Soluções para Impactos do Etanol

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Soluções para situações de ameaça ao equilíbrio do ecossistema
Biologia
1o bimestre - Aula 10
Ensino Médio
1a
SÉRIE
2024_EM_B1_V1
Soluções para as situações de ameaça ao equilíbrio do ecossistema.
Identificar e analisar soluções para as ameaças ao equilíbrio do ecossistema.
Conteúdo
Objetivo
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(EM13CNT101) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e as conservações, em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.  
Na aula passada, discutimos os impactos antrópicos no ecossistema. 
Pensando nos impactos da produção de etanol...
Quais seriam as possíveis soluções para minimizar esses impactos?
Virem e conversem!
05 MINUTOS
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Para começar
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Além dos efeitos decorrentes da remoção da vegetação nativa para as plantações de cana-de-açúcar, o processamento da cana também acarreta consequências para o ecossistema. Isso inclui a emissão de poluentes atmosféricos, resultantes da queima do bagaço e da palha excedente, a liberação inadequada de água de lavagem dos equipamentos e da cana, bem como o descarte inadequado de águas residuais provenientes de condensadores, de sistemas de multijatos e de esgoto doméstico.  
Processo de produção do combustível etanol
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Foco no conteúdo
A produção de etanol pode ocasionar impactos que são pouco conhecidos pela maioria da população, tanto no contexto agrícola quanto na esfera industrial.
Um dos desafios é como lidar com um dos subprodutos, a vinhaça. 
Vinhaça, vinhoto, tiborna ou restilo é o resíduo gerado durante a produção de etanol. Ela é composta por água, açúcares, minerais, ácidos orgânicos e por outros compostos. Ela pode ser utilizada como fertilizante agrícola, fonte de energia renovável ou para a produção de outros produtos químicos.
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Foco no conteúdo
2 - Tratamento do caldo e fermentação: O caldo é tratado para remover impurezas, e, em seguida, é fermentado por leveduras. As leveduras transformam os açúcares do caldo em etanol e o gás carbônico em subprodutos.
Produção de etanol
O processo de produção de etanol envolve três etapas principais:
1 - Colheita e moagem: A cana-de-açúcar é colhida mecanicamente ou manualmente e levada para a usina. Lá, ela é moída para liberar o caldo, que é rico em açúcares.
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Foco no conteúdo
https://www.ecycle.com.br/vinhaca/ 
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https://repositorio.unicamp.br/Busca/Download?codigoArquivo=473838 
3 - Destilação: O produto da fermentação, chamado de garapa ou de vinho fermentado, é destilado para separar o etanol do gás carbônico. O etanol é, então, concentrado e armazenado. 
Produção de etanol
De acordo com o dicionário, garapa é qualquer líquido que se põe a fermentar para depois ser destilado.
Não confundir com o vinho que é vendido comercialmente, que é feito a partir de uvas, nem com caldo-de-cana vendido na feira.
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Foco no conteúdo
Professor, em algumas regiões do estado o caldo da cana é conhecido também como garapa, o que pode gerar certa confusão por parte de alguns estudantes, dada a polissemia do termo. Todavia, no ciclo de produção dos subprodutos da cana-de-açúcar, a garapa é compreendida como o líquido fermentado.
https://www.ecycle.com.br/vinhaca/ 
A vinhaça muitas vezes é utilizada como fertilizante, pois esse composto é rico em nutrientes essenciais para as plantas, como: nitrogênio, fósforo, potássio e enxofre. Além disso, ela também contém matéria orgânica que auxilia na fertilidade do solo. 
No entanto, por mais que esse composto apresente tais características, ele provoca a poluição do solo e da água, já que pode causar a eutrofização deles, além de outras alterações em sua composição, como em seu pH, afetando assim o metabolismo dos organismos que vivem na região.
Vinhaça
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Foco no conteúdo
Professor, retome com a turma que eutrofização: aumento de compostos orgânicos na água que afetam o metabolismo dos organismos aquáticos, em especial as algas.
https://www.ecycle.com.br/vinhaca/ 
O Brasil produz grandes quantidades de etanol, e, por isso, a geração de vinhaça é um problema em potencial. Pesquisadores buscam usos e alternativas para evitar que a vinhaça polua o meio ambiente.
Assista ao vídeo “Alunos descobrem maneira de reutilizar a vinhaça, resíduo da cana-de-açúcar”, e registre em seu caderno as informações relevantes.
