" 1MATEMÁTICA É ALVORADA E LUZ " : outubro 2013

“ÁGUA NA TERRA- ESTÁ SE TORNANDO UMA RARIDADE”

NOME DO PROFESSOR: DANIEL CAMILLO

TEMA ESCOLHIDO: “ÁGUA NA TERRA- ESTÁ SE TORNANDO UMA RARIDADE”

ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL: 8º ANOS. QUANTIDADE DE AULAS: 12.

Pequena síntese sobre o que pretende examinar:

Nos últimos 100 anos, a população do planeta quadriplicou, enquanto a demanda por água se multiplicou por oito. Estima-se que a humanidade use atualmente metade das fontes de água doce do planeta.

Ainda hoje usamos esse bem vital com a mesma falta de cuidado que se tinha no século XIX, A humanidade desperdiça e polui a água como se nada valesse – e já paga o preço por isso. Pouca gente nota, mas a água tornou-se um dos produtos mais presentes no comércio global. Países com poucos recursos hídricos, como a China, compensam a escassez importando a "água virtual" embutida em produtos agrícolas ou industriais.Como se gasta muito mais água na irrigação do qu“ÁGUA NA TERRA- ESTÁ SE TORNANDO UMA RARIDADE”e nas fábricas, em proporção ao valor final do produto, pode valer mais a pena para um país importar alimentos e concentrar suas forças na indústria.

“ÁGUA NA TERRA- ESTÁ SE TORNANDO UMA RARIDADE”

Água e a Civilização.

Quando se olha o planisfério, observa-se logo de imediato a existência de quatro massas continentais (além do Ártico e da Antártida), desigualmente distribuídas pelos 510 milhões de km² que constituem a área total do globo terrestre. Essas massas continentais constituem grandes espaços geográficos e alojam diferentes nações.

Um jogo de forças históricas milenares delinearam as fronteiras políticas e imprimiram a cada uma delas características culturais, sociais, econômicas, políticas que levaram esses espaços a se diferenciarem entre si. As forças históricas ao lado de forças naturais, atuaram sobre os homens, e os distribuíram à superfície da Terra, dando origem as diferentes coletividades humanas.

Existe uma realidade espacial onde se assentam os diferentes povos. Os espaços estão impregnados de história. História estabelecida através de todo um sistema de relações resultante das manifestações de contato entre os homens, a terra, a água, dos homens entre si e ainda das relações das próprias nações.

As coletividades humanas estão submetidas a sistemas de relações, hoje mais do que nunca fixados não mais ao nível local e regional, mas sim ao nível mundial. Muitas das atitudes assumidas por aqueles que detêm o poder de decisão, repercutem não mais de modo compartimentado ou isolado.

“A água no Mundo. O mundo é hoje um só”.

De acordo com a FAO (Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura), desde o ano 805 DC, foram assinados mais de 3.600 Tratados relativos a recursos hídricos internacionais, havendo inclusivamente quem defenda que a primeira data do ano de 2.500 AC e foi firmado entre duas cidades-Estado da Suméria para resolver uma disputa relativa ao rio Tigre.

A importância das questões associadas à partilha transnacional de rios e de outros cursos de água, adquire particular magnitude devido ao fato de, a nível mundial, haver 263 lagos e bacias hidrográficas transfronteiriços que cobrem aproximadamente metade da superfície terrestre.

Cerca de 145 países incluem no seu território bacias internacionais, dos quais 21 países dependem exclusivamente para a sua sobrevivência.

O Planeta Azul

O nosso “planeta azul” vive um paradoxo dramático: embora dois terços da superfície da Terra sejam cobertos de água, uma em cada três pessoas não dispõe desse líquido em quantidade suficiente para atender às suas necessidades básicas.

A explicação para o paradoxo da escassez na abundância é a seguinte: a água um recurso renovável pelo ciclo natural da “evaporação e chuva”, distribuído com fartura na maior parte da superfície do planeta. Acontece que a ação humana afetou de forma decisiva a renovação natural dos recursos hídricos. Estima-se que 50% dos rios do mundo estejam poluídos por esgotos, dejetos industriais e agrotóxicos. “Em alguns casos, a sujeira é irreversível e aquela fonte de água jamais poderá voltar a ser utilizada”.

