UNIVERSIDADE DE SO PAULOINSTITUTO DE QUMICA DE SO CARLOSASPECTOS
AVANADOS DA DOCNCIA NO ENSINO SUPERIOR DE QUMICA
ESTUDO DE CASO: FEITO MO
DEYBER ARLEY VARGAS MDINAEmail: [email protected] PAULN
GARCA RODRGUEZEmail: [email protected]
Prof. Dra. SALETE LINHARES QUEIROZ
So Carlos2014
1. APRESENTAO DO CASO
CASO: FEITO MO
No vero passado, o Tiago e seus trs amigos mais caros: Rita,
Caio e Leandro, estudantes de ltimo ano da qumica do IQSC,
decidiram fazer uma viagem pelo litoral do caribe colombiano para
dar uma descansada, j que uma vez que retornarem teriam de
apresentar suas propostas de pesquisa de iniciao cientfica.Sua
viagem comeou na cidade de Cartagena, cidade histricacercada pela
muralha, aquela que foi construda pelos espanhis para proteg-la dos
constantes ataques dos piratas ingleses, durante a poca da colnia.
- Parece de mentirinha de to bonita, com todas aquelasconstrues
antigas bem preservadas e cercadas pelomar azul do Caribe! - falava
a Rita para seus amigos. Muito animados, no outro dia partiram cedo
para a Guajira, o ponto mais ao norte da Colmbia e da Amrica do
Sul, uma regio semirida praticamente desrtica. L eles
encontraram-se com os indgenas Wayuu, pessoas muito acolhedoras,
onde as mulheres usavam vestidos avivados e teciam bolsas,
pulseiras e outros artigos coloridos bem bonitos. O Caio lembrou-se
de ter visto estas bolsas em So Paulo nesse vero, mas nem sabia que
elas eram feitas pelas mulheres desta comunidade. Ainda mais, a
Rita lembrou de que viu na televiso mulheres famosas como a
Alessandra Ambrsio, a Shakira e a Katy Perry utilizando estas
bolsas. Eles ficaram curiosos ao achar que estes artigos foram
fabricados nestas comunidades to pobres e foram perguntar a uma das
mulheres sobre este assunto:- Oi moa, tudo bom? Meu nome Caio, sou
brasileiro e no falo muito bem espanhol, mas estou com uma
curiosidade sobre as bolsas coloridas. Vocs exportam muitas delas
para o mundo todo? Eu j tinha visto estes modelos no Brasil, mas no
sabia que vocs eram quem faziam.- Oi Caio, meu nome Coleima. Na
verdade, a gente faz oficialmente estes acessrios e vende aqui na
Guajira. Ns no temos empresas nem muita organizao para exportar
nossos produtos. Muitas pessoas vm de fora para comprar e vender em
outros pases. As pessoas da comunidade muitas vezes ficam magoadas
por saber que os arijunas (no nascido Wayuu) esto plagiando nosso
conhecimento ancestral, e at na China esto produzindo bolsas
similares s que a gente faz. - Ahhh t! Eu j suspeitava que algo
estranho estava acontecendo, porque l no Brasil as bolsas tm um
preo muito mais alto do que aqui. O que voc me fala um problema
muito grave, esto sendo roubados seus designs, alm de venderem as
bolsas como sendo dos Wayuu e na verdade podem estar vendendo
produtos de mais baixa qualidade produzidos na China. E gente,
falando srio, algum se aproveitando de sua cultura para fazer
dinheiro, isso a no tico.- Voc est certo, mas o governo no nos
ajuda a evitar e essas coisas continuam acontecendo. Temos
interesse que esta informao seja divulgada e que os compradores
saibam quando eles esto realmente comprando um produto Wayuu e
quando imitao. - Nossa!!!
Vocs so aqueles garotos viajantes que ao voltar o Brasil
decidiram fazer seus projetos de IC em torno da problemtica exposta
pelo povo Wayuu. Proponham metodologias que levem obteno de
marcadores qumicos de origem para estabelecer as diferenas entre as
mochilas Wayuu e suas cpias industriais e argumente a favor de uma
delas.
2. CARACTERSTICAS DO CASO QUE JUSTIFICAM A SUA CLASSIFICAO COMO
SENDO UM BOM CASO Um bom caso narra uma historia.O caso narra uma
histria divertida, que no final fica inconclusa para que a solues
propostas pelos estudantes formem parte integral da narrativa. Um
bom caso deve ser atual.Em maro de 2014 a revista de moda espanhola
Elle destacou em um de seus artigos a beleza e originalidade do
desenho de 10 bolsas tecidas, pertencentes a mais recente coleo de
uma desenhadora espanhola[footnoteRef:1]. Realmente estas bolsas
eram de procedncia colombiana, adquiridas nos mercados de
artesanatos Wayuu da Guajira Colombiana e revendidas na Europa a
preos entorno 500% acima de seu valor de aquisio na Colmbia. Este
caso chama a ateno e abriu a discusso sobre a frequente usurpao da
produo artesanal, a falta de proteo dos direitos de propriedade
intelectual dos desenhos indgenas e a inundao do mercado local com
artesanatos colombianos de fabricao china. [1:
http://www.vogue.es/moda/espia/articulos/la-nueva-coleccion-en-tonos-fluor-de-stella-rittwagen/19326]
Um bom caso relevante ao leitor e desperta interesse pela
questo.Este caso invita a os estudantes a colaborar
construtivamente na melhora das condies de vida das comunidades
indgenas e adicionar elementos aos governos exportadores e
importadores que lhes permitam certificar a procedncia dos produtos
comercializados. Um bom caso fora uma deciso.Os estudantes podem
ver neste caso um problema real, no qual eles podem atuar de forma
concreta de acordo com a sua rea de formao e atuao. Um bom caso
provoca um conflito.O caso tem como suporte a controvrsia referente
insero dos pequenos empresrios no mercado global e as
possibilidades reais que tm as economias pequenas para concorrer
equitativamente nos tratados de livre comrcio frente a gigantes
econmicos como a China. Um bom caso deve ter utilidade pedaggica.O
caso contem elementos interdisciplinares que, alm dos elementos
prprios da qumica, abrangem aspectos sociolgicos, etnogrficos,
culturais, econmicos e polticos que permitem ressaltar a importncia
da profisso mediante a contextualizao do aprendizado. Um bom caso
inclui dilogos Um bom caso produz empatia com os personagens
centraisEste caso permite o encontro dos estudantes com as
comunidades indgenas, sua cultura, sua tradio, sua cosmoviso e seus
saberes ancestrais, como parte da identidade cultural dos povos da
Amrica Latina.
