Projeto de Iniciação científica: Educação ambiental, Ecologia e Qualidade da Água das nascentes do Monumento Natural Serra do Elefante

Apoio da AASE em projeto de Iniciação cientifica sobre Educação ambiental, Ecologia e Qualidade da Água das nascentes do Monumento Natural Serra do Elefante

Em julho de 2012, iniciou-se em Mateus Leme, um importante projeto ambiental com o nome Educação ambiental, Ecologia e Qualidade da Água das nascentes da (do Monumento Natural) Serra do Elefante. O projeto faz parte de uma pesquisa de Iniciação científica que tem por objetivos investigar a percepção e Educação Ambiental dos cidadãos de Mateus Leme a respeito da Serra do Elefante, além de analisar as características ecológicas, físico-químicas e microbiológicas das nascentes existentes na Unidade de Conservação. O foco do projeto é levar à população conhecimento e conscientização a respeito da importância de se preservar a biodiversidade natural existente no Monumento Natural da cidade.

Pesquisadoras de Iniciação Científica do projeto. Morgana e Gabriela. 

A inspiração para desenvolvimento do projeto surgiu pelo pensamento ecológico e pela vontade de fazer ciência de duas adolescentes de Azurita (Gabriela Oliveira Assunção e Morgana Súelen Oliveira Vilaça) e pelas biólogas Fernanda Aires Guedes Ferreira e Dirce de Oliveira. O projeto tem a importantíssima colaboração, apoio e amizade da Associação Amigos da Serra do Elefante que além de fornecer subsídios para a continuidade da pesquisa oferece segurança e suporte para as inúmeras visitas às nascentes da Serra.

Equipe do projeto: Morgana, Fernanda, Gabriela e Dirce (esquerda para direita)

Equipe AASE. 

Pesquisar para conservar: a importância de fomentar projetos de pesquisa na Serra do Elefante

                A Unidade de Conservação Serra do Elefante foi criada em 2008 na categoria Monumento Natural. Esta criação deveu-se à biodiversidade e ao sistema dinâmico de duas microbacias existentes no local: o Ribeirão Mateus Leme e o Córrego Boa Vista, essas unidades hidrográficas interagem com diferentes componentes do ambiente, como solo, vegetação, fauna, e principalmente, o homem.  

A estruturação de projetos de pesquisa é o primeiro grande passo para promover a preservação da biodiversidade existente numa Unidade de Conservação. A pesquisa fornece subsídios para que a criação de uma unidade conservação ultrapasse as premissas iniciais de delimitar uma área e normatizá-la. Hoje sabe-se, que somente delimitar uma área de conservação não é o  suficiente para cumprir o objetivo conservacionista para a qual ela foi criada, faz-se necessário uma gestão eficaz. Um dos pilares essenciais para essa finalidade é o conhecimento técnico-científico e sua aplicação, ou seja, é necessário conhecer para preservar.

            Sabendo, portanto, da importância de se conhecer de forma técnico cientifica um espaço de conservação como é a Serra do Elefante, o projeto Educação ambiental, Ecologia e Qualidade da Água das nascentes da (do Monumento Natural) Serra do Elefante pretende fornecer dados científicos para que todos os seguimentos da sociedade possam saber a respeito da Unidade de Conservação existente na cidade, afinal são pequenas gestos feitos por cada um de nos que podem preservar a vida de todo o planeta.

Mensagem escolhida pelas alunas Gabriela e Morgana como inspiração para o desenvolvimento do projeto:

“Tal como uma pequena semente guarda dentro de si a essência de uma bela árvore. Pequenos gestos de nossa parte podem preservar a vida de todo um planeta.”

(Iolanda F. Sigrist) 

Conhecendo a pesquisa do projeto: Educação ambiental, Ecologia e Qualidade da Água das nascentes da (do Monumento Natural) Serra do Elefante

O projeto tem três grandes propostas:

1- Avaliar a qualidade da água de todas as nascentes encontradas nos 801,47 hectares da U.C Monumento Natural Serra do Elefante.

Para isso estão sendo realizados diversos testes físico-químicos, tais como:

·         Alcalinidade

·         Dureza

·         Cloretos

·         O2 dissolvido e DBO (Demanda Bioquímica do Oxigênio)

·         Temperatura

·         Turbidez

·         pH

·         Ferro

·         Amônia

·         Ortofosfato

Estão sendo realizados, também, testes microbiológicos para quantificar a presença de Salmonella e Coliformes Fecais e totais na água.

Com os resultados físico-químicos e microbiológicos será possível conhecer a situação atual das nascentes e com isso agir para acabar com as fontes de devastação das mesmas. 

