Tecanalminerais

7/24/2019 Tecanalminerais

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TERR DIDATICA 4(1):14-27, 2008

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C. J. Cunha et al.

ABSTRACT Teaching of mineral analysis techniques with emphasis on datainterpretation: theory and practice for training a geologist. An educational activity devised

as part of the Experimental Inorganic Chemistry course aims at the compliance with theNational Curriculum Directives for Geology and Engineering Geology undergraduatecourses. The activity has allowed to engage theory and practice by means of data interpreta-tion of analytical instrumental characterization of the elemental, structural and mineralogical

composition of minerals and rocks. Twelve selected samples of minerals were analysed byX-ray fluorescence, powder X-ray diffraction, scanning electron EDS probe microscopy andoptical microscopy (petrography). The non-interpreted results were made available in a

homepage and students were requested to interpret the data to identify the samples. Teachers

have evaluated the activity to be suitable for a Descriptive Mineralogy course; it also helpsmeeting the needs of formation of a geologist, which currently requires entangling knowledge

and action as to interpret reality, to understand processes, to identify problems and to generatesolutions.

KEYWORDS Analysis of minerals and rocks, educational material, geologistsformation, competence, theory and practice.

RESUMO Atividade didtica inicialmente desenvolvida na disciplina Qu-mica Inorgnica Experimental, ministrada aos alunos do Curso de Geologia da UFPRobjetivou atender s Diretrizes Curriculares Nacionais para formao do gelogo e do

engenheiro gelogo. A atividade buscou articular teoria e prtica por meio da interpretaode dados de anlise instrumental de caracterizao elementar, estrutural e mineralgica deminerais e rochas. Para desenvolvimento, 12 amostras de minerais foram selecionadas e

analisadas por fluorescncia de raios X, difrao de raios X de p, microscopia eletrnica devarredura com sonda EDS e microscopia ptica (Petrografia). Documento com os resultadosno-interpretados foi disponibilizado aos alunos em uma homepage e foi solicitado que os

alunos identificassem as amostras por meio da interpretao dos dados. A avaliao dos pro-fessores ao final do trabalho foi de que a proposta apresentada adequada para a disciplina deMineralogia Descritiva e ajuda a atender s demandas exigidas para formao do gelogo, quehoje passam pelo pensar, pelo ler a realidade, compreender os processos, identificar problemase gerar solues, exigindo a articulao entre o fazer e o conhecer.

PALAVRAS CHAVE Anlise de minerais e rochas, material didtico, formao dogelogo, competncias, articulao entre teoria e prtica.

ARTIGO

*Este documento deve ser referidocomo segue:

Cunha J.C., Guimares O. M.,

Arajo M. P., Vasconcellos E .M.G.,

Martins J. M., Reis-Neto J. M.,

Martins F. M., 2008. Ensinode tcnicas de anlises deminerais com nfase nainterpretao de dados: teoria eprtica na formao do gelogoTerr Didatica, 4(1):14-27

Ensino de tcnicas de anlises de minerais

com nfase na interpretao de dados:teoria e prtica na formao do gelogoCarlos Jorge da Cunha [email protected]

Orliney Maciel Guimares 1

Mrcio Peres de Arajo 1

Eleonora Maria Gouva Vasconcellos 2

Joaniel Munhoz Martins 2

Jos Manoel dos Reis Neto 2

Fernanda Machado Martins1

1Depto. Qumica da UniversidadeFederal do Paran.

2 Depto. Geologia da UniversidadeFederal do Paran


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C. J. Cunha et al.

Introduo

As modificaes ocorridas no mundo do tra-balho, referentes a muitas questes atualmentecolocadas no panorama mundial, como a globali-zao, a produo flexvel e as novas demandas domercado de trabalho, exigem adequao do perfilprofissional, o que deve impactar diretamente aformao profissional.

Estas exigncias do mundo do trabalho fizeramcom que o MEC estabelecesse mudanas nos cursosde graduao de todo o pas, por meio de diretrizescurriculares que deveriam ser discutidas por umacomisso de especialistas para cada rea especfica.No caso dos cursos de Geologia a comisso de espe-

cialistas foi incumbida de elaborar a proposta inicialpara discusso, sem no entanto ter sido atingidoum consenso. O MEC no aprovou plenamente aproposta. Em paralelo, os coordenadores de cursosde graduao de Geologia e Engenharia Geolgicade todo o pas realizaram dois seminrios nacionais,que culminaram na criao do Frum Nacional deCursos de Geologia, entidade voltada para fomentare conduzir essas e outras discusses e que adquiriustatus permanente. Diversos encontros foram rea-lizados para propiciar debates sobre a formao do

gelogo (Carneiro et al. 2002, 2003, 2004; Assis et al.2005), tendo sido apresentada e publicada uma ver-so de Diretrizes Curriculares Nacionais (DCNs)(Nummer et al. 2005) elaborada pelo Frum.

Nessas discusses verificou-se a preocupaoem formar profissionais de nvel superior compe-tentes, com conhecimento e iniciativa, e que possamser absorvidos pelo mercado de trabalho.

As Diretrizes Curriculares Nacionais (Num-mer et al. 2005) para cursos de Geologia e Enge-nharia Geolgica descrevem o seguinte perfil dos

formandos:...com condio de trabalhar em qualquer rea de

atuao das Cincias Geolgicas, que tenha interesse ecapacidade para o trabalho de campo; viso abrangentedas Geocincias e de suas interaes com cincias cor-relatas; pleno domnio da linguagem tcnica geolgica

aliada capacidade de adequao desta linguagem comunicao com outros profissionais e com a sociedade;conhecimento de cincias exatas que permita abordagensquantitativas das informaes geolgicas; familiaridadecom mtodos e tcnicas de informtica, especialmente

no tocante ao geoprocessamento.

