Universidade Federal do AcreGrupo de Estudos e Serviços AmbientaisConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Universidade Federal do Acre
Colégio Estadual Barão do Rio Branco
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Projeto CT-Hidro 15-2005, Processo 552669/2005-9
 
PLUVIOMETRIA, CICLO DA ÁGUA E POLUIÇÃO BIOSFERA-ATMOSFERA, EM RIO BRANCO - AC
Introdução
Até agora, a disseminação das informações meteorológicas, para um melhor entendimento de como funciona o clima na região, em geral, não é feita de maneira sistemática como contribuição educativa e formativa tanto para os habitantes do Estado, quanto dirigida a professores e alunos das redes municipal e estadual de ensino fundamental e médio.
Por esse motivo, se pretende implementar uma colaboração entre o ensino médio no Colégio Estadual “Barão do Rio Branco” e pesquisas na Universidade Federal do Acre, nas áreas de Meteorologia e Meio Ambiente, visando o desenvolvimento e execução de atividades e tarefas, que sirvam à compreensão da meteorologia e que, por seu caráter interdisciplinar, possibilitem abarcar aspectos diferentes da atmosfera e biosfera do planeta Terra, quais sejam: a experimentação, durante estações de seca e chuva, em torno à coleta de dados de chuvas em vários pontos da cidade e o meio rural, mediante pluviômetros construídos, pelos próprios alunos e professores participantes, usando garrafas plásticas. Também, utilizar outras fontes de observação para obter informações sobre temperatura, umidade relativa do ar, umidade do solo, etc. Essas informações permitem evidenciar o comportamento sazonal do estado da atmosfera e suas características para a região, inclusive, a sazonalidade das queimadas de biomassa florestal que junto às queimadas urbanas, o transporte, e as atividades industrias, influenciam na qualidade do ar e das águas durante o ciclo hidrológico. Como conhecimentos relacionados também se dá atenção, aos movimentos da Terra, responsáveis pelos níveis de irradiância solar próprios desta região amazônica e agente fundamental na realização do clima, bem como na necessidade de água, nutrientes e radiação solar para a agricultura. A maneira como afeta a poluição das águas à saúde humana, animal e em geral aos seres vivos será também objeto de de estudo.
Como meio de motivação se envolverão os alunos e professores na elaboração de pluviômetros que se constroem de simples garrafas de refrigerantes de dois litros, para o qual se capacitarão os participantes. A capacitação compreende também os princípios de medição fundamentados na metodologia desenvolvida durante os dois anos em que foram testados e calibrados os protótipos desses pluviômetros pelo Grupo de Estudos e Serviços Ambientais AcreBioClima da UFAC. Os detalhes de procedimentos aparecerão num manual que deverá ser escrito para descrever as técnicas construtivas e operatórias para o monitoramento de chuvas com o emprego dos pluviômetros de garrafa.
As tarefas e atividades a serem desenvolvidas serão organizadas em forma de projetos pedagógicos interdisciplinares. E com o cumprimento delas se pretende contribuir para o aumento da qualidade do ensino de Ciências Naturais no Acre, nos estabelecimentos de ensino fundamental e médio, a partir da experiência no Colégio Estadual “Barão do Rio Branco”. Vale lembrar, segundo dados do IBGE e do MEC, que o Estado do Acre ocupa o último lugar em matéria de qualidade de ensino no Brasil, que nenhum curso da Universidade Federal do Acre está considerado entre os melhores do país e que o índice de analfabetismo funcional no Estado oscila entre 27 % na capital, Rio Branco, e 84 % no interior, municípios de Jordão e Manoel Urbano, por exemplo. Por esse motivo, a realização do presente tipo de pesquisa envolvendo a comunidade escolar será de muito benefício, em geral, e em particular, no que diz respeito à educação no tema Ciclo hidrológico, no qual serão capacitados os professores.
Objetivo geral
Introduzir no ensino médio, em Rio Branco, a experimentação, a organização de informações e a obtenção de resultados de pesquisas realizadas pelos próprios alunos e professores das escolas, em torno do ciclo hidrológico.
Objetivos
1. Propiciar o desenvolvimento de valores relacionados com o conhecimento sobre as águas no ecossistema amazônico, sua qualidade e conservação.

