Ilha de Moja (Moja-island): aprender sobre fontes de energia renovável Teach article

Traduzido por Clara Cottet. As energia renováveis não são importantes apenas nos países desenvolvidos; nos países em desenvolvimento podem ser um pré-requisito para eliminar a pobreza. Marlene Rau introduz uma atividade pedagógica da Practical Action.

Nos países desenvolvidos
tendemos a dar como
adquirida a disponibilidade
de eletricidade

Imagem cortesia de Gatsenko
Alexander / iStockphoto

A eletricidade é um fator importante para superar a pobreza, como afirma o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimentow1. Nas comunidades sem eletricidade, é frequente as crianças não poderem frequentar a escola porque a sua mão-de-obra é necessária na recolha de biomassa para combustível – mas a educação é uma contribuição crucial para escapar à pobreza.

No Perú esta moradia familiar
está ligada a uma central
mini-hídrica que gera a
eletricidade que permite à
família ouvir rádio, ver
televisão e ter iluminação

Imagem cortesia dePractical
Action / Warwick Franklin

Além disso, sem acesso à rádio, aos computadores ou à Internet, as comunidades não têm acesso a informações vitais sobre técnicas agrícolas, nem a avisos de cheias ou a notícias locais. A falta de energia também significa que as pessoas terão dificuldade em montar um simples negócio que poderia ajudá-las a sair da pobreza.

Practical Action (antes conhecida por Grupo de Desenvolvimento de Tecnologias Intermédias – Intermediate Tecnology Development Group) é uma associação sem fins lucrativos sediada no Reino Unido que tem estado a trabalhar com as comunidades mais pobres do mundo há mais de quatro séculos, concentrando a sua ação na energia e na tecnologia como catalizadores da mudança. A secção de educação do websitew2 da instituição disponibiliza uma série de recursos educacionais e material de ensino sobre engenharia sustentável, alterações climatéricas e energias renováveis

Este artigo apresenta uma das atividades de sala de aula: Ilha de Moja (Moja Island ), na qual os estudantes consideram as opções disponíveis para quatro comunidades a viver numa ilha fictícia e selecionam as tecnologias mais apropriadas para as suas necessidades. Pensada para estudantes dos 11 aos 16 anos, esta atividade de 1-2 horas reforça os seus conhecimentos sobre fontes de energia renovável.

A atividade Ilha de Moja

Sri Lanka – estas crianças
estão à espera de ter
iluminação na sua casa a
partir de um pequeno
gerador eólico

Imagem cortesia de Practical
Action / Zul Mukhida

Sabia que um quinto da população do mundo não tem acesso à eletricidade? Entre estes, 85% moram em áreas rurais (Agência Internacional da Energia, 2010). Mesmo assim, a maior parte das pessoas que têm acesso em áreas remotas – principalmente em países em desenvolvimento – não está conectada a uma rede nacional e tem de recorrrer a outras formas.de geração de energia. A principal razão para isto é que a extensão da rede não é rentável em muitas situações: o custo do MWh fornecido através de uma rede é mais baixo do que o do fornecido por sistemas autónomos, mas o custo de estender a rede para ligar populações de pequena dimensão em regiões remotas pode ser muito elevado. Além de que os sistemas de transmissão a grande distância perdem mais energia devido ao comprimento dos fios. Por estas razões os governos são com frequência relutantes em investir na extensão das redes a estas áreas remotas. Tecnologias de produção de energias renováveis em pequena escala aparecem assim como alternativas favoráveis e são mais baratas do que os geradores a gasóleo.

Um exemplo de sucesso é um projeto de produção de energia eólica em pequena escala posto em prática pela Practical Action no Sri Lanka. Pode obter onlinew3 informação sobre este projeto e ainda ver um vídeo. As tecnologias de produção de energias renováveis em pequena escala estão bastante desenvolvidas, mas o acesso a elas e a obtenção de financiamento nem sempre é fácil. De acordo com a experiência da Practical Action os projetos de produção de energias renováveis em pequena escala mais bem sucedidos são os que involvem as pessoas diretamente beneficiadas: no planeamento e tomada de decisão, e treinando-as para que possam ocupar-se da instalação e manutenção.

Um exemplo da Practical Action no Quénia

Um rio é parcialmente
desviado para gerar
eletricidade em centrais
mini-hídricas

Imagem cortesia de Practial
Action / Zul Mukhida

No Quénia 96% da população não tem acesso à rede elétricaw4. Uma comunidade de Mbuiri, uma aldeia a norte de Nairobi, desviou parcialmente um rio para gerar eletricidade em centrais mini-hídricas. Está disponível onlinew5um vídeo sobre centrais mini-hídricas no Quénia, bem como outro material sobre este projeto da Practical Action.

É este o contexto para a atividade Moja Island.

Materials

Todos os materiais necessários para realizar esta atividade podem ser descarregados gratuitamente do websitew6, incluindo vídeoclips que mostram as energias renováveis em ação. O ficheiro a descarregar é “Powerpoint presentation introducing activity”.