A formao generalista descrita nas DCNs

dever ser construda a partir de um treinamentoprtico intensivo e contedos complementaresque permitam ao egresso: ...ter atitude tica, au-tnoma, crtica, criativa, empreendedora e atuaopropositiva, na busca de solues de questes deinteresse da sociedade, neste caso so sugeridoscontedos de Cincias Humanas, tais como: Eco-nomia, Filosofia da Cincia, Gesto, Administraoe Comunicao.

As competncias e habilidades do Gelogoprevistas nas DCNs, dentre outras, referem-sea planejar, executar, gerenciar, avaliar e fiscalizarprojetos, servios e ou pesquisas cientficas bsicasou aplicadas que visem ao conhecimento e utiliza-o racional dos recursos naturais e do ambiente, o

aproveitamento tecnolgico dos recursos mineraise energticos sob o enfoque de mnimo impactoambiental, novas alternativas de explotao, conser-

vao e gerenciamento de recursos hdricos; aplicarmtodos e tcnicas direcionadas a gesto ambientale atuar em reas de interface, como a TecnologiaMineral, Cincias do Ambiente e Cincias do Solo.Para atender estas habilidades e competncias sopropostas disciplinas de contedo bsico (Mate-mtica, Estatstica, Fsica, Computao, Qumica,Biologia e Geocincias), contedo para formao

geolgica especfica, contedos temticos, ativida-des de campo, contedo complementar (optativo)e estgio supervisionado (optativo).

Segundo Kuenzer (2003), com o rpido avanoda Cincia e sua incorporao ao setor produtivo(reestruturao produtiva), o mundo mudou emudou o conceito de competncia, sobre o que ser competente no mundo do trabalho. Se antes acompetncia visava to somente produtividadeadvinda da repetio acertada de procedimentos, oparadigma taylorista/fordista (Antunes 2001), hoje

passa pelo pensar, pelo ler a realidade, compreenderos processos, identificar problemas e gerar solues,exigindo a articulao entre o fazer e o conhecer. esta compreenso que vai permitir que o profissio-nal seja competente e seja flexvel em uma realidadena qual o prprio conhecimento torna-se ultrapas-sado com velocidade muito rpida.

O conceito de competncia atual pode e deveservir como ponte entre as Universidades e o mer-cado de trabalho na medida em que este necessitade profissionais competentes que saibam lidar comsituaes novas, tomando decises adequadas porintermdio da utilizao do conhecimento cientficoe das experincias passadas.


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Apesar do discurso de que toda e qualquereducao sempre ser educao para o trabalho, preciso distinguir a que visa aos interesses do traba-lhador, daquela que visa aos interesses do capital.

Do ponto de vista do capital, para aumentar acompetitividade na busca pelo emprego, o profis-sional deve ampliar suas possibilidades de desempe-nho, complementando sua formao acadmica es-pecfica, por exemplo por meio de cursos de lnguaestrangeira, gerncia, recursos humanos e relaesinterpessoais, para se tornar um profissional multi-disciplinar e capaz de corresponder s necessidadesda empresa no s na rea de Geologia. Neste casoo enfoque a qualificao individual.

Segundo nosso ponto de vista, a insero dos

novos profissionais decorre de uma expanso domercado de trabalho em funo do dinamismoeconmico do pas. A empregabilidade no consti-tui responsabilidade direta da universidade e nem,necessariamente, a competncia profissional indi-

vidual a garantia de emprego. Tal compreenso nosignifica recusar o desafio de superar as dificuldadespara criar profissionais com uma formao slida eampla, que favorea o trabalhador.

As caractersticas consideradas hoje funda-mentais em quaisquer setores de atividade, sejam

eles acadmico ou industrial, como: viso crtica,capacidade de tomar decises e, principalmente,que aprendam a aprender inseridos na realidadehistrico-social, poltica e econmica do pas, evi-denciam a necessidade de uma educao de qua-lidade, no s na graduao, mas desde o ensinofundamental e mdio.

Mais do que nunca, o ensino superior deversuperar a concepo conteudista que o tem caracte-rizado, em face de sua verso predominantementepropedutica, para promover mediaes significa-

tivas entre os jovens e o conhecimento cientfico,articulando saberes tcitos, experincias e atitudes;do contrrio, deixar de ser til tanto para o capitalquanto para o trabalhador.

Consideramos que a atividade profissional seconcretiza como prxis humana (Marx 1999), a ca-tegoria prxis central para Marx, visto que a partirdela tem sentido a atividade do homem, sua histriae o seu conhecimento. Esta forma de conceber otrabalho significa reconhec-lo como atividade aomesmo tempo terica e prtica, intelectual e instru-mental, reflexiva e ativa. No trabalho, articulam-sea teoria e a prtica como momentos inseparveisdo processo de construo do conhecimento e da

transformao da realidade (Kuenzer 2001).Segundo a lgica da ciso entre a teoria e a

prtica, a concepo de currculo na Universidadetem por base o pressuposto de que h um tempode aprender a pensar e um tempo de aprender afazer. Segundo Kuenzer (2001), muitas vezes oestgio curricular e extra-curricular tem sido anica janela, por onde saem os ares da teoria paraencontrar os bafejos da prtica, na tentativa, quasesempre frustrada, de buscar a reunificao da dia-ltica rompida.

Assim o ensino na Universidade se faz por frag-mentos da teoria, supostamente autnomos entresi distribudos em contedos de carter geral e osprofissionalizantes propriamente ditos. Aps passar

por todos eles, vir finalmente hora da prtica,momento em que haver reunificao do saberdividido: a atuao profissional.

O curso de Geologia da UFPR no passoupor uma reforma curricular para atender s novasdemandas do mercado de trabalho e se adequar sDCNs. Desta maneira os professores da disciplinaQumica Inorgnica e Experimental do curso deGeologia, cientes de que o saber fazer importanteem qualquer profisso, mas o saber pensar funda-mental para tomada de deciso, buscaram, por meio

da discusso com os professores das disciplinas deMineralogia Geral, Mineralogia Descritiva e Geo-qumica, uma forma de introduzir uma atividade,nesta disciplina de qumica, que venha articularo conhecimento terico e a prtica na formaoinicial dos estudantes de Geologia. A qumica fazparte do ncleo bsico do atual currculo do cursode Geologia e a realizao desta atividade permitiraos estudantes refletirem sobre a importncia doscontedos das disciplinas bsicas na graduao econstruir habilidades especficas no seu campo de

atuao. Este exerccio e a criao de uma disciplinade qumica aplicada mineralogia, se consideradopositivo para desenvolver habilidades e compe-tncias para a formao em Geologia, ser enca-minhado como proposta ao colegiado do curso deGeologia para incorporao oficial ao currculo.

