- Compreender a matemática como instrumento de análise da ação do homem no mundo, visando à sustentabilidade.

- Desenvolver tratamento numérico, analítico e gráfico de situações-problema contextualizadas.

Conhecimentos de matemática básica.

Conhecimentos prévios de leitura e interpretação de gráficos e tabelas.

Prática social inicial

Propomos que o professor organize com a turma, uma visita a companhia de energia elétrica, com o objetivo de obter dados para desenvolver um material de apoio a comunidade escolar no sentido do desperdício de energia elétrica. Porém, com antecedência para organização da visita, o professor deve solicitar a turma que tragam materiais (documentos, livros, jornais e revistas) que abordem o tema.

Sugestão de encaminhamento para organização da visita.

Atividade 1

Professor, divida a turma em grupos de 4 ou 5 alunos. Dentro do grupo, cada aluno deve socializar com os demais os materiais que trouxe para a aula. A partir da socialização, os alunos devem elaborar questões abordando aspectos de geração e distribuição de energia elétrica, dúvidas, e outras possíveis questões que considerem relevante desenvolver.

Exemplos de questionamentos:

1 – De onde vem a energia elétrica?

2 – Como a energia elétrica é gerada?

3 – Que quer dizer “apagão”?

4 – Por que existe o horário de verão?

5 – Todos os estados do Brasil fazem parte?

É importante, dentro do grupo, definir funções:

1 aluno fica responsável pela entrevista; 2 alunos pelo registro escrito; 1 ou 2 alunos pelo registro fotográfico ou filmagem.

Durante a visita, os grupos devem ter uma participação ativa, fazer questionamentos, anotar as respostas, tirar dúvidas e buscar o máximo de informações possíveis, para posterior realização do relatório da visita. Neste relatório, devem constar além das informações obtidas, as impressões dos grupos, nomes dos entrevistados, bem como, resumo dos materiais disponibilizados (é comum as companhias entregarem materiais ilustrativos aos alunos).

Importante: Para desenvolvimento do relatório, buscar a parceria com o professor de Língua Portuguesa que pode trabalhar com os alunos a leitura, interpretação e organização dos dados do relatório de forma a elaborar um material instrucional que será socializado pelos alunos ao final desta temática.

Obs. Lembrar os alunos que tragam uma conta de energia elétrica para próxima aula.

Atividade 2

A intenção dessa atividade é que os alunos entendam como funciona a leitura do consumo de energia. Após a visita a Companhia de Energia Elétrica, no laboratório de informática, o professor deve explicitar aos alunos que a questão da sustentabilidade torna-se cada vez mais importante em nossa sociedade, pois a relação entre o homem e a natureza constitui uma questão vital para a sobrevivência do nosso planeta.

Abordar o tema da sustentabilidade a partir do consumo de energia elétrica se faz necessário, visto que o Brasil desperdiça bilhões de dólares em luzes desnecessariamente acesas, longos banhos, máquinas desreguladas e equipamentos obsoletos. E por isso, a necessidade de conscientizar a população sobre o consumo racional.

Mas então, como podemos ajudar a controlar o consumo de energia?   

Com os alunos reunidos em grupo (pode ser o mesmo grupo da atividade inicial), pesquisem na internet como funciona o sistema de coleta de dados para leitura do consumo de energia e o funcionamento do relógio medidor.   

Sugestão de sítios para pesquisa:

http://www.fazfacil.com.br/reforma_construcao/eletricidade_relogio.html    

http://www.liganessa.com.br/professor/troca/impresso1.pdf    

http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/diaadia/diadia/arquivos/File/conteudo/veiculos_de_comunicacao/RPM/RPM47/RPM47_07.PDF

Os grupos podem buscar outros sítios. É importante que grupos registrem suas observações a partir da pesquisa.   

Depois da pesquisa, de volta à sala de aula, os grupos devem apresentar suas produções, explicitando aos demais os dados que coletaram. De posse disso, o professor pode projetar (ou distribuir em impresso) o seguinte encaminhamento, sempre provocando, questionando e construindo junto com os grupos:  

Para medir o consumo de energia elétrica instala-se nas residências um medidor (relógio de luz). Nele o funcionário da companhia de energia elétrica, faz a leitura mensalmente. A partir da leitura é calculado o valor do consumo de energia elétrica a ser pago pelo consumidor (boleto da conta de luz).

Fonte: imagem autora

No interior aparecem quatro mostradores (parecidos com os mostradores de um relógio), cada um com um ponteiro, e um disco que gira quando algum aparelho elétrico ou lâmpada está funcionando. O movimento do disco é transmitido, através de um sistema de engrenagens, aos ponteiros. Apesar de ser difícil observar o movimento dos ponteiros em um curto intervalo de tempo, eles se movem. Quanto mais energia se consome, mais rápido giram o disco e os ponteiros. Esses ponteiros giram no sentido horário e anti-horário, e sempre no sentido crescente dos números, ou seja, do menor para o maior número.  

Da direita para a esquerda temos: o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Cada volta completa que o ponteiro dá, equivale ao deslocamento de uma unidade do ponteiro que o antecede. Os ponteiros da unidade e da centena giram no sentido horário e o da dezena e milhar giram no sentido anti-horário.

Professor, para fixação você pode trabalhar com os alunos o seguinte recurso:

Porque a energia elétrica é tão importante? Disponível em: http://www.cpfl.com.br/Portals/12/flash/energia_com_seguranca.swf   

Atividade 3  - em sala de aula 

A intenção dessa atividade é verificar se os alunos entenderam a pesquisa que desenvolveram.   

1- No caso do relógio do modelo apresentado (imagem), o funcionário anotará qual valor?

Resposta: 6 1 8 5   

2 - Supondo que a anotação do mês anterior seja 6 0 3 0, qual seria o consumo mensal do proprietário desse relógio?

Resposta: 6 1 8 5 - 6 0 3 0 =  1 5 5

Professor é importante destacar aos grupos, que lâmpadas, chuveiros elétricos, eletrodomésticos e aparelhos eletrônicos funcionam consumindo energia elétrica. Se você desligar as lâmpadas e chuveiros, e desconectar todos os fios de aparelhos das tomadas, o disco e os ponteiros do relógio de luz param de girar. Entretanto, basta conectar os fios às tomadas para que o disco e os ponteiros do relógio reiniciem o giro. Quanto mais aparelhos e lâmpadas estiverem em funcionamento, mais rápido é o giro, maior é o gasto.   

Nesse momento o professor pode solicitar que os alunos observem a conta de luz que trouxeram e propor:

3 – Localizem na conta de luz qual o consumo mensal de cada um.

4 – Socializem esses valores com os elementos do grupo. Existem diferenças significativas? Por quê?

5 – Identifiquem qual a unidade de medida de energia usada pelas companhias fornecedoras?

6 – O que significa o kWh? Na pesquisa na internet, algum grupo encontrou esse dado?     

1 kWh corresponde ao consumo de um aparelho de potência 1 000 W (1 kW) durante uma hora.

1 kWh corresponde também ao consumo de uma lâmpada de 100 W (0,1 kW) ligada durante 10 horas.   

7 – Como é calculado o valor final a ser cobrado?

8 – O valor final é composto por quais elementos?

9 – Encaminhar outras questões.

Atividade 4   

Depois de todo encaminhamento da exploração das faturas, o professor propõe a seguinte problemática para que os grupos resolvam no caderno.   

Em uma residência, foi verificado a existência de alguns aparelhos que utilizam energia elétrica para seu funcionamento: TV, Radio, Geladeira, Ferro Elétrico, Chuveiro e Lâmpada Incandescente.   

Nesta residência moram quatro pessoas: Pai (45 anos), Mãe (40 anos), filha (18 anos) e o filho (15 anos). A noite, todas as pessoas da casa se reúnem para ver televisão a noite num período de 3 horas diárias, ou seja, da 19:00h – 22:00h. Essa família tem hábito de ouvir o rádio 3 horas por dia, das 9:00h da manha às 12:00h da tarde. O ferro elétrico é usado 1 vez por semana em um período de 1h. O chuveiro é diariamente usado pelo: Pai 10min, pela Mãe 15min, pela filha 20min e o filho 15min, de forma que, diariamente a família utiliza o chuveiro durante 60min = 1 hora. Na residência existem somente lâmpadas incandescentes, que são utilizadas ao longo do dia num total de 6 horas. A geladeira fica ligada direto.   

