Sobre este plano
Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.
Sobre esta aula: Nesta aula, encontram-se orientações e uma proposta de uma atividade para trabalhar com os alunos uma das habilidades de Ciências contempladas nas diretrizes da Base Nacional Comum Curricular. Você observará que a habilidade não será contemplada em sua totalidade e que as propostas podem ter continuidade em aulas subsequentes.
Este é considerado o nono plano de aula e faz parte de um conjunto de aulas relacionadas ao “Uso consciente de Energia Elétrica”. Para saber mais sobre as temáticas desenvolvidas, consulte as aulas CIE8_05ME01, CIE8_05ME02, CIE8_05ME03, CIE8_05ME04, CIE8_05ME05, CIE8_05ME06, CIE8_05ME07 e CIE8_05ME08.
A ideia dessa aula é motivar os alunos a comparar lâmpadas comuns (ou incandescentes) com outros tipos de lâmpadas, as halógenas, as fluorescentes e as LED. A partir de cálculos de consumo e economia de energia elétrica de uma lâmpada em relação a outra, com o uso de um aplicativo de celular que usa a câmera para medir a intensidade de luz e com as análises dos resultados obtidos, os alunos serão capazes de identificar que as lâmpadas de LED são mais eficientes, porque com a mesma quantidade de energia elétrica, produzem mais energia luminosa que as lâmpadas fluorescentes, halógenas e incandescentes. Também deverão observar que as lâmpadas de LED e fluorescentes quando acesas produzem menos energia térmica do que as lâmpadas incandescentes e halógenas, com isso, esquentam menos o ambiente.
Outras informações podem ser obtidas nos links abaixo e complementam o tema dessa aula, caso julgue necessário, acesse antecipadamente.
Materiais necessários para a aula: datashow (ou slides impressos), cópias da reportagem sugerida nas instruções (slide 7), computadores (se não for possível, no slide 6 é apresentada uma alternativa), cópias da folha de resolução, disponível no material complementar, quatro tipos de lâmpadas: Incandescente 100 W; Halógena 70 W; Fluorescente compacta 25 W e LED 9 W, luminária, celular com o aplicativo de medidor de luz /luxímetro, cronômetro.
Título da aula
Tempo sugerido: 2 minutos
Orientações: Projete ou leia o tema da aula para os alunos e comente que eles irão levantar informações, discutir e aprender a calcular o consumo e economia de energia elétrica de uma lâmpada em relação a outra. Caso julgue necessário, acesse o site do museu da lâmpada, pesquise na sessão exposições: Thomas Edison e outras matérias relacionadas a origem das lâmpadas. Disponível em: <http://www.museudalampada.com.br/thomas-edison/> (acesso 18 jul. 2018) e utilize como atividade complementar.
Contexto
Tempo sugerido: 5 minutos
Orientações: Para dar início à aula, organize os alunos em 5 grupos. Em seguida projete ou distribua cópias do slide e leia-o com a turma. Promova uma discussão inicial e procure levantar informações sobre certificações de eficiência energética, Selo PROCEL e Etiqueta do Inmetro de modo que os alunos fiquem mobilizados em busca de respostas. Caso seja necessário, acesse a reportagem: “Vai comprar um eletrodoméstico? Saiba como ler as etiquetas de eficiência energética”. POR: CELPE/G1. Publicado em 23/05/2016. Disponível no link: <http://g1.globo.com/pernambuco/especial-publicitario/celpe/desligue-o-desperdicio/noticia/2016/05/vai-comprar-um-eletrodomestico-saiba-como-ler-etiquetas-de-eficiencia-energetica.html> (acesso 19 jul. 2018). Para ajudá-los a expressar o sentido atribuído, incentive-os a explorar as informações e pergunte sobre:
- De que maneira as certificações de eficiência energética, Selo PROCEL e Etiqueta do Inmetro, colaboram com a economia de energia?
Sugestão de resposta: Os consumidores podem avaliar o nível de eficiência energética dos equipamentos que estão comprando escolhendo equipamentos que ajudam a economizar energia elétrica, gerando benefícios diretos aos consumidores como também contribuem para aumentar a economia de energia elétrica de toda a sociedade.
- Existe vantagem ao comprar um eletrodoméstico em que a etiqueta apresenta a classificação D de eficiência energética?
Sugestão de resposta: Não. O consumo de energia do equipamento é maior e apresenta menor índice de eficiência energética da sua categoria.