Anlise de minerais e rochas: saber fazer ousaber pensar?

H mais de trinta anos atrs as anlises qumi-cas de minerais e rochas eram feitas por via midacom abertura de amostra em cidos, titulaes,


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gravimetria e outros procedimentos qualitativos delaboratrio (Afonso et al. 2004), tais como: fusoem prola de brax, testes de chama, aquecimentoem carvo, etc. Estas atividades eram exclusiva-mente desenvolvidas por qumicos e os resultados,apesar de obtidos a partir de um trabalho rduo edemorado, eram simples listagens de teores ouresultados qualitativos.

Com o desenvolvimento e a popularizao dastcnicas analticas instrumentais (Skoog 1998), taiscomo difrao de raios X (DRX), anlise elementarpor fluorescncia de raios X (FRX) e microscopiaeletrnica de varredura (MEV), o trabalho paraobteno de dados foi grandemente reduzido masa complexidade terica da interpretao cresceu

muito. Estas tcnicas so instrumentos poderosospara se identificar minerais e rochas (Gomes 1984)e definir suas origens. No passado os gelogos emineralogistas dispunham apenas da microscopiaptica e resultados de anlises qumicas, mas atu-almente contam tambm com DRX, MEV e mi-crossonda eletrnica que podem fornecer anlisesqumicas de pontos selecionados da amostra.

O ensino de tcnicas analticas modernas foiento sendo introduzido a princpio na disciplinade Qumica Inorgnica Experimental no curso

de Geologia da UFPR, ministrada concomitante-mente com a disciplina de Mineralogia Descritiva,semestre aps semestre, por meio de um trabalhorealizado em equipe e a partir dos resultados ob-tidos nesta experincia didtica, parte dele temsido desenvolvido na disciplina de MineralogiaDescritiva.

Em nosso ponto de vista, o ensino de tcnicasanalticas para anlise de minerais e rochas paraGeologia vai alm do domnio da tcnica, do sabermanipular as amostras e o prprio equipamento,

pois na sua atuao profissional o gelogo poderno dispor desta ferramenta o que o far a recorrer aservio de terceiros e geralmente, estes equipamen-tos so operados por tcnicos treinados para estefim. J o saber interpretar os dados para, a partirdeles, tomar decises uma experincia que podee deve ser disponibilizada aos gelogos durante asua formao inicial. Articular este saber tericoquando se estuda as propriedades dos elementosqumicos e como eles se apresentam nos mineraise rochas fornecem significado ao aprendizado eevitamos a ciso entre teoria e prtica, por meioda qual h um tempo de aprender a pensar e umtempo de aprender a fazer.

Apesar das tcnicas analticas instrumentaisterem se tornado muito importantes em Geologia,a literatura ainda carente de livros especializadosno assunto. O livro de Klein & Hurlbut (Klein &Hurlbut 1999) tem apenas um captulo sobre astcnicas analticas, o qual apenas informativo e au-sente de exemplos. A abordagem de Gomes (Gomes1984), a melhor disponvel em lngua portuguesa,est desatualizada. Apesar de existirem excelentestextos sobre anlises instrumentais (Skoog 1998,Harris 2002) nenhum deles est contextualizadopara a Geologia. O texto de Gill (Gill 1989), sobreos fundamentos de Qumica para Geologia, um dospoucos livros que trata do assunto, no tem enfo-que analtico. H alguns livros direcionados para

Geologia, especializados em uma tcnica, comopor exemplo, o livro intituladoElectron Microprobe

Analysis and Scanning Electron Microscopy in Geology(Reed 2005).

Para suprir a deficincia de textos atualizados,em lngua portuguesa, sobre as tcnicas analticasaplicadas Geologia, o uso de resultados publicadosem artigos tem se revelado til, mas estes trazem o

vis da interpretao dos dados.Os professores de qumica e de mineralogia

sentiram a necessidade de desafiar os alunos de

suas disciplinas com dados ainda no interpretados.Uma alternativa seria fornecer amostras reais aosalunos e solicitar a eles que coletassem os dadosanalticos. Infelizmente esta abordagem em nossocaso invivel, tendo em vista que a infraestruturaanaltica da Universidade tem priorizado as ativi-dades de pesquisa e sofre inconstncias, tais comoequipamentos com defeito ou em manutenopreventiva.

Muitos estudantes pensam que saber usar umequipamento e dele retirarem grficos e tabelas

um grande aprendizado para a formao profis-sional (saber fazer). No entanto, ao se depararemcom os grficos e tabelas e tentarem interpretar osresultados, chegam concluso de que interpretar bem mais difcil do que usar o equipamento (saberpensar). Partindo deste ponto de vista os autoresacreditam que a nfase do ensino das tcnicas ana-lticas deve ser na interpretao e no no uso dosequipamentos que vem se tornando cada vez maisfcil com o continuado avano da automao e dos

softwaresde operao. O presente trabalho umaproposta de atendimento necessidade educacionalexposta acima contornando as limitaes de infra-estrutura presente na universidade.


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C. J. Cunha et al.

