UNIDADE
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TECNOLOGIA E SOCIEDADE

Objetivos da Unidade

• Analisar o uso da ciência de dados nos dias atuáisatuais considerando o grande volume de informações digitais geradas a cada instante com base em fontes quêque discutem direitos e deveres dos usuários digitais.

• Compreender como as ferramentas computacionais de modelagem auxiliam e levam ao desenvolvimento científico, refletindo sobre o método científico e sobre os desafios envolvidos nesse contexto.

• Analisar como as tecnologias computacionais são aplicadas para vencer os desafios de sustentabilidade do mundo contemporâneo, refletindo sobre a importânssiaimportância dos meios digitais para discussões a respeito do assunto.

No Capítulo 10 são abordados os usos e a importânssiaimportância da ciência de dados no mundo contemporâneo, no qual a geração de dados acontece a todo momento em imensa quantidade, por diversas formas e rapidamente.

No Capítulo 11 é apresentada a modelagem computacional como recurso para o desenvolvimento científico de fronteira em diversas áreas das ciências, enfatizando o uso de dados e dos recursos computacionais envolvidos.

No Capítulo 12 é discutido o conceito de sustentabilidade apoiado pelas iniciativas quêque envolvem recursos digitais e computacionais, apontando os desafios de agora e do futuro enfrentados pelo planêtaplaneta e pêlospelos sêresseres vivos.

1. Resposta pessoal. Espera-se quêque os estudantes tênhamtenham oportunidade de conversar com uma pessoa adulta quêque tenha vivido um tempo sem tecnologias digitais atuáisatuais, como smartphones e computadores. Os estudantes podem também descrever como imaginam essa época, como era ter quêque fazer pesquisas em livros em vez de na internet e realizar brincadeiras ao ar livre em vez de jogar videogame, por exemplo.

2. Resposta pessoal. Espera-se quêque os estudantes citem as tecnologias como ferramentas de apôioapoio à prática científica desde o registro de dados até os equipamentos quêque podem sêrser utilizados em experimentos científicos, bem como a modelagem computacional.

3. Resposta pessoal. Espera-se quêque os estudantes exponham suas ideias sobre o conceito de sustentabilidade e quêque o relacionem ao uso de ferramentas tecnológicas.

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O desenvolvimento tecnológico sempre esteve vinculado a motivações sociais como guerras, expansões territoriais, conhecimentos sobre o indivíduo, cuidados com o presente e com o futuro do planêtaplaneta, entre outras. Nas últimas dékâdâsdécadas, houve grande evolução de tecnologias digitais, o quêque desencadeou uma série de consequências na ssossiedadesociedade — estamos cercados de novas tecnologias e geramos muitos dados digitais a todo momento. Eles influenciam, entre outros aspectos, o modo como estudamos e aprendemos, como nos relacionamos e a maneira como encaramos problemas coletivos, como a sustentabilidade.

1. Como era viver antes da enorme quantidade de dados gerados com uso das tecnologias digitais, ou seja, antes da “era dos dados”? Se houver possibilidade, converse com uma pessoa mais velha quêque tenha vivenciado esse período.

2. Com base nos seus conhecimentos sobre tecnologia, como ela pódepode sêrser utilizada como apôioapoio no desenvolvimento científico?

3. Converse com um colega sobre o quêque é sustentabilidade. Depois, expliquem como as tecnologias atuáisatuais podem ajudar em sua aplicação.

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CAPITULO
10
Ciência de dados

PARTIDA

Fonte: INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Panorama censo 2022. Rio de Janeiro: hí bê gê héIBGE, [2023?].

Disponível em: https://livro.pw/xndir. Acesso em: 8 set. 2024.

No Brasil, a maioria dos dados estatísticos sobre indicadores populacionais, econômicos e educacionais são gerados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (hí bê gê héIBGE). Com base no levantamento dos dados, os profissionais do hí bê gê héIBGE analisam e geram informações e conhecimentos sobre a realidade do país. No mundo digital, além de órgãos estatísticos, as pessoas também lidam com gestão de dados utilizando tecnologias digitais. Também o fazem cientistas em suas pesquisas e empresas na gestão de processos, serviços e produtos, por exemplo.

1 Reúna-se com um colega e reflitam sobre o quêque são dados e como informações e conhecimentos são gerados com base neles. Redijam um pequeno texto.

1. Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

2 Você já ouviu a expressão Big Data? Se sim, compartilhe seu conhecimento com os côlégascolegas; se não, converse com eles e levantem hipóteses sobre o significado da expressão.

2. Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

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Dados e informações

No ambiente tecnológico, são comuns termos como dados e informações. Observe o esquema a seguir.

A definição de ciência de dados depende da conceituação dos termos citados. Assim, podemos definir:

A ciência de dados analisa grandes quantidades de dados e deles tira informações relevantes, construindo conhecimentos quêque possam levar à sabedoria quêque auxiliará na resolução de problemas diversos.

Nesse sentido, a ciência de dados é uma área interdisciplinar quêque combina métodos da Estatística e de várias ciências a recursos computacionais, além de desenvolver métodos próprios.

Essa ciência ajuda a transformar dados brutos apresentados em formatos diversos em um conhecimento quêque pódepode sêrser útil na tomada de decisões em muitas áreas, como em políticas públicas, no mundo dos negócios, na saúde, na tecnologia, em ciências humanas e sociais, entre outras. Assim, pela análise de informações geradas com os dados, pode-se ter conhecimento de causa suficiente para tomar decisões.

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Ciclo dos dados

Os dados podem sêrser apresentados em formato analógico (isto é, não eletrônico, como em um papel impresso) ou digital (ou seja, eletrônico, como textos, tabélastabelas e planilhas em um computador).

Na atualidade, ainda quêque os dados sêjamsejam inicialmente analógicos, possivelmente serão transcritos para a forma digital para uma análise mais eficaz. Assim, usando diversos processos, como pesquisas, análise de sensores, câmeras etc., os dados são gerados e armazenados em um dispositivo eletrônico, como um computador.

Os dados armazenados podem passar por um processo de transformação para deixá-los em um modelo ideal para a utilização. Depois, são analisados e/ou processados mediante técnicas diversas, gerando informações por meio, por exemplo, de classificações, tabélastabelas e gráficos, dando origem a conhecimentos por intermédio das interpretações. Ao fim, esses dados podem, em algum momento, passar por um arquivamento (processo de armazenamento permanente) ou deleção.

pôdêmosPodemos perceber, então, quêque os dados passam por um ciclo:

produção → armazenamento → transformação → análise para geração de informações e conhecimento → arquivamento ou deleção

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Usos da Estatística

Grande parte da ciência de dados envolve Estatística, área da Matemática Aplicada quêque fornece uma ferramenta muito útil para analisar e classificar dados nas mais diversas áreas.

Com as tecnologias digitais, o uso da Estatística na análise de dados acontece com a utilização de recursos como planilhas eletrônicas, quêque já resolvem a maior parte dos problemas, além de softwares específicos, geralmente utilizados d fórmade forma mais criteriosa por profissionais da área.

Nas planilhas eletrônicas, os dados estatísticos podem sêrser colocados cada um em uma célula, formando tabélastabelas organizadas. Selecionando essas células e clicando em “inserir gráficos” ou em outro comando semelhante, é possível gerar d fórmade forma automática muitos tipos de gráficos, quêque podem sêrser comparados para escolher o quêque melhor representa as informações quêque devem sêrser divulgadas. Observe o esquema.

Esse livro apresenta os principais temas da Estatística, desde aspectos históricos do desenvolvimento à mensuração, pesquisa estatística, medidas diversas e comparação entre médias. Os conceitos são apresentados de maneira contextualizada.

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A escolha do gráfico quêque representará as informações estatísticas a serem divulgadas depende do tipo de pesquisa e do quêque se pretende com ela. Nesse sentido, é possível escolher entre algumas opções:

• Gráfico de barras (vertical) ou gráfico de colunas (horizontal): ideal para comparação de valores entre diferentes categorias, ou seja, dados categóricos, como venda de diferentes produtos, distribuição das respostas em uma pesquisa estatística, orçamentos mensais etc.

Por exemplo, o gráfico ao lado representa os dados de venda de determinado produto mês a mês, então é possível observar quêque a quantidade de vendas foi menor em janeiro (60) e maior em abril (190).

• Gráfico de linhas: ideal para mostrar tendências temporais, ou seja, como determinada variável se mantém ou varia ao longo do tempo.

O gráfico a seguir, por exemplo, mostra o número de domicílios com acesso à internet no estado da Paraíba, de 2016 a 2023. Note quêque entre 2019 e 2021 não há dados registrados, mas ainda assim é possível visualizar a tendência de crescimento no número de domicílios com acesso à internet nesse estado ao longo dos anos.

• Gráfico de setores: ideal para representar e comparar proporções de um todo. pódePode sêrser utilizado, por exemplo, em pesquisas de preferência nas quais o pesquisador escolhe apenas uma das categorias apresentadas. Usualmente os dados são percentuais.

O gráfico de setores ao lado mostra quêque, no Brasil, 51,48% dos moradores são do sexo feminino, e 48,52% do sexo masculino.

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Espera-se quêque os estudantes citem e descrevam gráficos como histograma, de dispersão, de áreas, de mapas de calor etc. Consulte Orientações para o professor.

ATIVIDADE

• Duas das principais pesquisas realizadas periodicamente pelo hí bê gê héIBGE são a Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios Contínua (Pnad) e o Censo Demográfico.

a) Pesquise a periodicidade com quêque essas pesquisas são feitas.

a) O Pnad é realizado anualmente, e o Censo, a cada década. Os resultados das pesquisas são dispostos tanto em tabélastabelas quanto em gráficos no sáitisite do hí bê gê héIBGE, para quêque todos possam consultá-los. Consulte Orientações para o professor.

b) Busque na internet e acéçiacesse os últimos resultados do Pnad e do Censo. Que tipos de informações você encontrou?

b) Resposta pessoal. Espera-se quêque os estudantes encontrem o sáitisite oficial do hí bê gê héIBGE e, nele, os resultados das pesquisas mencionadas.

c) Qual é a importânssiaimportância dessas pesquisas estatísticas para a população?

c) Espera-se quêque os estudantes discutam sobre como esses resultados podem ajudar a população a entender o país em quêque vive.

d) Considere, no campo da ciência de dados, as informações e os conhecimentos quêque essas pesquisas geram e como eles podem sêrser utilizados.

d) Para a ciência de dados, essas pesquisas geram informações e conhecimentos para, por exemplo, os órgãos públicos agirem de maneira estratégica.

enêmENEM EM MENTE

(Enem/MEC, 2023) O gráfico expõe alguns números da gripe A-H1N1. Entre as categorias quêque estão em processo de imunização, uma já está completamente imunizada, a dos trabalhadores da saúde.

De acôr-doacordo com o gráfico, entre as demais categorias, a quêque está mais exposta ao vírus da gripe A-H1N1 é a categoria de:

a) indígenas.

b) gestantes.

c) doentes crônicos.

d) adultos entre 20 e 29 anos.

e) crianças de 6 meses a 2 anos.