- Na imagem há dois selos, o primeiro é o Selo Procel Conpet e o segundo é o Selo Procel, o que diferencia esses selos?
Sugestão de resposta: Os produtos que apresentam esses selos foram premiados como os melhores em termos de consumo específico de energia. Para aparelhos domésticos a gás é concedido o Selo Conpet e para os equipamentos elétricos domésticos etiquetados é concedido anualmente o Selo Procel.
Caso seja necessário, acesse o site do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) e pesquise mais informações sobre o Selo Procel. Disponível no link: <http://www.inmetro.gov.br/consumidor/pbeselo.asp> (acesso 18 jul. 2018).
No site do Centro Brasileiro de Informação de Eficiência Energética (PROCEL INFO) há uma lista de equipamentos com o selo e os critérios do programa para concessão do Selo. Disponível no link: <http://www.procelinfo.com.br/main.asp?TeamID=%7B88A19AD9-04C6-43FC-BA2E-99B27EF54632%7D> (acesso 18 jul. 2018). Você pode incluir essa pesquisa aos procedimentos da aula.
Questão disparadora
Tempo sugerido: 3 minutos
Orientações: Apresente o slide ou leia a questão para a turma. A pergunta tem como objetivo aproximar o aluno da habilidade que será trabalhada nesta aula e mobilizá-lo em busca de uma resposta. Ouça atentamente as respostas e peça a algum aluno que anote as respostas dadas coletivamente na lousa, tais discussões serão sistematizadas no final da proposta dessa aula.
Para atribuir mais sentido, estimule-os a pensar sobre a potência, característica que deve ser observada ao comprar uma lâmpada. Questione sobre o Lúmen e o Watt. Deixe que os alunos compartilhem suas opiniões sobre esses termos, e estimule-os a pensar e conhecer o assunto em todos os seus aspectos.
Caso necessite (e se tiver tempo disponível) acesse a reportagem: “Lúmens e Watts? Como Escolher Corretamente Lâmpadas Econômicas LED”, disponível em: <https://www.ledplanet.com.br/lumens-e-watts-como-comprar-lampadas-economicas-led/> e solicite aos alunos a leitura da reportagem e utilize-a como atividade complementar.
Mão na massa
Tempo sugerido: 35 minutos
Orientações: Prepare antecipadamente cópias da folha de resolução disponível no material complementar, cópias das instruções (slide 6 e 7), cópias da reportagem sugerida nas instruções (slide 7) e disponibilize um celular com o aplicativo de medidor de luz/luxímetro. Providencie também um cronômetro para a marcação do tempo, quatro tipos de lâmpadas: Incandescente 100 W; Halógena 70 W; Fluorescente compacta 25 W e LED 9 W e uma luminária. Organize pelo menos 4 computadores (caso isso não seja possível, veja a alternativa sugerida no slide 6) para que todos os alunos possam assistir e ouvir os dois vídeos. Em seguida, organize 5 grupos de alunos, explique a atividade lendo as informações ou projete o slide.
Cada grupo está disposto numa estação com os vídeos, texto de reportagem, aplicativos de celular e embalagens das lâmpadas disponíveis para a exibição, leitura e teste, além da folha de resolução em mãos. Eles devem discutir, levantar hipóteses, realizar cálculos e testes conforme as instruções de cada estação, levando em conta os critérios para escolher a lâmpada mais eficiente quanto ao consumo e economia de energia elétrica. Deixe-os discutir livremente e não faça interferências quanto aos critérios de escolha, pois avaliar implica em considerar vantagens e desvantagens quanto ao seu uso e o descarte dessas lâmpadas, o qual poderá expor os materiais usados na fabricação e provocando prejuízos ao meio ambiente.
Ao realizarem as atividades das estações, os alunos devem elaborar as respostas e anotar na folha de resolução. Com o auxílio do cronômetro e ao seu comando peça aos grupos que troquem de estações e realizem as atividades seguintes.
Ao final, compartilhem as observações, os critérios e as razões que cada grupo usou para escolher a lâmpada mais econômica.
Materiais necessários para a aula: datashow (ou slides impressos), cópias da folha de resolução disponível no material complementar, cópias das instruções (slide 6 e 7), cópias da reportagem sugerida nas instruções (slide 7), computadores (se não for possível, no slide 6 é apresentada uma alternativa), quatro tipos de lâmpadas: Incandescente 100 W; Halógena 70 W; Fluorescente compacta 25 W e LED 9 W, luminária, celular com o aplicativo de medidor de luz /luxímetro, cronômetro.