A atividade didtica aqui apresentada foi de-senvolvida na disciplina de Qumica Inorgnica

Experimental, ministrada pelo Departamentode Qumica, aos alunos do curso de Geologia da

UFPR com a finalidade principal de possibilitar

aos alunos articularem a fundamentao terica

relacionadas s tcnicas instrumentais utilizadas

para caracterizar a composio qumica, estrutural

e mineralgica de minerais e rochas com a prtica

de interpretar dados provenientes de amostras

reais. Para o desenvolvimento desta atividade foi

produzido um material didtico composto de um

conjunto de dados coletados a partir do segundo

semestre de 2004 e que tambm so utilizados na

disciplina Mineralogia Descritiva, ministrada pelo

Departamento de Geologia. As tcnicas usadasat o momento e que geraram os dados foram:

microscopia tica em microscpio petrogrfico

com luz polarizada, microscopia eletrnica de

varredura (MEV) com microssonda EDS (Energy

Dispersive Spectroscopy), difrao de raios X de

p (DRX) e anlise elementar por fluorescncia

de raios X (FRX).

Metodologia da abordagem educacional

A metodologia utilizada para a realizao da

atividade didtica proposta consistiu em disponi-

bilizar aos alunos dados analticos reais coletados

em amostras de minerais e rochas da forma como

foram obtidos diretamente dos equipamentos,

bem como a metodologia de anlise utilizada e as

condies experimentais utilizadas para sua ob-

teno, e demandar interpretaes e respostas aos

questionamentos propostos pelos professores. Os

dados esto disponibilizados em um documento,

que pode ser obtido de um site institucional dainternet (http://www.geologia.ufpr.br/graduacao/

gradtextos.php). A metodologia de anlise expli-

citada no texto que acompanha o documento. O

contexto geolgico das amostras no fornecido

em detalhes para que a interpretao dos resul-

tados no possa ser descoberta em uma pesquisa

bibliogrfica. No entanto, a realizao de pesquisa

bibliogrfica, relevante soluo de problemas,

solicitada.

Desta forma, o aluno, alm dos dados obtidos

da anlise realizada, ter que recorrer literatu-

ra para embasar suas interpretaes e identificar

a amostra de mineral ou rocha que est sendo

proposta.

O documento poder ser alterado sempre que

adaptaes sejam feitas incluindo novas amostras

ou resultados de novas tcnicas sobre amostras j

existentes.

No texto a seguir, chamado documento for-

necido aos alunos, apresentamos a parte intro-

dutria, com a finalidade de ilustrar. Fornecemos

um exemplo de dados obtidos para a amostra de

Piroxnio.

A atividade descrita foi aplicada no segundo

semestre de 2006 e fez parte da avaliao da dis-

ciplina Qumica Inorgnica e Experimental,

ministrada pelo Departamento de Qumica ao

curso de Geologia da UFPR.

Cada documento de anlise de um mineralfoi atribudo a uma equipe de dois alunos. A

cada equipe coube analisar os dados, entregar um

trabalho escrito com interpretaes e respostas

s questes postuladas no documento e realizar

uma apresentao oral para a turma no final do

semestre.

Documento fornecido aos alunos

Introduo

O documento a seguir possui dados analticos

coletados em diversas amostras de minerais. A se-

o de metodologia explicita os detalhes da coleta

dos dados. Os resultados para cada amostra so

em seguida apresentados, em uma seo especfi-

ca, tais como foram obtidos dos equipamentos, e

no esto interpretados. O professor ir atribuir

uma ou mais amostras para sua equipe. No fim de

cada seo h questes para voc responder usando

os dados disponveis e/ou pesquisa bibliogrficae internet. Dentre os dados coletados pode haver

informaes redundantes ou desnecessrias para a

resposta s questes propostas, voc deve decidir

quais dados devem usar. O objetivo do trabalho

simular a real atividade de caracterizao analtica

de minerais e rochas com nfase na interpretao

dos resultados e no na obteno dos mesmos.

Metodologia de Coleta de Dados Analticos

A tabela 1 lista doze amostras de minerais sele-

cionadas e suas respectivas procedncias. Na figura

1 podem ser vistas as amostras em bloco que esto


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C. J. Cunha et al.

Tabela 1- Amostras de minerais e rochas, sua respectiva procedncia e tipo de aplicativo de calibrao usada naanlise elementar de FRX realizada

seo rocha/mineral estado fsico procedncia aplicativo de

calibrao FRX1 Barita bloco Minas Gerais semi-q

2 Calcita bloco Paran quantitativo

3 Feldspato bloco Paran quantitativo

4 Galena bloco Adrianpolis Paran semi-q

5 Ilmenita bloco Minas Gerais semi-q

6 Calcopirita bloco Carajs Par semi-q

7 Piroxnio bloco Minas Gerais semi-q

8 Quartzo bloco Rio Grande do Sul quantitativo

9 Turmalina bloco Minas Gerais semi-q

10 Zelita bloco Londrina Paran semi-q

11 Talco* p Itaiacoca Paran semi-q

12 Argila* p Rio Branco do Sul - Paran semi-q

Figura 1- Amostras usadas no presente trabalho. De cada amostra foi cortada uma parte para confeco de lminapetrogrfica e pulverizao. Estas amostras ficam disponveis no laboratrio para os alunos analisarem durante arealizao do trabalho. Em cima, da esquerda para a direita : turmalina, feldspato, zelita, barita. Em baixo, daesquerda para a direita : calcita, quartzo, ilmenita, galena, calcopirita, piroxnio. A folha de papel tem tamanho

A4

disponveis no laboratrio para inspeo.

Microscopia ptica (Petrografia) e MicroscopiaEletrnica de Varredura

Foi confeccionada uma lmina petrogrficade cada amostra, cortada em serra diamantada ecolada com araldite sobre uma lmina de vidrode 2 x 2 cm. A lmina foi polida at a espessuraaproximada de 0,03 mm e foi usada para a iden-tificao dos minerais em um microscpio de luz

polarizada, modelo Olympus SZ-CTV, e imagensmicrogrficas foram capturadas com o microscpioOlympus BX60, com o software Image-Pro Plus,disponveis no Laboratrio de Mineralogia e Pe-trologia (LAMIN) do Departamento de Geologiada UFPR. A mesma lmina foi usada para registraras imagens BSE (eltrons retro espalhados), os es-pectros EDS pontuais e os mapas bidimensionaisde composio elementar, no microscpio eletr-nico de varredura, modelo JEOL JSM-6360,LowVaccum, comprobeEDS thermonoran, do Centro de


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C. J. Cunha et al.