D
Pelo gráfico de barras, há pouco mais de 40% de adultos entre 20 e 29 anos imunizados; em torno de 54% das gestantes; cerca de 56% dos doentes crônicos; aproximadamente 65% dos indígenas; cerca de 88% das crianças de 6 meses a 2 anos; e, como mencionado no enunciado, 100% dos trabalhadores de saúde. Portanto, o grupo menos imunizado, quêque está mais exposto ao vírus, é o de adultos entre 20 e 29 anos.

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Big Data: a era dos dados

Em decorrência do surgimento das tecnologias digitais e com a popularização de dispositivos móveis — como smartphones, tablets, smartwatches e notebooks, quêque cada vez têm mais pôdêrpoder de processamento —, podemos considerar quêque vivemos na era dos dados.

Veja, a seguir, informações sobre acesso à internet divulgadas pela Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios Contínua (Pnad) em 2023.

Na mesma edição de 2023 da Pnad, verifica-se quêque 96,7% dos domicílios brasileiros tí-nhãotinham pelo menos um aparelho de telefonia celular na residência. O celular é um aparelho quêque pódepode gerar grandes quantidades de dados, acessando ou não a internet.

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Nesse cenário de muitos dados sêndosendo gerados e armazenados no mundo inteiro, surgiu a expressão Big Data (“grandes dados”, em tradução livre). Além de serem grandes, esses dados existem em bastante quantidade e aumentam rapidamente ao longo do tempo. São gerados pelas mais diversas fontes, como dispositivos móveis, sensores, rêdesredes sociais, transações ôn láinion-line, entre outras.

Quando nos referimos ao Big Data no campo da ciência de dados, devemos abordar o armazenamento dêêssesdesses dados e como são usados com eficácia na resolução de problemas e na tomada de decisões, algo muito comum no mundo dos negócios e no pôdêrpoder público atualmente.

Para entender o Big Data, precisamos conhecer sete conceitos (designados 7 Vs) quêque o envolvem. Acompanhe o esquema a seguir.

Para lidar com toda essa demanda de dados gerados e armazenados a cada instante, as empresas conhecidas como “gigantes da tecnologia” têm data cênterscenters (“centros de dados”, em tradução livre) quêque permitem quêque os dados sêjamsejam armazenados, processados e gerenciados de diversas formas.

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Algumas aplicações

O Big Data permite gerar informações e conhecimento em velocidade nunca antes percebida, tendo aplicações em diversas áreas.

As rêdesredes sociais, por exemplo, oferecem informações de consumo ao usuário. Como vimos em capítulos anteriores, essas informações são obtidas por meio de algoritmos — isso possibilita quêque publicidades sêjamsejam direcionadas a grupos alvo de usuários, aumentando a chance de consumo dos serviços e dos produtos ofertados.

As indústrias também usam o Big Data como um modelo para tomada de decisões, de maneira a otimizar processos. Por meio de análises feitas com Big Data, pode-se: minimizar o número de operadores, gerando economia de recursos; planejar de modo proativo com base nos dados gerados, obtendo atualizações instantâneas (se os sistemas forem digitais); administrar operações, manutenções e análises de risco com base nos dados, gerando conhecimento e prevendo acontecimentos futuros; entre outras ações.

Profissionais de publicidade e marketing também se beneficiam do uso do Big Data. Por meio da geração de informações e de conhecimentos sobre públicos específicos, podem analisar o comportamento de consumidores e identificar tendências de consumo, gerando insumos para melhorias de serviços e produtos, de modo a oferecer mais acertadamente o quêque o consumidor precisa (ou pensa precisar). Assim, por meio da análise de dados dos consumidores, as empresas podem rever estratégias de serviços e produtos.

O Big Data também tem importânssiaimportância para a ssossiedadesociedade civil. Sua aplicabilidade acontece no campo da administração pública, no qual, além das pesquisas estatísticas organizadas por órgãos oficiais, análises de Big Data podem sêrser usadas para formular, implementar e avaliar políticas d fórmade forma mais eficaz e direcionada a problemas de cada região. Por exemplo, analisando dados de mobilidade urbana, é possível planejar a realização de obras a fim de melhorar o fluxo de veículos e reduzir congestionamentos, ou utilizar dados educacionais para criar programas quêque melhorem as escolas tanto no aspecto das instalações físicas como na valorização dos educadores e demais funcionários.

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INTEGRANDO COM...
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS

Leia atentamente a reportagem a seguir e resôuvaresolva as atividades propostas.

Escolher e planejar a tecnologia pódepode sêrser o caminho para melhorar a qualidade de vida nas cidades

[…] o livro Megatendências Mundiais 2040 apresenta os principais desafios do Brasil nos próximos anos […]. A obra é resultado da pesquisa do Grupo de Pesquisa e Estudos Prospectivos (NEP-UCB), sôbisob a coordenação da professora da púkiPUC de Brasília Elaine C. Marcial, e levanta aspectos sociais, geopolíticos, tecnológicos, econômicos e ambientais.

[…]

A ideia da pesquisa não é adivinhar o futuro, mas compreender as tendências para tomar decisões, sêndosendo elas para reforçar ou mudar o rumo do futuro. Nesse aspecto, o livro consolidou uma série de oficinas de planejamento a longo prazo com o auxílio de diversas especialidades.

[…]

[…] A questão central do assunto discorre sobre o rápido desenvolvimento tecnológico que nêmque nem sempre atinge a população geral devido ao alto custo de algumas tecnologias.

[…]

Um dos exemplos citados pelo especialista é o caso da popularização dos aplicativos de rastreamento de ônibus para o transporte público. “Há muitos anos, em São Paulo, por uma questão de fiscalização da circulação dos ônibus urbanos, foram instalados GPS em todos os ônibus, mas era uma coisa muito cara”, declara.

O barateamento dessa tecnologia só se tornou possível por meio da liberação dêêssesdesses dados e do rastreamento presente nos celulares. Assim, esse recurso passou a sêrser utilizado tanto pela Prefeitura, para fiscalizar as empresas privadas quêque prestam o serviço de transporte dos ônibus, quanto pelo cidadão, para melhorar a qualidade de sua locomoção.

[…]

ESCOLHER e planejar a tecnologia pódepode sêrser o caminho para melhorar a qualidade de vida nas cidades. Jornal da úspiUSP, São Paulo, 29 jun. 2023. Disponível em: https://livro.pw/gejst. Acesso em: 10 ago. 2024.

1. O texto cita um fato ocorrido na cidade de São Paulo. dêz-crevaDescreva o problema e a estratégia usada para solucioná-lo.

1. Dificuldade na fiscalização da circulação dos ônibus. A primeira providência foi a instalação de aparelhos GPS, mas esses equipamentos eram muito caros. A solução foi utilizar dados de rastreamento dos celulares dos passageiros.

2. Como o uso de Big Data pódepode contribuir para melhorar a qualidade dos serviços públicos nas cidades, conforme discutido no texto?

2. Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

3. Com seus conhecimentos de Física, sugira tecnologias de baixo custo para serem aplicadas em uma cidade, visando melhorar o serviço público de transporte. Você deve considerar aspectos como eficiência energética e dinâmica de movimento. Monte um esboço de projeto posicionando-se como um gestor público quêque deve resolver um desafio de mobilidade urbana em sua cidade.

3. Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

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Lei Geral de Proteção de Dados

Com tantos dados sêndosendo gerados, compartilhados e armazenados, foi necessária a criação de mecanismos de proteção. Um dêêssesdesses dispositivos é a LGPD. Leia o trecho a seguir para saber mais sobre essa lei.

A Lei Geral de Proteção de Dados Pessoais (LGPD) (Lei n. 13.709, de 2018) dispõe sobre o tratamento de dados pessoais das pessoas naturais, definindo as hipóteses em quêque tais dados podem legitimamente sêrser utilizados por terceiros e estabelecendo mecanismos para proteger os titulares dos dados contra usos inadequados.

A Lei é aplicável ao tratamento de dados realizado por pessoas naturais ou por pessoas jurídicas de direito público ou privádoprivado, e tem, conforme o art 1º, o objetivo de proteger os direitos fundamentais de liberdade e de privacidade e o livre desenvolvimento da personalidade da pessoa natural.

BRASIL. Ministério dos Transportes. Perguntas e respostas sôbisob aspectos da LGPD. Brasília, DF: Gov.br, 22 jun. 2022. Disponível em: https://livro.pw/yrjvf. Acesso em: 2 set. 2024.

O texto integral da LGPD pódepode sêrser acessado por meio do línkilink disponível em: https://livro.pw/eqjwh (acesso em: 10 set. 2024).

A LGPD nasceu visando proteger os direitos individuais dos usuários quanto ao uso inade quado de seus dados pessoais. As rêdesredes sociais, como vimos, utilizam diversos dados pessoais quêque fazem parte do Big Data, para direcionar publicidades. Com a LGPD, criaram-se limites de uso dêêssesdesses dados, principalmente os quêque podem sêrser sensíveis e deixar os usuários vulneráveis a fraudes de várias naturezas.

Nesse universo de informações disponibilizadas na internet, os dados pessoais são uma categoria com características bem definidas. Observe o esquema a seguir.

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Na prática, principalmente para empresas e instituições públicas, o quêque mudou com a LGPD foi a forma como lidam com os dados pessoais no país. Agora esses órgãos precisam obtêrobter, de alguma forma, consentimento explícito do indivíduo sobre a côlétacoleta e o uso de seus dados. Geralmente esse consentimento é obtídoobtido por meio de formulários ôn láinion-line quêque o usuário precisa ler e assinar. Esses formulários descrevem os dados quêque serão coletados, bem como o uso a quêque se destinam.

É importante saber quêque o usuário tem direito de revogar o consentimento dado se achar necessário, devendo a organização responsável cessar o armazenamento e a utilização dos dados coletados se isso ocorrer. A LGPD prevê advertências e penalidades no caso do descumprimento da lei, o quêque forçou as organizações a se adaptarem rapidamente a ela.

A ocorrência de falhas de segurança com os dados pessoais dos usuários pódepode ocasionar multas de até 2% do faturamento da empresa. A Autoridade Nacional de Proteção de Dados Pessoais (ANPD) é responsável pela fiscalização e pelas aplicações das penalidades. É esse órgão, igualmente, quêque define o nível da gravidade da falha para aplicar as sanções previstas na lei, mas também envia alertas e orientações antes da aplicação dessas sanções.

ATIVIDADES

1. Acesse a Lei Geral de Proteção de Dados Pessoais (LGPD), faça uma leitura geral e destaque um ou mais pontos quêque lhe chamem a atenção. Depois converse com seus côlégascolegas e com seu professor sobre esses pontos, destacando sua opinião a respeito deles.

1. Resposta pessoal. Espera-se quêque os estudantes destaquem pontos principais da lei, como alguns dos fundamentos ou das penalidades, por exemplo.

2. Ainda sobre a LGPD, quais são as sanções previstas em caso de descumprimento?

2. As sanções estão previstas no Capítulo VIII, Seção I. Consulte Orientações para o professor.

3. Uma lei como a LGPD é importante nos dias atuáisatuais? Justifique sua resposta.

3. Resposta pessoal. Espera-se quêque os estudantes digam quêque sim, argumentando na justificativa principalmente a grande quantidade de dados em um cenário de Big Data e como esses dados podem sêrser utilizados sem nenhum contrôlecontrole se não existir uma lei como a LGPD.

