Pesquisadores do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da USP desenvolveram um software que simula quais as consequências para o meio ambiente se os ciclos de certas substâncias químicas essenciais à vida estiverem em desequilíbrio na natureza. O programa de computador, que está sendo adotado na disciplina “Ciclos Biogeoquímicos”, ministrada na graduação pelo professor Eduardo Bessa Azevedo, tornou-se uma importante ferramenta didática para o ensino dos jovens. O desenvolvimento e a aplicação da nova tecnologia gerou um artigo que foi publicado na revista científica internacional Biogeochemistry. 

O trabalho foi produzido pelos doutorandos Fellipe Cadan e Chubraider Xavier, ambos orientados por Azevedo. O professor explica que a disciplina estuda, resumidamente, o ciclo percorrido por elementos químicos fundamentais para a existência da vida como, por exemplo, carbono, oxigênio, nitrogênio, enxofre e fósforo, importantes para a formação de matéria orgânica e, consequentemente, de organismos vivos. “Estudamos como eles se distribuem e se movimentam na natureza, identificando quais são as quantidades normalmente presentes em cada etapa dos ciclos para podermos identificar quando sofreram algum tipo de desequilíbrio. Qualquer modificação nesses ciclos pode impactar diretamente a vida, seja por uma concentração inadequada de uma determinada substância ou até mesmo pela ocorrência delas em lugares que não deveriam”, explica o docente. 

Um exemplo citado pelo especialista é o gás ozônio que, na estratosfera, forma uma camada que nos protege dos raios ultravioleta emitidos pelo Sol. Porém, na troposfera (camada da atmosfera na qual vivemos), hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio emitidos durante o processo da queima de combustíveis podem reagir fazendo com que o ozônio apareça ao nosso redor, danificando materiais como borracha e causando problemas respiratórios. O software desenvolvido com linguagem de programação Java permite que os alunos simulem o que ocorreria com o ciclo de determinada substância no solo, na atmosfera, no oceano ou em qualquer outro meio, caso fosse perturbado (após sofrer algum impacto negativo), seja por ações do ser humano ou por um evento natural. 

“Vamos supor que a concentração de CO2 tenha dobrado na atmosfera. O programa consegue mostrar, através de gráficos, o que irá acontecer com o ciclo do carbono, como ele irá responder à perturbação sofrida a partir daquele momento, quanto tempo ele levará para voltar à estabilidade, entre outros pontos. Os alunos enxergam os impactos que uma perturbação pode gerar em determinado ciclo”, diz Azevedo. Além de proporcionar um ensino mais eficiente para os estudantes, o novo software é mais simples, intuitivo e possui mais funcionalidades que outros programas semelhantes, além de ser o único inteiramente gratuito. Segundo o professor, o uso do simulador como recurso didático na graduação vem se mostrando fundamental para que os estudantes adquiram a percepção da dinâmica de resposta dos ciclos biogeoquímicos, o que seria praticamente impossível em uma aula tradicional, no laboratório ou em livros. 

Embora não seja corriqueira a publicação de artigos educacionais na revista Biogeochemistry, editores e revisores concordaram que o trabalho teria um impacto relevante no ensino de ciclos biogeoquímicos e aprovaram sua divulgação. Para obter uma cópia do programa, basta acessar o repositório Zenodo e utilizar o arquivo BCS.jar para executar o simulador, que está disponível no seguinte endereço:  http://doi.org/10.5281/zenodo.5730609.  Como requisito, é necessária uma versão recente do Java, que pode ser obtida gratuitamente em:  https://www.java.com/pt-BR/download/manual.jsp.

Por Henrique Fontes, da Assessoria de Comunicação do IQSC/USP

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