Microscopia Eletrnica CME do Setor de CinciasBiolgicas da UFPR.

Fluorescncia de Raios X (FRX) e Difrao de RaiosX (DRX)

Uma parte de cada amostra de rocha foi cortada,britada e pulverizada. As amostras de Argila e Talcoforam apenas secas (80 oC, 24 h) e pulverizadas.Para as amostras de Calcita, Feldspato e Quart-zo, parte do p foi usado para confeccionar umapastilha em prola de tetraborato de ltio. Para asamostras de Galena, Ilmenita, Calcopirita, Barita,Turmalina, Piroxnio, Zelita, Talco e Argila par-te do p foi prensado em forma de pastilha. Cada

pastilha (prola ou p prensado) foi usada para seregistrar os espectros de FRX, dos quais se extraiua composio qumica por manipulao dos dadoscom a linha de calibrao mais apropriada. A linhade calibrao, semi-quantitativa (semi-q), ou quan-titativa, usada para cada amostra, pode ser vista natabela 1. O equipamento usado foi o Espectrmetrode Raios X Phillips PW 2400 do LAMIR.

Parte do p, de cada amostra, foi usada para adeterminao da perda ao fogo. Antes da determi-nao da perda ao fogo a amostra em p seca a

100oC por 8 horas. No experimento de perda aofogo, cerca de 1 grama de amostra seca pesada,com exatido (M1 = massa do cadinho mais amos-tra), dentro de um cadinho de porcelana (Mc =massa do cadinho vazio) e aquecida a 1000oC portrs horas. Aps resfriado temperatura ambiente ocadinho com a amostra calcinada pesado (M2 =massa do cadinho mais amostra calcinada). A perdaao fogo, percentual, calculada a partir da relao100 x [(M1-M2)/(Mc-M1)].

Parte do p, de cada amostra seca, foi usada para

se obter um difratograma, em modo/2, entre10 e 80ono Difratmetro de Raios X ShimadzuLabX XRD 6000, do Departamento de Qumica daUFPR, com radiao Cu-K(= 1,5418 ).

Resultados

Os resultados das anlises qumicas elementarespor FRX, os difratogramas de raios X, as imagensde MEV-EDS, os espectros de EDS e as imagens demicroscopia tica, so apresentados na seo relativaa cada amostra. Os difratogramas esto disponveisem planilhas eletrnicas de clculo no computadordo laboratrio de ensino os quais podem ser mani-pulados ou copiados em formato eletrnico.

Um exemplo:Resultados para a amostra Piroxnio

FRX

A tabela A-1 traz os resultados da anlise qumi-ca elementar feita por fluorescncia de raios X.

MEV com EDSA inspeo da amostra de Piroxnio, com ima-gens BSE, revelou a possvel presena de mais deuma fase devido s diferentes texturas observadas.Uma imagem BSE representativa pode ser vistana figura A-1.

Na regio em foco na figura A-2 foram sele-cionados quatro pontos, indicados sobre a imagem,para a coleta dos espectros de EDS mostrados nafigura A-3 e tabela A-2.

Tendo em vista que os quatro espectros revela-

ram composies qumicas muito semelhantes nofoi feito mapeamento qumico.

DRX

A figura A-4 tem o difratograma de raios X dep da amostra de Piroxnio.

Microscopia ptica

A partir da lmina delgada foram obtidas foto-micrografias da amostra analisada, com polariza-dores paralelos e cruzados, conforme figuras A-5ae A-5b, respectivamente.

Piroxnio

Al2O3 0,73

CaO 23,80

Cr 0,19Fe2O3 5,72

MgO 11,41

MnO 0,19Na


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C. J. Cunha et al.

Figura A-3- Espectros EDS coletados nos pontos 1, 2, 3

e 4 respectivamente, mostrados na Figura A-2

Figura A-1 - Imagem BSE obtida na amostra de

Piroxnio

Figura A-2 - Imagem BSE da amostra de Piroxnio,

voltagem de aceler ao de 17,0 kV e

magnificao de 100 x. Sobre a imagem esto

marcados os pontos 1, 2, 3 e 4 que foram alvos

da anlise com EDS

Figura A-4- Difratograma de raios X de amostrade Piroxnio

Figura A-5 - Fotomicrografias de Piroxnio: (a) luz

natural e (b) luz polarizada

(a)

(b)


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C. J. Cunha et al.

