REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/th102412160945
Bruno Barsella Vicentini1
Paola Tirelli2
Orientador: Luís Gustavo C. Alves3
RESUMO
As Olimpíadas Científicas dão aos alunos uma oportunidade extraordinária de aprofundar seus conhecimentos em diferentes áreas científicas aplicando o que aprenderam em sala de aula. Além de não serem apenas exames ou competições, elas também ajudam a desenvolver habilidades muito necessárias, como pensamento crítico e resolução de problemas, sem as quais a pesquisa científica é praticamente impossível.
No entanto, no Brasil, muitos jovens têm dificuldade de participar dessas iniciativas por causa da desigualdade social que, até hoje, dá acesso à educação de qualidade. Nas áreas menos privilegiadas, a ausência de recursos dificulta o desenvolvimento científico desde cedo; portanto, há uma lacuna; portanto, os alunos nunca conseguem passar.
Essa situação só pode ser mudada por meio de políticas que aprimorem a infraestrutura educacional e tornem a tecnologia e os recursos modernos disponíveis para todos gratuitamente. Outras iniciativas locais, como fazer foguetes com garrafas PET, provaram ser métodos baratos, mas poderosos, para atrair interesse em ciência e tecnologia. Tal projeto, que pode ser feito facilmente, permitirá que alunos de diferentes partes do país participem de competições científicas com poucos recursos.
Uma das inovações desse projeto é o uso de sensores dentro dos foguetes, que possibilitam acompanhar a trajetória de voo e identificar maneiras de melhorar o desempenho. Testes com diferentes quantidades de combustível mostraram que o uso de 220 ml de água garantiu o melhor rendimento, ressaltando como a combinação entre ciência e tecnologia pode fazer a diferença na educação. Esses experimentos não só ajudam os alunos a entenderem melhor os conceitos científicos envolvidos, mas também mostram que com criatividade e dedicação, é possível superar obstáculos e alcançar grandes resultados.
INTRODUÇÃO
Foguetes são veículos de transporte que deslocam cargas de um ponto a outro, normalmente, movidos por grandes motores e feitos de materiais como ligas metálicas com corpos cilíndricos. Entretanto, essa é a descrição de foguetes feitos por grandes empresas como a NASA que custam milhões de dólares e suas missões são grandiosas e complexas. Porém, o que muitos não imaginam é que a prática da confecção de foguetes pode ser realizada por estudantes do fundamental, do ensino médio e até mesmo de universidades. É claro que não se tratam dos mesmos modelos, os foguetes artesanais são mais simples e mais baratos. Mesmo assim, estimulam a criatividade e o pensamento científico (SILVA et al., 2020).
Sob esse contexto, no Brasil, existem olimpíadas voltadas para a produção desses foguetes artesanais, divididos em diferentes níveis, como a MOBFOG e a Jornada de Foguetes, organizadas pela OBA. Estas buscam incentivar alunos de diferentes regiões do país a construírem seus próprios foguetes, feitos com materiais como garrafas PET, oferecendo desafios à medida em que os estudantes realizam testes e testes para obterem melhores resultados. Entretanto, não apenas voltadas para resultados, as olimpíadas podem incentivar a pesquisa científica e o pensamento crítico, uma vez que os alunos são estimulados a buscar novos conceitos físicos, materiais leves e resistentes, métodos de lançamentos e designs melhores para alcançarem seus objetivos. Além disso, as olimpíadas também abrem portas para os alunos ingressarem em bolsas de estudo, relacionadas ao tema, organizadas pelo CNPq, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, maior órgão de estímulo a jovens pesquisadores do país. (CANALLE, 2024).
Porém, sabe-se que por conta da desigualdade social, o acesso a essas olimpíadas e aos conhecimentos contidos nesse processo, é limitado. Já que são pouco difundidas nas escolas do país, tornando, dessa forma, a trajetória de alunos de baixa renda mais complexa ao adentrar nessas competições.
O trabalho apresentado busca encontrar métodos de democratizar o acesso a olimpíadas de foguetes, possibilitando a participação de alunos com poucos recursos. Com isso, estimula-se o método científico por meio da confecção e criação de foguetes, incluindo conceitos físicos e resultados coletados de experimentos reais, difundindo métodos e técnicas de fácil replicação e que estimulem a criatividade ao possibilitar a personalização e aperfeiçoamento do projeto a gosto dos próprios alunos.