Pesquisadores do projeto realizando testes físico-químicos

Pesquisadoras Gabriela e Morgana fazendo análises Físico-químicas.

Pesquisadora Morgana na nascente da cachoeira fazendo medições de pH.

2.  Conhecer a biodiversidade e Ecologia das nascentes e seu entorno.

            Juntamente com as análises de qualidade da água também está sendo analisada a biodiversidade microscópica das águas das nascentes. Esta parte da pesquisa será incorporada num futuro catalogo que será criado sobre Serra do Elefante.

Está sendo conferida também o estado de conservação e o tamanho da zona riparia que é a área de mata nativa do entorno de uma nascente, de acordo com a lei de preservação de corpos d’água a zona ripária de uma nascente deve ser superior a 50 metros para a conservação mínima.

Figura a: Alga Stauroneis sp.

Figura b: Alga Eunotia sp.

Pegada encontrada próxima a uma das nascentes.

3 – Promover ações de Educação Ambiental

Para conhecer a percepção da população de Mateus Leme sobre a Serra do Elefante foram feitas entrevistas com 150 moradores.

Pretende-se também após os resultados da pesquisa promover palestras, encontros, concursos e produção de material didático-científico sobre a Serra do Elefante.

Pesquisadora Gabriela fazendo entrevista com uma moradora de Mateus Leme.

Pesquisadora Morgana fazendo entrevista com uma moradora de Mateus Leme.

O Futuro do projeto:

Toda a pesquisa em andamento será submetida à participação na Feira Brasileira de Ciências e Engenharia que acontecerá em março de 2013 na USP - Universidade de São Paulo. Além da divulgação e ação ambiental para todos os moradores de Mateus Leme. 

Educação ambiental, Ecologia e Qualidade da Água das nascentes (do Monumento Natural) Serra do Elefante

Pesquisadoras de Iniciação científica:

Gabriela Oliveira Assunção

Morgana Súelen Oliveira Vilaça

Orientadora do projeto:

Fernanda Aires Guedes Ferreira (professora e bióloga)

Co-orientadora:

Dirce de Oliveira (bióloga)

Instituição fomentadora:

Associação Amigos da Serra do Elefante

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Feira de Ciências sobre eletricidade: as engenhocas

Deixo nesta postagem uma coletânea de experimentos que podem ser facilmente executados em feiras de Ciências. 

Os experimentos são engenhocas que exploram conhecimentos de eletricidade. 
Vale a pena conferir!


Jogo memória eletrônica
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energia dos frutos
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carrossel reciclado
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avião reciclado
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Rastreador lunar reciclado
experimento 1 clique aqui
continuação clique aqui

Energia eólica
experimento 1 clique aqui
experimento 2 clique aqui
 experimento 3clique aqui 

Motores em paralelo

 clique aqui

Energia hidrelétrica
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Todos os videos pertencem ao maravilhoso trabalho do professor Pardal. 

Site: http://www.youtube.com/user/professorphardal

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Qualidade da água: Como determinar a Alcalinidade da água

Para que analisar a alcalinidade da água?

A alcalinidade não se constitui em padrão de potabilidade, ficando este efeito limitado pelo valor do pH. 
A alcalinidade total de uma água é dada pelo somatório das diferentes formas de alcalinidade existentes, ou seja, é a concentração de hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos, expressa em termos de Carbonato de Cálcio. Pode-se dizer que a alcalinidade mede a capacidade da água em neutralizar os ácidos. A medida da alcalinidade é de fundamental importância durante o processo de tratamento de água, pois, é em função do seu teor que se estabelece a dosagem dos produtos químicos utilizados. Normalmente as águas superficiais possuem alcalinidade natural em concentração suficiente para reagir com o sulfato de alumínio nos processos de tratamento. Quando a alcalinidade é muito baixa ou inexistente há a necessidade de se provocar uma alcalinidade artificial com aplicação de substâncias alcalinas tal como cal hidratada ou Barrilha (carbonato de sódio) para que o objetivo seja alcançado. Quando a alcalinidade é muito elevada, procede-se ao contrário, acidificando-se a água até que se obtenha um teor de alcalinidade suficiente para reagir com o sulfato de alumínio ou outro produto utilizado no tratamento da água.

Como interpretar os resultados de alcalinidade:

Esta variável, caracteriza pela  capacidade de neutralização de ácidos na água, ou seja, mede as bases na água.


A alcalinidade é devida principalmente à presença de bicarbonatos, carbonatos e 
hidróxidos. Os compostos mais comuns são os seguintes: 
- hidróxidos de cálcio ou de magnésio; 
- carbonatos de cálcio ou de magnésio; 
- bicarbonatos de cálcio ou de magnésio; 
- bicarbonatos de sódio ou de potássio. 