NetCounts

C-K

O-K

Na-K

Mg-K

Al-K

Si-K

S-K

Cl-K

K-K

Ca-K

F

e-K

Mo-L

Ba-L

Ba

se_p

t1

2400

17235

617

18011

1246

48288

212

12404

1

382

597

Ba

se_p

t2

2553

18148

731

17207

1106

48130

73

3

12234

1155

897

Ba

se_p

t3

2932

12891

753

14363

761

48394

269

18555

1187

Ba

se_p

t4

5097

11887

944

10901

843

39594

1306

398

17579

1

363

1852

Weight

Concentration%

C-K

O-K

Na-K

Mg-K

Al-K

Si-K

S-K

Cl-K

K-K

Ca-K

Fe

-K

Mo-L

Ba-L

Base_p

t1

10.1

1

47.8

3

0.4

4

9.0

1

0.5

6

19.5

4

0.1

4

8.9

9

2.87

0.5

2

Base_p

t2

10.3

4

48.2

2

0.5

1

8.5

1

0.4

9

19.1

2

0.36

8.6

4

2.35

1.4

7

Base_p

t3

12.2

8

43.0

6

0.5

5

7.3

9

0.3

4

19.8

9

0.1

6

13.8

0

2.54

Base_p

t4

18.1

1

39.8

8

0.6

8

5.6

2

0.3

8

15.9

2

0.65

0.2

5

12.5

9

2.83

3.1

0

We

ight%Error

C-K

O-K

Na-K

Mg-K

Al-K

Si-K

S-K

Cl-K

K-K

Ca-K

Fe-K

Mo-L

Ba-L

Base_p

t1

+/-0.2

3

+/-0.4

6

+/-0.0

8

+/-0.1

0

+/-0.0

5

+/-0.1

2

+/-0.0

4

+/-0.1

4

+/-0.1

4

+/-0.0

8

Base_p

t2

+/-0.3

9

+/-0.4

7

+/-0.0

8

+/-0.1

0

+/-0.0

5

+/-0.1

3

+/-0.0

3

+/-0.1

3

+/-0.2

3

+/-0.2

5

Base_p

t3

+/-0.3

5

+/-0.4

6

+/-0.0

8

+/-0.0

9

+/-0.0

5

+/-0.1

2

+/-0.0

3

+/-0.1

7

+/-0.2

6

Base_p

t4

+/-0.3

9

+/-0.4

9

+/-0.0

7

+/-0.0

9

+/-0.0

4

+/-0.11

+/-0.0

6

+/-0.0

4

+/-0.1

7

+/-0.2

6

+/-0.1

6

AtomConcentration%

C-K

O-K

Na-K

Mg-K

Al-K

Si-K

S-K

Cl-K

K-K

Ca-K

Fe

-K

Mo-L

Ba-L

Base_p

t1

16.1

2

57.2

5

0.3

6

7.1

0

0.4

0

13.3

3

0.0

7

4.2

9

0.98

0.1

0

Base_p

t2

16.4

8

57.6

8

0.4

2

6.7

0

0.3

5

13.0

3

0.22

4.1

3

0.80

0.2

0

Base_p

t3

19.8

3

52.1

9

0.4

6

5.8

9

0.2

5

13.7

3

0.0

9

6.6

8

0.88

Base_p

t4

28.6

8

47.4

3

0.5

7

4.4

0

0.2

6

10.7

8

0.38

0.1

2

5.9

8

0.96

0.4

3

At

om%Error

C-K

O-K

Na-K

Mg-K

Al-K

Si-K

S-K

Cl-K

K-K

Ca-K

Fe-K

Mo-L

Ba-L

Base_p

t1

+/-0.3

6

+/-0.5

5

+/-0.0

7

+/-0.0

8

+/-0.0

3

+/-0.0

8

+/-0.0

2

+/-0.0

7

+/-0.0

5

+/-0.0

2

Base_p

t2

+/-0.6

2

+/-0.5

6

+/-0.0

7

+/-0.0

8

+/-0.0

3

+/-0.0

9

+/-0.0

2

+/-0.0

6

+/-0.0

8

+/-0.0

4

Base_p

t3

+/-0.5

7

+/-0.5

6

+/-0.0

7

+/-0.0

7

+/-0.0

3

+/-0.0

8

+/-0.0

2

+/-0.0

8

+/-0.0

9

Base_p

t4

+/-0.6

1

+/-0.5

9

+/-0.0

6

+/-0.0

7

+/-0.0

3

+/-0.0

8

+/-0.0

3

+/-0.0

2

+/-0.0

8

+/-0.0

9

+/-0.0

2

TabelaA-2-

Contagenstotais,

%e

mm

assae%e

mm

oldetomosestimadasparaos

pontos1,

2,

3e4(Fig.

A-2)a

partirdoespectrodeED

S


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C. J. Cunha et al.

Questes

Questo A-1) conveno, na Geologia, apre-sentar a tabela dos teores de elementos, na forma dexidos, na ordem decrescente do estado de oxidao.Organize a Tabela A-1 segundo esta conveno.

Questo A-2) Calcule a frmula estrutural nosquatro pontos analisados por EDS, na base de 6oxignios, conforme Anexo 1, de Deer et al. (2000),projete os resultados no diagrama de Morimoto(1988, apud Deer et al. 2000) e classifique o tipode Piroxnio.

Questo A-3) Proceda da mesma maneira com oresultado obtido por FRX e compare o ponto proje-tado no diagrama de Morimoto (1988) a partir desta

tcnica, com os pontos obtidos no EDS.Questo A-4) Faa o reclculo da anlise da

amostra. O reclculo da frmula dever ser feitoaps a identificao das fases minerais presentes edeve envolver uma estimativa dos teores relativosde cada fase, se houver mais de uma.

Questo A-5) Identifique a fase escura e a fasecinza.

Questo A-6) Compare a % em massa obtidapor EDS com quela obtida por FRX levando-seem considerao que a anlise do EDS pontual e

a do FRX uma mdia obtida de uma massa repre-sentativa de toda a amostra.Questo A-7) Interprete o difratograma de raios

X comparando as posies dos picos medidos com asdos picos das fases minerais de referncia que vocsupe estarem presentes. Os difratogramas das fasesdos minerais de referncia podem ser visualizadosnosite mincryst.

Avaliao da atividade didtica proposta

A atividade didtica desenvolvida pelos alunosfoi avaliada no final do semestre por meio de umquestionrio contendo 13 questes relativas ao tra-balho realizado. Os formulrios foram preenchidosanonimamente ao final da ltima prova do semestree colocados em um envelope que foi lacrado emsala de aula e s foi aberto aps a emisso oficialdas notas finais da disciplina.

Os resultados obtidos nesta avaliao podemser vistos na tabela 2.

O questionrio foi dividido em trs grupos deperguntas, o primeiro grupo corresponde a oitoperguntas (1 a 8) relativas natureza e ao desenvol-

vimento do trabalho realizado. O segundo grupo

corresponde a trs perguntas (9 a 11) relativas aouso do computador e da internet e o terceiro grupocorresponde a duas perguntas (12 e 13) relativas opinio dos alunos sobre as tcnicas estudadas.

Foram atribudos pesos diferentes a cada umadas quatro respostas dadas s perguntas dos grupos1 e 2. Para a resposta A, a mais positiva, foi dadoo peso 2, resposta B foi dado peso 1, respostaC foi dado peso -1 e resposta D, a mais negativa,foi dado peso -2.