Nos últimos 100 anos, a população do planeta quadruplicou (no início do século XX, o cálculo foi estabelecido em torno de 1 bilhão e 600 milhões e hoje em dia, século XXI em torno de 6,7 bilhões), enquanto a demanda por água se multiplicou por oito.

Estima-se que a humanidade use atualmente metade das fontes de água doce do planeta. Em quarenta anos, utilizará perto de 80%. Apenas 1% de toda a água existente no planeta é apropriada para beber ou ser usada na agricultura. O restante corresponde à água salgada dos mares (97%) e ao gelo nos polos e no alto das montanhas.

Muitos especialistas temem que no futuro haja guerras por água. Em parte, o perigo está no fato de que nenhum país é totalmente dono de sua própria água. A maior reserva de água subterrânea existente no mundo, o aquífero Arenito Núbia, distribui-se pelo subsolo de quatro países – Líbia, Egito, Chade e Sudão. O aquífero Guarani, segundo em extensão, é dividido entre Brasil, Argentina, Uruguai e Paraguai.

Os fatores humanos da escassez de água são agravados por eventos climáticos. De todas as previsões relacionadas ao aquecimento global, a mais surpreendente talvez seja a de que o clima da Terra ficará mais úmido, mas não de forma uniforme por todo o planeta. Haverá mais chuvas nas regiões próximas aos polos e secas mais intensas nas áreas subtropicais. Isso deve piorar um problema contra o qual a humanidade já luta há milênios: a natureza nem sempre nos dá a água no lugar, no momento e na quantidade que precisamos.

A Química da Água.

A água é uma substância química composta de hidrogênio e oxigênio(H2O), sendo essencial para todas as formas conhecidas de vida na Terra. É frequente associar a água apenas à sua forma ou estado líquido, mas a substância também possui um estado sólido, o gelo, e um estado gasoso, designado vapor de água.

Embora pequenas quantidades de água pareçam transparentes a olho nu, a água é um composto químico de coloração levemente azulada. Ao contrário da ideia popular, a água possui uma cor intrínseca que se deve ao espectro seletivo de absorção da luz.

A água cobre 71% da superfície da Terra. Na Terra, ela é encontrada principalmente nos oceanos. 1,6% encontra-se em aquíferos e 0,001% na atmosfera como vapor, nuvens (formadas de partículas de água sólida e líquida suspensas no ar) e precipitação. Os oceanos detêm 97% da água superficial, geleiras e calotas polares detêm 2,4%, e outros, como rios, lagos e lagoas detêm 0,6% da água do planeta. Uma pequena quantidade da água da Terra está contida dentro de organismos biológicos e de produtos manufaturados.

Figura 1: Países cujos recursos hídricos dependem do afluxo de águas transfronteiriças.

O acesso à água potável tem melhorado continuamente e substancialmente nas últimas décadas em quase toda parte do mundo. Existe uma correlação clara entre o acesso à água potável e o PIB per capita de uma região. No entanto, alguns pesquisadores estimaram que em 2025 mais de metade da população mundial sofrerá com a falta de água potável.

A água desempenha um papel importante na economia mundial, já que ela funciona como um solvente para uma grande variedade de substâncias químicas, além de facilitar a refrigeração industrial e o transporte. Cerca de 70% da água doce do mundo é consumida pela agricultura.

Em certas regiões do mundo, como o norte da China, o oeste dos Estados Unidos e o Lago Chade, na África, a água vem sendo consumida em ritmo mais rápido do que pode ser renovada. Calcula-se que 30% das maiores bacias hidrográficas tenham perdido mais da metade da cobertura vegetal original, o que levou à redução da quantidade de água.

“Ainda hoje usamos esse bem vital com a mesma falta de cuidado que se tinha no século XIX”, diz a especialista em água Petra Sánchez, da Universidade Mackenzie, em São Paulo. A humanidade desperdiça e polui a água como se nada valesse – e já paga o preço por isso. Pouca gente nota, mas a água tornou-se um dos produtos mais presentes no comércio global. Países com poucos recursos hídricos, como a China, compensam a escassez importando a "água virtual" embutida em produtos agrícolas ou industriais. Calcula-se que sejam necessárias 10 toneladas de água para produzir o equivalente a 2 dólares em trigo e a mesma quantidade do recurso natural, em média, para obter um produto industrializado de 140 dólares. Como se gasta muito mais água na irrigação do que nas fábricas, em proporção ao valor final do produto, pode valer mais a pena para um país importar alimentos e concentrar suas forças na indústria. A China, uma das nações com a menor disponibilidade de água doce per capita, está passando por essa transição. Recentemente, os três maiores lagos chineses foram cobertos por algas devido à poluição, que matou os peixes e impediu o uso da água no abastecimento da população. Na semana passada, o governo chinês anunciou um projeto para despoluir todos os lagos do país.