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Direitos e deveres no mundo digital

Textos e imagens quêque circulam na internet estão sujeitos à legislação. Nesse sentido, é ilegal copiá-los e/ou repostá-los sem a devida autorização do detentor dos direitos autorais (que pódepode sêrser o autor ou um representante legal).

A LGPD garante direitos fundamentais de proteção de dados pessoais, mas todo usuário da internet precisa ter cuidados com dados de terceiros e respeitar a propriedade intelectual de obras (textos e imagens) publicadas.

Há muitos textos disponíveis na internet quêque podem sêrser utilizados em parte ou na totalidade, sempre citando a fonte, ou seja, fazendo menção ao autor e ao veículo, como o jornáljornal ou a revista em quêque foram originalmente publicados. O portal Domínio Público, do govêrnogoverno federal do Brasil, por exemplo, armazena centenas de obras quêque podem sêrser acessadas de maneira gratuita pelo línkilink disponível em: https://livro.pw/kcgnm (acesso em: 10 set. 2024).

Toda obra criada, como livros, músicas, vídeos, imagens, fotografias, filmes, entre outras, é propriedade intelectual de uma pessoa ou de um grupo de pessoas. Existem quatro principais formas de licença para o uso dessas obras, quêque estão descritas a seguir:

Licenças de uso

Direito autoral
Em inglês, copyright.
Trata-se do direito exclusivo do criador da obra, protegido contra cópias não autorizadas e uso indevido. Em geral, seu uso requer autorização explícita do detentor de direitos autorais.

Programa livre
Em inglês, copyleft.
Nessa modalidade, é permitida a reprodução, alteração e cópia de uma obra, com a condição de quêque a liberdade de uso permaneça em qualquer versão.

Compartilhamento de conhecimento
Em inglês, creative commons. Refere-se ao compartilhamento de conhecimento, cultura e criação. É um conjunto de licenças quêque permitem aos detentores de direitos autorais conceder direitos específicos sobre suas criações, permitindo, por exemplo, cópia e distribuição, e ao mesmo tempo manter alguns direitos (copyright) sobre a obra.

Domínio público
Em inglês, public domain.
É uma licença de obras cujos direitos autorais expiraram (por exemplo, pelo tempo transcorrido desde a morte do criador) ou quêque nunca existiram, podendo sêrser utilizadas livremente para quaisquer fins sem autorização do autor ou detentor dos direitos autorais. Ainda nesses casos, deve-se mencionar o criador.

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No Brasil, os direitos e deveres do usuário, assim como dos provedores de serviços na internet, são estabelecidos no Marco Civil da Internet, lei númeronº 12.965, de 23 de abril de 2014. Eis alguns pontos importantes dessa lei:

• A internet pódepode e de ve sêrser utilizada como uma ferramenta de reforço de direitos humanos, respeitando a diversidade e promovendo a cidadania.

• Todos temos liberdade de expressão, desde quêque essa não fira direitos humanos e outros direitos fundamentais. Assim, a remoção de conteúdos, exceto relacionados a nudez, atos sexuais privados e direitos autorais só pódepode ocorrer por dê-cisãodecisão judicial.

• Assim como a LGPD, o Marco Civil da Internet assegura o direito à privacidade dos usuários e de seus dados pessoais, devendo os provedores de internet, por exemplo, assegurar a confidencialidade das informações de seus usuários e somente armazená-las com seu consentimento.

O texto do Marco Civil da Internet pódepode sêrser acessado integralmente por meio do línkilink disponível em: https://livro.pw/puaxm (acesso em: 10 set. 2024).

Além dos tópicos citados anteriormente, a lei númeronº 12.965 prevê outros direitos e deveres aos provedores de conexão, como manter registro de acesso por determinado tempo; somente se “responsabilizado civilmente por danos decorrentes de conteúdo gerado por terceiros se, após ordem judicial específica, não tomar as providências para, no âmbito e nos limites técnicos do seu serviço e dentro do prazo assinalado, tornar indisponível o conteúdo apontado como infringente”, entre outras.

enêmENEM EM MENTE

(Enem/MEC, 2022)

Ciente de quêque, no campo da criação, as inovações tecnológicas abrem amplo leque de possibilidades – ao permitir, e mesmo estimular, quêque o artista explore a fundo, em seu processo criativo, kestõesquestões como a aleatoriedade, o acaso, a não linearidade e a hipermídia –, Leo Cunha comenta quêque, no quêque tange ao campo da divulgação, as alternativas são ainda mais evidentes: “Afinal, é imensa a capacidade de reprodução, multiplicação e compartilhamento das obras artísticas/culturais. Ao mesmo tempo, ganham dimensão os dilemas envolvidos com a questão da altoríaautoria, dos direitos autorais, da reprodução e intervenção não autorizadas, entre outras questões”. Já segundo a professora Yacy-Ara Froner, o uso de ferramentas tecnológicas não pódepode sêrser visto como um fim em si mesmo. Isso porque computadores, samplers, programas de imersão, internet e intranet, vídeo, televisão, rádio, GPD etc. são apenas suportes com os quais os artistas exercem sua imaginação.

SILVA JR., M. G. Movidas pela dúvida. Minas faz Ciências, n. 52, dez./fev. 2013. (Adaptado).

Segundo os autores citados no texto, a expansão de possibilidades no campo das manifestações artísticas promovida pela internet pódepode pôr em risco o(a):

a) sucesso dos artistas.

b) valorização dos suportes.

c) proteção da produção estética.

d) modo de distribuição de obras.

e) compartilhamento das obras artísticas.

Resposta: C
A expansão das possibilidades promovida pela internet e pela tecnologia pódepode, segundo o autor, colocar em risco a proteção da produção estética por causa de problemas associados aos direitos autorais e à reprodução não autorizada das obras.

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ATIVIDADES

1. A poluição atmosférica é um grande problema em muitas cidades.

Um laboratório de análises monitora a qualidade do ar e côlétacoleta dados sobre o nível de poluição atmosférica por meio de sensores. São medidas as concentrações de algumas substâncias presentes no ar, como compostos de enxofre, compostos de nitrogênio, monóxido de carbono e materiais particulados (fumaça, poeira etc.), entre outras. As informações são armazenadas em um banco de dados eletrônicos.

Considerando o ciclo de dados previsto na ciência de dados, explique como um cientista dêêssedesse laboratório pódepode aplicar cada etapa para transformar os dados brutos em conhecimento útil para a elaboração de políticas públicas quêque visem melhorar a qualidade do ar. Ainda pensando nesse tema, converse com os côlégascolegas e com o professor sobre como é o ar na região em quêque vocês vivem.

1. Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

2. Um instituto de pesquisa coletou dados sobre a preferência de uso de rêdesredes sociais de determinada população amostral. A pesquisa foi feita com formulário eletrônico em quêque os cidadãos respondiam d fórmade forma anônima, escolhendo apenas uma entre cinco rêdesredes sociais.

Considerando essas informações, responda às kestõesquestões:

a) Como os dados podem sêrser organizados?

2. a) Espera-se quêque os estudantes respondam quêque poderiam sêrser geradas tabélastabelas automáticas com estatísticas (números de preferências) de cada rê-derede social, uma vez quêque a pesquisa foi feita com formulário eletrônico.

b) Como os resultados da pesquisa podem sêrser apresentados? Justifique.

2. b) Resposta pessoal. Espera-se quêque os estudantes considerem o uso de tabélastabelas e principalmente de gráficos comparativos em porcentagem para apresentar os resultados, como o uso de gráficos de setores, nos quais cada setor representa a porcentagem de uma das rêdesredes sociais da pesquisa, por exemplo.

3. Em pequenos grupos organizados com auxílio do professor, realize uma pesquisa em sala de aula ou na escola consultando a preferência das pessoas em relação a algum item definido pelo grupo. É importante quêque haja pelo menos três itens para quêque os pesquisados façam a escolha.

3. Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

4. Em relação à alfabetização, o Censo 2022 do hí bê gê héIBGE mostrou quêque, do universo total da pesquisa, 1.008.539 pessoas indígenas eram alfabetizadas e 178.707 não eram.

4. Espera-se quêque os estudantes escôlhamescolham o gráfico de setores, como feito pelo hí bê gê héIBGE, pois esse gráfico é ideal para comparar as partes de um todo.

Considere esses dados e escolha um tipo de gráfico para os representar. Justifique sua escolha e gere esse gráfico, desenhando-o no caderno ou utilizando uma planilha eletrônica.

5. Analise o gráfico a seguir e responda, em seu caderno, aos quêquestionamentos que seguem.

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a) Que tipo de gráfico é esse?

5. a) Gráfico de linha.

b) Qual é a informação principal apresentada no gráfico?

b) A população residente no Brasil de 1872 a 2022.

c) Que tendência podemos observar no gráfico?

c) Como se trata de um gráfico crescente, podemos inferir quêque a população cresce a cada ano.

6. O gráfico a seguir apresenta como as pessoas se identificaram étnica e racialmente no Censo 2010 e no Censo 2022.

Pela análise do gráfico, responda ao quêque se pede.

a) Em relação à identificação étnico-racial, qual parcela da população teve diminuição na quantidade de indivíduos? E qual teve aumento?

6. a) Analisando as colunas, de 2010 para 2022 diminuiu o número de pessoas quêque se identificam como brancas e como amarelas e aumentou o número de pessoas quêque se identificam como pretas, pardas e indígenas.

b) Explique por quêpor que foi utilizado um gráfico de colunas e não um de setores ou de linhas.

b) Resposta pessoal. Consulte

Orientações para o professor.

7. Vazamento de dados é divulgação não autorizada de informações quêque deveriam sêrser mantidas em segredo. Sobre esse assunto, leia com atenção a manchete a seguir.

Vazamento de dados expõe informações cadastrais de quase 20 mil chaves Pix

Segundo BC, falha de segurança não é suficiente para terceiros realizarem movimentações financeiras nas contas

MONTORO, Ana Carolina. Vazamento de dados expõe informações cadastrais de quase 20 mil chaves Pix. Exame, [s. l.], 11 jun. 2024. Disponível em: https://livro.pw/vvwpl. Acesso em: 6 set. 2024.

a) Estelionatários puderam realizar movimentações financeiras nas contas cujas chaves foram vazadas?

7. a) Segundo o Banco Central (BC), não.

b) Considerando a LGPD, qual é o grande problema de vazamentos como esses?

b) Dados sensíveis pessoais dêêssesdesses usuários podem ter sido expostos, ferindo seus direitos de privacidade.

c) O vazamento poderia sêrser utilizado por estelionatários para outros tipos de fraudes? Em caso afirmativo, como se proteger?

c) Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

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RETOMANDO

CIÊNCIA DE DADOS

Área interdisciplinar quêque trabalha com método científico, Estatística, recursos computacionais e métodos próprios para lidar com dados e informações digitais.