3. CONTEXTUALIZAO DO PROBLEMA ABORDADO NO CASO COM CITAO DE
REFERNCIAS ATUAISDevido globalizao dos mercados internacionais,
surgiu a importncia da proteo das caractersticas geogrficas de
certos produtos, uma vez a que qualidade destes encontra-se
vinculada diretamente com as tradies e costumes de um lugar
determinado. Alm disso, os prprios consumidores passaram a ter em
considerao estas indicaes geogrficas no momento da escolha dos
produtos, tornando-se importante o estudo de metodologias que
ajudaram na identificao de marcadores qumicos de origem que
pudessem garantir a sua procedncia. Os marcadores qumicos so
substncias quimicamente definidas ou grupos de compostos que podem
ser detectadas numa amostra de um produto para provar sua origem,
mas no precisam estar relacionadas com a funo ou uso
deste[footnoteRef:2]. [2:
http://www.nowfoods.com/Quality/Do-Supplements-Work/M089638.htm
]
Assim, os marcadores qumicos so determinados em produtos de
consumo humano tais como vinhos[footnoteRef:3], azeite de
oliva[footnoteRef:4], carnes, leite[footnoteRef:5], mel, plantas
medicinais, bebidas alcolicas, entre outros. Embora, os marcadores
tambm posam ser adicionados intencionalmente a diferentes produtos
para evitar que sejam adulteradas, como o caso da adio de corantes
em combustveis[footnoteRef:6]. [3:
http://inta.gob.ar/documentos/marcadores-quimicos-en-vinos/] [4:
http://www.montoro.es/contenido/denominaci%C3%B3n-de-origen-del-aceite-de-oliva-virgen-montoro-adamuz]
[5:
http://www.apinetla.com.ar/congreso_salta/conferencias/10_lucia_piana.pdf]
[6:
http://www.petrobras.com.br/fatos-e-dados/de-olho-no-combustivel-ganha-pacote-tecnologico-para-analises.htm]
Os artesanatos podem estar no grupo de produtos que mais so
falsificados, mas no tem sido relatada uma metodologia padronizada
para determinar marcadores qumicos em produtos feitos mo. No
entanto, existem diferentes tcnicas instrumentais e no
instrumentais que permitem caracterizar este tipo de produtos,
identificando corantes, fibras e alguns resduos caratersticos da
regio onde estes so feitos.
4. DESCRIO DAS DICIPLINAS DE CURSOS DE GRADUAO EM QUIMICA NAS
QUAIS O CASO PODE SER APLICADO.O caso pode ser aplicado no Curso de
Bacharelado em Qumica do IQSC USP nas seguintes disciplinas:
Disciplina: SQM0418 - Anlise Instrumental II
Natureza: TericaObjetivos: Discutir conceitos ligados a
processos de separao de compostos em escala analtica e preparativa.
Introduzir conhecimentos de mtodos de anlise cromatogrficos usando
diversos tipos de detectores espectromtricos e
espectroscpicos.Ementa: Extrao por solvente, cromatografia de troca
inica, cromatografia de excluso, cromatografia lquida (clssica e
CLAE), Cromatografia Gasosa. Espectrometria de massas e Principais
detectores utilizados.Crditos: 4Localizao na grade curricular: 3
Semestre
Referncias:D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch.
Principles of instrumental analysis, 6th Ed. Belmont, CA: Thomson
Brooks/Cole, 2007.D.C. Harris, Anlise Qumica Quantitativa, 5 Ed.,
Trad. C.A.S. Riehl, A.W.S. Guarino, LTC, Rio de Janeiro, 2001.
Disciplina: SQM0302 - Anlise Instrumental II
Natureza: PrticaObjetivos: Introduzir os conceitos bsicos das
diversas tcnicas instrumentais. Instrumentao, potencial e limitaes
das principais tcnicas analticas instrumentais Aps a concluso, o
aluno dever ser capaz de apontar a tcnica mais adequada para a
soluo de um determinado problema analtico, assim como conhecer os
detalhes da parte experimental e interpretao dos resultados.Ementa:
Teoria e Prtica de Mtodos Instrumentais de Anlise. Introduo. Mtodos
de separao: cromatografia gasosa e lquida; Mtodos eletroanalticos:
condutometria, potenciometria, eletrlise, coulombimetria,
polorografia, voltametria cclica.Crditos: 4Localizao na grade
curricular: 3 Semestre Referncias:D.A. Skoog, D.M. West, F.J.
Holler, S.R. Crouch. Principles of instrumental analysis, 6th Ed.
Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole, 2007.Hobart H. Willard,Lynne L.
