Resumo: O mar tornou-se um grande depósito de lixo, onde
toneladas são despejadas por ano nos oceanos, provenientes da ineficiência dos
serviços e do descarte incorreto dos resíduos. São diversos os materiais que
compõem o lixo flutuante, sua maior parte de plástico, que apesar de versátil
no dia a dia, possui um tempo de vida útil muito curto e sua degradação é
extremamente lenta, causando fortes impactos a biodiversidade e um grande risco
à saúde humana. O uso de combustíveis fósseis para geração de energia,
intensifica a exploração de áreas marinhas em busca de petróleo. Em
consequência, episódios de contaminação ambiental por óleo, tornaram-se
recorrentes, causando graves prejuízos à fauna e flora aquática. Substituir
combustíveis fósseis por fontes energéticas limpas e renováveis, contribuem
para uma geração de energia sem emissão de poluentes, sem contar que são
inesgotáveis na natureza. Entende-se que a melhor solução ainda é a prevenção.
Porém, a alternativa encontrada para reduzir o problema do lixo e do
derramamento de petróleo na superfície dos mares e oceanos, foi a criação de
uma lixeira aquática (Liquática), que utiliza fontes de energias renováveis. Destaca-se
que o projeto seja de grande relevância por diminuir a poluição marinha aliada
a utilização de energias sustentáveis, por conscientizar as crianças sobre os
problemas reais do mundo e por incentivar boas práticas em prol da preservação
da vida e do meio ambiente.
Palavras-Chaves: Robótica, Poluição Marinha, Energias Renováveis.
Abstract: The sea has become a large garbage dump, where tons are
dumped annually into the oceans, due to inefficient services and incorrect
waste disposal. There are several materials that make up the floating garbage,
most of which are plastic, which despite being versatile on a daily basis, have
a very short useful life and their degradation is extremely slow, causing
strong impacts on biodiversity and a great risk to human health. The use of
fossil fuels for power generation intensifies the exploration of marine areas
in search of oil. As a result, episodes of environmental contamination by oil have
become recurrent, causing serious damage to aquatic fauna and flora. Replacing
fossil fuels with clean and renewable energy sources, contributes to an energy
generation without emission of pollutants, not to mention that they are
inexhaustible in nature. It is understood that the best solution is still
prevention. However, the alternative found to reduce the problem of garbage and
oil spills on the surface of the seas and oceans, was the creation of an
aquatic dump (Liquática), which uses renewable energy sources. It is noteworthy
that the project is of great relevance for reducing marine pollution combined
with the use of sustainable energies, for making children aware of the real
problems of the world and for encouraging good practices in favor of preserving
life and the environment.
Keywords: Robotics, Marine Pollution, Renewable Energies.
1 INTRODUÇÃO
Segundo o site do Estadão, estudos sobre a
poluição marinha estimam que pelo menos 25 milhões de toneladas de lixo são
despejadas por ano nos oceanos.
Cerca de 80% de todo o lixo encontrado nos
mares e oceanos são de origem terrestre, resultado da ineficiência dos serviços
de gestão de resíduos nas cidades e do descarte incorreto de resíduos no meio
ambiente pela população. Os outros 20% estão relacionadas com atividades
marítimas, que são tirados das embarcações ou resultado de pesca abandonada ou
perdida.
O lixo marinho é composto por muitos tipos de
materiais, acredita-se que 90% seja plástico, índice compreensível, pelo
material ser versátil no dia a dia, porém com tempo de vida útil muito curto e
sua degradação ser extremamente lenta (podendo durar séculos) e causar fortes
impactos no meio ambiente devido à sua composição.
O entulho plástico despejado pelo homem nos
mares mata a cada ano mais de 1 milhão de pássaros e 100 mil mamíferos e
tartarugas marinhas. Estima-se que em 2050, poderá ter mais plástico do que
peixes nos oceanos.
Outro fator importante, está relacionado ao
uso de combustíveis fósseis para geração de energia em muitas das atividades
humanas, aumentando a demanda mundial e intensificando a exploração de áreas
marinhas em busca de petróleo. Como consequência, episódios de contaminação
ambiental por óleo, tais como acidentes nas plaformas de petróleo ou mesmo com
navios petroleiros, tornaram-se recorrentes, causando graves prejuízos à fauna
e flora aquática.