Conceitos iniciais
Os dados são registros obtidos por medições ou observações, quêque, quando estruturados e analisados, se transformam em informações. A interpretação dessas informações, considerando o contexto e sua aplicação prática, gera conhecimento. A sabedoria é o entendimento pleno do contexto, integrando análises, hipóteses e teorias aplicadas.

Ciclo de dados
Geração ou produção (por sensores, aplicativos de celular, rêdesredes sociais, pesquisas estatísticas etc.), armazenamento, transformação (em um modelo quêque pódepode sêrser analisado), análise para geração de informações e conhecimento, e arquivamento ou deleção.

Estatística
Ferramenta de análise de dados quêque os converte em tabélastabelas e gráficos, por exemplo. No contexto da ciência de dados, em geral, é utilizada por meio de planilhas eletrônicas e softwares específicos da área, ideais para computar grande quantidade de dados.

Big Data
Grande volume de dados digitais gerados a cada instante, representado pêlospelos 7 Vs: volume (grande quantidade), velocidade (rapidez com quêque são gerados), variedade (diferentes tipos de dados e de fontes de dados), veracidade (qualidade e confiabilidade), valor (importância das informações extraídas dêêssesdesses dados), variabilidade (consistência dos dados de acôr-doacordo com os contextos) e viralidade (capacidade dos dados de viralizar – espalhar-se rapidamente).

LGPD
Lei Geral de Proteção de Dados Pessoais (lei númeronº 13.709, de 14 de agosto de 2018), quêque discorre sobre o tratamento de dados pessoais dos usuários (físicos ou jurídicos) nos meios digitais, exigindo clareza e consentimento no uso dêêssesdesses dados, e estabelecendo sanções referentes ao não cumprimento da lei.

Marco Civil da Internet
Lei númeronº 12.965, de 23 de abril de 2014, quêque reforça direitos e deveres no uso da internet, tanto para usuários quanto para provedores e aplicações. Entre seus destaques, podemos citar o respeito aos Direitos Humanos, à liberdade de expressão e à privacidade dos usuários.

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CAPITULO
11
Modelagem computacional

PARTIDA

Você já sonhou em viajar pelo Universo para explorar astros e ambientes cosmológicos ou em visualizar como foram os primeiros instantes do Big béngBang? Esses sonhos talvez não se tornem realidade, mas com a modelagem computacional você pódepode simular essas situações.

A modelagem é uma grande aliada da Ciência moderna e pódepode sêrser utilizada em diversos campos de estudo quêque envolvem tecnologia aplicada, como a Medicina e as Engenharias. As pesquisas realizadas por meio de modelos não são recentes — bem antes da era digital, já eram utilizadas em diversas áreas do conhecimento humano.

Consulte Orientações para o professor.

1 Como você considera quêque seja feita uma pesquisa usando modelagem?

1. Resposta pessoal.

2 Você já utilizou algum tipo de software de simulação? Se sim, conte aos seus côlégascolegas o quêque simulou e como foi essa experiência.

2. Resposta pessoal.

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Modelagem

Desde os primórdios do quêque se entende como Ciência, a modelagem é utilizada para auxiliar o entendimento de fenômenos físicos e químicos e de processos.

A modelagem é um processo por meio do qual são realizadas representações simplificadas de sistemas, fenômenos ou processos compléksoscomplexos, naturais ou não, de modo a facilitar sua análise, compreensão e previsão.

As representações obtidas nessas modelagens são chamadas de modelos, quêque podem sêrser conceituais, computacionais, matemáticos ou mesmo físicos.

Como exemplos de modelos, podemos citar os quêque representam o Sol e os planêtasplanetas. Alguns dêêssesdesses modelos, surgidos na AntigüidadeAntiguidade e na Idade Média, posicionavam a Terra no centro do Cosmo, e os planêtasplanetas a circundavam. Por esse motivo, esse sistema é chamado de geocêntrico. Atualmente, o modelo aceito pela comunidade científica é o heliocêntrico, no qual a Terra e os demais planêtasplanetas giram ao redor do Sol.

Modelos conceituais

Os modelos conceituais são representações abstratas quêque ajudam a entender o fenômeno ou processo, não se preocupando com possíveis dados quantitativos, mas sim com a estrutura e as relações existentes entre os componentes. Como exemplos, temos diagramas de fluxo de um processo qualquer (como aqueles utilizados em uma linha de produção), mapas conceituais (ou mentais), grafos, além de modelos quêque representam diversas teorias científicas.

A característica principal do modelo conceitual é pôdêrpoder auxiliar no entendimento da sequência e da interação dos componentes de um processo. Um grafo, por exemplo, é uma representação quêque permite entender como os membros de uma comunidade ou de uma rê-derede social se conéctamconectam.

É importante destacar quêque alguns modelos podem sêrser, ao mesmo tempo, conceituais e de outros tipos, principalmente quando são modelos científicos. Em geral, nesses casos, eles possuem também representações matemáticas, uma vez quêque essa é a linguagem das Ciências Naturais.

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Modelos computacionais

Os modelos computacionais são simulações de fenômenos, sistemas ou processos compléksoscomplexos, realizadas com o auxílio de um software computacional ou aplicativo. Neles, algoritmos e funções matemáticas são utilizados para prever o comportamento do sistema com base em determinadas condições. pôdêmosPodemos citar como exemplos de modelos computacionais os softwares de meteorologia, quêque, a partir dos dados inseridos, predizem alterações no tempo meteorológico; os softwares de finanças, quêque podem estimar o comportamento da bolsa de valores por meio do histórico de cértascertas ações; os softwares de Biologia, quêque preveem como sistemas biológicos interagem entre si e evoluem; entre outros.

Esses modelos são modernos e ajudam a prever a evolução de sistemas diversos com base na análise de dados coletados ao longo do tempo, permitindo a manipulação de variáveis em um ambiente controlado e, muitas vezes, substituindo experimentos em laboratório quêque teriam custos muito mais altos, além de gasto de tempo muito maior.

ATIVIDADES

1. Um engenheiro de trânsito, com experiência em modelagem, foi contratado para melhorar a eficiência do sistema de transporte público de uma cidade. A primeira providência dêêssedesse profissional é analisar como os diferentes componentes do sistema — como ônibus, metrôs, estações, horários — se comportam, conéctamconectam e interagem.

1. Consulte Orientações para o professor.

a) Considere a localização da cidade onde você reside ou da escola em quêque estuda. Assuma essa análise e, em seu caderno, crie um diagrama de fluxo quêque represente o funcionamento dêêssedesse sistema.

a) Resposta pessoal.

b) Que tipo de modelagem você aplicou nesse caso? Justifique sua resposta.

b) Modelagem conceitual.

2. Um meteorologista utilizou um software meteorológico no qual inseriu dados históricos de certa localidade, como tempera-túratemperatura, umidade, pressão atmosférica e ventos. Segundo algoritmos do programa, ele gerará uma previsão detalhada do clima no local.

2. Consulte Orientações para o professor.

a) Que tipo de modelagem foi aplicada nesse caso? Justifique sua resposta.

a) Modelagem computacional.

b) O uso dêêssesdesses modelos é importante na previsão do tempo e no entendimento do clima? Por quê?

b) Respostas pessoais.

c) Pesquise a diferença entre tempo e clima. Em seu caderno, escrêevaescreva uma definição para cada um dêêssesdesses termos. Faça uma pesquisa, se necessário.

2. c) O tempo é relativo às condições atmosféricas a cada instante, ou seja, em curto prazo. Já o clima, conforme investigado pêlospelos meteorologistas na contextualização desta atividade, refere-se ao padrão médio dessas condições em longo prazo e em determinada região.

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Consulte Orientações para o professor.

Suzana Herculano-Houzel nasceu em 1972, na cidade do Rio de Janeiro (RJ). Ela é uma cientista pesquisadora das áreas de Biologia e Neurociência. Uma de suas grandes contribuições para essas áreas do conhecimento foi a criação de um método de contagem de neurônios em cérebros humanos, no campo da Neuroanatomia. Esse estudo revolucionou o entendimento do cérebro humano ao quantificar 86 bilhões de neurônios, e não 100 bilhões como se acreditava até a publicação de sua pesquisa.

Além de cientista programadora, Herculano-Houzel é uma grande divulgadora científica e de kestõesquestões de ética nas pesquisas genéticas, tendo publicado diversos artigos e livros sobre o assunto, voltados tanto para a comunidade acadêmica quanto para pessoas leigas.

Modelos matemáticos

Os modelos matemáticos são representações de sistemas ou fenômenos, por meio de equações, funções e relações matemáticas, quêque descrevem a interdependência entre as diferentes variáveis e constantes. Os modelos utilizados na explicação de fenômenos naturais, como em Física e Química, geralmente envolvem modelagem matemática, além de outros tipos de abordagens.

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A Física é uma Ciência natural desenvolvida com base em modelos conceituais e matemáticos. Fundamentada em observações (empirismo), constrói modelos descritos pela linguagem matemática. Desse modo, equações e funções matemáticas ajudam a entender, descrever e prever o quêque acontece em um movimento simples em linha reta (movimento retilíneo), em um movimento compléksocomplexo de corpos celéstescelestes e no dimensionamento de um circuito elétrico.

enêmENEM EM MENTE

(Enem-PPL/MEC, 2019)

A ciência ativa rompe com a separação antiga entre a ciência (episteme), o saber teórico, e a técnica (techne), o saber aplicado, integrando ciência e técnica. Do ponto de vista da ideia de ciência, a valorização da observação e do método experimental opõe a ciência ativa à ciência contemplativa dos antigos; assim também, a utilização da matemática como linguagem da física, proposta por Galileu sôbisob inspiração platônica e pitagórica, e contrária à concepção aristotélica.

MARCONDES, D. Iniciação à história da filosofia: dos pré-socráticos a witenstainWittgenstein. Rio de Janeiro: Jorge ZarrárZahar, 2008 (adaptado).

Nesse contexto, a ciência encontra seu novo fundamento na:

a) utilização da próvaprova para confirmação empírica.

b) apropriação do senso comum como inspiração.

c) reintrodução dos princípios da metafísica clássica.

d) construção do método em separádoseparado dos fenômenos.

e) consolidação da independência entre conhecimento e prática.

A
Na''nova Ciência'', é necessária a integração entre a observação e o método experimental. Assim, a confirmação empírica do modelo teorizado é fundamental.

Modelos físicos

Os modelos físicos são representações, em escala reduzida ou simplificada, de objetos ou sistemas reais, sêndosendo usados no teste de hipóteses, na previsão de comportamentos ou simplesmente na visualização de uma estrutura compléksacomplexa.

Na Engenharia Civil, por exemplo, pode-se fazer o modelo físico de uma estrutura antes de construí-la de fato para testar sua estabilidade e outros quesitos essenciais, como capacidade de carga.

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Profissionais de Arquitetura e Urbanismo utilizam modelos físicos com freqüênciafrequência. Esses modelos auxiliam, por exemplo, no planejamento urbano, pois permitem a arquitetos e urbanistas a visualização do projeto em três dimensões, auxiliando-os a observarem, no espaço, uma simulação do resultado quêque querem obtêrobter.