Esta atividade foi preparada para quatro grupos de até quatro alunos cada. Uma turma grande poderia ser separada em oito grupos, com dois grupos a trabalhar em cada uma das comunidades de Moja. Para cada grupo de alunos precisa de:

  • Um mapa da Ilha de Moja (o mapa original do site da Pratical Action está a cores. Uma versão a preto e banco está disponível no website da Science in Schoolw7).
  • Um conjunto de quadros com informação base sobre energias renováveis, incluindo as vantagens e as desvantagens de oito fontes de energia renovável.
  • Um dos quatro quadros de comunidades da Ilha de Moja que dão informação sobre as comunidades que habitam a ilha.
  • Uma folha de cálculo de escolha de energias renováveis.

Introdução á atividade

Moja Island. Clique na
imagem para ampliar

Imagem cortesia de Revellation
Design

Introduza a Ilha de Moja, usando a apresentação PowerPoint® disponível online para explicar as principais questões envolvidas na satisfação das necessidades de energia em comunidades rurais e prepare o contexto para a atividade na sala de aula.Discuta as razões pelas quais há uma baixa probabilidade de as pessoas que não têm acesso à rede elétrica virem a tê-lo no futuro próximo.

  • A Ilha de Moja é um pequeno país situado ao largo da costa oriental da África no Oceano Índico.
  • Não tem rede elétrica.
  • Os 1450 habitantes da ilha usam candeeiros de petróleo para iluminação e lenha para cozinhar.

A tarefa

  1. O governo da Ilha de Moja decidiu investir na produção de eletricidade com base em tecnologias de produção de energias renováveis em pequena escala. Enquanto cientistas, foi pedido aos alunos para identificarem as opções de energias renováveis mais adequadas para as comunidades das aldeias da ilha.
  2. Os alunos são capazes de identificar algumas opções de produção de energia renovável adequadas para a Ilha de Moja? Promova uma breve discussão na aula. Os alunos poderão sugerir soluções com as quais já estejam familiarizados, como o vento e a energia solar.
  3. Discuta a localização da ilha dando a informação de contexto relevante: qual o clima (exposição solar, ventos e chuva) ? Existem marés ? Existem ondas ?
  4. Divida os alunos em quatro grupos e distribua os materiais. Cada um dos grupos irá representar uma das quatro comunidades da Ilha de Moja – os Ericas, os Hankis, os Moodis e os Sandis, cada uma ocupando cinco aldeias.
  5. Dê cerca de 40 minutos a cada grupo para ler os quadros com informação sobre a sua comunidade e sobre as fontes de energia renovável, e decidir quais as soluções mais adequadas para as cinco aldeias da sua comunidade. As opções a considerar são a geotérmica, a solar, a eólica, a hidroelétrica, a energia das marés ou das ondas, a biomassa ou ou biogás (ver Tabela 1, abaixo). Com base nos quadros os alunos podem, por exemplo, decidir que algumas comunidades prefiram obter energia em terra e outras no mar. Embora o custo seja obviamente um fator importante, trata-se de uma questão separada e não faz parte desta atividade.

    Cada grupo deve registar os seus resultados na folha de cálculo fornecida.

Geração Vantagens Desvantagens Impacto ambiental Energia obtida
Tabela 1: Dados sobre energias renováveis
Energia geotérmica
As águas subterrâneas são aquecidas por rochas quentes por baixo da superfície terrestre. O vapor resultante pode ser utilizado para fazer girar turbinas que, por sua vez, acionam os geradores para produção de energia. É gratuita e está disponível dia e noite. Apenas disponível em certas zonas do globo. Por vezes libertam-se gases tóxicos. Algum impacto proveniente da instalação do equipamento necessário para levar o vapor para as turbinas. Por exemplo, serão necessárias infraestruturas, tais como estradas, para transportar os materiais de construção para o local, e o equipamento propriamente dito ocupa muito espaço. Uma central geotérmica fornece energia suficiente para 20 habitações.
Energia solar

Utiliza a energia do sol de duas formas:
1) Para aquecer painéis solares que podem ser utilizados para aquecer água.
2) Em células solares que podem transformar energia luminosa em eletricidade.