Merritt Jr.,John A. Dean. Instrumental Methods of Analysis. 7th Ed.
Belmont, Calif.: Wadsworth Pub. Col, 1988.
Disciplina: SQM0422 - Quimiometria
Natureza: TericaObjetivos: Introduzir conceitos relacionados
anlise multivariada e planejamento fatorial de experimentos.Ementa:
O que Quimiometria. Estatstica Bsica. Mtodos de Otimizao
Experimental: Planejamento Fatorial de Dois Nveis e Fracionrios.
Modelagem por Mnimos Quadrados e Modelagem de Misturas. Anlise por
Superfcie de Respostas. Simplex e Simplex Modificado. Mtodos
Modernos de Otimizao Experimental. Anlise exploratria de dados
multivariados. Anlise de agrupamento. Anlise de componentes
principais. Classificao. Mtodos de calibrao multivariada. PLS, PCR.
Mtodos Modernos de Calibrao Multivariados. Noes bsicas sobre redes
neurais.Crditos: 4Localizao na grade curricular: 7 Semestre
Referncias:M. A. Sharaf, D. L. Illman e B. R. Kowalski,
"Chemometrics", Wiley, 1986Bencio B. Neto, Ieda S. Scarmnio e Ro Y.
E. Bruns, "Planejamento e Otimizao de Experimentos", Editora da
UNICAMP, Brasil, 1996.
5. CONSIDERAES ACOMPANHADAS DE JUSTIFICATIVAS SOBRE A
POSSIBILIDADE DE USO DIREITO OU DA APLICAO NO ENSINO MDIOO caso
poderia ser aplicado diretamente no ensino, como parte dos
elementos pedaggicos utilizados na abordagem do estudo das
propriedades fsicas das sustncias e dos materiais. Nesse casso, os
estudantes devero tentar estabelecer diferenas entre os tecidos
artesanais e industriais baseados na determinao de caractersticas
como, massa, volume, densidade, resistncia, elasticidade, absoro de
umidade, etc.
6. FONTES DE INSPIRAOO caso anteriormente apresentado foi
inspirado na pauperizao das condies econmicas das comunidades
indgenas e camponesas devido politica de livre comrcio adotada pelo
governo colombiano desde o sculo passado. Isto tem permitido nos
ltimos anos, a chegada ao mercado colombiano de uma grande
quantidade de artesanatos colombianos falsificados provenientes da
China, de menor qualidade e preo que os artesanatos locais,
prejudicando fortemente o sustento das comunidades indgenas. A
Figura 1.a apresenta um segmento de uma noticia publicada pela BBC
referente comercializao de sombreros vueltiaos de fabricao chinesa,
mas este um tipo de chapu caraterstico do litoral caribe colombiano
feito mo por camponeses da regio. Adicionalmente a Figura 1.b
apresenta uma fotografia de um site especializado na comercializao
de mochilas Wayuu fabricadas na China.Adicionalmente, graas a sua
beleza, muitos artesanatos colombianos tm conquistado o mercado
internacional (Figura 2), tal o caso das mochilas Wayuu, que hoje
podem ser encontradas pelo mundo todo. No entanto, isto no tem
significado nenhum melhoramento nas condies de vida do povo Wayuu,
uma vez que a comercializao no exterior realizada por terceiros que
adquirem as mochilas no mercado colombiano a preos muito inferiores
de seu preo de venda no exterior, ou incluso em ocasies apresentam
estes produtos como criaes da sua prpria autoria, tal como foi o
caso de uma denncia realizada pela mdia referente comercializao de
mochilas Wayuu por parte de uma design espanhola sem os devidos
crditos (Figura 3).Muita desta problemtica principalmente devida ao
fato de que embora existam algumas marcas comerciais registradas
deste tipo de produtos, o controle na sua comercializao ainda muito
fraco. Alm disso, no existem mecanismos que os governos possam
utilizar para garantir e corroborar a procedncia deste tipo de
artesanatos. Por essa razo, este caso visa a busca de alternativas
de marcao qumica que permitam identificar inequivocamente a
procedncia de uma mochila Wayuu.
a.
b.
Figura 1. a) Segmento de noticia referente imitao chinesa de
artesanatos colombianos. Disponvel em:
http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2013/01/130112_colombia_sombrero_polemica_ng.shtml.b)
Fotografia de site especializado na comercializao de imitaes
chinesas de mochilas Wayuu. Disponvel em:
http://portuguese.alibaba.com/product-gs/2014-china-factory-shoulder-wayuu-mochila-bags-1508420283.html
Figura 2. Mulheres da etnia Wayuu tecendo bolsas coloridas
artesanais.
Figura 3. Segmentos de noticias referentes utilizao e
comercializao de mochilas Wayuu por parte de terceiros. Disponveis
em:
http://www.elheraldo.co/tendencias/mochilas-wayuu-en-el-centro-de-polemica-147635;
http://www.vogue.es/moda/espia/articulos/la-nueva-coleccion-en-tonos-fluor-de-stella-rittwagen/19326;
http://www.molartstore.com/blog/blog/stella-rittwagen-protagonista-del-mas-reciente-escandalo-por-apropiacion-indebida-de-disenos-de-bolsos/;
http://www.pulzo.com/estilo/como-una-disenadora-espanola-se-apropio-por-no-decir-robo-las-mochilas-wayuu-108256
7. CONHECIMENTOS GERAIS PASSVEIS DE SEREM ABORDADOS Aspectos
geogrficos, sociais, polticos, econmicos e culturais dos grupos
tnicos do litoral caribe Colombiano. Aspectos generais da economia
moderna: globalizao, mercado mundial e tratados de livre
comercio.
