Experimentos no espaço: Sementes de feijão e cromatografia da clorofila

Instituição: Secretaria de Educação de São José dos Campos (SP)

Qual criança nunca colocou um feijão no algodão com água? Esta clássica experiência será reproduzida pelo astronauta Marcos Pontes no espaço ao mesmo tempo em que estudantes de todo o Brasil a farão na Terra. Além das sementes, extrato de folhas de couve compõem o outro experimento escolar que será conduzido na Estação Espacial Internacional (ISS), com o objetivo de estudar clorofila.

Mais que o desejo de confirmar alguma tese científica, tais estudos trazem consigo a capacidade de despertar o interesse dos alunos pela pesquisa e de incentivar os professores a promover atividades de observação, apresentando a todos a magia da ciência, feita de investigação e descobertas.

Área do conhecimento: Biologia
Instituição: Secretaria de Educação de São José dos Campos (SP)
Estado: São Paulo
Equipe:
Elisa Saeta
Jacyra Vieira Baracho
Lúcia Pereira Rodrigues
Maria de Melo
Sonia Maria Pereira da Silva

Sementes de feijão: Experimento Educacional em Microgravidade

Propósito do projeto

Neste experimento educacional, a germinação de sementes de feijão e o crescimento das plântulas serão testados sob diferentes condições de luminosidade e de disponibilidade de água, em ambiente de microgravidade da Estação Espacial Internacional (ISS), visando observar os efeitos de fototropismo, graviotropismo e suprimento de água sobre a germinação e o desenvolvimeto de plântulas de feijão.

As sementes submetidas à luminosidade serão fotografadas diárias e aquelas em mantidas em ausência de luz serão fotografadas, apenas, no último dia de vôo. As fotografias serão diariamente transmitidas e disponibilizadas em um site da Internet para que estudantes de todo país possam consultá-las. Parte das sementes ou plântulas que retornará à Terra será plantada para que seu desenvolvimento seja monitorado. O experimento será repetido na terra, nas mesma condições de luminosidade e de disponibilidade de água e pelo mesmo período de tempo adotados na ISS.

Este projeto tem por objetivos estimular e engajar estudantes na participação das várias possibilidades existentes em pesquisas espaciais.

Cromatografia da Clorofila: Experimento Educacional em Microgravidade

Propósito do projeto

O objetivo deste experimento escolar é o de observar a cromatografia da clorofila em ambiente de microgravidade. Clorofila de algumas espécies nativas brasileiras será extraída por estudantes e irá compor o âmago das experiências.

A bordo da EEI, os pigmentos que compõem a clorofila serão separados por efeito da capilaridade através de um papel para cromatografia. Quando a solução de clorofila flui através do papel de cromatografia, as moléculas de cada pigmento se comportam de maneira diferente, resultando em um efeito tipo “arco-íris”.

O experimento terá um grupo de controle em terra com o mesmo tipo de clorofila estudado na EEI, nas mesmas condições e tempo. Os cromatogramas deverão retornar à Terra para serem comparados. A gravidade afeta o fenômeno de capilaridade, assim sendo diferenças são esperadas nos cromatogramas terrestre e da EEI. Fotos serão enviadas à Terra e liberadas para acesso via Internet para consulta de estudantes de todo o país.

Saiba mais lenda a entrevista da coordenadora Elisa Saeta:

1. Quantas escolas participarão da iniciativa?
De forma direta 4 escolas da Rede de Ensino Municipal (REM) de São José dos Campos, são elas:
EMEF Profª Jacyra Vieira Baracho
EMEF Profª Lúcia Pereira Rodrigues
EMEF Profª Maria de Melo
EMEF Profª Sonia Maria Pereira da Silva
As demais escolas de ensino fundamental da REM (35 unidades) também terão oportunidade de acompanhar esta experiência de forma bem próxima.

2. Quantos alunos, em média, estarão envolvidos com o experimento?
Todos os alunos de ciclo II (5ª a 8ª séries) e também em diferentes graus os alunos de ciclo I (1ª a 4ª séries) das escolas mencionadas. Para esta fase inicial de preparo dos experimentos, (que está se dando em período de férias escolares) contamos com quatro alunos de cada escola, que já foram escolhidos pelos professores, para estarem disponíveis na 2ª quinzena de janeiro para eventuais contatos com os experimentos, com os testes que serão realizados no INPE ou outro tipo de demanda.
Porém, a nossa idéia é que no momento em que o astronauta estiver na Estação Espacial realizando os experimentos, todos os alunos da REM acompanhem os fatos da forma mais próxima possível, nós vamos trabalhar para isto.

3. Sabe-se ser desejável a existência de atividades de experimentação nos ensinos fundamental e médio. Como a sra vê a possibilidade de os estudantes conhecerem na prática o método científico?
Fundamental, especialmente para o desenvolvimento das aulas de Ciências.
É muito importante que o aluno perceba que a ciência auxilia o homem a compreender fenômenos, a desvendar mistérios e resolver problemas para ajudá-lo a viver melhor. Em nossas escolas os alunos já têm contato com o método científico à partir do 1º ano do ciclo II (5ª série), além disso, algumas unidades escolares possuem laboratório de Ciências, onde os alunos podem vivenciar aulas práticas dos assuntos estudados.

A prática instiga os alunos a refletirem melhor e perceberem de forma mais contextualizada as relações entre o homem, a ciência e a natureza, permitindo assim uma melhor compreensão do mundo e do caráter histórico e transitório, da ciência.