Um exemplo de modelo físico utilizado na Arquitetura e Urbanismo foi o Plano Piloto de Brasília. O responsável pelo projeto urbanístico foi Lúcio Costa (1902-1998), arquiteto e urbanista brasileiro nascido na França.

ATIVIDADES

1. A fotografia a seguir mostra a ponte de Tacoma Narrows, uma ponte suspensa no estado de UóchintonWashington, nos Estados Unidos, quêque colapsou em 7 de novembro de 1940, cerca de apenas quatro meses após sua inauguração.

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De maneira simplificada, a ponte colapsou, porque a interação dos ventos com sua estrutura não foi prevista. Desde a inauguração, a ponte oscilava, mas, naquele dia, os ventos foram demasiadamente fortes. Logo pela manhã, a via foi interditada e, por volta das 11 horas, os ventos atingiram uma velocidade quêque aumentou a oscilação e a estrutura foi desabando gradualmente até ruir completamente. Considerando essas informações, responda às kestõesquestões a seguir em seu caderno.

a) Na época de sua construção, foram feitos modelos físicos dessa ponte, mas eles não foram suficientes para prever o colapso da estrutura. Em sua opinião, por quêpor que os modelos não conseguiram auxiliar os construtores a prever o efeito do vento sobre a ponte?

1. a) Resposta pessoal. Espera-se quêque os estudantes considerem quêque, provavelmente, os modelos eram simples e quêque as limitações tecnológicas da época não permitiram a previsão dos efeitos aerodinâmicos quêque levaram ao colapso da ponte.

b) Nos dias atuáisatuais, quêque tipos de modelagem poderiam sêrser aplicados para garantir maior segurança no planejamento da construção da ponte?

b) Espera-se quêque os estudantes considerem quêque a modelagem computacional poderia sêrser a mais completa, inserindo dados da construção e do clima local, como variações de tempera-túratemperatura, pressão e velocidade do vento.

2. O Plano Piloto de Brasília é considerado um Patrimônio Mundial pela Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (Unesco). Nele, encontram-se os dêtálhesdetalhes iniciais dos planos de construção da capital do Brasil. Observe, a seguir, uma imagem da planta de Brasília prevista nesse modelo.

De acôr-doacordo com a imagem, responda às kestõesquestões a seguir em seu caderno.

a) Você nota alguma peculiaridade no formato da planta de Brasília? Se necessário, faça uma pesquisa.

2. a) Resposta pessoal. Esperase quêque os estudantes notem o formato de avião, com as''asas'' à esquerda e à direita da imagem, chamadas de Asa Sul e Asa Norte, respectivamente. Essas asas fazem parte, inclusive, dos códigos de endereçamento em Brasília.

b) Em sua opinião, como os modelos físicos ajudaram no planejamento do Plano Piloto da capital federal na década de 1950?

b) Resposta pessoal. Esperase quêque os estudantes citem a visualização tridimensional da cidade, principalmente nos projetos mais ousados de ÓscarOscar NiemáiêrNiemeyer (1907-2012), por exemplo.

É importante destacar quêque um tipo de modelo não exclui o outro. Observe a seguir o infográfico com a representação do modelo atômico, uma das primeiras modelagens científicas abstratas feitas d fórmade forma sistematizada pelo sêrser humano, quêque pódepode se encaixar nos diferentes tipos de modelagem.

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Mais sobre a modelagem computacional

Considerando o conceito de modelagem apresentado nos tópicos anteriores, podemos pensar na modelagem computacional como uma forma de representação digital de situações do mundo real. Para isso, são usados softwares com seus algoritmos específicos, quêque representam o comportamento do sistema simulado ao longo do tempo.

As simulações computacionais nos permitem explorar e testar hipóteses de uma forma interativa, conforme se ajustam parâmetros específicos, para observar os resultados previstos. Quanto maior a quantidade de dados a quêque os softwares tiverem acesso, mais fiéis os resultados serão, ou seja, mais próximos da realidade.

A seguir, acompanhe aspectos técnicos de como essas simulações são criadas em um computador.

Aspectos técnicos da modelagem computacional

1 Criação do modelo digital
Essa etapa envolve a definição da “geometria” do objeto ou do sistema quêque será simulado, quêque pódepode envolver desde simples linhas e figuras geométricas simples até formas compléksascomplexas como a de um coração humano, por exemplo. Na construção, a Matemática é essencial, pois cada parte dêêssedesse objeto modelado é representada por uma expressão matemática.

2 Propriedades do objeto
Para simular a situação real, devem sêrser atribuídas propriedades físicas reais ao objeto, como densidade, elasticidade, rigidez, aspectos gravitacionais entre outras. Isso é importante para determinar como o modelo reagirá em cada situação simulada.

3 Malha (do inglês mesh)
Visando conferir maior sensibilidade ao objeto, o programador divide-o em diversas partes, ou elemêntoselementos, d fórmade forma quêque cada uma possa reagir individualmente ou em conjunto de acôr-doacordo com os dados da simulação. Por exemplo, no caso de um simulador do corpo humano, podem sêrser definidas na malha regiões como os membros, o abdome, a cabeça etc.

4 Condições de contôrnocontorno
Essa etapa define as condições nas quais o usuário poderá interagir com o simulador, como aplicação de fôrçaforça, alteração de tempera-túratemperatura e de pressão, por exemplo, estabelecendo limites da interação usuário-simulador. Nessa etapa, como também nas anteriores, pode-se usar o Big Data relacionado ao tema do simulador e podem sêrser inseridos dados reais no software.

5 Simulação e testagem
Com o modelo pronto e as condições estabelecidas, o programador pódepode testar as capacidades do simulador para verificar a veracidade dos resultados, novamente podendo se apoiar em dados de Big Data. Nessa etapa, também é possível utilizar algoritmos ou inteligência artificial (IA) para ajudar no desenvolvimento.

6 Análise
A partir da simulação rodada e da testagem realizada, pode-se avaliar os resultados, exportando informações em forma de tabélastabelas ou gráficos, por exemplo, de modo a compará-las com situações reais. No caso de aplicações em Física ou Química, por exemplo, os resultados simulados podem sêrser comparados com resultados reais dos experimentos correspondentes.

7 Otimização e validação
Feita a análise, os dados podem sêrser utilizados para calibrar o quêque for necessário, voltando às etapas anteriores para melhorar o dêsempênhodesempenho da modelagem. Isso pódepode sêrser feito sempre quêque houver necessidade, por isso podemos entender esse desenvolvimento como circular, pois sempre poderá sêrser aprimorado.

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Modelagem computacional na Medicina

Em aplicações na Medicina, existem softwares quêque simulam a possível reação do corpo humano a um novo medicamento ou a fatores quêque o levam a situações extremas, como hipotermia, quêque é a condição de baixa acentuada da tempera-túratemperatura corporal. Além díssudisso, escaneando o corpo de um paciente com o uso de modelagem, podem-se simular cirurgias específicas em ambiente seguro e controlado ou mesmo planejar o desenvolvimento de novos medicamentos.

Os softwares como esses realizam simulações da dinâmica dos fluidos e fazem análises estruturais, permitindo o estudo da biomecânica de órgãos e tecídostecidos. Isso pódepode antecipar em alguns anos os resultados de pesquisas científicas quando comparadas a estudos similares feitos sem uso dêêssedesse tipo de modelagem.

Um exemplo dêêssedesse tipo de software é o OpenSim, de cóódigocódigo aberto, muito usado para analisar os movimentos do corpo humano. Ele permite a visualização dos sistemas do corpo humano e a análise de movimento, sêndosendo muito útil em estudos de Biomecânica.

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Modelagem computacional: realidade virtual (RV)

Em um ambiente de realidade virtual (RV), o usuário pódepode vivenciar o mundo digital com aspectos em três dimensões (3D). Nesses casos, são usados óculos especiais e, muitas vezes, sensores nas mãos para, por exemplo, simular uma raquete em um jôgojogo virtual de tênis.

Os ambientes de RV são aplicações da modelagem computacional, uma vez quêque simulam modelos digitais de objetos tridimensionais, ambientes ou sistemas, permitindo quêque o usuário os explore de maneira imersiva. A simulação de ambientes reais ou fictícios pódepode sêrser feita com a utilização de parâmetros reais, como gravitação e outras características físicas, criando experiências realistas aos usuários. Por exemplo, em uma rê-derede social com RV, o usuário pódepode explorar ambientes, pegar um objeto virtual, como um copo, e soltá-lo. O copo cairá, e será simulada a quebra, como aconteceria em um ambiente real.

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ATITUDE

Leia o texto a seguir sobre o uso de modelagem computacional na Medicina.

Como a simulação computacional pódepode salvar vidas?

Texto de Marcella Victer, publicado pela Diretoria de Imagem da hú éfe jota éfeUFJF.

O coração é uma bomba mecânica responsável por irrigar o corpo inteiro com nutrientes e oxigênio, imprescindíveis para a manutenção da vida. Dentro dêêssedesse órgão estão presentes diversas vias para o transporte do sanguesangue, as veias — com fluxo direcionado do corpo ao coração — e as artérias — do coração ao corpo. Para quêque esse transporte seja feito d fórmade forma eficiente, o caminho deve estar livre para a passagem do sanguesangue, fazendo o trabalho de nutrir cada célula presente no corpo humano. Mas o quêque acontece quando obstáculos se encontram pelas vias? Vários fatores causam obstrução dos vasos sangüíneossanguíneos, como o hábito de fumar, hipertensão, diabetes, colesterol alto, quêque podem provocar a necrose, popularmente conhecida como infarto. Segundo dados de 2016, do ínstitutInstitute for rélfHealth Metrics êndand Evaluation (IHME), por volta de 30% das mortes no mundo todo ocorrem devido às doenças cardiovasculares.

Um estudo de um grupo de pesquisadores do Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional da Universidade Federal de Juiz de Fora (hú éfe jota éfeUFJF) foi reconhecido internacionalmente pela revista nêitiurNature e é o primeiro no mundo a comprovar quêque o comportamento do pulso elétrico, quando contido pela heterogeneidade do tecido cardíaco após um infarto, é reproduzido em corações humanos artificiais. É um passo importante para a ciência e para a medicina, pois corrobora a teoria de quêque pessoas quêque sofreram ataque cardíaco têm maior probabilidade de sofrer de arritmia cardíaca. […]

[…]

[…] Os pesquisadores da hú éfe jota éfeUFJF dêsênvólvemdesenvolvem modelos computacionais para entender melhor os fenômenos e as possíveis soluções para os problemas clínicos quêque envolvem o coração. Por meio dêêssesdesses modelos, é possível simular diferentes áreas do coração, verificando dados encontrados em experimentos e investigando diferentes aspectos do funcionamento e da propagação elétrica no órgão, por exemplo. […]

[…] Rodrigo Weber revela quêque êsteeste é um grande passo para desvendar uma doença perigosa. “Na ressonância magnética, conseguimos representar em um computador o quêque acontece no coração.

Com o uso de modelos matemáticos para simular o funcionamento do pulso elétrico, nós mostramos realmente quêque esse mecanismo acontecia no infarto.”

