Pesquisador/Autor
Me. Carlos Augusto dos Santos Faias Junior
Currículo Lattes
http://lattes.cnpq.br/1499165079474019
Orientadora
Profa. Dra. Claudemira Vieira Gusmão Lopes
Coorientadora
Profa. Dra. Edinalva Oliveira
Instituição de Ensino
Universidade Federal do Paraná
Resumo da pesquisa
A pesquisa em questão surge da necessidade de integrar questões ambientais, particularmente relacionadas à qualidade da água, ao currículo do Ensino Médio nas disciplinas de Química, Física e Biologia. Desde os anos 1970, há uma reflexão crescente sobre o consumo e poluição da água, um recurso limitado e vital. A iniciativa busca auxiliar professores através da criação de um caderno pedagógico que centraliza a temática da “qualidade da água” para explorar conteúdos relevantes das disciplinas citadas, promovendo a sustentabilidade. Para elaborar esse material, foi realizada uma pesquisa em três fases, que incluiu pesquisa bibliográfica, levantamento de informações com estudantes de licenciatura e a criação e execução de um curso de extensão. Este curso, dividido em seis etapas, permitiu a observação e intervenção direta no processo de aprendizagem, culminando na análise e sistematização dos dados coletados para a confecção do produto final. Este esforço colaborativo resultou na elaboração de um recurso didático que articula diversos conteúdos do currículo do Ensino Médio ao redor da centralidade da temática “qualidade da água”.
Palavras-chave
Microinvertebrados bentônicos, Conteúdos estruturantes, Qualidade da Água.
Link para acesso ao material original
O planeta Terra, com sua vastidão azul que abriga uma riqueza inimaginável de vida, tem sido um ponto central de debates e estudos desde a década de 1970, quando começamos a refletir mais profundamente sobre os desafios da disponibilidade, do consumo sustentável e da preservação da qualidade da água. Apesar de abundante, sabemos que apenas uma pequena parcela desse recurso é adequada para o consumo humano, uma questão que repercute não só em nossa saúde, mas em todo o ecossistema que nos rodeia. Nesse contexto, como poderíamos abordar esse tema tão essencial de uma maneira inovadora no ambiente educacional?
Imagine unir os campos do conhecimento de Química, Física e Biologia sob o eixo articulador da “qualidade da água”, criando uma experiência de aprendizado com os desafios socioambientais contemporâneos, mas também estimula o pensamento crítico e a consciência ecológica nos estudantes. Estamos falando de uma iniciativa que busca (re) imaginar o processo de aprendizado, tornando-o um campo para a exploração de temas atuais e urgentes através de uma abordagem multidisciplinar. Uma pesquisa recente debruçou-se sobre essa possibilidade, dando vida a um caderno pedagógico que promete ser um aliado para os educadores na missão de formar cidadãos conscientes e engajados na preservação do nosso bem mais precioso.
Agora, convidamos você a embarcar conosco nesta jornada de descoberta educacional. Ao mergulhar nas páginas deste caderno pedagógico, você encontrará não apenas um guia, mas uma fonte de inspiração para transformar a sala de aula em um laboratório vivo, onde os conceitos de Ciências da Natureza se entrelaçam com questões ambientais relevantes, propondo uma verdadeira revolução na forma como abordamos o ensino e a aprendizagem. Junte-se a nós e descubra como você pode ser parte ativa na formação de uma geração que vê na educação a chave para um futuro mais sustentável no nosso planeta.
Embora o foco não esteja na classificação de misturas, os alunos podem explorar a natureza das águas dos rios (homogêneas ou heterogêneas) durante a coleta de macroinvertebrados bentônicos.
Ao estudar os macroinvertebrados bentônicos, os alunos podem explorar como diferentes ecossistemas aquáticos (rios, lagos, etc.) influenciam a biodiversidade, incluindo as características físicas e químicas da água e como isso afeta a flora e fauna.
Ao estudar os macroinvertebrados, os alunos podem avaliar como desastres naturais ou mudanças provocadas pela ação humana afetam esses organismos e, por extensão, os ecossistemas aquáticos.
O biomonitoramento através de macroinvertebrados bentônicos pode ser correlacionado com a saúde do ecossistema aquático, o que, por sua vez, impacta a saúde da comunidade humana.
A análise da qualidade da água e a presença de macroinvertebrados bentônicos podem ser discutidas no contexto dos impactos ambientais causados por usinas de energia nas proximidades dos ecossistemas aquáticos.