8. CONHECIMENTOS ESPECFICOS DE QUMICA PASVEIS DE SEREMA
ABORDADOS. Qumica geral: Propriedades fsicas dos materiais. Anlise
instrumental: Separaes cromatogrficas, identificao de sustncias
mediante espectrometria de massas. Quimiometria: reconhecimento de
padres: mtodos supervisionados e no supervisionados: Anlise de
componentes principais, mtodo dos k-vizinhos e SIMCA.
9. ETAPAS DE APLICAO DO CASO.Etapa 1. Formao de grupos e
apresentao do caso. Etapa 2. Anlise do caso em plenria. Etapa 3.
Tarefa grupal I - trabalho investigativo sobre elaborao industrial
e artesanal de mochilas tecidas. Consultar em cada caso: tipo de
fibra utilizada, possveis processamentos desta fibra, assim como
pigmentos e corantes empregados no processo de tingimento. Elaborao
de relatrio.Etapa 4. Discusso plenria tarefa I - Elaborao de
relatrio grupal ressaltando as possveis diferenas fsicas e qumicas
dos dois tipos de tecido (artesanal e industrial) Etapa 5. Tarefa
grupal II - Baseados na anlise de diferenas dos tipos de tecido, os
estudantes devero propor metodologias de avaliao dos tecidos,
especificando aspectos como: amostragem, preparo de amostra,
materiais de laboratrio e reagentes empregados, anlises das
amostras, instrumentos e equipamentos empregados, resultados
esperados e mtodos de anlises dos resultados. Etapa 6. Anlise da
Tarefa grupal-II - O docente dever ler e fazer por escrito correes
e sugestes de melhora de cada uma das metodologias entregues pelos
grupos, destacando possveis falncias nas metodologias propostas.
Posteriormente, dever se reunir com cada um dos grupos para
explicar e contra argumentar as correes surgidas. Etapa 7. Tarefa
III - Os estudantes devero investigar e entregar um relatrio de
possveis solues s falhas metodolgicas indicadas durante a realizao
da etapa anterior.Etapa 8. Seminrio grupal - uma vez que as
metodologias apresentadas pelos grupos tinham sido corregidas, cada
grupo realizar uma breve apresentao oral de sua soluo do caso,
expondo a diferencia ou propriedade avaliada, a metodologia
proposta para o anlise e os resultados esperados. No final de cada
apresentao os outros estudantes podero arguir ao grupo expositor,
destacando aspetos relevantes de sua proposta, realizando criticas
e sugestes pra melhora.Etapa 9. Tarefa individual I - No final,
cada estudante dever realizar um pequeno escrito, narrando sua
experincia pessoal na participao da atividade, assinalando aspectos
positivos e negativos, incluindo uma concluso sobre a relevncia do
caso e suas possveis solues.
10. MATERIAIS DIDTICOS NECESSRIOS PARA A APLICAO DO
CASO.Material impresso - texto contendo o caso, relatrios
realizados pelos estudantes.Datashow: Aulas expositivas e
apresentaes.
11. HABILIDADES/ATITUDES PASSVEIS DE SEREM CONTEMPLADAS NA
APLICAO DO CASO.Este caso pode facilitar o cumprimento de objetivos
referentes s habilidades a serem desenvolvidas durante o curso de
graduao por parte dos estudantes de qumica segundo as diretrizes
curriculares[footnoteRef:7]: [7: Diretrizes curricularespara os
cursosdequmica. QUMICA NOVA,22(3) (1999).]
11.1 Com relao sua formao pessoal Ter uma boa compreenso das
diversas etapas que compem um processo industrial ou uma pesquisa,
sendo capaz de planejar, coordenar, executar ou avaliar atividades
relacionadas Qumica ou a reas correlatas. Ter interesse no
autoperfeioamento contnuo, curiosidade e capacidade para estudos
extracurriculares individuais ou em grupo, esprito investigativo,
criatividade e iniciativa na busca de solues para questes
individuais e coletivas relacionadas com a Qumica. Ter formao
humanstica conhecimentos bsicos de Histria, Filosofia, Sociologia,
Economia, Histria da Cincia, dos Movimentos Educacionais, etc. que
lhe permita exercer plenamente sua cidadania e, enquanto
profissional, espeitar o direito vida e ao bem-estar dos cidados
que direta ou indiretamente so alvo do resultado de suas
atividades. Interessar-se pelos aspectos sociais, culturais,
polticos e econmicos da vida da comunidade a que pertence. Estar
engajado na luta pela cidadania como condio para a construo de uma
sociedade justa, democrtica e responsvel.
11.2 Com relao compreenso da QumicaReconhecer a Qumica como uma
construo humana compreendendo os aspectos histricos de sua produo e
suas relaes com os contextos cultural, socioeconmico e poltico.
11.3 Com relao busca de informao, comunicao e expresso
Saber identificar e fazer busca nas fontes de informaes
relevantes para a Qumica, inclusive as disponveis nas modalidades
eletrnica e remota, que possibilitem a contnua atualizao tcnica,
cientfica e humanstica. Ler, compreender e interpretar os textos
cientfico-tecnolgicos em idioma ptrio e estrangeiro (especialmente
ingls e/ou espanhol). Saber interpretar e utilizar as diferentes
formas de representao (tabelas, grficos, smbolos, expresses, etc.).
Saber comunicar corretamente os projetos e resultados de pesquisa
na linguagem cientfica, oral e escrita (textos, relatrios,
pareceres, psteres, internet, etc.) em idioma ptrio e estrangeiro
(especialmente ingls e/ou espanhol).
11.4 Com relao ao trabalho de investigao cientfica e
produo/controle de qualidade
Saber conduzir anlises qumicas, fsico-qumicas e qumico-biolgicas
qualitativas e quantitativas e a determinao estrutural de compostos
por mtodos clssicos e instrumentais, bem como conhecer os princpios
bsicos de funcionamento dos equipamentos utilizados e as
potencialidades e limitaes das diferentes tcnicas de anlise. Ser
capaz de efetuar a purificao de substncias e materiais; exercendo,
planejando e gerenciando o controle qumico da qualidade de
matrias-primas e de produtos. Saber determinar as caractersticas
fsico-qumicas de substncias e sistemas diversos. Saber elaborar
projetos de pesquisa e de desenvolvimento de mtodos, produtos e
aplicaes em sua rea de atuao.
11.5 Com relao aplicao do conhecimento em Qumica Saber realizar
avaliao crtica da aplicao do conhecimento em Qumica tendo em vista
o diagnstico e o equacionamento de questes sociais e ambientais.
Ter conscincia da importncia social da profisso como possibilidade
de desenvolvimento social e coletivo. Saber identificar e
apresentar solues criativas para problemas relacionados com a
Qumica ou com reas correlatas na sua rea de atuao.
11.6 Com relao profisso Ter capacidade de disseminar e difundir
e/ou utilizar o conhecimento relevante para a comunidade. Ser capaz
de atender s exigncias do mundo do trabalho, com viso tica e
humanstica, tendo capacidade de vislumbrar possibilidades de
ampliao do mesmo, visando atender s necessidades atuais.
12. ESTABELECIMENTO DE RELAES ENTRE AS ETAPAS DE APLICAO DO CASO
E AS HABILIDADES/ATITUDES CONTEMPLADAS.Tabela 1. Relao das
habilidades a ser desenvolvidas em cada etapa da resoluo do
casoETAPAHABILIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS
1 e 2 Ter interesse no autoaperfeioamento contnuo, curiosidade e
capacidade para estudos extracurriculares individuais ou em grupo,
esprito investigativo, criatividade e iniciativa na busca de solues
para questes individuais e coletivas relacionadas com a Qumica. Ter
formao humanstica conhecimentos bsicos de Histria, Filosofia,
Sociologia, Economia, Histria da Cincia, dos Movimentos
Educacionais, etc. que lhe permita exercer plenamente sua cidadania
e, enquanto profissional, espeitar o direito vida e ao bem-estar
dos cidados que direta ou indiretamente so alvo do resultado de
suas atividades. Interessar-se pelos aspectos sociais, culturais,
polticos e econmicos da vida da comunidade a que pertence. Estar
engajado na luta pela cidadania como condio para a construo de uma
sociedade justa, democrtica e responsvel.
3. Saber identificar e fazer busca nas fontes de informaes
relevantes para a Qumica, inclusive as disponveis nas modalidades
eletrnica e remota, que possibilitem a contnua atualizao tcnica,
cientfica e humanstica. Ler, compreender e interpretar os textos
cientfico-tecnolgicos em idioma ptrio e estrangeiro (especialmente
ingls e/ou espanhol).
4. Saber realizar avaliao crtica da aplicao do conhecimento em
Qumica tendo em vista o diagnstico e o equacionamento de questes
sociais e ambientais. Ter capacidade de disseminar e difundir e/ou
utilizar o conhecimento relevante para a comunidade.
5, 6 e 7 Ter uma boa compreenso das diversas etapas que compem
um processo industrial ou uma pesquisa, sendo capaz de planejar,
coordenar, executar ou avaliar atividades relacionadas Qumica ou a
reas correlatas. Ser capaz de atender s exigncias do mundo do
trabalho, com viso tica e humanstica, tendo capacidade de
vislumbrar possibilidades de ampliao do mesmo, visando atender s
necessidades atuais. Saber conduzir anlises qumicas, fsico-qumicas
e qumico-biolgicas qualitativas e quantitativas e a determinao
estrutural de compostos por mtodos clssicos e instrumentais, bem
como conhecer os princpios bsicos de funcionamento dos equipamentos
utilizados e as potencialidades e limitaes das diferentes tcnicas
de anlise. Ser capaz de efetuar a purificao de substncias e
materiais; exercendo, planejando e gerenciando o controle qumico da
qualidade de matrias-primas e de produtos. Saber determinar as
caractersticas fsico-qumicas de substncias e sistemas diversos.
Saber elaborar projetos de pesquisa e de desenvolvimento de mtodos,
produtos e aplicaes em sua rea de atuao.
8. Saber interpretar e utilizar as diferentes formas de
representao (tabelas, grficos, smbolos, expresses, etc.). Saber
comunicar corretamente os projetos e resultados de pesquisa na
linguagem cientfica, oral e escritos (textos, relatrios, pareceres,
psteres, internet, etc.) em idioma ptrio e estrangeiro
(especialmente ingls e/ou espanhol).
9. Reconhecer a Qumica como uma construo humana compreendendo os
aspectos histricos de sua produo e suas relaes com os contextos
cultural, socioeconmico e poltico.