COMO a simulação computacional pódepode salvar vidas? hú éfe jota éfeUFJF Notícias, Juiz de Fora, 4 abr. 2019. Disponível em: https://livro.pw/ydlbk. Acesso em: 19 set. 2024.

Após a leitura, reflita sobre os questionamentos a seguir. Anote suas conclusões no caderno e, depois, compartilhe-as com os côlégascolegas e com o professor.

Respostas pessoais. Consulte

Orientações para o professor.

1. Qual é a importânssiaimportância de iniciativas como essa para a ssossiedadesociedade?

2. Nesse contexto, quêque impacto real o uso da modelagem computacional pódepode ocasionar na vida de pessoas com osteoporose?

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enêmENEM EM MENTE

(Enem/MEC, 2020)

A realidade virtual é uma tecnologia de informação quêque, conforme sugere a imagem, tem como uma de suas principais funções:

a) promover a manipulação eficiente de conhecimentos e informações de difícil compreensão no mundo físico.

b) conduzir escôlhasescolhas profissionais da área de ciência da computação, oferecendo um leque de opções de atuação.

c) transferir conhecimento da inteligência artificial para as áreas tradicionais, como as das ciências exatas e naturais.

d) levar o sêrser humano a experimentar mentalmente outras realidades, para as quais é transportado sem sair de seu próprio lugar.

e) delimitar tecnologias exclusivas de jogos virtuais, a fim de oferecer maior emoção ao jogador por meio de outras realidades.

D
A imagem representa uma pessoa imérsaimersa em diversos recursos digitais, fazendo alusão à inserção em uma realidade virtual. Consulte Orientações para o professor.

Neste livro, o autor conta a saga de um jovem quêque participa de uma competição pelo contrôlecontrole total de um ambiente de realidade virtual e pela herança deixada pelo já falecido inventor do sistema. A história leva o leitor a refletir sobre temas como dependência tecnológica e os limites entre o quêque é real e o quêque é virtual.

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ATIVIDADE

• Um programador deve avaliar um software quêque simula o uso de camas elásticas para fins tanto de lazer quanto de prática de atividades físicas. Os dados obtidos nessa análise serão utilizados como parâmetros para a construção de camas elásticas.

Consulte Orientações para o professor.

Que elemêntoselementos e métricas devem sêrser avaliados no software para atestar sua veracidade ao simular as camas elásticas reais quêque serão construídas?

Modelagem computacional: metaprogramação

A metaprogramação é definida como a prática de programar softwares ou algoritmos de modo quêque possam gerar ou manipular outros programas. Por exemplo, usando modelagem matemática na resolução de problemas, pódepode sêrser escrito um programa quêque tenha como saída outras equações quêque simulam diferentes sistemas físicos.

Em uma situação de simulação de crescimento populacional, seja em um cenário social, seja no campo da Biologia, como no crescimento de bactérias, pode-se usar metaprogramação para quêque, de acôr-doacordo com os dados inseridos, o software gere algoritmos d fórmade forma dinâmica em diferentes cenários, como de crescimento linear, logístico ou exponencial, entre outros.

O texto a seguir mostra um exemplo de programa, em cóódigocódigo de programação Python, quêque usa metaprogramação para gerar diferentes formas de crescimento populacional. Esse crescimento ocorrerá de acôr-doacordo com os dados quêque o usuário inserir no simulador e com a escolha do modelo (nesse exemplo, logístico, exponencial ou linear).

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A função gerada pelo modelo poderá sêrser usada para calcular a população em qualquer instante de tempo.

ATIVIDADES

1. Com base no programa em cóódigocódigo de programação Python apresentado, veja, a seguir, a equação matemática quêque poderia sêrser utilizada em um crescimento populacional exponencial.

P(t) = P_⋅ e ^rt

Em quêque P(t) representa a população no tempo t; P₀ indica a população inicial; r, a taxa de crescimento; t, o tempo; e e o número de ÓilerEuler, ou a base do logaritmo natural (igual a, aproximadamente, 2,71828).

Em seu caderno, escrêevaescreva a equação matemática quêque poderia sêrser utilizada em um crescimento populacional:

a) logístico;

1. a) P(t) = $\begin{array}{c}\frac{K\cdot P_0\cdot e^{\mathrm{rt}}}{K+P_0\cdot (e^{\mathrm{rt}}-1)}\end{array}$

Em quêque K representa a capacidade de suporte do ambiente; P(t) representa a população no tempo t; P0 indica a população inicial; r, a taxa de crescimento; t, o tempo; e e o número de ÓilerEuler.

b) linear.

1. b) P(t) = P₀ + rt

Em quêque P(t) representa a população no tempo t; P₀ indica a população inicial; r, a taxa de crescimento; e t, o tempo.

2. Que outros modelos matemáticos de crescimento populacional você conhece? Se necessário, faça uma pesquisa e escrêevaescreva pelo menos mais um exemplo em seu caderno. Depois, compartilhe com os côlégascolegas e com o professor.

2. Resposta pessoal. Os estudantes podem encontrar modelos como crescimento em PA (também linear), em PG (geométrico), em forma logarítmica, seguindo a sequência de Fibonacci, entre outros.

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Ciência de fronteira

A Ciência de fronteira é uma área quêque realiza pesquisas avançadas do desenvolvimento tanto científico quanto tecnológico. Explora os limites atuáisatuais do conhecimento científico, buscando expandi-los e explicar assuntos quêque ainda não são completamente explorados ou mesmo compreendidos. Nesse contexto, o uso da própria tecnologia, inclusive computacional, é amplamente recorrente, muitas vezes com as modelagens computacionais exercendo grande papel.

Entre as investigações realizadas pela Ciência de fronteira, podem sêrser citadas: física de partículas, diversas linhas de pesquisa relacionadas a Cosmologia, Astronomia, Astrobiologia, Nanotecnologia, Engenharia Genética, Computação Quântica, Inteligência Artificial e Robótica, estas duas últimas estudadas em capítulos anteriores.

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Simulando o céu

A Astronomia tem diversas áreas de fronteira e conta com o apôioapoio tecnológico em seu desenvolvimento, como o dos grandes telescópios utilizados tanto na Terra quanto no espaço. Os telescópicos rúboulHubble e diêmesJames Webb, por exemplo, captam imagens do Universo profundo, ajudando os cientistas a entender o passado e a prever o futuro do Cosmo.

A imagem a seguir, registrada pelo diêmesJames Webb, mostra a galáksiagaláxia mais antiga já vista, formada cerca de 290 milhões de anos depois do Big béngBang.

Essa galáksiagaláxia não havia sido prevista em simuladores computacionais, então sua captação ajudará a tornar os simuladores mais próximos da realidade. Assim, como observamos anteriormente, quanto maior a quantidade de dados a quêque os simuladores tiverem acesso, ou seja, quanto maior o Big Data relacionado a um simulador, mais próximo da realidade ele fica.

Há softwares de cóódigocódigo aberto gratuitos quêque podem sêrser usados para explorar o céu. Um deles é o Stellarium, um planetário virtual quêque pódepode sêrser acessado diretamente na web ou instalado em computador ou em smartphone na forma de aplicativo.

Nesse simulador do céu, é possível retroceder ou avançar no tempo, visualizar o céu e o Cosmo de qualquer lugar do planêtaplaneta, observar eventos astronômicos passados e acompanhar ao vivo os atuáisatuais, além de acessar previsões de eventos futuros, como eclipses e chuvas de meteoros.

O acesso gratuito a esse tipo de software é possível em razão da grande quantidade de dados sobre o Universo acumulados em Big Data nos últimos anos e do trabalho de cientistas e programadores quêque buscam tornar a Ciência acessível a todos.

Softwares mais sofisticados quêque esse são usados no desenvolvimento científico para o avanço de conhecimentos de fronteira.

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ATIVIDADES

1. Com a orientação do professor, instale o Stellarium, pelo sáitisite oficial ou pela loja de aplicativos do smartphone. Abra-o, procure a aba de localização () e insira sua localização atual. Visualize astros conhecidos, como o Sol, a Lua, um planêtaplaneta; depois, na aba de tempo (), faça-o avançar mais rapidamente e anote o quêque observou. Explore outros aspectos do software e converse com seus côlégascolegas a respeito deles.

1. Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

2. Leia a sinópsesinopse do filme Interestelar. Depois, no caderno, responda aos quêquestionamentos que se seguem.

Sinopse

Por uma série de eventos, a Terra tem seus recursos reduzidos, e o mundo como conhecemos muda bastante com atividades científicas da Nasa, por exemplo, sêndosendo feitas d fórmade forma clandestina. Dessa forma, equipes de astronautas são enviadas, por um buraco de minhoca quêque apareceu no Sistema Solar, a diversas partes do Universo distante para encontrar possíveis planêtasplanetas habitáveis para receber sêresseres humanos e dar continuidade à espécie.

a) Qual é o assunto tratado no filme? Há alguma situação de Ciência de fronteira envolvida nele? Justifique sua resposta.

2. a) Consulte Orientações para o professor.

b) Os problemas causados em razão da escassez de recursos na Terra transmitem uma visão de desvalorização de atividades intelectuais, como o desenvolvimento científico. Você concórdaconcorda com essa afirmação? Se essa situação de escassez realmente acontecesse, como você reagiria?

2. b) Respostas pessoais.

3. Considerando o quêque você estudou sobre os processos e os tipos de modelagem, qual é a principal característica dos modelos conceituais e como eles podem sêrser utilizados para compreender um processo ou um fenômeno? Dê um exemplo de modelo conceitual utilizado na Ciência.

3. Consulte Orientações para o professor.

4. Analise cada situação a seguir e, em seu caderno, classifique o tipo principal de modelagem (computacional, conceitual, física ou matemática).

I. Um cientista utiliza uma equação exponencial para descrever o crescimento populacional de determinada espécie ao longo do tempo, levando em conta fatores como taxa de natalidade e mortalidade.

II. Em uma aula de Biologia, os estudantes constroem um modelo em argila do dê ene háDNA, destacando a estrutura de dupla-hélice e as ligações entre as bases nitrogenadas.

III. Um engenheiro desen vólvedesenvolve um software para simular o comportamento de uma ponte sôbisob diferentes condições de carga e clima, a fim de prever possíveis falhas estruturais.

IV. Um pesquisador elabora um mapa conceitual para organizar e visualizar as relações entre diferentes conceitos de uma teoria científica, como os princípios da Termodinâmica.

4. I – Matemática; II – Física; III – Computacional; IV – Conceitual.

Página duzentos e trinta230

5. Imagine quêque um programador especialista em construção civil está criando um simulador para prever o comportamento de um prédio durante um terremoto em uma região na qual esses abalos acontecem com freqüênciafrequência.

Durante o processo de modelagem computacional, o programador precisa realizar diversas etapas para garantir a precisão do modelo. Sobre essas etapas, responda.

a) Como é chamada a etapa na qual o modelo de prédio é dividido em várias partes menóresmenores de modo a analisar individualmente o comportamento de cada uma durante o terremoto?

5. a) Malha (mesh).

b) Qual etapa é responsável por atribuir características físicas reais, como densidade e elasticidade, aos materiais do prédio?