OBJETIVO
O objetivo do trabalho é produzir um modelo prático e confiável de foguete, utilizando sensores para a coleta de dados e através dos dados, aprimorar técnicas, modelos e materiais, a fim de gerar o melhor resultado possível. Dessa forma, possibilitando a reprodução desse projeto por alunos de qualquer região com quaisquer recursos financeiros, aumentando as possibilidades de participação em olimpíadas científicas relacionadas. Dessa forma, tornando possível a organização de Oficinas e Competições de foguetes que busquem a inclusão de alunos tanto de escolas públicas e particulares.
DESCRIÇÃO DE MATERIAIS E MÉTODOS
Foram realizados 24 lançamentos com foguetes feitos com garrafas PET de 500 ml do refrigerante Sprite Lemon Fresh, nos quais foram acoplados sensores MICROBIT, vistos na Figura 1, que possuem funcionalidade similar à acelerômetros. A partir dos dados coletados desses sensores, foi possível traçar informações importantes sobre a trajetória dos foguetes.
FIGURA 1 – PLACAS MICROBIT
Cada uma das placas apresentadas possui uma determinada função, uma delas tem a função de transmitir os dados à bordo do foguete e a outra de receber esses dados e organizá-los inicialmente em um gráfico, assim como o visto na Figura 2.
Figura 2 – Microbit embarcando no foguete.
Como mencionado anteriormente, os foguetes foram confeccionados utilizando garrafas PET de 500 ml que foram divididas em 3 partes nas quais foram coladas as aletas/empenas, para auxiliar sua aerodinâmica, feitas de PVC expandido de 3mm. Após isso, as placas Microbit são posicionadas na coifa, parte dianteira do foguete, com o auxílio de uma esponja, a fim de protegê-la. A Figura 3 demonstra o modelo do foguete com o Microbit.
Figura 3 – Foguete de garrafa PET com Microbit.
Os foguetes, classificados como nível 3, segundo a classificação da MOBFOG, são lançados, utilizando uma base de lançamento feita de canos PVC, vista na Figura 4, água e uma bomba de pressurização de pneus. Ao pressurizar a garrafa, o foguete é impulsionado segundo a 3ª Lei de Newton, ação e reação, em que a água impulsiona o foguete em uma direção oposta à qual está sendo expelida pelo bocal da garrafa.
Figura 4 –Base de lançamento de foguetes.
Os lançamentos foram realizados em Espírito Santo do Pinhal, seguindo todos os procedimentos de segurança, incluindo uso de EPI adequado e distanciamento das pessoas dos lançamentos.
O foco da pesquisa está relacionado à quantidade de líquido que deve ser colocado dentro da garrafa para os lançamentos. Foram estabelecidos 3 grupos de pesquisa:
Grupo 1: 120ml
Grupo 2: 220ml
Grupo 3: 380ml
Foram realizados 8 lançamentos com cada grupo, totalizando 24 lançamentos, sempre com foguetes novos, sem o reaproveitamento dos corpos, evitando variáveis indesejadas ou problemas estruturais decorrentes dos impactos.
Os lançamentos em si, foram realizados em Espírito Santo do Pinhal, em uma pista de aeroporto da região, sendo mais do que o necessário para a realização da atividade.
Para a comunicação social do projeto foram organizadas oficinas pedagógicas direcionadas a estudantes do Ensino Fundamental II das escolas parceiras. Dessa forma, objetivando o desenvolvimento científico de foguetes de caráter competitivo. Com isso, foi organizada a 1ª Copa Stocco de foguetes, que visou a inclusão de alunos em olimpíadas científicas.
A copa Stocco de foguetes foi realizada no dia 17/05/2024, em conjunto com as escolas E.E. Senador João Galeão Carvalhal, E.E.Henrique de Souza Filho – Henfil e E.E. Américo Brasiliense. e lançaram-nos no Parque Guaraciaba, em Santo André. O evento contou com o auxílio dos professores das escolas e de alunos voluntários. Após isso, todas as metragens foram coletadas e os resultados foram enviados para a MOBFOG, na qual os grupos, formados pelos alunos, concorreram a serem premiados e até mesmo a participarem da Jornada de Foguetes no Estado do Rio de Janeiro. A iniciativa buscou difundir o conhecimento científico assim como abrir novos horizontes para os alunos, o que gerou um feedback positivo segundo os próprios professores, os quais revelaram grande interesse e entusiasmo dos participantes.