13. RESOLUES (PELO MENOS DUAS) PARA O CASO, COM AS RESPETIVAS
FUNDAMENTAES TEORICAS.13.1 Com base na disciplina de Qumica
Geral
Os tecidos confeccionados de forma mecnica e manualmente
apresentam diferenas nas suas propriedades fsicas, por exemplo, os
tecidos elaborados manualmente costumam ser mais pesados que
aqueles fabricados de forma industrial. Neste caso, os estudantes
devero propor mtodos para medir experimentalmente propriedades
fsicas dos diferentes tipos de tecidos e estabelecer diferencias
entre estes.Uma das propriedades fsicas que poderia ser usada para
este proposito a densidade. Neste caso, os estudantes teriam que
determinar experimentalmente a densidade, primeiro de fios de l de
diferente procedncia e logo de amostras de tecidos de diferente
forma de elaborao. No primeiro caso, ser preciso explorar o
conceito de densidade linear, assim a densidade de cada um dos fios
estar determinada pela medida da sua massa dividida pelo seu
comprimento. J no segundo caso, os estudantes se encontraram com o
conceito de densidade superficial, assim a densidade superficial
dos tecidos estar dada pela medida da sua massa dividida por sua
rea, que estar determinada pela forma geomtrica da amostra de
tecido.Estratgias similares poderiam ser elaboradas com base em
outras propriedades fsicas tales como a resistncia ao rasgamento,
absoro de umidade, temperatura de decomposio trmica, porcentagem de
cinzas, etc.
13.2 Com base na disciplina de Analise Instrumental (GC-MS,
HPLC-MS):
Na resoluo deste tipo de problemas, as tcnicas de cromatografia
acopladas espectrometria de massas podem ser usadas de duas formas
diferentes: a) na identificao de compostos de interesse, dizer
quando se procura um o vrios analitos especficos previamente
definidos e b) na determinao da composio qumica da amostra
(screening), dizer quando os possveis analitos presentes na amostra
no so previamente conhecidos.
13.2.1 Identificao de compostos de interesse:
Anlise de pigmentos e corantes empregados: Os tecidos de origem
indgena so confeccionados com l artesanalmente processada e tingida
com pigmentos naturais extrados principalmente de vegetais e
minerais prprios da regio onde eles habitam, entanto que, nos
tecidos industriais de fabricao massiva ser mais frequente a
identificao de pigmentos e corantes de origem sinttica. Por
exemplo, as cores vermelhas, caratersticas dos vestidos rituais e
cerimoniais, assim como de muitos outros elementos da indumentria
wayuu, so produto do tingimento dos tecidos com um pigmento natural
extrado das vagens e sementes da arvore do divi-divi (Caesalpinia
coriaria), uma leguminosa do Caribe e Amrica central (figura).
a. b.c. Figura 4. a. Shii, vestimenta cerimonial tpica Wayuu.
Sua colorao vermelha devida ao tingimento dos tecidos com um
pigmento extrado da arvore do divi-divi; b. Arvore do divi-divi
(Caesalpinia coriaria); c. folhas, vagens e sementes do
divi-divi.
Se bem, no se acharam referencias na literatura que descrevam a
composio qumica deste pigmento, a presena de taninos hidrolisaves,
especificamente elagitaninos, nos extratos de Caesalpinia coriaria
tem sido plenamente estabelecida[footnoteRef:8]. Estes taninos so
frequentemente encontrados na analise de pigmentos vegetais. A
presena de corantes que contem estes tipos de taninos, em tecidos
de procedncia indgena geralmente realizada atravs da determinao da
presena de seus produtos de hidrolise, principalmente do cido
elgico (CAS Number:476-66-4, Figura 5)[footnoteRef:9]. Neste caso,
uma amostra de tecido (1mg) tratada com 400 L de uma soluo 1:1:2 de
H2O:MetOH:HCl(37%) por 10 minutos 100 C em um tubo de ensaio
aberto. O extrato rapidamente resfriado, centrifugado e filtrado; o
solido assim o obtido posteriormente redissolvido em H2O:MetOH 1:1
e 20 L desta soluo so usados para a analise mediante HPLC-UV-Vis,
empregando uma mistura de agua (A), metanol(B) e acido fosfrico (C)
como fase mvel, segundo o gradiente: 66A/24B/I0C: 2 minutos;
gradiente linear a OA/90B/I0C: 27 minutos; OA/90B/I0C: 3 minutos;
(fluxo: 1.2 ml/minute). Em geral os corantes vegetais e compostos
associados so detectados a 255 nm. Assim o cido elgico pode ser
identificado por comparao do o tempo de reteno e o espetro UV
(255nm) observados no cromatograma da amostra analisada e os
obtidos para um padro comercial deste cido. [8: FALCO, L.; ARAUJO,
M.E. Tannins characterisation in new and historic vegetable tanned
leathers fibres by spot tests. Journal of Cultural Heritage, v. 12,
n. 2, p. 149-156, 2011.] [9: WOUTERS, J.; ROSARIO-CHIRINOS, N. Dye
analysis of pre-Columbian Peruvian textiles with high-performance
liquid chromatography and diode-array detection.Journal of the
American Institute for Conservation, v. 31, n. 2, p. 237-255,
1992.]
Figura 5. Espetro UV-vis e formula molculas do cido elgico.
Como foi previamente mencionado, no tem sido encontrada
referencias que relatem a identidade do composto diretamente
responsvel pela colorao vermelha do pigmento preparado pela
comunidade wayuu a partir de Caesalpinia coriaria. No entanto, o
brazilin, Natural Red 24 (CAS Number:474-07-7, figura 6), um
pigmento vermelho, usado por outras comunidades nativas da Amrica
do sul e da sia central, extrado tambm de varias espcies de plantas
do gnero Caesalpinia, tais como o Pau-Brasil (Caesalpinia
echinata), ou o Sappan (Caesalpinia sappan), pelo que se poderia
esperar que tambm fora este composto o constituinte principal dos
pigmentos da Caesalpinia coriaria. Assim, a origem indgena de uma
prenda tambm poderia ser estabelecida mediante a determinao da
presena deste corante nas partes vermelhas do tecido.Varias
metodologias para a determinao do brazilin, em diversas matrizes,
podem ser encontradas na literatura. Com base em estas, uma
estartegia simples para a analise de brazilin poderia consistir na
extrao assistida por ultra-som de uma amostra do tecido (1mg) com
acetato de etila (50 L), e injeo direta de 2 L deste extrato a um
sistema GC-MS. A identificao do brazilin pode ser realizada por
comparao com o tempo de reteno e o espetro de massa de impacto de
eltrons (70 e.v.) observado para uma amostra padro do corante, ou
por comparao com espetros de massas disponveis nas bases de dados
como o apresentado na
figura[footnoteRef:10],[footnoteRef:11],[footnoteRef:12]. [10:
BATUBARA, I.; MITSUNAGA, T.; OHASHI, H. Brazilin from Caesalpinia
sappan wood as an antiacne agent. Journal of Wood Science, v.56,
n.1, p. 77-81, 2010.] [11: An-Yan, J., Yan, L., Ying, S., Jinyi,
Z., Fang, D., Yuan, S., Ai-Dong, W. A simple high- performance
liquid chromatographic method for the determination of brazilin and
its application to a pharmacokinetic study in rats. Journal of
Ethnopharmacology, v.151, n.1, p. 108-113, 2014. ] [12: Li, Z.C.;
GUO, C.X.; BAI, B.Q.; REN, Y.Y.; MENG, Y.; WANG, Z.J.; ZHANG, S.W.
Component analysis, and purification and characterization of active
ingredients in aqueous extract from Sappan Lignum. Chinese
Traditional and Herbal Drugs, v.45, n.8, p. 1063-1067, 2014. ]
Figura 6. Espetro de massas (Impacto de Eltrons, 70 e.v.) e
formula molecular do Brazilin.
Procedimentos similares podem ser propostos para outros tipos de
pigmentos empregados. dizer, a partir do conhecimento dos
procedimentos e mtodos empregados pelas comunidades indgenas,
possvel propor possveis marcadores de origem, assim como estratgias
para sua identificao.
Determinao de esqualeno:
Da experincia cotidiana, possvel notar que ao passar os dedos
sobre um vidro limpo neste fica um rastro devido gordura natural
das mos. A composio desta gordura pode ser extremamente complexa e
pode variar segundo as condies ambientais nas que o individuo se
encontre. Assim, quando uma prenda fabricada manualmente de esperar
que nesta fiquem rastros da gordura das mos, assim como traas de
compostos presentes no suor do fabricante, pelo que estes compostos
poderiam ser usados como marcadores qumicos da procedncia artesanal
do produto. Um destes compostos poderia ser o esqualeno (figura 7),
um isoprenoide, dos principais constituintes da gordura externa da
pele humana que excretado pelas glndulas sebceas mediante o suor,
junto a uma grande variedade de outros compostos. Vrios mtodos para
o analise de esqualeno e outros compostos presentes na pele humana
podem ser encontrados na
literatura[footnoteRef:13],[footnoteRef:14]; assim, por exemplo, as
traas de esqualeno remanescentes no tecido poderiam ser extradas
com hexano e uma amostra do extrato (2L) injetada diretamente ao
sistema GC/MS. Outra abordagem consistiria em passar uma barra de
agitao recoberta com PDMS sobre a superfcie do tecido,
posteriormente inserida num porto de injeo de dessoro trmica
acoplado a GC/MS. O esqualeno seria identificado por comparao do
seu tempo de reteno e o espectro de massas de impacto de eletros
(70 e.v.) com o obtido para uma amostra padro de referencia, o por
comparao do espetro de massas com os disponveis nas bases de dados.
[13: GALLAGHER, M.; WYSOCKI, C. J.; LEYDEN, J. J.; SPIELMAN, A. I.;
SUN, X.; PRETI, G. Analyses of volatile organic compounds from
human skin. British Journal of Dermatology,v,159, n.4, p.780-791,
2008.] [14: ZHANG, Z.M. The study of fingerprint characteristics of
the emanations from human arm skin using the original sampling
system by SPME-GC/MS.Journal of Chromatography B, v.822.1,
p.244-252, 2005. ]
Figura 7. Espetro de massas (Impacto de Eltrons, 70 e.v.) e
formula molecular do esqualeno.
13.2.2 Screening:
A segunda abordagem na utilizao da cromatografia acoplada
espectrometria de masas consiste em realizar extraes exaustivas de
amostras dos diferentes tipos de tecido (artesanal e industrial),
identificar a maior quantidade de compostos possvel em cada uma das
amostras e estabelecer, com base em esta identificao diferencias de
origem, uma vez que muitos de estes podem corresponder a compostos
incorporados involuntariamente no tecido, como metablitos
secundrios extrados junto com o corante empregado no tingimento, ou
hidrocarbonetos, nos de origem industrial, provenientes dos
lubrificantes empregados na manuteno dos teares mecnicos ou outras
maquinas empregadas.Este tipo de abordagem pode levar obteno de
extratos muito complexos, devido ao grande nmero de compostos que
pode chegar a serem extrado. No entanto, uma estratgia que permite
obter extratos mais limpos poderia ser o analise das fraes volteis
dos tecidos mediante a amostragem do Head Space por SPME, usando
uma fibra do bipolar tipo PDM/DVB, e associando este preparo de
amostra coma identificao por GC/MS. Neste caso, uma amostra de
tecido (200 mg) colocada em um vial para SPME, posteriormente
fechado e aquecido a 40 C durante 30 minutos. Passado este tempo, e
mantendo a temperatura constante, e inserida a fibra de SPME no
Head Space do vial, e mantida ali por 20 minutos adicionais.