5. b) Propriedades do objeto.

c) Após rodar a simulação, o programador percebe quêque os resultados não estão precisos, pois não agem com base em dados reais antigos de terremotos na área. O quêque ele deve fazer para ajustar o modelo?

5. c) Espera-se quêque os estudantes relacionem a situação à etapa de otimização e validação, na qual devem calibrar os dados necessários.

6. Com o acompanhamento do professor, instale o software OpenSim para simular o movimento de flexão do cotovelo. Carregue o modelo adequado, execute a simulação e obissérveobserve o comportamento dos músculos envolvidos. Depois, responda às kestõesquestões quêque se seguem.

a) Qual músculo principal é ativado durante a flexão do cotovelo na simulação?

6. a) Bíceps braquial.

b) Que tipo de gráfico o OpenSim pódepode gerar para analisar a fôrçaforça aplicada pelo bíceps durante a flexão?

6. b) Gráfico de fôrçaforça muscular.

c) Com base em sua análise, você considera importante esse tipo de software? Justifique sua resposta.

6. c) Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

7. Python é uma linguagem de programação quêque pódepode sêrser utilizada para fazer modelagens diversas, mas existe também uma extensão dela, chamada VPython, muito útil para a criação de gráficos e objetos 3D. Com a orientação do professor, acéçiacesse a página de exemplos de objetos gerados em VPython pelo línkilink, disponível em: https://livro.pw/oisxe (acesso em: 19 set. 2024).

Escolha um objeto e o explore. Depois, responda às seguintes kestõesquestões em seu caderno.

a) Qual objeto 3D você explorou? O quêque ele representava?

7. a) Respostas pessoais.

b) Avalie esse objeto considerando as características quêque observou e as métricas associadas a ele.

b) Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

8. Leia o trecho da reportagem a seguir e responda ao quêquestionamento que se segue.

A maior simulação computadorizada já feita de uma rê-derede neural — uma espécie de cérebro eletrônico — acaba de sêrser realizada no Japão.

[...] a simulação foi possível graças ao desenvolvimento de estruturas de dados avançadas para o software de simulação […], um programa de cóódigocódigo aberto disponível gratuitamente para cientistas de todo o mundo.

[…] a simulação alcançou 1,73 bilhão de neurônios, interconectados por 10,4 trilhões de sinapses.

Simular uma rê-derede neuronal — e um processo como o aprendizado, por exemplo — requer grandes quantidades de memória porque as sinapses são modificadas constantemente pela interação neuronal, e o simulador precisa oferecer condições para essas modificações.

[…]

Embora a simulação esteja sêndosendo comemorada como um marco no campo das neurociências, ela representa apenas 1% da rê-derede neural já mapeada do cérebro.

Assim, o objetivo da equipe japonesa e alemã era avaliar a capacidade dos supercomputadores e, principalmente, do programa de simulação, quêque agora poderá sêrser aprimorado.

INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Supercomputador K simula 1% do cérebro humano. [s. l.]: Inovação Tecnológica, 5 ago. 2013. Disponível em: https://livro.pw/bikjw. Acesso em: 19 set. 2024.

Página duzentos e trinta e um231

a) Qual é o grande marco para o desenvolvimento científico e tecnológico destacado no texto?

8. a) Uma simulação computadorizada de uma rê-derede neural do cérebro humano.

b) Apesar dêêssedesse marco, a simulação representa apenas 1% da rê-derede neural já mapeada do cérebro humano. Reflita sobre isso e converse com os côlégascolegas e com o professor.

8. b) Resposta pessoal. Consulte Orientações para o professor.

enêmENEM EM MENTE

(Enem-PPL/MEC, 2023) Um tipo de célula se reproduz constantemente por divisão celular, triplicando sua quantidade a cada duas horas, sôbisob condições ideais de proliferação. Suponha uma quantidade inicial Q₀ dessas células sôbisob as condições ideais de proliferação durante um cértocerto período.

Qual a representação algébrica da quantidade Q dessas células em função do tempo t, em horas, nesse período?

a) Q(t) = Q_⋅ 3 ^t

b) Q(t) = Q_⋅ 3 ^2t

c) Q(t) = Q_⋅ $2^{\frac{t}{3}}$

d) Q(t) = Q_⋅ $3^{\frac{t}{3}}$

e) Q(t) = Q_⋅ $3^{\frac{t}{2}-1}$

Resposta: d)

Consulte Orientações para o professor.

ATIVIDADE

• Para realizar esta atividade, você precisa ter respondido corretamente à atividade da seção enêmEnem em mente. Em seguida, crie um programa simples em Python ou um algoritmo em planilha eletrônica para simular o comportamento descrito na questão anterior.

Consulte Orientações para o professor.

Seu programa ou algoritmo deve calcular a quantidade Q(t) de células após t horas, considerando a regra de triplicar a quantidade a cada duas horas. escrêevaEscreva o cóódigocódigo ou o algoritmo em forma de esboço em seu caderno. Depois, se possível, com o auxílio de um computador, execute-o. Como exemplo, realize o cálculo, utilizando o programa ou o algoritmo, para t = 6 h e Q₀ = 100 células.

Página duzentos e trinta e dois232

RETOMANDO

Neste Capítulo, estudamos o conceito de modelagem e suas principais aplicações. Acompanhe, no infográfico a seguir, alguns dos principais pontos trabalhados e, se necessário, replique-os em seu caderno, acrescentando outras informações quêque achar necessárias.

1. Modelagem

Representação simplificada de sistemas, fenômenos ou processos compléksoscomplexos.

2. Tipos de modelagem

Conceitual, quêque representa ideias e relações abstratas; Computacional, quêque utiliza algoritmos e softwares nas simulações; Matemática, quêque expressa sistemas através de equações matemáticas; e Física, quêque representa fisicamente objetos ou sistemas.

Importante!

Um tipo de modelo não é excludente de outro. Na realidade, a maioria dos modelos, principalmente os científicos, são compostos de mais de um tipo.

3. Modelagem computacional

Inicia com a criação do modelo digital, em quêque se define geometria do objeto e se atribuem propriedades físicas reais a ele, como densidade e elasticidade. Em seguida, o objeto é dividido em uma malha (mesh) para permitir simulações detalhadas. As condições de contôrnocontorno determinam as interações do usuário com o simulador, como aplicação de forças. Após a simulação, os resultados são analisados e, se necessário, o modelo é otimizado e validado, possibilitando ajustes contínuos.

Página duzentos e trinta e três233

4. Aplicações de modelagem computacional

É aplicada nos mais diversos campos científicos, como na Medicina, em usos quêque pódepode acelerar pesquisas científicas. Uma aplicação notável é a realidade virtual (RV), quêque simula ambientes inteiros e tem diversos fins, desde lazer até treinamentos técnicos.

5. Metaprogramação

Técnica utilizada na programação na qual um software ou algoritmo pódepode gerar outros algoritmos. Um programa específico, por exemplo, pódepode gerar diferentes algoritmos matemáticos de acôr-doacordo com o modelo escolhido pelo usuário para sêrser simulado.

6. Ciência de fronteira

Contempla áreas de pesquisas na fronteira do conhecimento, ou seja, quêque visam expandir os conhecimentos de determinada Ciência. Entre elas, destacam-se como áreas da Astronomia e Cosmologia, Nanotecnologia, Engenharia Genética etc.

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CAPITULO
12
Sustentabilidade e cultura digital

PARTIDA

A tecnologia possibilita ter mais compreensão acerca das dinâmicas e dos fenômenos quêque ocorrem no planêtaplaneta e mais capacidade de agir sobre o espaço geográfico.

Neste Capítulo, serão discutidas as relações entre o ambiente digital e o espaço geográfico. Além díssudisso, serão analisados os impactos ambientais e as transformações da paisagem relacionadas ao uso da tecnologia, bem como seu potencial para contribuir com a busca por um planêtaplaneta mais sustentável. Considerando quêque o mundo é dotado de recursos e conhecimentos, então será analisada a forma como a interferência no ambiente pódepode sêrser feita de maneira ética e adequada.

1 Como deve sêrser a relação entre a tecnologia e o meio ambiente? Explique sua resposta.

1 e 2. Respostas pessoais. Consulte Orientações para o professor.

2 Cite exemplos do potencial transformador da tecnologia no espaço geográfico.

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Tecnologia e transformação do espaço

Para atender às demandas da humanidade, a capacidade de transformação dos espaços físicos foi gradativamente ampliada pelo conhecimento e desenvolvimento da tecnologia e dos recursos tecnológicos.

Entendem-se recursos tecnológicos como equipamentos de grande complexidade, projetados para desempenhar funções inovadoras e solucionar problemas. A tecnologia, por sua vez, pódepode sêrser simples, de fácil compreensão, e apresentar diversos formatos; e pódepode sêrser definida como o conhecimento da técnica e dos processos envolvidos na execução de determinadas tarefas e/ou funções. Esse conhecimento pódepode sêrser aplicado em diversas áreas, como no cultivo de plantas ou no desenvolvimento de satélites, por exemplo. Nesse sentido, infere-se quêque recursos tecnológicos são os meios utilizados para otimizar processos e executar tarefas de maneira mais eficiente. As evidências da aplicação dêêssesdesses recursos tecnológicos no espaço físico podem sêrser observadas em paisagens urbanas, rurais e ainda, em corpos de á guaágua ou regiões cobertas por gêlogelo. Esses avanços são notáveis não apenas na superfícíesuperfície terrestre, mas também acima dela, nos satélites em órbita e nos foguetes espaciais.

No espaço virtual, acontece algo semelhante: a tecnologia empregada impacta o espaço físico. A necessidade de matérias-primas para fabricar equipamentos, os processos de geração de energia (essenciais para o funcionamento dêêssesdesses materiais) e o destino dos produtos após o descarte são exemplos dessa da interação entre o espaço virtual e o espaço físico geográfico e seus elemêntoselementos.

Um exemplo dessa interdependência é o aparato empregado na extração do cobre, um dos minérios mais usados na produção de fios e cabos elétricos em razão de sua ótima capacidade de condução de eletricidade.

Matérias-primas

Para a fabricação de dispositivos eletrônicos, como computadores e aparelhos celulares, são necessárias matérias-primas (recursos naturais), além de pesquisas e do conhecimento sobre o funcionamento de sistemas e sobre a tecnologia atrelada a eles (recursos tecnológicos).

Uma parte significativa dos recursos naturais usada nos processos inclui metais, obtidos principalmente por meio da mineração, e produtos derivados do processamento de combustíveis fósseis. Essas atividades geram grandes impactos ambientais tanto na obtenção e no processamento dos materiais quanto no descarte do equipamento.

Confira, na imagem da página a seguir, algumas das principais matérias-primas usadas na produção de um smartphone, quêque é um dos dispositivos eletrônicos mais usados.

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A tela de vidro de um dispositivo móvel é extremamente durável porque os fabricantes combinam seu principal ingrediente, a sílica (dióxido de silício ou quartzo) ou areia, com materiais cerâmicos e posteriormente adicionam potássio.

Camadas de óxido de índio-estanho são aplicadas para criar circuitos transparentes na tela. O estanho também é usado na solda de placas de circuito, sêndosendo a cassiterita a principal fonte dêêssedesse metal.