Mão na massa
Tempo sugerido:
Orientações: Disponibilize cópias das instruções aos grupos. Eles devem ficar 6 minutos em cada estação e em seguida trocar para realizar as próximas atividades. Caso a sua escola não possua computadores disponíveis a aula, na folha de resolução as fórmulas sugeridas nos dois vídeos foram incluídas e exemplificadas. Explique os cálculos na lousa e substitua os vídeos nas estações 1 e 2.
Mão na massa
Tempo sugerido:
Orientações: Pesquise no seu celular por aplicativos de medidor de luz ou luxímetro, há várias opções disponíveis para usos nos sistemas Android e IOS. O celular deverá ter câmera frontal para que o aplicativo consiga realizar a leitura. Caso não possua um celular e internet disponíveis a aula, você pode substituir o aplicativo do celular que usa a câmera para medir a intensidade de iluminação na estação 3 pelo uso do luxímetro profissional (aparelho que tem como função fazer a medição da intensidade de iluminação de um determinado ambiente através de um sensor) ou acender as lâmpadas num local escuro e compará-las visualmente.
Sistematização
Tempo sugerido: 5 minutos
Orientações: Ao final, compartilhem as observações, os critérios e as razões que cada grupo usou para escolher a lâmpada mais econômica.
Expliquem o funcionamento, as vantagens e desvantagens de uma lâmpada em relação a outra.
Sugestão de resposta: As lâmpadas incandescentes utilizam um filamento de tungstênio encerrado num bulbo de vidro, envolvido por um gás que geralmente pode ser o argônio ou mercúrio. Nesse fio passa-se a corrente elétrica e, ele se aquece a uma temperatura de aproximadamente 3.000 º C. O calor gerado pela passagem da corrente é suficiente para produzir luz. As vantagens ficam por conta de serem mais baratas, a luz amarelada é semelhante a luz natural, deixando o ambiente aconchegante. Podem ser usadas em diversos ambientes residenciais, comerciais e também na parte da iluminação interna de geladeiras e fogões. As principais desvantagens é que elas possuem uma eficiência luminosa muito baixa, ou seja, o rendimento é baixo, pois a maior parte da energia gasta é convertida em calor para aquecer o filamento, por isso gasta muita energia elétrica e a vida útil também é baixa na ordem de 1.000 horas.
As lâmpadas halógenas têm o mesmo princípio das lâmpadas incandescentes com filamento de tungstênio e dentro de seu bulbo elementos halógenos como iodo ou bromo. Seu uso é mais vantajoso ao ser comparada a lâmpada incandescente, a iluminação é mais brilhante, seu uso se torna mais eficiente e econômico por serem mais duráveis com vida útil de 2000 horas, podendo chegar até 5000 horas. As desvantagens, consomem mais energia que as fluorescentes e as LED e gera muito calor.
As lâmpadas fluorescentes funcionam com um par de eletrodos em cada extremo, um tubo de vidro transparente, coberto com um revestimento e uma mistura de gases, geralmente fósforo e vapor de mercúrio. Estes, quando excitado com radiação ultravioleta gerada pela ionização dos gases, produz luz visível, que é refletida para o ambiente. Seu uso é mais vantajoso ao ser comparada as lâmpadas incandescente e halógena. Apresenta uma eficiência luminosa maior por emitir mais energia eletromagnética em forma de luz do que de calor. Apresenta também uma vida útil mais elevada na ordem de 10.000 horas. Entretanto, esse tipo de lâmpada possui desvantagens por ter mercúrio e fósforo, que contaminam a água e o solo, se for descartada de qualquer forma. O custo inicial da lâmpada é mais elevado, mas como ela dura mais tempo a médio e longo prazo ela gera economia.
As lâmpadas de LED possuem um diodo semicondutor que quando energizado, emite luz visível. É uma lâmpada muito eficiente, pois ela ilumina mais e consome menos. Possui vida útil superior a 15.000 horas e não agride o meio ambiente com mercúrio ou qualquer outro tipo de metal pesado que prejudique diretamente os recursos naturais. No entanto, há desvantagem pelo alto custo da lâmpada que inicialmente requer um investimento maior, porém esse investimento se paga em médio e longo prazo.
Referências bibliográficas:
