UFCD STC 7 energia

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UFCD STC 7 energia

  1. 1. Escola Secundária Augusto Gomes Formação Modular – 50 horas STC_7 – Sociedade Tecnologia e Ciência - FundamentosUnidade de Formação de Curta Duração – Energias renováveis: uma abordagem lúdica e didáticaFormador: Duarte Nuno Januário Definir energia é difícil. No entanto, as suas manifestações e transferências são evidentes na natureza eno dia-a-dia de todos. A energia é necessária para todas as actividades humanas. Garantir o seu fornecimento temsido uma das principais preocupações desde tempos imemoriais. Até ao século XVII, a realização de trabalho e o fornecimento de calor eram assegurados sobretudo porfontes renováveis: os barcos eram movidos pelo vento, que também garantia a produção de farinhas, nosmoinhos, em alternância com o movimento da água. Os animais asseguravam a energia necessária para ostransportes, o calor era providenciado pela lenha das árvores, ou pela exploração incipiente de reservas de carvãomineral. As necessidades energéticas eram pequenas, numa sociedade não industrializada e habituada apenas àfrugalidade da sobrevivência. As necessidades energéticas das sociedades têm vindo a aumentar de forma muito pronunciada desde arevolução industrial. A partir do século XVIII, com o aparecimento da máquina a vapor e com os posterioresdesenvolvimentos técnicos, as necessidades energéticas das sociedades levaram à exploração desenfreada defontes de energia facilmente acessíveis. Os combustíveis fósseis, como o carvão, o petróleo ou o gás natural, são uma resposta imediatista a umaprocura incessante e crescente de fontes de energia capazes de satisfazer a voracidade de equipamentos e hábitosque se caracterizam pelo exagerado consumo, pela ineficiência e pelo desperdício. Um dos problemas prementes resultante da utilização dos combustíveis fósseis é o seu inevitávelesgotamento, que se reflecte já nos elevados preços praticados, por exemplo, nos mercados de petróleo. Paraalém disto, a segurança no abastecimento não está assegurada, em Portugal, na medida em que importa quase100% dos combustíveis fósseis que consome. Há ainda que ter em conta o impacto ambiental da utilização doscombustíveis fósseis, que se manifesta localmente no ar irrespirável de algumas cidades ou na destruição deecossistemas, mas que se tem revelado também a nível global, com o aumento da temperatura média do planeta,que pode ter consequências desastrosas para a vida como a conhecemos nos dias de hoje. Os modernos aproveitamentos das fontes de energia renováveis, para produção de electricidade e decalor, são vistos como uma alternativa capaz de garantir as necessidades energéticas dos países desenvolvidos deforma limpa e sustentável, fazendo uso de recursos endógenos. O investimento em energias renováveis tem sido recomendado e promovido pelas mais diversasinstituições governamentais, como forma de prevenir as alterações climáticas, sobretudo desde a assinatura doprotocolo de Quioto (United Nations, 1992, 1998; Conselho da Europa, 2002; Conselho de Ministros da RepúblicaPortuguesa, 2010). O conhecimento, por parte dos cidadãos, dos fundamentos científicos e das técnicas subjacentes àprodução de energia com recurso a fontes renováveis, repercute-se numa maior sensibilidade para a problemáticado aproveitamento sustentável de recursos e da eficiência energética. Pode promover-se, desta forma, a utilizaçãofundamentada de competências de cariz científico e tecnológico na tomada de decisões do quotidiano dassociedades e dos cidadãos.
  2. 2. Objectivos da acção / Competências a desenvolver- Promover o conhecimento científico, em particular, da energia, suas transferências e transformações;- Desenvolver competências de experimentação, questionamento e investigação;- Fomentar a curiosidade e o espírito crítico;- Desenvolver competências de utilização de ferramentas de cariz científico e de Tecnologias de Informação eComunicação;- Reconhecer as potencialidades e limitações da ciência, bem como da sua importância em termos de tomadas dedecisão e posições dos diversos actores da sociedade;- Compreender a ciência e a tecnologia como corpos de saberes em permanente transformação;- Interpretar a ciência, em particular a física, como ferramenta fundamental na interpretação e compreensão dossaberes do dia – a – dia;- Analisar as diferentes fontes e formas de energia disponíveis na natureza e transformadas pelo ser humano;- Inferir acerca das implicações da termodinâmica na interpretação de fenómenos de transferência etransformação de energia no quotidiano;- Compreender a eletricidade como uma forma de energia secundária limpa e segura, desde que observadospreceitos rigorosos ao nível da sua produção e consumo.- Analisar a situação energética mundial e concluir acerca da necessidade de evolução para padrões de consumosustentável.- Compreender as diversas dimensões envolvidas na produção de energias renováveis, nomeadamente,económicas, de disponibilidade de recurso e de poluição a montante.Módulo inicial- Apresentação de formador e formandos; 2 horas- Objectivos da formação;- Competências - chave a desenvolver;- Metodologia da UFCD;- Actividades a desenvolver;- Produtos a obter;- Critérios de avaliação;- Criação de um blog para divulgação das actividades desenvolvidas na formação. 2 horasMódulo 1: A energia em trânsito- Visionamento do documentário “Energia Solar” da National Geographic Society; 2 horas- Reflexão crítica sobre o vídeo visionado;- Apresentação dos resultados da reflexão.- Transferências de energia: calor e trabalho; 2 horas- Transformações de energia;- A energia nas suas formas fundamentais: energia potencial e energia cinética;- Fontes de energia: renováveis e não renováveis;- Formas de energia: primárias e secundárias.- Conservação de energia: primeira lei da termodinâmica; 4 horas- Dissipação de energia: segunda lei da termodinâmica;
  3. 3. - Implicações das termodinâmica para o dia – a – dia;- Consolidação dos conteúdos abordados. 8 horasMódulo 2: Aproveitamento da energia solar sob a forma de calor- Mecanismos de transferência de energia em meios materiais e no vazio: condução, convecção 4 horase radiação;- Condutores e isoladores térmicos;- Energia solar;- Sistemas solares térmicos;- Fornos solares;- Atividade: planeamento e construção de um sistema solar térmico/forno solar com fins 6 horasdidáticos;- Elaboração do relatório da actividade, sob a forma de poster científico;- Publicação dos posters no Blog; 10 horasMódulo 3: Fundamentos de eletricidade- Constituição da matéria: átomos, moléculas e iões; 4 horas- Eletrização de materiais: série triboelétrica;- Potencial elétrico;- Corrente elétrica contínua e alternada;- Fontes de corrente elétrica contínua e alternada;- Intensidade de corrente elétrica;- Resistência elétrica;- Lei de Ohm;- Circuitos elétricos; 6 horas- Componentes de circuitos elétricos;- Simbologia de circuitos elétricos;- Software de simulação de circuitos elétricos;- Construção de circuitos elétricos;- Consolidação dos conteúdos abordados. 10 horasMódulo 4: Aproveitamento da energia solar e da energia eólica sob a forma de eletricidade- Produção de corrente contínua a partir da energia solar: efeito fotovoltaico; 4 horas- Produção de corrente alternada a partir da energia eólica: indução eletromagnética;- Atividade: planeamento e construção de um sistema solar fotovoltaico e eólico com fins 6 horasdidáticos;- Elaboração do relatório da actividade, sob a forma de poster científico;- Publicação dos posters no Blog; 10 horas
  4. 4. Módulo 5: Construção de um modelo didático de uma habitação auto – suficiente em termos energéticos- Atividade: planeamento e construção de um modelo didático de uma habitação auto- 8 horassuficiente em termos energéticos, integrando as tecnologias abordadas durante a formação:solar térmico, solar fotovoltaico e eólico- Elaboração do relatório da actividade, sob a forma de poster científico;- Publicação dos posters no Blog.- Avaliação da formação. 2 horas 10 horasBibliografiaBenito, Tomás(2009) Práticas de energia solar térmica. Porto: EngebookCaldeira, Helena; Bello, Adelaide. Ontem e hoje: Física e Química A – Física 10º ano. Porto editora.Caldeira, Helena; Bello, Adelaide. Ontem e hoje: Física e Química A – Física 11º ano. Porto editora.Carol Hupping Stoner, A produção da sua própria energia, volumes 1 e 2, Edições CETOPConselho da Europa (2002). Decisão 2002/358/CE - Aprovação, em nome da Comunidade Europeia, do Protocolode Quioto da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre as alterações climáticas.Conselho de Ministros da República Portuguesa (2010). Resolução do Conselho de Ministros n.º 29/2010.Estratégia Nacional para a Energia 2020.Juan de Cusa, Energia solar para vivendas, Plátano Edições TécnicasMorais, Josué (2009). Sistemas fotovoltaicos, da teoria à prática. Porto: EngebookP. R. Sabady, A Energia solar na habitação, Edições CETOPUnited Nations (1992). UNITED NATIONS FRAMEWORK CONVENTION ON CLIMATE CHANGE.United Nations (1998) KYOTO PROTOCOL TO THE UNITED NATIONS FRAMEWORK CONVENTION ON CLIMATECHANGESites de Internethttp://cvc.instituto-camoes.pt/ciencia/p50.htmlhttp://www.cienciaviva.pt/rede/himalaya/home/http://www.bigginhill.co.uk/solar.htmhttp://www.instructables.com/id/Build-your-own-flat-panel-solar-thermal-collector/http://www.thesietch.org/projects.htmhttp://www.ceeeta.pt/RIERA2/energia_solar.htmhttp://www.aondevamos.eng.br/index.html

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