RESULTADOS E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
As análises indicam que o lançamento mais eficiente foi o realizado com 220 ml de água. Conclui-se que o uso de microssensores é um método preciso para coletar dados dos lançamentos, possibilitando a formulação e verificação de diferentes hipóteses com maior exatidão.
Gráfico 1 – Gráficos das parábolas.
O gráfico 1 foi feito com o recurso do Google Planilhas, chamado linha de tendência, em que foram feitas linhas de trajetórias que levam em consideração todos os lançamentos de cada grupo. Por isso, as 3 linhas do gráfico são aproximações de uma média traçada entre os demais lançamentos. O que facilita a visualização e compreensão do gráfico.
Como resultado da 1ª Copa Stocco destaca-se a dedicação e empenho de todos os estudantes na produção e lançamento de seus foguetes. Esses resultados foram encaminhados por seus professores para a organização da MOBFOG 2024 permitindo sua participação no evento científico (Figura 5).
FIGURA 5 – 1ª COPA STOCCO DE FOGUETES.
Ao todo doze estudantes conseguiram ganhar medalha sendo seis e prata e seis de bronze. Com esses resultados os estudantes foram convidados a participar da Jornada de Foguetes realizada em Barra do Piraí – RJ, considerado o maior evento na categoria.
Conclusão
Após a coleta e análise dos dados, foi possível definir a quantidade ideal de água para que o foguete alcance o maior resultado possível. Com isso, é possível comprovar que com o uso de sensores como o MICROBIT, é possível detectar e coletar dados sobre o desempenho dos lançamentos. Dessa forma, estudantes podem realizar seus próprios experimentos e testar diferentes variáveis. Assim, é possível incentivar e democratizar o acesso às oficinas de foguetes. Em que cada vez mais são melhoradas técnicas e materiais através da pesquisa e do método científico, desenvolvendo não somente capacidades motoras, mas também lógicas e cognitivas e estimulando o trabalho em grupos de estudos.
Referências Bibliográficas
GODDARD, Robert Hutchings. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biografia/robert-hutchings.htm. Acesso em: 24 out. 2024.
Canalle, João. Jornada de Foguetes acontece em Barra do Piraí. Disponível em: https://www.correiodamanha.com.br/correio-sul- fluminense/regiao-do-vale/2024/04/125312-ciencia-jornada- de-foguetes-acontece-em-barra-do- pirai.html#:~:text=Esse%20%C3%A9%20o%20objetivo%20d a. Acesso em: 24 out. 2024.
MOBFOG – Mostra Brasileira de Foguetes. Disponível em: https://noic.com.br/olimpiadas/mobfog/. Acesso em: 24 out. 2024.
PALMERIO, Ariovaldo Felix. Introdução à tecnologia de foguetes. [S. l.: s. n.], 2017. Disponível em: http://servidor.demec.ufpr.br/CFD/bibliografia/Palmerio-IAE- livro_2017.pdf. Acesso em: 11 set. 2024.
RAPADURA CÓSMICA. Como fazer o Foguete da MOBFOG? | Níveis 3 e 4. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=_LjQs8pAbrs. Acesso em: 24 out. 2024.
ROCKET Stability. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=qCzF9OfYahc. Acesso em: 24 out. 2024.
SILVA, Samuel Victor Bernardo da; ALMEIDA, Isaque Francisco Santos de; MACIEL, Millena Brandão; SILVA, Renato Xavier Alves da. Utilização dos lançamentos de foguetes artesanais como metodologia de ensino de física. CONEDU – VII Congresso Nacional de Educação, [s. l.], 16 out. 2020. Disponível em: https://editorarealize.com.br/editora/anais/conedu/2020/TRAB ALHO_EV140_MD1_SA16_ID5079_18082020161146.pdf. Acesso em: 4 set. 2024.
OBA – MOBFOG. VÍDEO 45 – Foguete de Garrafa Pet Nível 3 da MOBFOG. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=Q9xK0Ccrqxk&list=PL1v zRenwaAUNowDcsQ78qyqy56jW3khQB&index=2. Acesso em: 24 out. 2024.
Colégio Stocco, Santo André – SP