A energia solar está disponível gratuitamente quando o sol brilha. Os painéis solares exigem luz solar constante,a não ser que a energia seja armazenada em baterias. Um pequeno impacto dado que pode ser necessária uma grande área para os painéis (aproximadamente 2m2 por célula) Uma única célula fotovoltaica fornece energia suficiente para 5 habitações.
Energia do vento
O vento faz girar os pás da turbina, a qual por sua vez aciona o gerador que produz eletricidade. Sempre que o vento sopra é gerada energia. É necessário um grande número de turbinas para produzir uma grande quantidade de energia. Apenas resulta em sítios ventosos (colinas ou offshore) Algum impacto proveniente da instalação das turbinas, nomeadamente ruído e perigo para as aves. Os morcegos são especialmente afetados pela mudança de pressão causada pelas turbinas. Duas turbinas fornecem energia para 15 casas.
Energia hidroelétrica
É desviada água corrente de um rio para fazer girar um moínho ou uma turbina que aciona o gerador para produzir energia. Se houver água da chuva com abundância, haverá sempre água para produzir eletricidade. Apenas adequado para zonas montanhosas com rios. Algum impacto associado ao desvio dos rios. Isto pode afectar a ecologia da área ou a fertilidade das terras circundantes. Uma única central hidroelétrica produz electricidade para 40 casas.
Energia da marés
Constrói-se uma barragem na embocadura de um estuário. A água das marés passa através de buracos na barragem, acionando uma turbina que, por sua vez, aciona o gerador de energia. Onde há marés é gerada eletricidade. A construção das barragens é cara. Algum impacto proveniente da instalação da barreira que pode alterar o fluxo das marés para a costa e portanto o movimento de nutrientes e organismos, incluindo peixes migratótios. Uma única barragem fornece energia suficiente para 25 casas.
Energia das ondas
São colocadas bóias (flutuadores) no mar , que convertem o movimento das ondas em movimento vertical no interior da bóia. Este movimento aciona uma turbina a qual aciona o gerador para produzir eletricidade. Quando há ondas é gerada eletricidade. É necessário um grande número de bóias para gerar energia para uma cidade. A tecnologia só funciona onde há ondas. O impacto causado é mínimo e mesmo assim apenas quando são instalados muitos flutuadores na água. Dez bóias produzem eletricidade para 10 habitações.
Biomassa
Materiais orgânicos sólidos (madeira, excrementos, cana de açucar) são queimados e o calor daí resultante é usado para produzir vapor que aciona o gerador que produz eletricidade. As plantas são renováveis; podem ser cultivadas de forma contínua. A combustão produz dióxido de carbono e outros poluentes. Poluição causada pela combustão Uma central de biomassa produz energia para 25 habitações.
Biogás
Decompõem-se (permite-se que apodreçam) plantas e estrume de animais num tanque. O gás metano daí resultante é queimado e o calor usado para produzir vapor que aciona o gerador que produz eletricidade. Usa desperdícios naturais. A combustão produz dióxido de carbono e outros poluentes. Poluição causada pela combustão. Uma única central produz eletricidade para 20 habitações.
  1. Peça aos estudantes para apresentarem as suas decisões a toda a turma – nesta fase sem justificação.
  2. Faça uma síntese da atividade contando o número de grupos que escolheu cada uma das fontes de energia renovável usando a Tabela 2 abaixo. Quais foram as opções mais populares para a Ilha de Moja?
Tabela 2: Escolhas mais populares
Fontes de energia Número de grupos
Vento  
Energia solar  
Água (hidroelétrica, ondas, marés)  
Geotérmica  
Biológica (biomassa, biogás)  
  1. Para finalizar, peça aos alunos para explicarem as suas escolhas. Não há respostas certas ou erradas – o mais importante é que os alunos sejam capazes de justificar as suas decisões

Agradecimento

A atividade Ilha de Moja foi desenvolvida pela equipa da Practical Actionw2 (Bren Hellier, responsável pedagógico, e Peter Crowther, consultor de educação em regime livre).

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References

  • International Energy Agency (2010) World Energy Outlook 2010. Paris, France: OECD / IEA. ISBN: 9789264086241

Web References

Resources

Author(s)

Dr.ª Marlene Rau nasceu na Alemanha e cresceu em Espanha. Depois de obter o PhD em biologia de desenvolvimento no European Molecular Biology Laboratory de Heidelberg, Alemanha, estudou jornalismo e dedicou-se a comunicação de ciência. Desde 2008 é um dos editores da Science in School.


Review

Este artigo e a atividade educativa podem ser usados em qualquer aula de ciências em qualquer parte do mundo, em qualquer curso que inclua no curriculo as energias renováveis. Na realidade, uma vez que o tópico exige conhecimentos de muitas disciplinas, uncluindo biologia, física, química, geografia, geologia, metereologia e até economia e matemática, esta atividade pode ser ideal para desenvolver o estudo e aprendizagem através de projetos interdisciplinares.

Os materiais para a atividade educativa podem ser descarregados gratuitamente. Os estudantes assumem o papel de especialistas e decidem em pequenos grupos quais as fontes de energia renovável mais adequadas para um certo ambiente fictício.

O artigo poderá desencadear discussões sobre se uma determinada fonte de energia renovável é adequada para um dado ambiente em particular. Como a resposta tem forte probabilidade de ser negativa, a discussão pode ser conduzida para a determinação dos critérios que um dado ambiente teria de satisfazer para ser um bom candidato à utilização de uma dada fonte de energia renovável.

Os professores poderão ainda usar o método proposto para o estudo de outros tópicos.


Michalis Hadjimarcou, Chipre




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CC-BY-NC-SA