No fim do mês passado, o condado de Orange, um dos mais ricos da Califórnia, inaugurou a maior estação do mundo dedicada a transformar esgoto em água potável. Depois de limpa, a água é injetada no lençol freático do qual a cidade se abastece. É uma providência que vem em boa hora. A Califórnia não é apenas uma das regiões mais secas dos Estados Unidos – é também onde se encontra o maior consumo hídrico per capita do mundo.

O Brasil e a Água.

Até os meados do século XIX, a população da América Latina estava estimada em 33 milhões de habitantes.Em 1900, em 63 milhões. No século XX começou ocorrer o vertiginoso crescimento demográfico. Já no início do século XXI estamos com uma população de 570 milhões de habitantes aproximadamente, um crescimento de +- 17 vezes nesse período. O Brasil está com uma população de +- 200 milhões de habitantes. A América Latina tem uma área aproximada de 21.069.501km², cerca de 3,9 por cento da superfície da Terra, ou cerca de 14,1 por cento da sua superfície terrestre.

Mesmo países com água em abundância, como é o caso do Brasil, não estão livres de dilemas. O acesso à água potável depende de um sistema eficiente de coleta, tratamento e distribuição. Há duas razões principais para isso. A primeira é o crescimento populacional das cidades, que leva ao esgotamento das fontes hídricas próximas dos centros urbanos. A solução é trazer a água, um recurso pesado e difícil de transportar, de lugares cada vez mais distantes. Parte da água que abastece São Paulo é captada a 100 quilômetros de distância. A segunda dificuldade na captação de água limpa a baixo custo para as cidades é a poluição.

O uso de água imprópria para o consumo humano é responsável por 60% dos doentes no mundo. Por dia, 4.000 crianças morrem de doenças relacionadas à água, como a diarreia. Os especialistas costumam alinhar duas soluções principais para evitar a escassez de água de qualidade, própria para o consumo humano: cobrar mais pelo uso do recurso e investir no tratamento dos esgotos. O objetivo de cobrar mais pela água é desencorajar o desperdício.

Na irrigação, por exemplo, que consome 70% de toda a água doce utilizada no mundo, pode-se economizar com sistemas de gotejamento e borrifamento, mais eficientes que as técnicas de alagamento das lavouras.

No Brasil, cobra-se pelo uso da água em apenas duas bacias hidrográficas formadas por rios de jurisdição federal (a lei permite que se faça o mesmo em outras cinco). A segunda solução, o tratamento de esgoto, possibilita que a água seja devolvida à natureza ou reutilizada.

De acordo com a visão prospectiva apresentada no Relatório de Desenvolvimento das Nações Unidas, em 2050, a probabilidade de um cidadão viver num país afetado por escassez crônica ou recorrente de água doce será de 25%.

A Poluição do Ambiente Aguático.

Ao contrário do que se fala popularmente, água potável não é sinônimo de água pura. Entende-se por água pura uma amostra de água que contenha apenas moléculas de H2O sem nenhuma outra substância misturada.

Já a água potável significa aquela que pode ser ingerida sem riscos à saúde. Na água potável há muitas substâncias dissolvidas entre elas sais minerais, muitos deles necessários ao bom funcionamento do organismo do ser humano.

As águas dos rios, lagos e mares vizinhos às regiões metropolitanas são, em geral, poluídas, ou seja, contém substâncias que tornam sua ingestão prejudicial à saúde.

Poluentes.

