grau de Mestre em Física Educacional.
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Faculdade de Ciências, Departamento de Física
Faculdade de Ciências, Departamento de Física
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Declaro que este trabalho foi feito por mim e nunca foi submetido a nenhuma instituição para avaliação. Todas as fontes que usei e citei foram indicadas e reconhecidas com referências completas.
Maputo, Abril de 2011
A autora
(Dinelsa António Machaieie)
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Dedico este trabalho aos meus pais, Mário Singa e Inês Manhiça, pelo seu apoio e esforço incondicionais e que incansavelmente abriram mão de seus projectos e me incentivaram a seguir meus estudos.
Aos meus irmãos e companheiros de sempre, Valdo e Gerson.
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BTU - Unidade Térmica Britânica CN - Ciências Naturais DPEM -Direcção Provincial de Educação de Maputo EDM - Electricidade de Moçambique EP 1 - Ensino Primário do Primeiro Grau EP 2 - Ensino Primário do Segundo Grau EPC - Escola Primária Completa GEE - Gases de Efeito Estufa HCB - Hidroeléctrica de Cahora Bassa IEA - Information Energy Administration IFP - Instituto de Formação de Professores IMAP - Instituto de Magistério Primário INDE - Instituto Nacional de Desenvolvimento do Livro INE -Instituto Nacional de Estatística INPF - Instituto Nacional de Planeamento Físico MICOA - Ministério para a Coordenação da Acção Ambiental PEA - Processo de Ensino-Aprendizagem SADC - Comunidade de Desenvolvimento da África Austral
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Resumo A produção, conversão e utilização da energia têm um grande impacto sobre o ambiente e muitas vezes os cidadãos não tem noção sobre o impacto ambiental provocado pelas fontes de energia que eles usam, optando muitas vezes por usar fontes de energia que afectam o ambiente de forma bastante negativa. As necessidades energéticas básicas nas zonas rurais do nosso país são supridas maioritariamente por lenha, carvão vegetal e petróleo pois, estas populações têm dificuldades de acesso a electricidade convencional. O uso massivo destes combustíveis acarreta problemas de poluição assim como devastação de florestas (esta devido a utilização da lenha e carvão vegetal), influenciando portanto na qualidade de vida, no ambiente e na saúde. O conhecimento do impacto que as diversas fontes de energia têm pode de certa forma influenciar as escolhas dos cidadãos. Sendo assim, é necessário que as populações tenham um conhecimento sobre o impacto da utilização da lenha e do carvão e também das diversas fontes de energia existentes para que as usem de forma consciente. Como professores e alunos têm uma grande influência na comunidade, estes podem ser usados como veículo dessa informação porém, não se sabe a profundidade de seu conhecimento sobre esses assuntos. Por isso foi desenhada esta pesquisa com o intuito de avaliar a profundidade do conhecimento de professores e alunos do ensino básico da província de Maputo em matérias relacionadas com as fontes de energia e seu impacto sobre o ambiente. Para a recolha de dados foi usado o questionário misto para os professores e fechado para os alunos. Participaram nesta pesquisa 183 professores e 388 alunos de 16 escolas da província de Maputo escolhidos pelo método aleatório simples. A pesquisa é quantitativa e a análise de dados foi com o auxílio do pacote estatístico Excel. Os resultados mostram que o conhecimento dos participantes sobre as fontes de energia é fraco e se encontra rodeiado de algumas dúvidas/confusões principalmente no que concerne a diferenciação entre fontes renováveis de energia e as fontes não renováveis. Verificou-se também que os professores não estão comprometidos com a questão ambiental ligada com o uso das fontes de energia, principalmente com o uso massivo de lenha e carvão embora se saiba das consequências que esta prática acarreta. Pretendendo-se que eles sejam os “informadores” da comunidade estas dúvidas devem ser sanadas o mais rápido possível. Isto pode ser conseguido através da incrementação do material instrucional e realização de actividades práticas como visitas de estudo, palestras e outras actividades que demonstrem claramente os efeitos da utilização das diversas fontes de energia. Seria louvável o alargamento e aprofundamento dos capítulos de ensino relaccionados com o uso e aproveitamento das fontes de energia neste nível de ensino.