Passado este lapso e terminada a extrao de volteis, a fibra
retirada e posteriormente inserida diretamente no porto de injeo do
GC, donde os analitos so dessorvidos pelo gs de arrastre durante 10
minutos. Os compostos assim extrados so detectados por MS, operando
em modo Full scan. A identificao realizada via software por
comparao com os espetros de massas contidos nas bases de dados,
previamente instaladas no software do GC. Assim de esperar que,
amostras de tecidos com diferente origem apresentem diferencias na
composio da sua frao voltil.
13.3 Com base na disciplina Quimiometria:Um dos principais usos
da quimiometria precisamente o estabelecimento de diferenas,
estatisticamente significantes, entre as respostas obtidas para um
set de amostras e classificao das amostras segundo estas
diferencias. Vrios mtodos qumiometricos podem ser usados para este
proposito. Um dos mais adequados seguramente o analise por
componentes principais (PCA) que a partir da decomposio em valores
singulares da matriz de respostas (i.e espectros) obtida para o set
de amostras, permite a diferenciao e o agrupamento das amostras,
segundo suas semelhanas. Assim o PCA pode ser utilizado sempre que
se pretenda encontrar padres de diferenciao e agrupamentos entre
amostras similares de diferente procedncia. O mtodo opera
diminuindo o nmero de variveis para explicar variao entre os dados,
gerando novas variveis (componentes principais, PCs) a partir da
combinao linear das variveis originalmente contidas na matriz de
respostas. Assim, a ubiquao das amostras no espao gerado pelas PCs
(grfico de scores) permite observar a formao de grupos entre as
amostras a partir das diferencias e semelhanas nas suas respostas.
Adicionalmente, a decomposio de valores singulares, permite
determinar as variveis responsveis pela formao dos grupos (grfico
de loadings), segundo sua contribuio na formao das PCs, de forma
que permite estabeleceras diferenas entre os grupos
formados.Existem diversos softwares de estadstica, comercialmente
disponveis, com ferramentas para realizao de PCA incorporadas, que
permitem a obteno dos grficos de scores e loadings s a partir da
introduo da matriz de respostas obtidas para o set de amostras.
Opcionalmente, tambm pode ser realizado o PCA a partir da programao
em Matlab, que j conta com a funo de decomposio em valores
singulares (SDV) e tambm permite gerar os grficos de scores e
loadings.Neste casso o analise de componentes, permitiria
diferenciar entre tecidos artesanais e industriais, mediante o
processamento de uma grande variedade de opes de respostas a serem
medidas. Por exemplo, o PCA, poderia diferenciar ls de bode de ls
ovelha ou das fibras de algodo ou de ls que incorporam fibras
sintticas, a partir da obteno de seus espetros de infravermelho
prximo (menor nmero de sinais). Para isto, seriam tomados os
espectros NIR de varias amostras de cada um dos tipos de l,
formando a matriz de respostas, listando as amostras nas filas e as
absorbncias medidas, a cada um dos comprimentos de onda, nas
colunas. A esta matriz aplicado o algoritmo de PCA, e a partir do
analise dos grficos gerados, estabelecer os agrupamentos e as
diferenas entre estes. Tambm poderia ser utilizado o PCA, no
processamento das respostas cromatogrficas descritas no apartado
anterior. Por exemplo, a matriz de respostas tambm poderia ser
formada com os cromatogramas obtidos a partir do analise da frao
voltil das fibras mediante HS-SPME-GC/MS. Aplicando o PCA a esta
matriz tambm seria possvel diferenciar e agrupar os diferentes
perfis cromatogrficos, o que permitiria classificar os diferentes
tipos de tecidos segundo a composio de sua frao voltil.
14. CONHECIMENTOS DE QUMICA PASSVEIS DE SEREM DESENVOLVIDOS A
PARTIR DE CADA UMA DAS RESOLUES (INDICAO DE CONTEDOS, CONCEITOS DE
QUMICA QUE PODEM SER ABORDADOS).14.1 Anlise instrumental: Analise
cromatogrfico e identificao de substancias desconhecidas mediante
espectrometria de massas.
14.2 Qumica geralPropriedades fsicas dos materiais
14.3 Quimiometria: Reconhecimento supervisionado e no
supervisionado de padres.
15. INDICAO DA MELHOR SOLUO PARA O CASSO COM JUSTIFICATIVA.A
melhor soluo a este caso consiste na determinao de pigmentos e
corantes empregados, segundo a origem, uma vez que:
Muitos dos pigmentos empregados, junto com seus compostos
associados, so de uso exclusivo das comunidades indgenas, j que
procedem geralmente de plantas locais e no som compostos
comercialmente disponveis. Grande parte do trabalho consiste em
investigar quais de estes compostos (pigmentos ou associados) so os
melhores marcadores de origem a serem usados. A extrao destes
compostos dos tecidos relativamente simples, em termos do preparo
de amostra requerido, uma vez que a extrao dos analitos
frequentemente se consegue por tratamento com um solvente adequado,
sem requerer de etapas posteriores de cleam up o fracionamento. A
disponibilidade de amostra de pigmento nos tecidos alta, pelo no so
estritamente requeridos sistemas analticos com limites de deteco
baixos. A identificao destes compostos simples, uma vez exista
clareza sobre o composto buscado, j que mediante espectrometria de
massas podem ser monitorados unicamente os ons caratersticos deste
composto.