Relatório de Estágio do Mestrado em Ensino de Física e Química do 3.º ciclo do Ensino Básico e Secundário

O presente relatório tem como principal objetivo descrever as atividades desenvolvidas durante o Estágio Pedagógico realizado no âmbito da unidade curricular Prática Profissional do Mestrado Ensino da Física e da Química no 3.° Ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário, da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa. Este relatório encontra-se organizado em 2 partes principais. A primeira onde se descreve o estágio pedagógico e a segunda onde se apresenta o projeto de investigação. O estágio compreendeu a realização e acompanhamento de atividades letivas e não letivas em concordância com o horário do professor Carlos Cunha, professor orientador do estágio, e ainda a realização de formação contínua, através de visitas de estudo. A componente letiva contemplou a observação de aulas lecionadas pelo professor orientador e o co-ensino nas disciplinas de Ciências Físico-Químicas do ensino básico (9.º anos) e de Física do ensino secundário (12.º ano). O trabalho de Investigação Educacional procurou responder à seguinte questão de investigação: Será que aplicando uma diferente metodologia pedagógica existe mais interesse por parte dos alunos sobre a disciplina de Ciências Físico Químicas? A questão de investigação surgiu da circunstância de ter assistido a uma conferência proferida pelo Professor Kakalios na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova. Este trabalho tem como objetivo principal dar a conhecer o que foi realizado durante um ano de estágio pedagógico nas áreas a que me propus, assim como a forma de me apresentar como professora.

Modelação numérica do carregamento de uma estrutura confinada sujeita a uma onda de choque explosiva

A ocorrência de explosões em indústrias e em infraestruturas civis quer acidentais quer devido a ataques terroristas, vêm colocando à engenharia cada vez maiores desafios relativos à conceção de soluções que aumentem a proteção dessas infraestruturas contra os efeitos das explosões. Neste trabalho, utilizou-se um hidrocódigo comercial, o LS-DYNA, no tratamento e simulação de problemas envolvendo ondas de choque explosivas tendo-se realizado um estudo paramétrico do efeito da detonação de um alto explosivo no interior de um compartimento fechado, de geometria prismática retangular, em que as dimensões foram sendo variadas. Foi necessário calibrar previamente o modelo geométrico escolhido bem como os parâmetros utilizados para gerar a onda de choque explosiva, de forma a assegurar a consistência dos resultados, dado que não foi possível a realização de ensaios experimentais. Foi utilizada uma malha multimaterial Arbitrária Lagrangiana-Euleriana (MMALE), com recurso a elementos sólidos com um único ponto de integração, recorrendo ao método das diferenças finitas centrais para as integrações em relação ao tempo, tendo-se utilizado como base de calibração a literatura consultada. Os dados obtidos no estudo paramétrico foram tratados recorrendo a métodos estatísticos de regressão de forma a se obter uma relação fenomenológica para prever as pressões máximas dentro de um compartimento.

Modelo de estrutura organizacional baseado nos princípios do pensamento Lean

No caminho da competitividade, a gestão das Organizações tornou-se cada vez mais complexa. Como observaremos ao longo do trabalho, a complexidade resulta da realidade interna das Organizações mas, acima de tudo, do ambiente organizacional que condiciona fortemente a realidade interna. Para responder às diferentes solicitações, requisitos e pressões concorrenciais a integração tem-se mostrado uma vantagem competitiva para as Organizações que nesta ferramenta têm apostado, obtendo melhores resultados de produtividade e de motivação dos recursos humanos. Paralelamente à continua integração de diferentes aspectos, as Organizações têm procurado concentrar-se no seu core business e passar para outsourcing as actividades de apoio à sua missão, visando “emagrecer” a Organização mas mantendo ou melhorando os rácios de eficácia e eficiência. Para tanto, há que actuar sobre a Estrutura Organizacional concebendo uma gestão integrada de todas as actividades de suporte, visando libertar recursos para o cumprimento da missão da Organização. O presente trabalho visa apresentar uma Estrutura Organizacional que, assentando na Logística Estratégica e considerando os princípios do Pensamento Magro, permitirá a integração dos processos de suporte e a clarificação dos processos da missão, logo da competitividade da Organização. A análise detalhada das diferentes estruturas organizacionais conhecidas e normalmente implementadas nas Organizações, permitiu perceber que estas estruturas precisam de evoluir por forma a permitirem uma melhor resposta aos ambientes organizacionais mais turbulentos e complexos. Como resultante conceptual do presente trabalho alcançámos a Estrutura Organizacional Lean (EOL) com vantagens potenciais significativas nomeadamente ao nível da redução dos desperdícios organizacionais e da agilidade organizacional, sendo possível esperar um melhor desempenho organizacional. Para o desenvolvimento do trabalho recorremos à Soft Systems Methodology (SSM), aplicando, de forma simulada, o modelo numa empresa referência no mercado e avaliando o desempenho estimado com a aplicação do modelo à realidade organizacional em questão. Os resultados obtidos podem ser considerados muito interessantes segundo as vertentes da Eficácia, Eficiência, Efectividade, Ética e Elegância (5E’s).