As energias renováveis surgem como uma alternativa ao modelo tradicional tanto pela sua disponibilidade (presente e futura) garantida assim como pelo seu menor impacto ambiental. Dentre as várias formas de energia renovável existentes, a hídrica é a que se encontra mais consolidada através da produção da energia eléctrica em barragens. Outras alternativas que estão se tornando mais viáveis actualmente são a solar e a eólica, embora se apontem ainda alguns constrangimentos. Exemplo, no caso da solar, as placas ainda não absorvem todo calor que recebem e as baterias não armazenam toda energia necessária.
Mesmo assim, as chamadas fontes renováveis de energia, ganham um espaço cada vez maior por não prejudicarem o ambiente e por serem facilmente adaptáveis nas comunidades, sem necessidade de conexão a uma rede convencional de distribuição de energia. Dado que as energias renováveis podem ser aproveitadas localmente e que, por outro lado são “inesgotáveis” e com menor impacto sobre a natureza, elas podem contribuir significativamente na satisfação da demanda energética nas regiões sem acesso a rede eléctrica convencional, dinamizando dessa forma o desenvolvimento dessas regiões.
A electrificação rural com base em fontes renováveis de energia deve constituir uma das prioridades na política energética nacional. Porém, elas ainda são pouco utilizadas no nosso país devido aos custos de instalação, à escassez de tecnologias e redes de distribuição experimentadas e, em geral, ao desconhecimento e falta de sensibilização para o assunto por parte dos consumidores e dos municípios.
A questão da sensibilização das comunidades é crucial. Não só relativa a divulgação das fontes renováveis de energia mas também a divulgação de informação sobre o impacto que as diversas fontes de energia tem sobre o ambiente e principalmente sobre a saúde. Sendo assim, é necessário assegurar que todos os cidadãos tenham consciência sobre o impacto ambiental das diversas fontes de energia e é essencial o papel de iniciativas no domínio da informação e da educação.
As escolas, como instituições de ensino e uma vez que desempenham um papel preponderante na educação de gerações presentes e futuras devem buscar formas atractivas e eficientes em questões de consciencialização sobre o uso das diversas fontes de energia e seu impacto no ambiente. Sendo assim, cabe à escola o desenvolvimento de actividades no domínio da educação que permitam a divulgação das informações existentes e na promoção de boas práticas no aproveitamento das fontes de energia,
sejam elas renováveis assim como não. Considerando a localização geográfica das escolas, será possível a médio prazo que elas se tornem dinamizadoras da expansão deste conhecimento em benefício das comunidades vizinhas.
1.2. Problematização Assim como outros países da SADC (Comunidade de Desenvolvimento da África Austral) Moçambique enfrenta problemas severos relacionados com a energia e com o ambiente devido ao consumo massivo de biomassa. De acordo com Cuamba et al. (2006), 83% das necessidades energéticas domésticas são supridas pela biomassa (lenha e carvão vegetal) principalmente nas zonas rurais embora se conheçam os efeitos negativos da queima de biomassa sobre o ambiente e sobre a saúde humana, principalmente de mulheres e crianças. A principal fonte de energia portanto, tem sido as florestas naturais.
Nos últimos tempos tem se verificado o desflorestamento das áreas florestais devido a pressão exercida pelas comunidades rurais na procura de lenha e para a produção de carvão (para uso como energia e fonte de renda respetivamente) pois, para a obtenção dessa biomassa milhares de árvores são abatidas diariamente e de uma forma indiscriminda, contribuindo portanto, na destruição de florestas. O uso mais intensivo da biomassa como energia está concentrado nas regiões Sul e Centro do País ( Portal do Ministério da Energia, 2010).
Em alguns distritos da província de Maputo, especialmente Namaacha e Moamba há vários anos que diversas fontes têm vindo a chamar atenção para a gravidade do desflorestamento em curso nessas regiões, num contexto em que carvoeiros são acusados de serem os principais responsáveis pela destruição da cobertura florestal. Na Namaacha, em particular, há indícios de mudanças climáticas na sequência de exploração das suas florestas muito para além do limite sustentável (Mourana e Serra, 2010).
Segundo Roberto (2002), pela velocidade de destruição das florestas para a obtenção de combustíveis lenhosos e para outros fins como a produção de madeira, prevê-se que daqui a alguns anos poucos espaços verdes existirão no país. De acordo com o jornal “O País” (2007), provavelmente até 2020 a província da Zambézia não tenha mais florestas caso medidas não sejam tomadas.
conhecimento que eles possuem sobre assuntos ligados com uso das diversas fontes de energia e seu impacto no ambiente é relevante ou não.