Os resultados do biomonitoramento podem ser utilizados para discutir e desenvolver iniciativas que visam restabelecer o equilíbrio dos ecossistemas aquáticos afetados por alterações climáticas ou intervenções humanas.
A partir do estudo e dos resultados do biomonitoramento, os alunos podem propor iniciativas para melhorar a qualidade da água, abordando problemas ambientais locais.
O estudo de macroinvertebrados e a qualidade da água pode destacar a importância de preservar ecossistemas aquáticos e promover a conservação.
Adentramos agora em uma das unidades deste caderno, onde a riqueza do conhecimento adquirido pelos nossos alunos, tanto em Ciências no 7º ano quanto em Biologia no 2º ano do ensino médio, é revisitada e entrelaçada de maneira harmoniosa. Preparamos uma jornada de descobertas onde os conceitos anteriormente aprendidos de forma fragmentada ganham novo brilho e profundidade, ao serem integrados através das lentes das Ciências da Natureza e Ambientais.
Estamos certos de que essa abordagem renovada irá não apenas facilitar a compreensão dos estudantes, mas também instigar uma curiosidade genuína e uma apreciação mais profunda pelos mistérios e belezas que essas disciplinas têm a oferecer. Vamos juntos desbravar esse caminho de aprendizado enriquecido e contextualizado, dando às nossas aulas um toque de magia e encantamento. Esperamos que você se sinta tão inspirado (a) quanto nós ao explorar cada página deste material cuidadosamente elaborado.
Convidamos você para, caso deseje, conhecer as outras três unidades. Elas estão recheadas de atividades práticas e com recursos de fácil uso e aquisição nas escolas.
Ao mencionar o termo “macroinvertebrado bentônico”, também conhecidos simplesmente por bentos, provavelmente a maioria da turma não se recordará, afinal desde o sétimo ano do ensino fundamental os professores de Ciências desmembram os Seres Vivos em diversos conteúdos básicos e específicos.
Um exemplo é o Reino Animália que por sua vez se desmembra em vários filos, incluindo o Artrópoda, dividido em subfilos Crustácea (camarões, caranguejos, cracas e lagosta), Subfilo Chelicerata: (escorpiões, aranhas, ácaros e carrapatos) e Subfilo Uniramia: formigas, libélulas, baratas e mosquitos, gafanhotos, abelhas, traças, piolho-de-cobra (diplópodes), lacraia e centopeia (quilópodes).
Enfim, a diferença entre o que eles aprenderam ao longo da educação básica e esta proposta é que precisarão estabelecer relações entre os fatores ambientais e as condições de sobrevivência desses animais nos ecossistemas aquáticos. Muitos dos animais supracitados estão presentes no grupo dos macroinvertebrados bentônicos e, no entanto, para entendermos o que são e qual o papel deles no ambiente, precisamos entender primeiro o conceito de biomonitoramento.
Chamamos biomonitoramento ou monitoramento biológico a avaliação de mudanças ocorridas em ambientes, causadas por interferências humanas ou não, por intermédio do uso sistemático de organismos vivos que chamamos de biondicadores. Cabe aqui a pergunta: como escolher as espécies que irão indicar a qualidade da água? Nesse momento entram em cena os conhecimentos que acabamos de adquirir estudando os parâmetros físicos e químicos de qualidade da água. Porque para se escolher as espécies devemos observar a capacidade delas em tolerar mudanças nos parâmetros através de fontes de poluição, como alteração de pH da água, e muitos outros. (FAIAS JUNIOR, 2018).
Dessa forma o uso de macroinvertebrados bentônicos tem sido cada vez mais aceito como ferramenta para a avaliação da qualidade da água, mesmo havendo incipiência no conhecimento taxonômico da fauna brasileira. Esse fato tem dificultado a aplicação desta técnica por parte dos órgãos ambientais (FAIAS JUNIOR, 2018).
Vale ressaltar que existem muitos indicadores biológicos de qualidade de ecossistemas aquáticos. Então, por que os macroinvertebrados bentônicos se destacam? Isso se deve ao fato dos mesmos serem sensíveis não só a poluição, mas às mudanças ocorridas no ambiente. Também importa o fato de terem ciclos de vida suficientemente longos; o tamanho do corpo relativamente grande (visíveis a olho nu) e de fácil amostragem; técnicas padronizadas e de custo baixo; alta diversidade de espécies, que permite ampliar a tolerância, além de fornecer amplo espectro de respostas para diferentes níveis de contaminação dos ecossistemas aquáticos (FAIAS JUNIOR, 2018).
