Desenvolvimento de uma capela automatizada para o Ensino de Química

Resumo

O Ensino de Química em muitas instituições de ensino é basicamente teórico e pouco experimental, pois para se ter um laboratório de química são necessários vários elementos (vidrarias, componentes químicos, entre outros), além de uma sala especial que deve conter instalação elétrica, hidráulica, de gases e de esgoto específicas, além de uma capela. A partir de um estudo bibliográfico constatou-se que a experimentação desperta o interesse e aproxima os alunos do conteúdo. Assim, surgiu a ideia de desenvolver este trabalho que consiste em desenvolver uma capela “portátil” que pode ser transportada de uma sala para outra e que possibilita experimentações básicas em uma aula de química. Essas experimentações seriam as realizadas com ácido acético, hidróxido de magnésio, hipoclorito de sódio, cloreto de sódio, bicarbonato de sódio e etanol, de modo a não produzir gases tóxicos ou reações inflamáveis e corrosivas. A capela é composta por um braço robótico central, que permitirá que elementos químicos sejam misturados em tubos de ensaio, de modo que nem o aluno nem o professor corram riscos ao realizar a mistura dos componentes, e que a experimentação possa ser observada por toda uma turma, sem a necessidade de usar muitos recursos químicos. Com isso, espera-se viabilizar uma solução barata para que as escolas públicas que não possuem laboratórios dedicados e preparados para o ensino de química consigam abordar esse conteúdo de forma mais prática. Para a elaboração dessa capela em acrílico foi utilizado o conceito de fabricação digital, onde o braço robótico foi modelado e está sendo impresso em uma impressora 3D. Todo o controle do braço é realizado por uma placa Arduino, e a sua movimentação é realizada por servo motores. A ideia é posicionar o braço no centro da capela e colocar vários suportes para tubos de ensaio ao redor deste braço, de modo que seja possível determinar qual experimentação química será realizada. Até o momento, foram realizados vários testes com o protótipo do braço e com os componentes da plataforma Arduino. Como próximas etapas espera-se desenvolver um aplicativo usando Android, de modo que ele possa se comunicar via bluetooth com o braço. Assim, o professor, através do aplicativo, poderá configurar as misturas que ele desejar, estabelecendo a ordem de combinação dos elementos químicos presentes em cada tubo de ensaio. Além do aplicativo, a capela irá acoplar outros sensores para medir a temperatura, informando se a reação produzida foi endo ou exotérmica; se houve a liberação de algum gás e outras medidas resultantes da mistura. Vários autores da área de química argumentam que “a experimentação aumenta a capacidade de aprendizado”, logo espera-se que o desenvolvimento desta capela automatizada seja uma ferramenta útil para o Ensino de Química e para uma introdução à experimentação com alunos, aumentando a quantidade de demonstrações possíveis durante as aulas de química, devido ao seu baixo custo comparado a outros projetos já prontos e mais complexos.