Valorização de residuos de biomassa preparação de carvões activados para remoção de poluentes orgânicos

O trabalho que se apresenta nesta dissertação foi realizado na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, no Grupo de Adsorção e Materiais Adsorventes em parceria com o grupo de Engenharia das Reacções (Departamento de Química, REQUIMTE) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa. De uma parte do trabalho desenvolvido resultaram duas comunicações na Annual World Conference on Carbon 2012 na Cracóvia, Polônia, que se realizou em Junho de 2012; e uma comunicação aceite para apresentação na XXXVII Reunião Ibérica de Adsorção (RIA 2012) em Sevilla, Espanha, que se irá realizar em Setembro de 2012.

Modelação física da interacção onda-estrutura em fundo arenoso

Nesta dissertação estudou-se, em modelo físico reduzido, a interacção da agitação marítima com uma estrutura marítima submersa, composta por blocos, assente em solo arenoso e assente em enrocamento. A estrutura, no protótipo, é composta por três módulos destacados e submersos, constituídas por blocos, situados na Praia de Santa Maria del Mar em Cadiz, Espanha, para assegurar a protecção costeira contra a erosão. No entanto, esta função não foi cumprida já que os blocos começaram a assentar e afundar-se no solo logo após a sua colocação. Com o objectivo de avaliar a estabilidade dos blocos submersos e a alteração do perfil do fundo em torno da estrutura submersa, para diferentes condições de agitação, para dois níveis de maré (baixa-mar e preia-mar) e com a estrutura assente em dois materiais diferentes, realizaram-se ensaios em modelo físico reduzido num tanque de ondas do Departamento de Hidráulica e Ambiente do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC). Iniciou-se a modelação física do caso de estudo considerando as escalas necessárias a aplicar ao modelo, no que respeita às dimensões da estrutura modular, ao material sedimentar e sua granulometria, aos níveis de maré e condições de agitação a ensaiar. Definidos os parâmetros mencionados, procedeu-se à construção do modelo e à realização dos ensaios, onde se quantificaram a alteração do fundo e o deslocamento dos blocos através do levantamento de cotas após o ensaio de cada condição de agitação. Os levantamentos efectuados foram realizados por dois métodos diferentes, com recurso a um hidrómetro e através de fotogrametria, de forma a testar a aplicabilidade deste último método em situações de fundo móvel. Através dos resultados obtidos pelos levantamentos, verificou-se que a condição de agitação correspondente a um clima de tempestade foi a que mais influenciou o comportamento dos blocos, que afundaram cerca de 0,6 m (à escala do protótipo). Relativamente às alterações do fundo, ao longo dos ensaios verificou-se um fenómeno de erosão inicial a sotamar da estrutura até o fundo atingir o seu equilíbrio na presença da estrutura submersa sujeita a condições de agitação energéticas, havendo posteriormente ligeiras deposições. Como expectável, em termos de maré, as diferenças de variações de cota do fundo foram mais perceptíveis em baixa-mar do que em preia-mar, já que com um nível de maré superior a estrutura interfere menos com a agitação marítima e consequentemente com o fundo. Relativamente ao material de fundo, a colocação de gravilha em vez de areia, sob a estrutura e a sotamar desta, limita consideravelmente quer as alterações registadas no fundo quer os assentamentos da estrutura.