Os principais tipos de poluentes do ambiente aquático abaixo na tabela:

Tipo	Exemplos	Causas
Restos em decomposição	Fezes, restos de plantas, animais	Consomem Oxigênio da água, matam os peixes.
Microrganismos	Vírus, bactérias, parasitas	Causam cólera, hepatite, verminoses.
Compostos orgânicos	Agrotóxicos, sabões, detergentes
Nutrientes de algas	Fosfatos (aditivos de detergentes)
Íons metálicos	Chumbo, Mercúrio	Provocam lesões no sistema nervoso
Materiais em suspensão	Terra, areia	Impedem entrada de luz

Tratamento da Água.

Para que possa ser consumida pela população, a água precisa passar por um processo que elimine todos os seus poluentes. O tratamento da água passa fundamentalmente por duas fases:

o tratamento primário e o tratamento secundário.

No tratamento primário, os poluentes são eliminados por processo que não envolvem reações químicas, isto é, processos físicos.

São eles:

Peneiramento: para remover grandes objetos.
Sedimentação: que consiste em deixar que os grãos maiores de sujeira se depositem lentamente no fundo do recipiente.
Filtração: com sucessivas camadas de areia e cascalho para remover partículas menores.
Aeração: na qual o ar é borbulhado através da água retirando H2S, óleos voláteis e outras substâncias que possam conferir mau cheiro à água.

2. No tratamento secundário, os poluentes são eliminados por processos que envolvem reações químicas.

São elas:

Coagulação ou floculação: Adiciona-se cal hidratada [Ca(OH)2] à água e, a seguir, sulfato de alumínio [Al2(SO4)3]. Ocorre a seguinte reação química de dupla troca o hidróxido de alumínio formado, que é insolúvel na água, tem o aspecto de flocos de algodão. Esse composto retém em sua superfície muitas das impurezas na água, arrastando-as consigo para o fundo do tanque, onde a reação é feita.
Desinfecção: A adição de hipoclorito de sódio (NaClO) livra a água dos microrganismos presentes, pois o íon ClO- é um bactericida (mata as bactérias) e fungicida(mata os fungos). A água está pronta para ser consumida.

3. Tratamento Caseiro da Água.

Filtrar a água é uma operação muito importante para eliminar partículas ou bactérias que possam ter entrado na água após sua saída da estação de tratamento. Os fabricantes de filtros, costumam colocar dentro da vela do filtro pedaços de carvão ativo, preparado para reter em sua superfície substâncias que podem estar poluindo a água.
Uma maneira mais segua de eliminar microrganismos presentes na água é fervê-la (principalmente se ela provem de poço).
Outro modo é utilizar um ozonizador. Por meio de faíscas elétricas, esse aparelho transforma o oxigênio do ar (O2) em ozônio (O3), que é borbulhado na água. O ozônio é um bactericida muito eficiente.

Água: Sabendo usar, não vai faltar. Mas têm (há) muitas controvérsias.

Prof. Dr. Ricardo Felício.

Prof. Luiz Carlos Molion.

Físico Marcelo Gleiser.

Atividades com os Alunos.

I

O trabalho com resolução de problemas tem grande importância no processo de ensino-aprendizagem, tanto na Matemática como em outras disciplinas, já que o ser humano é desafiado a resolver problemas a todo momento em seu dia a dia.

A competência para resolver problemas não é exclusividade da Matemática, mas as habilidades e os conhecimentos adquiridos no aprendizado dessa disciplina auxiliam muito o seu desenvolvimento.

Tendo em vista o fato de que a formação matemática propicia ao ser humano uma maior facilidade em elaborar estratégias para encontrar as soluções ou vislumbrar diferentes caminhos para os resolver os problemas que enfrenta.

Com a prática de resolução de problemas nas aulas de Matemática, os alunos têm a oportunidade de desenvolver e sistematizar os conhecimentos matemáticos, dando significado aos conteúdos trabalhados. Isso porque, além de contextualizar os conteúdos estudados, para levarem os alunos a aplicar e a entender a utilidade do que aprenderam, os problemas desafiam os alunos a utilizar o raciocínio, a lógica, o cálculo mental, a estimativa, ou seja, todos os seus conhecimentos e habilidades prévias na busca de uma resolução.

Questões: Opiniões, Propostas e Hipóteses.

Como podemos armazenar eficientemente a água?
Nos países nas regiões do “Equador”, como fazem em relação a evaporação?
Sabendo que os países: Líbia, Egito, Chade e Sudão possuem água no subsolo, qual é um meio eficiente para a sua extração?
Como podemos purificar as águas poluídas e reutilizada?
Uma das técnicas usadas em Israel é dessalinizar a água do mar, você acha isso viável?