Olhando os macroinvertebrados bentônicos mais de perto!
É importante chamar a atenção dos estudantes para a o tipo de solo, tipo de vegetação do local e para as possíveis atividades econômicas desenvolvidas na região, que podem alterar as condições ambientais do local.
Professor (a), esta atividade acontece em um rio. Então atente para as medidas de segurança porque vocês terão que entrar na água para fazer a coleta. Assim, escolha um rio que não tenha correnteza forte e que a água não ultrapasse a canela dos alunos. Antes da atividade, obtenha a autorização dos pais e da escola. Tanto você quanto os estudantes deverão usar equipamentos como bota de borracha, luvas de pano, boné e filtro solar. Não é adequado fazer esta atividade com turmas muito grandes porque você terá dificuldade em cuidar da segurança dos alunos. Portanto, se a sua turma tiver mais de 15 alunos é aconselhável que você convide mais professores para participarem da atividade e colaborarem com a segurança dos estudantes.
Chegamos ao local de estudo!
Chegando ao local de estudo o professor faz uma breve apresentação dos assuntos que serão abordados, algumas técnicas para a realização dos trabalhos de campo com segurança, destacando a importância da consideração dos bentos como bioindicadores de qualidade da água, provocando os estudantes com questionamentos.
Algumas questões:
Orientações para a coleta dos bentos
Depois das orientações envolvendo a segurança dos alunos, o professor deve encaminhar os estudantes para a trilha de acesso ao rio para iniciar a coleta, levando todos os equipamentos e materiais necessários. Utilizando a peneira, o professor coleta sedimentos e resíduos vegetais do fundo do rio de diversos pontos (imagem a seguir). Estes pontos podem ser escolhidos de acordo com as mudanças no curso do rio, considerando profundidade e correnteza, buscando diferentes micro-habitats. É em sedimentos, embaixo de pedras e nos resíduos de vegetais que os bentos serão encontrados.
Professor (a), atenção ao estudante, alguns bentos podem ser muito pequenos e por isso é preciso atenção antes de descartar os restos de vegetais da peneira. Com a pinça de ponta fina, pegar e transferir os bentos capturados para a bacia, com um pouco de água, lembrando que podem ser muito pequenos, e que também possuem a capacidade de se camuflar no meio de folhas e gravetos. É recomendado o uso de luvas e botas, pois alguns possuem estruturas que parecem espinhos e podem machucar as mãos e a sola dos pés, se os estudantes estiverem desprotegidos.
Os bentos capturados em cada ponto selecionado devem ser armazenados separadamente nos sacos plásticos devidamente identificados, contendo solução de formol 10% que conserva as características dos animais coletados.
Se possuir uma sonda multiparâmetros, medir a temperatura do ar, a temperatura da água e do oxigênio dissolvido. O professor pode provocar os estudantes com algumas questões e criar um momento de reflexão e aprendizado.
Na triagem em laboratório estes animais dever ser transferidos para uma solução de álcool 70%, pois se continuarem na solução de formol podem ficar extremamente ressacados e quebradiços, o que poderá prejudicar as amostras.
Algumas questões:
Vamos estudar os bentos para poder identificá-los?
Os bentos são considerados bons indicadores de ecossistemas aquáticos. Muitos destes organismos são altamente sensíveis às mudanças ocorridas nos ambientes, principalmente quando relacionadas à presença de contaminantes ou poluentes. Além disso, os ciclos de vida destes animais são relativamente longos; o corpo é suficientemente grande, permitindo sua amostragem por meio de técnicas padronizadas e de baixo custo. Outro ponto relevante é que este grupo inclui uma alta diversidade de espécies, o que permite ampla capacidade de respostas a tolerâncias e vasto intervalo para variados níveis de contaminação (ALBA – TERCEDOR, 1996).
Os bentos incluem representantes de vários grupos biológicos, cada um deles com uma infinidade de características anatômicas, fisiológicas e ecológicas. Essa variedade de características lhes permite conviver uns com ou outros, embora haja uns que atuam como predadores de outros. O QUADRO 01 apresenta alguns aspectos gerais dos macroinvertebrados bentônicos. Os nomes apresentados na primeira coluna são dos nomes comuns, que frequentemente são apresentados nos livros didáticos dos animais incluídos nos livros didáticos para ensino fundamental e ensino médio.