Desenvolvimento e avaliação in vitro de um revestimento multifuncional para possível aplicação em implantes ósseos

As fraturas ósseas têm sido consideradas como um problema sócio económico mundial afetando sobretudo os jovens e idosos. No caso de pequenas correções de fraturas ou defeitos ósseos é necessário a aplicação de implantes biodegradáveis que atuem de forma temporária durante o período de formação do novo tecido ósseo. Uma das grandes vantagens da sua aplicação é evitar uma segunda intervenção cirúrgica para a sua remoção. Para isso, o Magnésio (Mg) e as suas ligas têm vindo a ser considerados como uma boa opção para este tipo de implantes temporários pois para além de serem biodegradáveis e biocompatíveis possuem propriedades semelhantes ao osso. No entanto, a sua elevada taxa de degradação em ambiente biológico é uma desvantagem para a sua utilização que conduz à perda da sua funcionalidade. O objetivo deste trabalho foi desenvolver revestimentos multifuncionais biocompatíveis, para a superfície do implante biodegradável, que permitam controlar a taxa de degradação do Mg e em simultâneo promovam a adesão e proliferação celular no local afetado. Neste trabalho, foram desenvolvidos três tipos de revestimentos biocompatíveis: Fosfatos, Fosfatos com nanopartículas de hidroxiapatite e fosfatos com nanopartículas de hidroxiapatite e óxido de grafeno aplicados na superfície da liga de Mg AZ31 através do método de eletrodeposição/eletroforese química. Foi realizado um tratamento térmico e avaliada a sua influência na resposta celular e na sua resistência à degradação. As propriedades físico-químicas do revestimento foram obtidas por microscopia electrónica de varrimento e de transmissão, microscopia de Raman, difração de raios-X e microscopia de força atómica. Foram ainda analisadas medições do ângulo de contacto da superfície dos revestimentos e realizados ensaios de degradação em soluções fisiológicas. A resposta celular aos revestimentos foi testada in vitro através da avaliação da adesão e proliferação de células osteoblásticas (Saos-2). Os resultados obtidos demonstram que o tratamento térmico modifica a estrutura do revestimento e promove a adesão celular. A incorporação do óxido grafeno no revestimento de fosfatos e hidroxiapatite permite aumentar a resistência à degradação e promover uma melhor resposta celular.

Cerâmicas Medievais e Modernas de Azamor (Marrocos) – Análise textural, mineralógica e química

Entre 2008 e 2011 foi recuperado, por uma missão arqueológica portuguesa na cidade de Azamor (Marrocos), um vasto conjunto de artefactos cerâmicos. Estes foram divididos em dois grupos cronológicos distintos: o medieval (séculos XIV-XV), constituído principalmente por despejos de uma unidade de produção oleira, e o moderno (séculos XVII-XVIII), constituído por fragmentos recuperados em vários contextos domésticos. O presente trabalho é um estudo arqueométrico de 17 fragmentos cerâmicos representativos de todo o espólio. Consiste na caracterização textural, mineralógica e química das pastas e vidrados, tendo por fim determinar se a fonte de matérias-primas e as técnicas de produção se mantiveram as mesmas em ambos os períodos cronológicos. Foi feita a observação à lupa binocular e uma análise petrográfica (lâminas delgadas) dos fragmentos cerâmicos com o objetivo de caracterizar a textura da matriz cerâmica e de identificar os componentes mineralógicos e a sua distribuição espacial. Estas análises foram complementadas por análises de difração de raios X (difração de pós) e microscopia Raman. Para a caracterização química das pastas e vidrados utilizou-se a micro-fluorescência de raios X dispersiva de energias. Os resultados indiciam que, a nível textural, designadamente no que se refere à coesão e porosidade da pasta e à quantidade de elementos não-plásticos, os dois grupos cerâmicos se assemelham bastante. Também são muitas as semelhanças quer a nível mineralógico, tendo sido identificados predominantemente quartzo, calcite, feldspato, gehlenite e piroxena, quer a nível químico, revelando a composição comum de pastas calcíticas. Foi ainda possível estimar uma temperatura de cozedura acima dos 800-950ºC para as cerâmicas dos dois grupos. Os vidrados analisados apresentam as características de vidrados plúmbicos verdes, coloridos com Cu e Fe. Assim, existe uma forte probabilidade de que as fontes de matérias-primas e técnicas de produção empregues em Azamor sejam as mesmas, em ambos os períodos cronológicos.