4. Quais os ganhos para a vida escolar tanto dos alunos quanto dos professores com a participação nessa experiência?
Penso que tanto pra os professores quanto para os alunos a participação nesta experiência é muito motivadora, principalmente pela oportunidade de ser protagonista de um experimento inédito para as escolas do nosso país. Sem falar no caráter histórico do acontecimento, que comemora a ida do primeiro astronauta brasileiro ao espaço e também o centenário do feito de Santos Dumont.
Essa oportunidade com certeza refletirá de forma positiva na história de vida de todos os participantes, principalmente dos nossos alunos, por ajudá-los a perceber a grande capacidade de realização do ser humano e a possibilidade de trazer isso para as nossas vidas.
Além disso, a pesquisa pelas melhores soluções para a montagem dos experimentos, tem possibilitado aos professores contato com pesquisadores de diversas instituições do país o que possibilita enriquecer e atualizar conhecimentos.

O ganho para o aluno também se reflete no aumento do seu interesse pela ciência e tecnologia e pelos estudos no geral, possibilitando ainda que o estudante atribua maior valorização à escola como ambiente de construção do conhecimento de forma dinâmica, inovadora e contextualizada.

5. Qual a razão da escolha de um experimento na área de Biologia?
Nós tivemos sugestões dos temas para os experimentos por parte do Comitê Técnico da Missão , até por uma questão de escassez de tempo (fomos convidados no início do mês de dezembro/2005 ). Porém, entendemos que a Biologia é a ciência que estuda a vida e em meio a muitos avanços, também temos muitas dúvidas, questionamentos e problemas a resolver como a cura de doenças, a fome, células-tronco, alimentos transgênicos, além das questões ligadas a auto subsistência do homem no espaço o que tem mobilizado várias instituições de pesquisa e universidades a investirem em pesquisas em ambiente de microgravidade principalmente na área de Biologia.

Para o nosso objetivo que está direcionado ao aluno do ensino fundamental, pensamos que os estudos ligados à processos que têm relação com seres vivos no ambiente de uma estação espacial podem ser muito significativos para ajudar o aluno a entender as diferenças com o nosso planeta e a influência do ambiente de microgravidade sobre estes processos. Além do que, o experimento com as sementes pode ajudar a responder questões sobre o fornecimento de alimentos para missões espaciais de longa duração.

6. Qual a importância de estudar a cromatografia da clorofila? Em qual série os alunos estudam o tema?
Este assunto pode ser estudado desde a 5ª série até a 8ª série do ensino fundamental com diferentes graus de complexidade. Quando trabalhamos com os alunos o processo da fotossíntese, a clorofila (pigmento que dá as plantas a cor verde), assume um papel de destaque.

Primeiramente temos que lembrar que as plantas são autótrofas, elas produzem seu próprio alimento. Os vegetais conseguem produzir seu alimento porque existe luz, água e gás carbônico, e fazem isto através de um processo conhecido por fotossíntese, que irá resultar na produção de glicose (alimento para a planta), água e oxigênio que é liberado para a atmosfera. Isso só é possível por que existe a clorofila, que absorve a luz do Sol ( energia solar) e a transforma em energia química (glicose).

O aluno pode observar o cloroplasto no microscópio, (estrutura vegetal onde ocorre esse processo), e ele aprende que a clorofila fica dentro desses grânulos.
Podemos também, através de um processo simples extrair os pigmentos das plantas, macerando um pouco de folhas com álcool. Em seguida podemos separar os pigmentos presentes na planta através do processo da cromatografia, só que de um jeito simples e usando o papel de filtro.

Aproveitamos o processo para falar que a planta apresenta outros pigmentos que são extraídos dos cromoplastos, ex: os caroteno e xantofilas, entre outros, que são importantes nutrientes e tem papel antioxidante no nosso organismo. Surge daí uma boa oportunidade para reforçar aos alunos a importância de uma alimentação saudável e a importância do consumo de folhas verdes na dieta alimentar.

7. Há outras oportunidades em que o assunto também é colocado em sala?
Outro momento que utilizamos a cromatografia nas aulas de Ciências, é quando discutimos processos de separação de misturas. O aluno vivencia diversos tipos de separação de misturas, incluindo a cromatografia em papel (um tipo de cromatografia bem simples). Existem vários tipos de cromatografia, todas envolvem um fase móvel e uma fase estacionária. Na cromatografia em papel, a fase móvel é um solvente inerte (não reage com nenhuma substância da mistura que será analisada) e a fase estacionária é uma tira de papel tipo filtro que contém a mistura a ser analisada.

O princípio da cromatografia em papel é o seguinte: quando a ponta da tira de papel que contém a amostra da mistura é mergulhada no líquido solvente, este líquido sobe pelo papel arrastando as substâncias existentes, que depois de certo tempo, vão sendo separadas em faixas de cores distintas. Realizamos este experimento agora não só usando os pigmentos de vegetais, mas também outras substâncias, como tinta de canetas esferográficas, principalmente a cor preta, onde os alunos podem observar as diversas cores que foram usadas para produzir determinada cor.

Neste tipo de separação de misturas estão envolvidas diversos fenômenos: efeito da capilaridade, força gravitacional e forças polares das substâncias que desejamos separar. Explicamos também, que essa técnica é usada na medicina legal para investigar casos de envenenamento, em exames de soro sanguíneo e urina, na identificação de estimulantes ingeridos por atletas, na determinação dos componentes de um perfume, entre outras aplicações.