Uma anlise geral dos resultados obtidos mos-tra que os alunos consideraram a atividade realizadapositiva em todos os aspectos. Como tambm, foiconsiderada igualmente positiva a contribuio daatividade para o entendimento da utilizao das

tcnicas em Geologia e as discusses durante asapresentaes que foram teis, complementandoeste entendimento, o que possibilitou maioriados alunos a compreender a utilizao das tcnicasestudadas em sua atividade profissional. A ativida-de desenvolvida possibilitou aos alunos articular oconhecimento terico sobre as propriedades doselementos presentes em minerais e rochas com umproblema prtico, identificar amostras de mineraise rochas reais a partir de dados provenientes deanlises instrumentais, uma situao concreta que

demandar a sua futura prtica profissional. Segun-do Marx e Engels o homem s conhece aquilo que objeto de sua atividade, e conhece porque atuapraticamente. A prxis, portanto, compreendidacomo atividade material, transformadora e orien-tada para a consecuo de finalidades.

O trabalho realizado pelos alunos permitecompreender dialeticamente, o conceito de prxis,que relaciona a teoria e a ao. Sobre esta forma decompreender, Vzquez (1977), mostra que umateoria prtica na medida em que materializa, por

meio de uma srie de mediaes, o que antes sexistia idealmente como conhecimento da realidadeou antecipao ideal de sua transformao.

E, a partir desta diferenciao, compreender aespecificidade do trabalho educativo escolar paraque se possa verificar a possibilidade de desenvolverprofissionais competentes a partir da universidade.

Dentre as perguntas do grupo 1, as que tiverama avaliao mais negativa foram as questes 3 e 7.

A interpretao que damos sobre esta avaliao naquesto 3, que os alunos acreditam que a dificul-dade na interpretao dos dados esteja relacionadacom o fato de no terem manipulado as amostras,utilizado os equipamentos e coletado os dados, de-


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C. J. Cunha et al.

Ta

be

la2

-Resultadosdaavaliaodotrabalhop

elosalunos.

Forame

ntregueserecolhidos32formulrios.

Anotaponderadafoidadaatribuindo-sepeso+2paraare

spostaA,peso

+1

paraarespostaB,peso-1paraarespostaCepeso-2paraarespostaD

tem

Q

uesto

RespostaA

RespostaB

RespostaC

RespostaD

Totalde

respostas

Notaponderada

1

O

quevocachoudotrabalhoeml

inhasgerais?

4

muitobom

20

bom

6

ruim

muitoruim

30

0,7

2

A

realizaodotrabalhoajudouvocacompreendera

u

tilidadedastcnicasanalticasinstrumentais?

7

ajudoumuito

18

ajudou

5

ajudoupouco

1

noajudou

31

0,8

3

O

fatodevocnotercoletadoosdados,

dificul

touas

interpretaes?

3

nodificultou

11

dificultoupouco

14

dificultou

2

dificultoumuito

30

0,0

4

A

apresentaodosdadosnoformatoPDFfoi

a

dequada?

9

muitoadequada

22

adequada

inadequada

muitoinadequada

31

1,3

5

O

quevocachoudasapresentaes,

incluindo

as

d

iscusses?

9

muitoteis

17

teis

4

poucoteis

1

inteis

31

0,9

6

O

quevocachoudaorientaodoProfessor?

5

muitoboa

18

boa

7

ruim

1

muitoruim

31

0,6

7

A

fundamentaotericadastcnicas,abordada

na

d

isciplina,

foiadequadaparaacompreensodos

resultados?

1

muitoadequada

18

adequada

8

inadequada

3

muitoinadequada

30

0,2

8

V

ocachaqueestastcnicasseropotencialmenteteis

p

araasuavidaprofissional?

10

muitoteis

14

teis

6

poucoteis

1

inteis

31

0,8

mdia

(1a8)

0,7

9

C

omovocclassificaoseuacessointernet?

14

muitobom

10

bom

6

ruim

1

muitoruim

31

1,0

10

C

omovocclassificaoseuacessoacomputador?

17

muitobom

10

bom

1

ruim

3

muitoruim

31

1,2

11

C

omovocclassificaasuahabilidadecoms

oftw

ares?

3

muitobom

19

bom

7

ruim

2

muitoruim

31

0,5

mdia

(9a11)

0,9

12

Q

ualdastcnicasvocachoumaisinteressante?

13

MEVcomE

DS

7

FRX

10

DRXdep

1

microscopiaptica

31

13

Q

uetipodedadosvoctevemaiordificuldadeem

interpretar?

12

MEVcomE

DS

10

FRX

8

DRXdep

1

microscopiaptica

31


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C. J. Cunha et al.

monstrando que grande parte deles apresentam umaviso empirista-indutivista do conhecimento cientfico(Borges,1996), ou seja, acreditam que por meio daprtica (observao, coleta de dados e operando equi-pamentos) conseguiro compreender melhor a teoria(fundamentao das tcnicas), desconhecendo que aforma como planejada e desenvolvida uma atividadeprtica provm da reflexo que se tem da teoria.

Em relao questo 7, relativa ao fato da fun-damentao terica ter sido suficiente para embasaras interpretaes, embora apresente uma mdia po-sitiva, uma anlise mais minuciosa das apresentaese depoimentos dos alunos durante a exposio dosseus trabalhos nos fez refletir sobre a inadequao daatividade para a disciplina de Qumica Inorgnica e

Experimental, pois a abordagem terica das tcnicasinstrumentais no sendo aprofundada nesta disciplinadificulta a interpretao dos dados para algumas amos-tras de minerais e rochas mais complexas e sem ummnimo de contedo terico o movimento dialticoque estabelece a prxis no se concretiza. Desta maneiraos professores acreditam que a proposta didtica aquiapresentada deve fazer parte da parte experimental dadisciplina Mineralogia Descritiva para atender os ob-

jetivos iniciais pensados para a atividade.Quanto s respostas dadas s perguntas do gru-

po 2 a que teve avaliao mais positiva foi a questo10 relativa ao acesso a computador. A avaliao maisnegativa ficou por conta da habilidade pessoal comsoftwares, pergunta 11. Na avaliao dos professoresas planilhas de clculos para manipular resultados osoftwaremenos dominado pelos alunos. Definir quaissoftwaresso os mais limitantes deve ser objeto de estu-dos futuros na rea de ensino, principalmente aquelesdemandados para atuao dos gelogos no campoprofissional. As mdias ponderadas, calculadas para osdois grupos de perguntas, revelam que as habilidades

com computador e acesso internet (mdia 0,9) forammenos limitantes que o desenvolvimento do trabalhopropriamente dito (mdia 0,7).