2. Gerar projetos interdisciplinares como atividades baseadas na elaboração de pluviômetros de garrafas a serem usados para estudos do comportamento sazonal das chuvas, do ciclo hidrológico e do uso da água nos ambientes urbano e rural.

Metodologia
A construção e posta em serviço dos pluviômetros de garrafa visam, por um lado, a elaboração de projetos interdisciplinares, para o ensino médio, sobre ciclo hidrológico, formação das nuvens, agricultura, nutrientes, radiação solar, zonas climáticas, ecossistemas, composição da atmosfera, poluição da atmosfera, qualidade da água para diferentes usos, poluição da água, variáveis meteorológicas, tipos de solo, permeabilidade dos solos, a água e a saúde humana, dentre outros. Por outro lado, chama a atenção de construir os próprios meios para fazer ciência. Neste caso, pluviômetros, elaborados a partir de garrafa descartáveis de refrigerantes de 2 litros. A metodologia tem como propósito o efeito multiplicador de dar origem a outros projetos a serem desenvolvidos por professores e estudantes nas escolas, e em redes de escolas, formadas para intercambiar as experiências interdisciplinares das áreas específicas que cada projeto abrange, tendo como eixo comum, a chuva.
A determinação da altura da chuva, em milímetros, se realiza de maneira direta mediante a própria definição da unidade de medida da precipitação: 1 milímetro (mm) de chuva equivale a 1 litro de água de chuva caído em 1 metro quadrado de área de superfície, o qual permite obter a expressão seguinte:
Chuvas (mm) = V(mm3) / A(mm2)

Onde:

V é o volume de água de chuva, em milímetros cúbicos, coletado no pluviômetro de garrafa;

A é a área da boca do pluviômetro, em milímetros quadrados.