Requalificação de um espectrómetro Kratos XSAM 800 para espectroscopia de fotoelectrões de Raios-X

A espectroscopia de fotoelectrões de raios-X (XPS - X-ray Photoelectron Spectroscopy)é uma das técnicas de análise de superfícies mais importantes e mais usadas em diversasáreas científico-tecnológicas e industriais. Com ela é possível determinar quantitativa equalitativamente a composição elementar e a composição química aproximada, respectivamente,e estrutura electrónica dos elementos presentes para diferentes tipos de materiais. O laboratório de ciência de superfícies do Departamento de Física da FCT-UNL encontra-se equipado com um sistema de ultra-alto vácuo Kratos XSAM 800 contendo a instrumentação necessária para se realizar XPS. No entanto, o equipamento precisava de uma requalificação. O controlo e aquisição de dados do espectrómetro era feito por um computador PDP11 de 16-bits que actualmente não é comercializado e não tem qualquer suporte técnico por parte do fabricante. Foi substituído por um computador moderno e por uma placa genérica de aquisição de dados. Para que a análise quantitativa pela técnica de XPS seja precisa, é necesssário fazer a caracterização do sistema. Isso implica o conhecimento de parâmetros como a função de transmissão do espectrómetro e a linearidade da resposta do sistema de detecção. Foi feito um estudo da linearidade da resposta do sistema de detecção e determinou-se experimentalmente a função de transmissão do espectrómetro. Os resultados obtidos para a função de transmissão mostraram estar qualitativamente de acordo com os resultados obtidos por outros na literatura. A transmissão da coluna óptica do analisador de energia de electrões foi posteriormente submetida a um processo de optimização, através da implementação de um algoritmo evolutivo diferencial para optimização de funções, recorrendo a linguagem de programação gráfica LabVIEWTM.

Argamassas de cal hidráulica natural NHL3.5 com metacaulino – Caracterização após três anos em cura laboratorial e marítima

A presente dissertação enquadra-se num estudo que esteve inserido nos projetos FCT-METACAL e FCT-LIMECONTECH, e cujos resultados foram já parcialmente publicados por GRILO et al. (2014a e 2014b). Nesse estudo produziram-se e caraterizaram-se, aos 28, 90 e 180 dias, argamassas de cal hidráulica natural, NHL3.5 produzida em Portugal, com substituições percentuais de ligante por metacaulino (Mk). Outro fator estudado foi a influência do tipo de cura, estando as amostras das argamassas sujeitas a 3 tipos de cura diferentes: standard, marítima e húmida. Aos 180 dias de cura, as argamassas com 10% de substituição de Mk apresentaram melhorias nas resistências mecânicas e melhorias evidentes no comportamento em relação à absorção de água e secagem. No geral as características das argamassas indiciavam a sua adequação para a conservação de fachadas de edifícios antigos e aplicação na reabilitação de edifícios com suportes mais resistentes ou mesmo em construção nova. No presente estudo foram caracterizadas as mesmas argamassas, desta feita com 3 anos de idade, e avaliada a evolução das suas caraterísticas até esta idade em cura marítima e húmida. Ao contrário do previsto, as resistências mecânicas das argamassas com substituição de metacaulino tiveram reduções nos seus valores, chegando, em alguns casos, a ficar abaixo dos valores das argamassas sem Mk. Pela caracterização química e mineralógica constata-se que essa redução foi motivada pela instabilidade dos compostos pozolânicos formados pelo Mk, embora esses compostos tenham sido os responsáveis pelas elevadas resistências mecânicas registadas a idades jovens. As argamassas com Mk apresentaram um melhor comportamento à água, devido ao refinamento da sua estrutura porosa. Dos ensaios realizados apenas o índice de secagem e o ensaio de resistência aos sais revelaram resultados piores nas argamassas com Mk, quando em comparação com as argamassas de referência, só com NHL. Em relação ao tipo de cura, verificou-se não existirem grandes diferenças entre a cura húmida e a marítima.

Estudos sobre a germinação de sementes de marupã (Simaruba amara Aubl.). I. Composição química e curva de embebição das sementes; germinação em diferentes temperaturas.