1.3. Justificação e importância da pesquisa
De acordo com Roberto (2002), os maiores desafios da humanidade são actualmente a protecção do ambiente e economia da energia nas suas diversas formas. Actualmente existe uma preocupação enorme sobre como suprir nossa demanda em energia num modelo climático sustentável pois, a produção, conversão e utilização da energia têm um grande impacto sobre o ambiente. Por isso, a utilização da energia deve ser consciente, isto é, ela deve ser usada racionalmente e de forma que se produzam impactos negativos menores sobre a natureza.
A informação é um requisito fundamental para que os indivíduos estejam conscientes sobre as fontes de energia, suas propriedades e seu impacto sobre o ambiente. O conhecimento do impacto que as diversas fontes de energia tem pode de certa forma influenciar as escolhas dos cidadãos. Pois, para que se façam escolhas conscientes é necessário compreender as capacidades, os efeitos e até os custos de cada variedade das fontes de energia bem como as consequências dessas escolhas.
As iniciativas educacionais podem representar um ponto fulcral para a divulgação do conhecimento sobre as fontes de energia e impacto de sua utilização nas comunidades. O impacto que tais iniciativas podem ter sobre a comunidade é fundamentado pela influência que as crianças informadas podem ter junto de suas famílias e da comunidade em geral.
Pretendendo que elas sejam “informadores” das comunidades, há que assegurar que elas tenham algum conhecimento sobre as fontes de energia e o impacto de sua utilização. Para que as crianças possam transmitir informação relevante sobre o assunto em suas famílias, elas precisam obter um conhecimento básico sobre fontes de energia e compreender o seu impacto na vida do dia-a-dia e isso pode ser conseguido através da instrução.
O principal objectivo no processo de ensino-aprendizagem (PEA) sobre fontes de energia é habilitar os alunos a assumirem responsabilidades em matéria de uso das fontes de energia sabendo o impacto que estas têm sobre o ambiente. Por isso, alunos de certos níveis de ensino devem ser inclusos no processo
de consciencialização de acordo com suas idades. Nesta pesquisa participaram alunos do 2o^ e 3o^ ciclo do ensino básico e respectivos professores. Foram escolhidas escolas do ensino básico porque é na disciplina de ciências naturais (CN) deste nível de ensino onde são abordados assuntos sobre fontes de energia. A província de Maputo é o local escolhido por ser próximo ao local onde a investigadora vive e trabalha, e também devido a necessidade de minimização de custos.
Uma vez que estão desenhados conteúdos sobre fontes de energia nos programas de ensino básico do 2º e 3º ciclo, exactamente na disciplina de CN e, partindo do princípio que os programas devem ser cumpridos, surgiu a necessidade de avaliar o conhecimento sobre estas matérias por parte de alunos e professores deste nível de ensino e ainda, saber se eles têm consciência sobre as consequências do abate massivo de árvores (sem respectivo reflorestamento) para a obtenção de lenha e carvão vegetal. Pois, pretendendo-se que alunos e professores sejam dinamizadores de conhecimento relevante sobre fontes de energia e seu impacto no ambiente, é preciso saber se eles estão a altura de difundir esse conhecimento.
Dado que a presente pesquisa pretende avaliar o nível de compreensão por parte de professores e alunos sobre conteúdos relacionados às fontes de energia e o conhecimento do impacto de sua utilização no ambiente e ainda seu conhecimento sobre as fontes renováveis de energias, ela poderá nos dar o ponto de situação sobre o PEA em fontes de energia e seu impacto sobre o ambiente.
Esta pesquisa também é importante na medida em que levanta alguns pontos de discussão sobre o papel da escola na educação da camada jovem face aos problemas energéticos e ambientais decorrentes do uso das fontes de energia principalmente a lenha e o carvão vegetal. Uma vez que esta pesquisa pretende avaliar a funcionalidade das abordagens em conteúdos relacionados com as fontes de energia e propôr alguns mecanismos de modo a incrementar o PEA sobre estes conteúdos e contribuir para a divulgação das fontes renováveis de energia, pretende dessa forma contribuir para uma reflexão e compreensão da necessidade de mudança das práticas nas escolas e o seu impacto na melhoria das aprendizagens dos alunos.