Mesmo as águas com pH inferior a 7,0 (5,5 por exemplo), podem, e, em geral,  apresentam alcalinidade, pois normalmente contém bicarbonatos. 

Dependendo do pH da água, podem ser encontrados os seguintes compostos: 
- valores de pH acima de 9,4:  hidróxidos e carbonatos (alcalinidade cáustica); 
- valores de pH entre 8,3 e 9,4: carbonatos e bicarbonatos; 
- valores de pH entre 4,4 e 8,3:  apenas bicarbonatos. 


Sendo que, somente dois tipos podem estar presentes simultaneamente numa mesma amostra, pois haveria uma reação entre hidróxidos e bicarbonatos, que levaria a formação de carbonatos, equação abaixo (ANDRADE e MACÊDO, 1994; MACÊDO, 2000).

A maioria das águas naturais apresenta valores de alcalinidade na faixa de 30 a 500 mg/L de CaCO3, raramente excedendo a 500mg/L de CaCO3 (Bittencourt; Hindi, 2000). Valores  elevados de alcalinidade estão associados a processos de decomposição da matéria  orgânica e à alta taxa respiratória de micro-organismos, com liberação e dissolução  do gás carbônico (CO2) na água. Valores superiores a 500mg/L de CaCO3 geralmente não são encontrados no Brasil. 


Águas de baixa alcalinidade (menor que 24mg/L de CaCO3) apresentam baixa capacidade de tamponamento e, assim  são susceptíveis às mudanças no pH (Chaoman; Kimstack, 1992), portanto apresentam pH mais baixos. 

Uma água que possui alta alcalinidade apresenta valores acima de 2000 mg/L de CaCO3; 
Uma água que possui baixa alcalinidade apresenta valores abaixo de 20 mg/L de CaCO3;

Assim, se a água apresenta:

a) Alcalinidade devido a bicarbonatos: 

• indica que a água apresenta pH entre 4,4 e 8,3. 
• São os bicarbonatos que representam  a maior parte da alcalinidade na água, pois os mesmos são formados em quantidade consideráveis pela ação do dióxido de carbono (CO2) com materiais básicos presentes no solo. Em outras palavras, 
• Apresenta provavelmente solo calcáreo, pois o carbonato de cálcio (CaCO3) do solo calcáreo ao passar pela água e solubilizado pelo gás carbônico dissolvido nela e transformar portanto carbonato de cálcio em bicarbonato. Conforme mostra reação abaixo: 

CO₂ + CaCO₃ + H₂O « Ca (HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂ =Bicarbonato de cálcio

• Águas tamponadas apresentam estabilidade e formação proporcionalmente maior para bicarbonatos,  assim, são menos suscetíveis às mudanças de pH. 
• Concentração acima de 200 mg/L de alcalinidade a bicarbonatos na água resulta e crostas (incrustações) nas superfícies, tornando esta água inadequada para uso.

b) Alcalinidade devido à Carbonatos e hidroxidos

• Indica que a água possui pH superior a 8,3. 
• Em pH superior a 8,3 
• Apresenta alta quantidade de CO2 dissolvido, proveniente de processos de decomposição de matéria orgânica e à alta respiratória de micro-organismos. 

Método: Titulação com Ácido Sulfúrico

Preservação: refrigerada por 24H/14 dias

Material necessário:

a) proveta de campo para 50 ml;

b) becker de 250 ml;

c) bureta de campo

d) fenolftaleína;

e) indicador metilorange;

g) solução de Ácido Sulfúrico 0,02 N;

h) solução de Tiossulfato de Sódio 0,1 N.

Técnica:

Com Fenolftaleína

Ø  Adicionar aproximadamente 50 ml da amostra de água no becker de 250 mL.

Ø  Pingar 3 gotas de indicador fenolftaleína.

Ø  Caso aparece uma coloração rósea, titular com bureta contendo solução de ácido sulfúrico até a viragem do indicador (desaparecimento da cor rósea).

Ø  Anotar o número de mL gastos (F) na titulação.

Ø  De acordo com a tabela a seguir, a titulação da amostra de água com a fenolftaleína (pH de viragem 8,2) indica a alcalinidade de hidróxidos e carbonatos.

Caso não apareça coloração rósea ao adicionar a fenolftaleína, seguir o procedimento abaixo:

B) Com Alaranjado de metila

Ø  Adicionar 3 gotas do indicador metilorange à solução acima obtida.

Ø    Titular com bureta contendo solução de ácido sulfúrico até a viragem do indicador (de amarelo para laranjado).

Ø  Anotar o número de mL gastos (M) na titulação.