Afim de não ocasionar ainda mais problemas
ambientais, a substituição dos combustíveis fósseis por fontes energéticas
limpas e renováveis se fazem necessárias, por gerarem energia sem emissão de
poluentes e que são inesgotáveis na natureza, além de tecnologias que minimizem
essas emissões na atmosfera.
O objetivo principal deste projeto é de criar
um robô como alternativa para reduzir o lixo e o petróleo nos mares e oceanos,
bem como incentivar boas práticas em prol da preservação da vida e do meio
ambiente, pela diminuição do lixo flutuante no mundo; adotar medidas que amenizem
o problema do derramamento de petróleo em ambiente marinho; apresentar o uso da
energia eólica, solar e hidráulica como alternativa de energia limpa e
renovável; e desenvolver o senso crítico dos educandos diante de um problema
real que é a poluição marinha e os impactos socioambientais na produção,
geração e transmissão de energia.
Este artigo encontra-se organizado da seguinte forma: a seção 2 apresenta o trabalho proposto, a seção 3 descreve os materiais e métodos. Os resultados são apresentados na seção 4, e as conclusões são apresentadas na seção 5.
2 O ROBÔ
O desenvolvimento do primeiro
projeto, se deu nas aulas de robótica educacional, no contraturno, permitindo
momentos de pesquisa, troca de ideias e rodas de conversa para debater os
problemas reais do mundo. Surgindo assim, a ideia de criar um robô que pudesse
servir como alternativa para diminuir ou solucionar a poluição marinha.
O seu aperfeiçoamento veio
a partir de uma chuva de ideias por videoconferência, visto o momento de
pandemia e de suspensão das aulas presenciais.
O robô deste trabalho, refere-se a uma
lixeira aquática, chamada de Liquática, criada para realizar a coleta do lixo
marinho flutuante. Como melhoria, um recolhedor de petróleo da superfície
marinha foi instalado ao projeto. Além, de três dispositivos de aproveitamento
de fontes energéticas limpas e renováveis: eólica, solar e hidráulica.
A Liquática faz a coleta do lixo através de
uma esteira e o armazena em um contêiner, para que posteriormente seja feita a
reciclagem ou destinação correta dos resíduos. Ao mesmo tempo que o recolhedor,
uma espécie de tubo sugador, faz o recolhimento do petróleo no mar. Todo o seu
funcionamento é garantido pela utilização de energias sustentáveis.
O aerogerador preso a um pilar capta através
de suas pás a energia cinética produzida pelos ventos e a transforma em energia
elétrica, gerando energia para alimentar o Arduino, que aciona e controla a esteira.
O painel fotovoltaico otimiza o aproveitamento
de energia solar através dos sensores de luminosidade que indicam a posição de
maior incidência de luz solar, fazendo com que o Arduino acione o servomotor
com movimentos heliotrópicos, similares aos movimentos realizados pelos
girassóis, convertendo posteriormente em energia elétrica a ser fornecida para
o funcionamento do sugador de petróleo.
Já as turbinas hidráulicas transformam a energia potencial da água em energia elétrica, acionando os motores, para que pelos hélices a balsa ganhe propulsão e navegue pelo ambiente aquático.
Inicialmente foi pensando em instalá-lo nos rios, evitando que os resíduos sólidos cheguem até os mares e oceanos e consequentemente causem danos à vida marinha e do próprio homem. Posteriormente, com a necessidade de recolhimento do petróleo derramado no mar, a sua instalação seja feita na superfície dos mares.
3 MATERIAIS E MÉTODOS
Foi confeccionado um cartaz com informações
sobre o descarte incorreto do lixo, o problema do plástico nos oceanos, o tempo
de decomposição, a prevenção como a solução e sobre a alternativa que é a
Liquática, para sintetizar as informações e organizar as ideias.