No terceiro grupo de perguntas nos surpreende ofato de apenas um aluno ter achado como tcnica maisinteressante a microscopia tica tendo em vista que estatcnica informativa e muito atrativa visualmente. Astcnicas classificadas como mais interessantes foramMEV e DRX e as que apresentaram mais dificuldadede interpretar foram MEV e FRX. Apesar de no tersido separado, no formulrio, a MEV (micrografias)de EDS (anlise elementar percentual em um dadoponto da micrografia) os professores acreditam que adificuldade a que se referem os alunos em relao ao

MEV foi, na verdade, atribuda ao EDS que, em essn-cia, apresenta a mesma dificuldade de interpretao doFRX (anlise elementar percentual mdia do mineral).Sendo assim, a maior dificuldade de interpretao tersido em relao aos resultados numricos, caso do FRXe EDS, e no dos resultados qualitativos, caso das mi-crografias MEV, dos espectros DRX e das imagens demicroscopia tica.

A qualidade dos trabalhos realizados pelos alunosfoi muito variada, houve alunos que interpretaramcom facilidade os resultados, superaram obstculoscom grande habilidade em relao ao domnio dafundamentao terica, buscando na literatura sub-sdios para auxili-los nas interpretaes e durante asapresentaes de outras equipes propuseram solues

com grande relevncia para resolver os problemas deinterpretao. Por outro lado houve alunos que no seinteressaram pelo trabalho, lidando com indiferenae desinteresse. Esta postura observada por alguns alu-nos se deve a sua formao ao longo de toda sua vidaescolar pelo contato com uma metodologia de ensinotradicional, onde o ensino-aprendizagem centradono professor que expe todo o contedo, explica osconceitos na sua forma final, fornece respostas defi-nitivas, diz aos alunos se eles esto certos ou erradose explica passo a passo a soluo do problema a partir

de um nico procedimento, quando deveria elaborarquestes investigativas para extrair os conceitos, extrairdos alunos respostas para revelar o que eles conhe-cem ou pensam sobre o conceito, fornecer aos alunosoportunidade para procurar resolues para o proble-ma proposto, propiciar uma discusso do problema eincentivar os alunos a explicarem os conceitos com assuas prprias idias (Ferreira 2006).

Assim como houve uma grande diferena nasatitudes e interesses pessoais dos alunos pelo trabalho,tambm houve variaes no grau de dificuldade na in-

terpretao de dados pelas equipes. H minerais comoo quartzo em que a interpretao dos dados apresentada muito simples, enquanto que os dados para a amostrade Piroxnio so bem difceis, o que dificultou a ava-liao por parte dos professores. Esta disparidade nograu de dificuldade entre os trabalhos no desqualificaa atividade proposta, mas dever ser considerada peloprofessor numa prxima aplicao.

A avaliao das dificuldades dos alunos em relao interpretao das tcnicas aponta para o reforo te-rico na interpretao dos dados de anlises elementa-res percentuais (reclculos) e DRX e para uma maior

valorizao da utilidade da microscopia tica com luzpolarizada em Geologia.


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Consideraes Finais

As novas demandas impostas pela globalizaoda economia e pela reestruturao produtiva exigemque a educao proponha um novo princpio educa-tivo e uma nova proposta pedaggica que formemum profissional apto a conviver neste novo mundodo trabalho.

O profissional de Geologia de nvel superiorprecisa estar preparado para enfrentar o mundo dotrabalho cada vez mais competitivo e exigente, comotambm, preparado para enfrentar os desafios deuma nova sociedade que apresenta novas modali-dades de emprego e novas configuraes de traba-lho. Os cinco anos de graduao devem servir para,

alm da aquisio dos conhecimentos necessrios formao desse profissional, desenvolver atitudesmaduras e buscar alicerar uma postura profissionaldiferenciada.

Consideramos que a atividade didtica pro-posta permite atender mesmo que parcialmente scompetncias exigidas para formao do gelogo,que hoje passam pelo pensar, pelo ler a realidade,compreender os processos, identificar problemas egerar solues o que requer competncias cogniti-

vas complexas que implicam o desenvolvimento da

inteligncia, muito alm da memria, exigindo umaarticulao entre o fazer e o conhecer.

Agradecimentos

Os autores agradecem s seguintes pessoas pelacolaborao na realizao do presente trabalho:

No Centro de Microscopia Eletrnica UFPR:Vera Regina Fontana Piontek, Srgio Tokunaga,Rosngela Borges Freitas e Prof. Dr. Ney Mattoso.

No Laboratrio de Anlise de Minerais e Rochas

- LAMIR UFPR: Rodrigo Secchi, Douglas Piove-san, Luciane Lemos do Prado, Elisiane Roper Pes-cini, Carlos Lara Ribeiro, Joaniel Munhoz Martins.

No Departamento de Qumica da UFPR: Prof.Dr. Aldo Zarbin, Prof. Dr. Fernando Wypych, PaulaZangaro e Mariane Schnitzler.

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C. J. Cunha et al.

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Caixa Postal 6152 - CEP 13083-970 - Campinas, SP - BrasilTelefones: +55 19 3521 4564 e 3521 4568 - Fax +55 19 3521 4552

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