Para medir a altura da chuva se verte a água coletada numa lata cilíndrica de igual diâmetro que a boca do pluviômetro. Nesse caso a altura da água na lata (reservatório de medição) é a altura da chuva.
Um pluviômetro de tais características foi calibrado tomando como referência o pluviômetro convencional da estação meteorológica da UFAC – INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) de número 82915 e o pluviômetro digital da estação meteorológica (Plataforma de Coleta de Dados (PCD) Agro-meteorológica) UFAC – INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) de número 31909, localizadas no campus universitário de Rio Branco; outros 10 pluviômetros foram construídos com base nessa experiência tendo sido otimizadas as suas dimensões. Na Figura 1 se mostra uma foto de tais pluviômetros.
Figura 1. Pluviômetros de garrafa.
Figura 2. Curva de calibração de um pluviômetro de garrafa.
Os eventos de precipitação considerados nos testes de calibração corresponderam aos meses entre setembro de 2003 e maio de 2005, mas as medições com esses propósitos continuam, fornecendo medições de altura de chuvas estatisticamente aceitáveis, como pode se apreciar de maneira geral na Figura 2.
O pluviômetro de garrafa tem um funil na boca para diminuir a evaporação, para isso também se recomenda a coleta imediata da água após cada chuva. A dispersão dos valores medidos pode se apreciar como satisfatória.
A curva mostrada na Figura 2 corresponde a um pluviômetro construído com diâmetro da abertura (boca) de 10,0 cm; para esse valor se condiciona que a inclinação da reta de regressão tem valor angular a = 45º. Com isso, embora a análise de cálculo da altura de chuva relacionada com a expressão (1) seja de interesse metodológico, a rotina de determinação dos milímetros da chuva se simplifica, devido a que o volume de chuva coletado no pluviômetro de garrafa, dado em milímetros.
Assim, testados os protótipos, será possível colocar em exploração os pluviômetros tanto com a participação do Colégio selecionado, quanto em outras escolas da capital e dos municípios do interior do Estado do Acre, que desejem se somar às experiências, tendo em consideração as orientações procedimentais pertinentes, assim como também o acompanhamento didático necessário tomando como base as diretrizes que sobre o ensino interdisciplinar e os projetos pedagógicos interdisciplinares aparecem nos Parâmetros Curriculares Nacionais para o ensino de Ciências Naturais no Brasil.
Formam parte da metodologia, o trabalho em grupo com os professores e alunos, a utilização de meios tais como a computação através do programa ProInfo (Informática da Educação), a utilização de vídeos (TV Escola ) e outros recursos, num ambiente participativo de busca e construção do conhecimento.
Cada uma das temáticas de atividades, a desenvolver no marco do Colégio Estadual “Barão do Rio Branco”, ou de varias escolas, inclusive separadas espacialmente, mas comunicadas mediante Internet e outras vias, pode gerar muitas outras relações temáticas, em beneficio da formação teórica e prática dos alunos, por exemplo, temas como o aquecimento global, as queimadas na Amazônia na estação seca, a água e a vida em diferentes ecossistemas, etc. além das já mencionadas (ciclo hidrológico, estações do ano, formação das nuvens, agricultura, nutrientes, radiação solar, zonas climáticas, ecossistemas, composição da atmosfera, poluição da atmosfera, qualidade da água para diferentes usos, poluição da água, variáveis meteorológicas, tipos de solo, permeabilidade dos solos, etc.). O efeito multiplicador na participação de escolas pode não ter limites, quanto à quantidade de escolas participantes e municípios ou localidades, isso porque os meios para a pesquisa são de fácil obtenção, garrafas descartáveis. As atividades podem passar de um ano para outro ou ser iniciadas novas atividades em anos subseqüentes, realizando-se, na prática, o ensino interdisciplinar de Ciências Naturais com uma nova visão experimental.
Por outro lado, as leituras de precipitação com um mínimo de erro, se relacionarão com a teoria das medições, ao tempo que informarão quantitativa e qualitativamente sobre como chove nos distintos lugares da cidade, do campo, dos municípios do Estado, em distintas épocas do ano; bem como de um ano para outro, inclusive com a ocorrência de enchentes.
Serão escolhidos vários sítios para instalar os pluviômetros de garrafa, no Colégio, nos quintais das casas dos alunos e professoras, na universidade. Será interessante saber também que não chove a mesma quantidade nem nos mesmos horários em todas as partes.
Ademais dos meios simples fundamentados na construção de pluviômetros de garrafas plásticas de refrigerantes e a elaboração de tabelas e gráficos na descrição estatística; os grupos contam com a possibilidade de se familiar com modernos meios e técnicas de monitoramento e registros automatizados, instalados nas áreas de pesquisa que a UFAC mantém no seu campus de Rio Branco e outras localidades do Estado do Acre, destinadas a estudos ambientais nos temas de radiação solar, meteorologia, poluição ambiental, deposição úmida, etc.
Resultados esperados

1. edição de um manual de procedimentos para a construção e operação com os pluviômetros de garrafa, incluindo a coleta de dados e sua organização tabular e gráfica com vistas à observação da distribuição espacial e temporal das chuvas;

2. promoção de atividades escolares, a nível municipal e estadual, como exposições, etc. onde se mostrem e se expressem informações com base nos conhecimentos adquiridos pelos alunos e grupos de alunos, sobre ciclo hidrológico, em particular, e sobre a água, em geral;

3. avaliação do impacto social e pedagógico, na capacitação dos professores nas atividades interdisciplinares desenvolvidas, tendo como base o ciclo hidrológico.

4. edição de um livro sobre as chuvas no Acre e o ciclo hidrológico, para ser usado como material didático.

Estrutura dos projetos individuais dos alunos participantes
Nome do tema escolhido
Introdução
Objetivos
Metodologia
   (Experimental com base nos pluviômetros de garrafa)
   (Relativa ao tema escolhido)
Resultados
Conclussões
Bibliografia
   (Constituída principalmente pelos livros didáticos do ano em curso e de anteriores anos, textos da Internet, e por outros meios disponíveis no âmbito escolar, por exemplo na biblioteca, módulos da TV Escola, etc.)
Links interessantes sobre ciclo hidrológico e outros assuntos
A água no ambiente  
Programa ProInfo  
Programa TVEscola
Ciclo hidrológico