Para a construção do
robô, foram feitas quatro versões inicialmente, o primeiro (Figura 1) era de
papelão para simular o seu funcionamento. O segundo (Figura 2) utilizando a
tecnologia Lego Mindstorms EV3, para visualizar na prática o funcionamento de
uma esteira que coletasse o lixo flutuante em ambiente aquático. A terceira
ideia (Figura 3) da esteira, foi feita de madeira, seu circuito eletrônico foi
montado e as primeiras programações do Arduino iniciadas. Posteriormente, a
quarta versão (Figura 4) em acrílico foi construída, para assim sua imersão na
água e efetivação dos testes dentro de uma piscina. No seu aperfeiçoamento
(Figura 6), já como a quinta versão, foi agregado uma espécie de tubo sugador com
uma peneira na entrada e com um reservatório para o petróleo retirado do mar.
Além de um aerogerador, um painel fotovoltaico e duas turbinas
hidráulicas.
A contrução do projeto de aperfeiçoamento da
Liquática, partiu de materiais reclicláveis disponíveis em casa. Para
concretizar as ideias foram esboçados croquis (Figura 5) e desenvolvido
maquetes, dando visibilidade às novas funcionalidades. A tutora se encarregou
de remontar o projeto na escola, respeitando o período de distanciamento
social.
Os materiais utilizados para o protótipo da
Liquática foram: uma balsa feita de cano PVC, EVA e hélices de plástico (de
canudos de açúcar), composta de uma caçamba de caminhão de brinquedo e uma
esteira de base acrílica com suporte de metal, parafusos, engrenagens e lona de
EVA. O recolhedor de petróleo, foi feito por uma mangueira corrugada, uma
peneira e embalagens reutilizadas de produtos de limpeza. Para os sistemas de
energias, papelão, palitos de dentes, garrafa pet e hélice (de ventilador USB).
Para o circuito eletrônico foi utilizado a
plataforma Arduino e outros componentes como motores DC, servomotor, placa
fotovoltaica, sensores de luminosidade (LDR), protoboard, jumpers, resistores, potenciômetro
de 10 kΩ, transistor TIP120, diodo 1N4001 e uma case de proteção contra umidade.
A programação foi desenvolvida no Arduino
IDE, baseada na linguagem C++, onde o Arduino faz o controle do funcionamento
da esteira, dos hélices da balsa e de todo o fornecimento de energia.
Na escola, os testes do protótipo foram feitos em uma piscina infantil de 88 litros, mas após o acréscimo de novas funcionalidades e da utilização de energias renováveis, não foi possível realizar a testagem.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Aponta-se como resultado o interesse dos
alunos em buscar alternativas para reduzir o problema do lixo e do derramamento
de óleo na superfície dos mares, aliadas às mudanças de hábito cultural e de
consumo, como o de utilizar fontes energéticas limpas e renováveis, para inibir
os impactos ambientais causados pela geração de energia.
A grande quantidade de poluição no mar, compromete seriamente a biodiversidade marinha e a sua entrada na cadeia alimentar representa um grande risco para a saúde humana.
Entende-se que os prejuízos provocados pelo descarte incorreto do lixo e do despejo acidental do petróleo vão além da esfera econômica, sendo complexos e duradouros.
O uso da energia eólica, solar e hidráulica no projeto, contribui com uma proposta sustentável, que aplica efetivamente os conceitos de eficiência energética que se ensina em sala de aula, além de fontes de energia local, ao gerar sua própria energia elétrica.
5 CONCLUSÕES
Compreende-se que a prevenção ainda é a
melhor solução. São boas atitudes como escolher produtos reutilizáveis,
reciclar, evitar o desperdício de embalagens, mudar os hábitos, recolher e
destinar corretamente o lixo, optar por energias renováveis, que resolvem o
problema da poluição marinha.
Conclui-se que o robô Liquática é de grande
contribuição para reduzir o lixo e o petróleo nos mares e oceanos, utilizar as
energias limpas e renováveis e por conscientizar as crianças sobre os problemas
reais do mundo, incentivando boas práticas em prol da preservação da vida e do
meio ambiente.
Porém, como todo protótipo, faz-se necessário
um aprimoramento quanto a coleta de microplásticos, ampliação da tecnologia
para indicar quando o contêiner estiver cheio e para detectar a presença de
animais coletados junto aos resíduos e assim devolvê-los a natureza em
segurança. Além de uma fonte de armazenamento, como uma bateria, para o seu
posterior fornecimento de energia elétrica. Os custos de instalação,
componentes e manutenção devem ser levados em consideração na aplicação do
projeto.
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