A provínvia de Maputo possui oito distritos (Cidade da Matola, Namaacha, Moamba, Marracuene, Manhiça, Boane, Matutuine e Magude) e localiza-se na parte Sul de Moçambique. É limitada a Norte pela província de Gaza, a Este pelo Oceano Índico e pela cidade de Maputo, a Sul pela província sul africana de Kwazulu- Natal e a Oeste pela Swazilândia e pela província sul africana de Mpumalanga. Figura 1- Mapa da Província de Maputo Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Maputo_%28prov%C3%ADncia%
1.7. Estrutura do trabalho e visão geral dos capítulos
Este trabalho é composto por cinco (5) capítulos. No primeiro capítulo dá-se uma visão introdutória sobre aquilo que se pretende com este trabalho e delimita-se o foco de investigação. Este capítulo é composto pelo contexto do estudo, problematização, justificação e importância do estudo, objectivos (gerais e específicos), perguntas de pesquisa, delimitação do estudo e pela própria estrutura do trabalho. O segundo capítulo é composto pela fundamentação teórica. Nesta parte busca-se a contribuição de várias fontes de energia (renováveis e não renováveis) para o suprimento da demanda energética actual. Neste capítulo, também faz-se uma abordagem daquilo que são os programas de ensino e conteúdos sobre fontes de energia presentes em livros de ciências naturais do ensino básico no contexto de educação moçambicana. O capítulo três descreve a metodologia do trabalho. Neste capítulo encontra-se a descrição detalhada dos métodos usados e instrumentos de recolha de dados, descreve-se a população e a amostra e ainda o tipo de amostragem. Faz-se uma breve descrição da forma de validação dos instrumentos e procedimentos usados na recolha de dados. Descreve-se também o método de análise dos dados colhidos, portanto, descreve-se todo o roteiro seguido para a recolha e análise de dados. No capítulo quatro encontram-se os resultados obtidos e respectiva discussão. O último capítulo é constituído pelas conclusões e recomendações do trabalho. Podemos encontar ainda as referências e os anexos.
Capitulo II: Revisão da Literatura
Neste capítulo faz-se um levantamento teórico bastante resumido sobre as fontes de energia e o impacto de sua utilização sobre o ambiente. Descreve-se a situação da energia em Moçambique, principalmente da biomassa tradicional (que é fonte de energia mais utilizada aqui no país) e faz-se uma breve abordagem dos programas de ensino e conteúdos sobre fontes de energia presentes em livros de CN do ensino básico no contexto de educação moçambicana.
2.1. As fontes primárias de energia e sua contribuição para a demanda energética mundial
A energia é um factor crucial para o desenvolvimento de um país e é usada para vários fins a nível industrial, comercial e doméstico. Pela influência que tem no desenvolvimento, ela é usada como um dos mais importantes indicadores de desenvolvimento. A energia que se utiliza muitas vezes está na forma modificada, identificada como fonte secundária de energia.
Basicamente, os tipos de energia produzidos e consumidos são a energia térmica, a energia mecânica e a energia eléctrica. Para a produção destes tipos de energia, as fontes primárias de energia como os combustíveis fósseis (carvão mineral, petróleo bruto e gás natural), a energia nuclear, a biomassa, a radiação solar, a água e o vento são submetidas a diferentes tecnologias (Morgil et al., 2006).
As fontes primárias de energia são o conjunto de matérias-primas ou de fenómenos naturais utilizados para a produção de energia (carvão, urânio, rios, mares, vento, hidrocarbonetos, etc.) isto é, são fontes que ocorrem livremente na natureza e que podem gerar energia de forma directa.
Por sua vez, as fontes primárias de energia subdividem-se em fontes renováveis e fontes não renováveis de energia. A energia renovável é aquela proveniente de fontes naturais capazes de se regenerar e portanto, virtualmente inesgotáveis. O sol, por exemplo, não irá deixar de brilhar se for aproveitado. O vento pode ser usado por aerogeradores sem que se reduza sua velocidade.
As fontes não renováveis de energia são aquelas que não se regeneram à medida que vão sendo usadas e por isso, são esgotáveis. São exemplo destas os combustíveis fósseis (tais como o gás natural, o petróleo bruto e o carvão mineral) e as fontes de energia nuclear.