Vinhaça
https://youtu.be/7ODxyL0VU8I?si=68xW1MJ55wBXTa0Q  
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Foco no conteúdo
“Com essa iniciativa, não estamos só falando de sustentabilidade, estamos demonstrando como a sustentabilidade está presente em nossas ações de uma forma mais ampla, que vai além do aspecto ambiental e inclui também o aspecto social e a viabilidade econômica”, reforçou o secretário Estadual de Ciência, Tecnologia e Inovação, Vahan Agopyan.
Saiu na mídia
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Foco no conteúdo
Professor, é preciso chamar a atenção para que o hidrogênio produzido a partir do etanol não diminui todo o impacto gerado na sua produção.
https://jornal.usp.br/institucional/cidade-universitaria-tera-a-primeira-estacao-de-hidrogenio-renovavel-a-partir-do-etanol-do-mundo/  
Como é produzido o gás hidrogênio nessa estação?
A matéria-prima base é a cana-de-açúcar, que ao ser processada, gera o produto já amplamente conhecido, que é o etanol.
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Foco no conteúdo
https://jornal.usp.br/institucional/cidade-universitaria-tera-a-primeira-estacao-de-hidrogenio-renovavel-a-partir-do-etanol-do-mundo/ 
O etanol é direcionado para um reator químico, com controle de temperatura e de pressão, onde reage com a água e gera o gás hidrogênio, que é estocado e utilizado.
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Foco no conteúdo
O gás hidrogênio também pode ser produzido a partir de outras bases, além do etanol, uma delas é a eletrólise da água. 
A eletrólise da água é a decomposição química da água em oxigênio e em hidrogênio, por meio do efeito da passagem de uma corrente elétrica pela água.
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Foco no conteúdo
https://br.freepik.com/vetores-gratis/ilustracao-gradiente-de-hidrogenio_36143051.htm#query=hidrog%C3%AAnio%20verde&position=11&from_view=search&track=ais&uuid=3c5d3f25-c35f-41da-ac92-f23f541643aa 
Sob a orientação do professor, e em grupos, selecionem um tema para uma pesquisa relacionada a um produto ou a um serviço (essencial ou não) que gere algum tipo de resíduo durante a sua produção ou o seu uso, propondo uma solução sustentável.
Agora é sua vez!
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Aplicando
Identificamos e analisamos soluções para ameaças ao equilíbrio do ecossistema.
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O que aprendemos hoje?
SÃO PAULO (ESTADO). Currículo em Ação: Caderno do Professor – Biologia – Ensino Médio – 1a série – 1o semestre. São Paulo: Seduc-SP, 2023. Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2023/01/1s%C3%A9rie-Professor-CNT-1Sem.pdf. Acesso em: 26 dez. 2023.
LEMOV, Doug. Aula nota 10 2.0: 62 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. Porto Alegre: Penso, 2018.
Vinhaça: o que é, impactos e usos. Disponível em: https://www.ecycle.com.br/vinhaca/. Acesso em: 01 jan. 2023.
Cidade Universitária terá a primeira estação de hidrogênio renovável a partir do etanol do mundo. Disponível em: https://jornal.usp.br/institucional/cidade-universitaria-tera-a-primeira-estacao-de-hidrogenio-renovavel-a-partir-do-etanol-do-mundo/. Acesso em: 01 jan. 2023.
PUGLIESE, Lilian; LOURENCETTI, Carolina; RIBEIRO, Maria Lúcia. IMPACTOS AMBIENTAIS NA PRODUÇÃO DO ETANOL BRASILEIRO: uma breve discussão do campo à indústria. RevistaBrasileira Multidisciplinar, [S.L.], v. 20, n. 1, p. 142, 12 jan. 2017. Revista Brasileira Multidisciplinar - Rebram. http://dx.doi.org/10.25061/2527-2675/rebram/2017.v20i1.472.4
Slide 7 - https://repositorio.unicamp.br/Busca/Download?codigoArquivo=473838. 
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Referências
Lista de imagens e vídeos
Slide 3 - https://br.freepik.com/vetores-gratis/conceito-de-ilustracao-de-terapia-de-grupo_9907640.htm#query=equipe%20conversando&position=3&from_view=search&track=ais&uuid=4401df75-d060-4718-ae28-80b9006c4f34. 
Slide 7 - https://repositorio.unicamp.br/Busca/Download?codigoArquivo=473838.
Slides 12 e 13 - https://jornal.usp.br/institucional/cidade-universitaria-tera-a-primeira-estacao-de-hidrogenio-renovavel-a-partir-do-etanol-do-mundo/. 
Slide 14 - https://br.freepik.com/vetores-gratis/ilustracao-gradiente-de-hidrogenio_36143051.htm#query=hidrog%C3%AAnio%20verde&position=11&from_view=search&track=ais&uuid=3c5d3f25-c35f-41da-ac92-f23f541643aa. 
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Referências
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