Ø  De acordo com a tabela a seguir, a titulação da amostra de água com o alaranjado de metila (pH de viragem 4,4) indica a alcalinidade de bicarbonatos.

Cálculos:

Considerar o seguinte:

F = volume em mL de solução 0,02 N de H2SO4 necessário a titulação da amostra, usando fenolftaleína como indicador.
M = volume em mL de solução 0,02 N de H2SO4 necessário a titulação da amostra, usando metilorange como indicador.
T = F + M = volume total de solução 0,02 N de H2SO4 consumido nas duas titulações.

FC = Fator de correção do titulante

Alcalinidade total em mg/l de Carbonato de Cálcio  (CaCO₃) = T x 20 x Fc

Para determinar em separado, cada tipo de alcalinidade, considerar o seguinte:

Tabela 1- Resultados da Titulação x alcalinidade da água

Resultados da Titulação	explicação	Alcalinidade da água
		Hidróxidos (OH)	Carbonatos CO3	Bicarbonatos HCO3
F = 0	- (pH da água menor que 8,2). -  a alcalinidade total é toda devida à presença de bicarbonatos (HCO3).	0 (OH)=0	0 CO3=03	T HCO3 = T x 20 x Fc
F < ½ T OU M > F	- pH da amostra entre 8,3 e 9,5). - a alcalinidade total é devido à presença tanto de bicarbonatos quanto de carbonatos. - a amostra não apresenta acidez.	0 (OH)=0	2 F CO3 = (2 x F) x 20 x Fc	T- 2 F HCO3= (T-2F) x 20 x Fc
F = ½ T F = M	- pH da amostra em torno de 9,5). - a alcalinidade da amostra é devida somente à presença de carbonatos. - Também nesse caso não existe acidez na amostra.	0 OH=0	2 F CO3 = (2 x F) x 20 x Fc	0
F > ½ T F > M	- pH da amostra maior que 10). - a alcalinidade da amostra é devida a carbonatos como a hidróxidos. - A amostra não apresenta acidez.	2 F- T (OH) = (2x F-T) x 20 x Fc	2 (T – F) CO3 = ((2(T-F)) x 20 x Fc	0
F = T	- pH da amostra maior que 10). - a alcalinidade é toda devida à presença de hidróxidos. - A amostra não apresenta acidez.	T (OH)= T x 20 x Fc	0	0

EXEMPLO: Foram tituladas 04 (quatro) amostras de água com H₂SO₄ 0,01 mol/L. Foram utilizados 100 mL de amostra em cada titulação, tendo-se obtido os seguintes resultados (Tabela 2):

Tabela 2. Resultados de titulação em exemplo de cálculo de alcalinidade

AMOSTRA	pH INICIAL	mL DE H2SO4 GASTOS NA TITULAÇÃO
		F.F.	A.M.
A	11,0	10,0	15,5
B	10,0	14,4	38,6
C	11,2	8,2	8,4
D	7,0	0	12,7

Solução:

Cáculo das alcalinidades:

onde o número 100.000 representa o peso molecular do CaCO₃ expresso em mg. Para = 100 mL, pode-se concluir que para a cálculo da alcalinidade, para estas condições, basta multiplicar o resultado da titulação por 10. Assim, tem-se (Tabela 3.):

Tabela 3. Resultados do cálculo de alcalinidade

Amostra	Alcalinidade (mg/LcaCO3)		Hidróxido (mg/L CaCO3)	Carbonato (mg/L CaCO3)	Bicarbonato (mg/L CaCO3)
	P	T
A	100	155	45	110	0
B	144	386	0	288	98
C	82	84	80	4	0
D	0	127	0	0	127

 Controle da alcalinidade das águas

A redução da alcalinidade das águas é feita mediante a adição de substâncias neutralizadoras, as mesmas indicadas para o abaixamento de pH.

 Referências:

BITTENCOURT, A.V.L.; HINDI, E.C.  Tópicos de hidroquímica. In: III  CURSO SUDAMERICANO SOBRE EVALUCIÓN Y VULNERABILIDAD  DE ACUÍFEROS, Asunción, Itaipú binacional, OEA, 2000.

CHAPMAN, D; KIMSTACK, V. The selection of water quality variables In:  CHAPMAN, D (Ed.).  Water quality assessment.  London: Chapman &  Hall Ltd., 1992. p. 51-117.

ROJAS, N.E.T.; ROCHA, O. Influência da alcalinidade da água sobre o  crescimento de larvas de Tilápia do Nilo.  Maringá, v. 26, n. 2, p. 163- 167, 2004. [On-line]. Disponível em: www.periodicos.uem.br/ojs/index.

php/ActaSciBiolSci/article/viewPDFInterstitial/1630/980. Acesso em: 2  jul 2009. 

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