Ao pesquisarmos as potencias dos aparelhos, obtemos o seguinte:

TV 29” = 110 W
Radio pequeno = 10 W
Geladeira = 90 W
Ferro = 1000 W
Chuveiro = 3800 W
Lâmpada = 100 W   
Fonte: http://www.interativo.com.br/sc2/attachments/175_POTENCIA%20MEDIA.pdf 

Problema 1

Qual dos eletrodomésticos indicados, gera maior gasto durante um mês em kw/h. Qual o custo em reais?   

Resolução:   

Observar o custo de energia nas faturas. Aqui no caso vamos simular um valor de custo = R$ 0,30.   

Para isso, precisamos utilizar a seguinte fórmula:

       P.D.h
E = ---------- onde, E é a energia consumida pelo eletrodoméstico; P é a potência; D é o numero de dias de uso; h é o numero de horas.
       1000

Elaborar uma tabela pode ajudar na visualização.

Quem gera maior gasto é o chuveiro elétrico. O custo mensal da família é R$ 34,20.

Problema 2

Proponha que os alunos desenvolvam no caderno um gráfico (pizza) para que possamos entender melhor o gasto de energia consumido por essa família.

Resolução:

Com o gráfico pode-se ter mais claro que o aparelho que mais gasta energia elétrica é o chuveiro.

Problema 3

O que pode ser feito para reduzir o consumo de energia deste aparelho?

Resultado: Se diminuirmos em 10 min o total de banhos diários teremos 50 min total de banhos (0,83h)

       3800W.30.0,83
E = ------------------ 
             1000

E =  94,62 KW h/mês, o equivale a uma redução mensal de 19,38 KW h/mês. E em reais a economia é de R$ 5,81 

Professor converse com os alunos que podemos diminuir o uso de alguns aparelhos na casa, e com certeza, haverá uma redução de reais mensal.

Problema 4

Desenvolva essa atividade em sua casa, a partir dos dados levantados na sua família.

Para desenvolver esse problema, o professor pode propor aos alunos que acessem o recurso, Em casa: quem gasta mais? Disponível em: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/12905. Esta simulação mostra uma família que deseja descobrir como gasta a energia elétrica em casa. Para ajudar essa família a economizar na conta de energia, o aluno deverá calcular a potência e o tempo de uso de cada aparelho elétrico utilizado por cada membro da família. 

Em casa: quem gasta mais? 

Problema 5

Após o levantamento dos dados da família e do consumo desenvolvido, os alunos podem concluir o material instrucional que iniciaram com o professor de Língua Portuguesa, identificando quais eletrodomésticos consomem mais energia, bem como, possibilidades para se fazer economia. Cada aluno pode socializar o material elaborado com seus familiares, a partir de suas compreensões.

AOSANI, M., BOELTER, A. E., SCARTON, C. R. Modelagem Matemática em Energia Elétrica. Disponível em: http://www.projetos.unijui.edu.br/matematica/modelagem/modelagem_energia/index.html, acesso em 26 mai. 2010.    

MONTEIRO, A.; POMPEU, G. A Matemática e os temas transversais. São Paulo: Moderna, 2001.   

SCHIRLO, A. C., SILVA, S. C. R., PINHEIRO, N. M. Energia Elétrica: uma sugestão de atividade para despertar a cidadania http://www.pg.utfpr.edu.br/sinect/anais/artigos/10%20Ensinodematematica/Ensinodematematica_artigo7.pdf, acesso em 26 mai. 2010 

Como evitar o desperdício de energia. Disponível em: http://www.pucrs.br/mj/energia.php, acesso em 02 de junho de 2010.

Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica. Disponível em: http://www.eletrobras.gov.br/elb/procel/main.asp, acesso em 02 de junho de 2010. 

Por que a luz acende. Disponível em: http://www.seara.ufc.br/animacoes/animacoes00.htm, acesso em 02 de junho de 2010.

Simulador de consumo de energia. Disponível em: http://www.furnas.com.br/simulador/alteracoes_simulador_colorido.swf, acesso em 02 de junho de 2010. 

A avaliação deverá ser diagnóstica, processual e continua, ou seja, realizada ao longo de todas as aulas.

Critérios a serem observados:

- Participação na atividade inicial. Organização do passeio? colaborou com os colegas? contribuiu na produção?

- Participação no passeio. Questões propostas? Produção pertinente? Participou?

- Desenvolvimento e realização dos problemas? Participou? Raciocínio adequado? O aluno foi argumentativo?

- Participação no desenvolvimento do contexto geral da aula. Apresenta apropriação de conhecimento?