Neste trabalho estuda-se a embebição das sementes de Marupã (Simaruba amara Aubl.), sua composição química e germinação à 20°, 25°, 30° e 35°C. A embebição, expressa como percentagem do peso inicial das sementes, foi aproximadamente 150,0% depois de 24 hs e 179,3% depois de 144 hs. A maior percentagem de germinação e I. V. E., respectivamente 66% e 1,02, foram obtidos à 30°C. 0 teor de carboidrato total foi de 78,1% no tegumento e 46,7% na semente inteira, enquanto que o de lipídios foi 45,7% nos cotilédones e 23,8% na semente inteira. Os resultados poderão auxiliar estudos posteriores na fisiologia da germinação de sementes desta espécie.

Estrutura da floresta equatorial úmida da estação experimental de silvicultura tropical do INPA

Analisam a estrutura da floresta equatorial úmida próxima a Manaus, introduzindo a qualidade de fuste na. análise. Utilizam 8 amostras de 20m x 500m para indivíduos com DAP > 20cm, 24 subamostras de 10m x 100m para. indivíduos com DAP entre 5cm e 20cm e 120 subamostras de 2m x 10m para indivíduos com DAP < 5cm. Determinam valores mínimos de 2,6 e 22 amostras para composição florística é de 6,18 e 80 para a abundância em cada fração da floresta. Concluem que a floresta é muito heterogênea, com 324 espécies, 173 gêneros e 57 fiamílias e com grande diferença entre a regeneração e o povoamento adulto. Eschweilera odora, Corythophora alta., Protium apiculatum e Radlkoferella sp. são as espécies mais importantes. A floresta em geral apresenta a estrutura diamétrica regular esperada para florestas nativas devido às espécies do estrato inferior e sub-bosque.

Conversão química de madeiras da amazônia - Carvão e briquetes de carvão vegetal

Nesta pesquisa é relatada a qualidade do carvão fabricado com madeiras do Distrito Agropecuário da Suframa, e do briquete manufaturado tendo como adesivo a tapioca. Mostra-se, as dificuldades para a conversão mecânica das madeiras de terra firme da proximidade de Manaus, assim como, a impossibilidade da conversão química para a produção de celulose e furfural. Postula-se ser o carvoejamento a transformação mais compatível com as características dessas madeiras. Menciona-se o processo de fabricação do carvão vegetal. Caracteriza-se a sua qualidade considerando os parâmetros: carbono fixo, cinzas, materiais voláteis, poder calorífico, umidade, densidade aparente, densidade verdadeira, friabilidade e porosidade. Descreve-se o processo de fabricação do briquete, fazendo-se considerações sobre as características do adesivo. Compara-se a qualidade do carvão versus a qualidade do briquete. Discute-se as informações existentes na literatura sobre o uso do briquete para gasogênio automotivo. Infere-se várias conclusões entre as quais que o carvão vegetal e o briquete seriam produtos florestais alternativos para regiões detentoras de florestas e de condições ecológicas propícias ao desenvolvimento da cultura da mandioca, como a Amazônia brasileira.

A descoberta da Dupla Hélice do DNA: contributo para possíveis narrativas

Até ao final dos anos 40, o DNA não era reconhecido como portador da informação genética. Era uma molécula demasiado simples, difícil de isolar e incompatível com os métodos de análise da química orgânica e da biologia. Quando alguns cientistas começam a acreditar na importância do DNA, percebem que são incapazes, tecnicamente, de determinar a sua estrutura. É nesse espírito que James Watson vai para a Europa e, na primavera de 1951, ao assistir à conferência de Maurice Wilkins, da King’s College, onde vê uma fotografia do padrão de difração de raios X, percebe que será esta a técnica chave para a determinação da estrutura do DNA e, subsequentemente, dos segredos da vida. É este o início de uma das possíveis narrativas sobre uma das principais descobertas científicas do séc. XX que muitas vezes se reduz a: “A dupla hélice do DNA foi descoberta em 1953 por Watson e Crick”. Esta dissertação propõe-se a demonstrar que, apesar de em termos estritos, se tratar de uma afirmação verdadeira, não é suficiente para garantir uma experiência pedagógica significativa, nem fazer jus ao que é o funcionamento da ciência, com todas as implicações humanas, contextuais, éticas, consequências e impacto.