Sendo bioindicadores, os bentos apresentam diferentes respostas diante da poluição.
Há grupos que habitam ambientes limpos e com água bem oxigenada e de boa qualidade, considerados Sensíveis ou Intolerantes. Outros grupos ocorrem em ambientes com certo grau de poluição, denominados Tolerantes. E há os capazes de suportar a presença de contaminantes, denominados Resistentes. (CALLISTO et al., 2001).
Observando os bentos coletados no rio
Para esta atividade vamos precisar de uma Lupa (microscópio estereoscópio) e do laboratório da escola. Se for possível, disponibilize uma lupa para cada grupo de quatro estudantes (IMAGEM 06).
Caso não tenha laboratório, pode-se usar uma sala de aula mesmo. Também é possível improvisar com uma boa lupa de mão e uma fonte de luz. É importante observar as espécies ocorrentes, a quantidade coletada, comparar com os diferentes pontos de coleta e perceber se existem diferenças.
Com relação aos macroinvertebrados e o significado destes como bioindicadores, nos surge uma pergunta importante: Como de fato podemos utilizar macroinvertebrados para definir a qualidade da água e do ambiente?
Para responder essa pergunta vamos relembrar o que mencionamos anteriormente na Unidade II. Naquele momento procuramos deixar claro que os macroinvertebrados podem ser agrupados em três grandes grupos: Sensíveis, Tolerantes e Resistentes e que o Índice BMWP – Biological Monitoring Working Party System é uma forma de avaliar a qualidade da água. Essa metodologia é aplicada em diferentes estudos.
A seguir apresentamos algumas imagens que incluem representantes comuns dos grupos de macroinvertebrados. Alertamos que não são os únicos representantes, mas é possível que você consiga relacionar as imagens aos organismos que vocês coletaram. Para que você professor e seus alunos possam utilizar estes animais como bioindicadores incluímos algumas informações sobre estes organismos: acima da imagem está a pontuação utilizada no índice BMWP e abaixo das imagens o nome oficial da família deste macroinvertebrado. Este nome oficial é reconhecido pelo conhecimento científico e tem como regra o fato de que todos apresentam ao final a terminação “idae”.
Sugerimos que você professor observe atentamente os animais que vocês coletaram. Caso eles se pareçam com as imagens podemos calcular a qualidade da água utilizando o potencial de bioindicação. Para isso podemos começar separando na amostra os organismos conforme suas características. Observe como são as patas, verifique se há alguma estrutura na parte posterior do animal, verifique se existem antenas, como estão os olhos e outras características. Procure relacionar o que foi coletado às imagens que apresentamos.
Para o cálculo do índice BMWP utiliza-se a pontuação que apresentamos acima das imagens. Importante deixar claro que a pontuação é um valor oficial, reconhecido mundialmente como potencial do organismo como bioindicador.
Vamos anotando a pontuação para os diferentes animais que coletamos e no final somamos os valores de cada animal, para que possamos obter uma pontuação final. Essa pontuação final será aplicada numa escala de referência, conforme apresentado no a seguir.
O valor final obtido será útil no enquadramento da qualidade da água. Assim a qualidade da água (QUADRO 2) é sistematizada em seis classes, sendo a classe I aquela com águas de ótima qualidade, onde a pontuação resultou numa somatória acima de 150 pontos. Enquanto a classe VI é aquela com água muito crítica, na qual a somatória da pontuação final resultou num valor menor que 15 pontos. Professor e estudantes, chamamos atenção para o fato de que a pontuação obtida não tem ligação com o número de indivíduos de cada “Família” que foi registrada. Ou seja, cada organismo diferente recebe a pontuação independentemente se há apenas um ou dezenas de indivíduos daquela “família”.
Quadro de pontuação
Professor (a), caso não seja possível realizar uma atividade de coleta no campo, é possível criar uma simulação. Neste caso você poderá utilizar imagens de ambientes naturais e uma comunidade de bentos que você determinou. Cada comunidade poderá ser representada por miçangas, botões ou outros pequenos objetos. Utilize para cada família de bentos um tipo de miçanga. Os estudantes podem ser organizados em equipes, cada equipe receberá miçangas e tentará analisar a comunidade de bentos com base nas miçangas. Assim, será possível calcular o índice BMWP e se apropriar do que buscamos esclarecer como qualidade da água.
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Samara Moura
E-mail: maria.moura@usp.br
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