Navegando por Autor "Paiva, Juliana Barbosa de"

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    Desenvolvimento e avaliação de um sistema de produção de biogás com controle térmico via arduino: fundamentos experimentais e aplicação didática interdisciplinar
    (2026-01-14) Paiva, Juliana Barbosa de
    Este estudo, em escala de bancada, realizou um teste experimental para corroborar evidências já descritas na literatura sobre a influência da temperatura na produção de biogás, e os resultados foram utilizados como base para a elaboração de um material didático interdisciplinar para alunos do Ensino Médio. A pesquisa, de caráter aplicado, natureza técnica e exploratória, com abordagem mista, foi conduzida em laboratório utilizando dois biodigestores idênticos, diferenciados apenas pela condição térmica: um mantido em temperatura ambiente e outro aquecido por sistema controlado via Arduino. Ambos operaram em regime de batelada, alimentados com dejeto suíno fresco diluído em inóculo, e tiveram sua produção de biogás medida indiretamente pelo deslocamento de líquido ao longo de 33 dias de monitoramento. O sistema desenvolvido registrou de forma contínua, tanto em nuvem quanto localmente, as temperaturas do ambiente e internas do biodigestor, garantindo a integridade e redundância dos dados mesmo em eventuais falhas de conexão. Os resultados indicaram que o controle térmico elevou a produção de biogás em comparação ao sistema sem aquecimento, reforçando a importância da variável temperatura para a eficiência do processo. Com base nos resultados experimentais, elaborou-se uma proposta didática interdisciplinar alinhada à Base Nacional Comum Curricular, à Educação Ambiental e ao Ensino por Investigação. A proposta, desenvolvida a partir dos resultados experimentais e sem aplicação prática ou envolvimento de docentes e estudantes, foi elaborada para integrar as áreas de Ciências da Natureza, Matemática e Tecnologia, servindo como referência para que futuros trabalhos possam explorar, de forma contextualizada, conceitos de química, física, biologia, matemática, sustentabilidade e uso de tecnologias digitais. Do ponto de vista social e educacional, o trabalho apresenta um modelo de baixo custo, replicável e tecnicamente acessível, que pode ser utilizado em instituições de ensino e em comunidades, contribuindo para a difusão de práticas sustentáveis e para a conscientização ambiental. Resumen Este estudio, en escala de laboratorio, realizó una prueba experimental para corroborar evidencias ya descritas en la literatura sobre la influencia de la temperatura en la producción del biogás, y los resultados se utilizaron como base para la elaboración de un material didáctico interdisciplinario para estudiantes de la escuela secundaria. La investigación, de carácter aplicado, naturaleza técnica, exploratoria y con un enfoque mixto, se llevó a cabo en laboratorio utilizando dos biodigestores iguales, diferenciados solo por la condición térmica: uno mantenido a temperatura ambiente y el otro calentado por un sistema controlado por Arduino. Ambos operaron en régimen de lote, alimentados con estiércol porcino fresco diluido en inóculo. La producción de biogás se midió indirectamente por el desplazamiento de líquido, a lo largo de 33 días que fue la duración del monitoreo. El sistema desarrollado registró de forma continua, tanto en la nube como localmente en el disco rigido de la computadora, las temperaturas del ambiente y la interna del biodigestor, garantizando la integridad y calidad de los datos incluso en eventuales fallas de conexión. Los resultados indicaron que el control térmico elevó la producción de biogás en comparación con el sistema sin calentamiento, reforzando la importancia del control de temperatura para la eficiencia del proceso. Ya con los resultados experimentales, se elaboró una propuesta didáctica interdisciplinaria juntamente con la Base Nacional Común Curricular, la Educación Ambiental y la Enseñanza por Investigación. La propuesta fue desarrollada a partir de los resultados experimentales, sin aplicación práctica o participación de docentes y estudiantes. Este estudio fue elaborado para integrar las áreas de Ciencias Naturales, Matemáticas y Tecnología, sirviendo como referencia para que futuros trabajos puedan explorar, de forma contextualizada, conceptos de química, física, biología, matemáticas, sustentabilidad y el uso de tecnologías digitales. Desde el punto de vista social y educativo, el trabajo presenta un modelo de bajo costo, replicable y técnicamente accesible, que puede ser utilizado en instituciones educativas y en comunidades, contribuyendo a la difusión de prácticas sustentables y a la concientización ambiental.