II) Atividades Propostas.

Desenvolvimento da leitura, reflexão, capacidade redigir uma resposta coerente com o tema.
Qual é a fração que representa a quantidade de água que recobre a Terra?
Desenhar uma circunferência e dividi-la em quatro partes, pintar com cores diferentes.
Fazer um gráfico representativo das porcentagens pessoas x consumo d’água.
Em se tratando de pessoas qual é a relação de acesso e consumo de água?
Quais fatores humanos afetaram as fontes d’águas e sua distribuição?
O que ocorreu com a população mundial no último século?
O que ocorreu com o consumo de água nesse período?
Qual a porcentagem das águas salgadas e nos polos?
O que pode ocorrer no futuro entre os povos a respeito da água?
Qual é o segundo aquífero de maior extensão e seu nome?
Qual é a composição química da “Água”?
Quais são os estados físicos da água na natureza?
Qual é a porcentagem de água consumida pela agricultura no mundo?
Qual foi um dos fatores para a perda da quantidade de água no mundo?
Além do desmatamento, qual outro fator alterou a quantidade de água?
O que estava fazendo a China com respeito da água?
O que está fazendo o governo chinês em relação a poluição de suas águas?
Qual é a porcentagem de doenças originárias da água?
Quais são as perspectivas do uso da água em 2050?

III) Tratamento da Análise com termos Matemático.

Cálculos de porcentagens.
Desenvolver equações algébricas com dados do texto.
Cálculos de figuras geométricas: perímetros, áreas e volumes.
Desenvolvimento de Gráficos de vários tipos.
Geometria Plana: Cálculo das áreas e dos perímetros das figuras planas, como: Triângulos, quadrados, retângulos, trapézios, paralelogramos, losangos, circunferência e círculos.
Geometria Espacial: Cálculo do volume das figuras espaciais como: Cubo, paralelepípedo, pirâmide, cilindro, cone, esfera.
Estatística e Gráficos: Mostrar os vários tipos de gráficos, sua construção no sistema cartesiano.
Aritmética e Cálculos: Uso das potências de base dez (notação científica), uso da calculadora científica como auxiliar nos cálculos.
Sistema de Medidas: Mostrar a utilização do Sistema Internacional de Unidades, suas grandezas fundamentais (padrão), aspecto histórico e aplicações.
Redação: Montar um relatório do que foi estudado seja manuscrito, impresso ou mesmo slides no power point.
Exposição ou Apresentação: Na sala em grupo ou um seminário.
Dirigir as atividades baseando-se na seleção de algumas perguntas.
Propor observações e comentários que auxiliem o leitor na compreensão da atividade e que orientam sua aplicação em sala de aula.
Utilizar recursos, como esquemas e fotografias, para facilitar a compreensão do leitor.
Apresentar recursos extras e ideias sobre avaliação.

Referências e Bibliografias.

Química: Tito M. Peruzzo, Eduardo L. Canto, Ed. Moderna (Volume Único-2000).
Geografia: Lúcia M. A. Almeida, Tércio B. Rigolin, Ed. Ática (2002).
Ciências Naturais; Eduardo L. Canto, Ed. Moderna (Coleção Ciências-2009).
A Conquista da Matemática: José Ruy Giovanni Jr, Benedicto Castrucci, Ed. Ftd (2009).
Geografia Critica: J. William Vesentini, Vânia Vlach, Ed. Ática (2009).
Matemática: Manoel Paiva, Ed. Moderna (Volume Único-2005).
Matemática: Jackson Ribeiro, Ed. Scipione (2011).
Matemática: Luiz R. Dante, Ed. Ática (Volume Único-2008).
Física: Raymond A. Serway, Ed. LTC (1996).
Ciências: Carlos Barros, Wilson Paulino, Ed. Ática (2010).
Estudos de Geografia: Melhem Adas, Ed. Moderna (2007).

LINKS: Internet

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COLABORADORES

segunda-feira, 7 de outubro de 2013

PLANETA ÁGUA

domingo, 6 de outubro de 2013

“ÁGUA NA TERRA- ESTÁ SE TORNANDO UMA RARIDADE”