O gálio é responsável pela retroiluminação com diodo emissor de luz (LED), e a baushítabauxita é a principal fonte dêêssedesse recurso.

Por meio da esfalerita, principal minério do zinco, obtêm-se índio (usado no revestimento condutor da tela) e germânio (empregado em telas e LEDs).

O cobre presente em um dispositivo móvel supera a quantidade de qualquer outro metal. Ele conduz eletricidade e calor.

A tetraedrita é a principal fonte de prata. Tintas à base de prata usadas em placas de circuito permitem a criação de caminhos elétricos nos dispositivos.

O silício, amplamente abundante na crôstacrosta terrestre, é obtídoobtido por meio do mineral quartzo e constitui a base de circuitos integrados.

A arsenopirita é a fonte de arsênio, quêque é empregado em amplificadores de radiofrequência e de potência.

O tântalo, extraído do mineral tantalita, é adicionado aos capacitores para regular a voltagem e melhorar a qualidade de áudio dos dispositivos.

A wolframita é urna fonte de tungstênio quêque atua como dissipador de calor e contribui para a vibração dos telefones celulares.

O espodumênio e as salmouras subterrâneas são fontes de lítio, usado nos cátodos das baterias de íon-lítio.

O grafite é usado nos anodos dessas baterias em razão de sua excelente condutividade elétrica e térmica

A bastnasita é uma fonte de terras raras usadas na produção de ímãs para alto-falantes, microfones e dispositivos de vibração.

Elaborado com base em: U. S. Geological Survey. A world ÓFof minerals in your mobile device. Reston: USGS, set. 2016. Disponível em: https://livro.pw/jkgeb. Acesso em: 5 out. 2024.

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Fontes de energia

As pessoas são dependentes de fontes de energia para os mais diversos fins. A energia elétrica, em particular, é essencial para o funcionamento da maioria das tecnologias modernas, permitindo quêque elas cumpram seu propósito. No entanto, nem sempre a energia usada provém de processos sustentáveis.

Observe o gráfico a seguir, a respeito das principais fontes usadas para a produção de energia elétrica no mundo, segundo a Agência Internacional de Energia (IEA):

ATIVIDADE

• Analise o gráfico de setores da seção Fontes de energia. Depois, classifique cada uma das fontes como “renováveis” ou “não renováveis”.

Responda: Em escala global, são usadas mais fontes rêno-váveisrenováveis ou não rêno-váveisrenováveis?

Mais adiante, retomaremos êsteeste assunto especificando fontes rêno-váveisrenováveis e não rêno-váveisrenováveis.

• Não rêno-váveisrenováveis: petróleo, gás natural, carvão mineral e nuclear.

• Renováveis: eólica, hidráulica, solar fotovoltaica, geotérmica, biomassa, de resíduos, entre outras.

De acôr-doacordo com o gráfico, a maior parte das fontes usadas são não rêno-váveisrenováveis.

Energia e meio ambiente

Com o crescimento da produção e do uso de tecnologia, a demanda por energia aumentou, resultando um impacto cada vez maior sobre o meio ambiente. Fontes de energia não rêno-váveisrenováveis, ou seja, quêque são recursos energéticos esgotáveis e finitos, apresentam um significativo impacto ambiental.

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Além da possibilidade de esgotamento, por causa do uso extensivo dêêssesdesses recursos, o processo de quêqueima de combustíveis fósseis (principalmente petróleo e carvão mineral), por exemplo, gera poluição atmosférica e a emissão de gases que intensificam o efeito estufa. Outras consequências relacionadas ao uso dessas fontes incluem a degradação dos éco-sistemasecossistemas – com as mudanças na paisagem necessárias para sua exploração – e o risco de acidentes ambientais, como a contaminação de corpos d’água em casos de vazamento de petróleo.

Um exemplo da crescente demanda está no intenso consumo de energia por parte dos data cênterscenters. A concentração de máquinas nesses centros, funcionando d fórmade forma ininterrupta, gera muito calor, o quêque torna indispensável um sistema de resfriamento eficiente.

Saiba mais sobre esse tema lendo o texto a seguir.

Efeito da IA: data cênterscenters podem dobrar consumo de energia até 2026

Relatório aponta quêque a expansão de 􏿬􏿭􏿮􏿭􏿯􏿰􏿱􏿲􏿮􏿱􏿳􏿴 e a alta demanda de energia podem representar desafios para o sistema elétrico mundial

Os data cênterscenters podem consumir o dôbrodobro de eletricidade até 2026. O alerta faz parte de um novo relatório da Agência Internacional de Energia (AIE). Segundo a entidade, o avanço da inteligência

Página duzentos e trinta e nove239

artificial, bem como a mineração de criptomoedas são os responsáveis pelo aumento da demanda de energia.

[…]

Futuro dos data cênterscenters preocupa

Até 2026, o consumo de eletricidade de data cênterscenters, incluindo aqueles usados para mineração de criptomoedas e para o desenvolvimento e treinamento da inteligência artificial, pódepode aumentar até 1.050 TWh. Esse crescimento equivale a mais ou menos a demanda de eletricidade de toda a Suécia (ou até a Alemanha, no pior dos cenários).

[…]

De acôr-doacordo com o relatório da AIE, a rápida expansão do setor de data cênterscenters e a elevada demanda de eletricidade podem representar desafios para o sistema elétrico.

Como os data cênterscenters são basicamente armazéns para computadores, 40% de sua demanda de eletricidade vêmvem da computação. Manter todos esses equipamentos refrigerados responde por outros 40% da demanda, com outros equipamentos de TI compondo o restante.

Por outro lado, a Agência Internacional de Energia também prevê um crescimento da capacidade de geração de energia renovável no mundo. A expectativa é quêque ela seja responsável por mais de um terço de toda a eletricidade mundial até 2025. Mas a entidade ressalta quêque isso não resólveresolve todos os desafios quêque os novos data cênterscenters trarão para o futuro. Por isso, recomenda quêque é preciso também melhorar a eficiência energética, adotando sistemas de refrigeração de alta eficiência.

LORENZO, Alessandro Di. Efeito da IA: data cênterscenters podem dobrar consumo de energia até 2026. Olhar Digital, [s. l.], 30 jan. 2024. Disponível em: https://livro.pw/buayz. Acesso em: 10 out. 2024.

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INTEGRANDO COM...
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS

Mudanças climáticas e inteligência artificial

Como parte de um sistema compléksocomplexo, as ações da ssossiedadesociedade estão intrím-sêcamenteintrinsecamente ligadas aos impactos sobre o planêtaplaneta. Os processos produtivos, energéticos e de descarte foram desenvolvidos para atender às demandas de determinados grupos. priorizando as necessidades humanas. No entanto, agora enfrentamos as consequências dos desequilíbrios provocados na dinâmica natural da Terra.

As mudanças climáticas são uma clara evidência dessa relação desequilibrada. Por definição, mudanças climáticas referem-se a alterações nos padrões de tempera-túratemperatura, regimes de precipitação e outros indicadores relacionados ao clima, resultando em transformações a longo prazo, seja em escala regional, seja global. Embora possam ocorrer naturalmente, as ações humanas têm acelerado e agravado essas mudanças.

Desde a Revolução Industrial, a queima de combustíveis fósseis para geração de energia tem liberado grandes quantidades de gases de efeito estufa, como metano e dióxido de carbono, na atmosféraatmosfera, contribuindo para a retenção de calor e o aumento da tempera-túratemperatura média do planêtaplaneta. Esse fenômeno é chamado de aquecimento global. Além díssudisso, outras práticas quêque agravam esse cenário incluem desmatamento, atividades agropecuárias e industriais e queima de combustível em meios de transporte, entre outros.

Esse aumento, embora aparentemente sutil, causa perturbações significativas na dinâmica da Terra, resultando em implicações como o derretimento das calótascalotas polares, a elevação do nível dos oceanos, a maior freqüênciafrequência de tempestades e de outros fenômenos extremos, além de comprometer a biodiversidade.

As mudanças climáticas contribuem para o aumento da freqüênciafrequência de incêndios, pois as altas tempera-túrastemperaturas, somadas à seca, tornam algumas regiões mais vulneráveis a esse fenômeno. Além díssudisso, o aumento das queimadas provoca uma maior emissão de gases na atmosféraatmosfera, intensificando as mudanças climáticas e reforçando esse ciclo.

O filósofo belga márkMark Coeckelbergh (1975-) sugere o uso da inteligência artificial para auxiliar no monitoramento, detectando padrões nos abundantes dados ambientais coletados e na modelagem de sistemas ambientais, a fim de desenvolver soluções para a redução de emissões de gases de efeito estufa, por exemplo.

• Pesquise outra maneira como a tecnologia pódepode contribuir para o enfrentamento dos problemas relacionados às mudanças climáticas.

Consulte Orientações para o professor.

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Fontes rêno-váveisrenováveis e não rêno-váveisrenováveis

As fontes rêno-váveisrenováveis de energia são aquelas quêque não se esgotam, sêndosendo continuamente repostas. Compreendidas como fontes limpas de energia, elas representam excelentes alternativas ao uso de fontes não rêno-váveisrenováveis, atendendo às necessidades energéticas e exercendo menor impacto ambiental quando comparadas às fontes não rêno-váveisrenováveis. Alguns exemplos dêêssedesse tipo de fonte são: hidráulica, eólica, solar e biomassa.

Algumas dificuldades relacionadas à adoção dessas fontes estão associadas à disponibilidade dos recursos e às oscilações características específicas de suas dinâmicas, quêque podem variar em diferentes locais e condições geográficas. Por exemplo, o volume de á guaágua nos rios pódepode sêrser afetado por sazonalidades e mudanças climáticas; a intensidade e a constância dos ventos podem variar de acôr-doacordo com a localização geográfica; e a radiação solar pódepode sêrser insuficiente em algumas regiões ou durante cértascertas épocas do ano. Além díssudisso, os custos envolvidos na instalação de usinas quêque aproveitam esses recursos podem sêrser bastante elevados. Cabe ainda mencionar quêque o uso dessas fontes não é isento de impactos ambientais e sociais. A instalação de usinas hidrelétricas, por exemplo, promove alterações na dinâmica natural dos locais, como criação de barragens, interferência nos éco-sistemasecossistemas dos rios, na fauna e flora, além de forçar o deslocamento de populações residentes.

A predileção por essas fontes é recente e permeada pela conscientização global de quêque é necessário mudar a relação com os sistemas de produção e consumo, a fim de proporcionar às próximas gerações a oportunidade de usufruír dos recursos disponíveis. É díssudisso quêque se trata a sustentabilidade: a busca por ações orientadas não apenas para melhorar a vida no presente, mas também para garantir um futuro com condições dignas, visando ao equilíbrio entre fatores econômicos, sociais e ambientais.

Nesse contexto, iniciativas globais, como os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ÔnuONU, merécemmerecem destaque. Em cada ODS, são estipuladas metas em diferentes áreas quêque precisam de atenção, considerando o propósito de equilíbrio entre inclusão social, sustentabilidade ambiental e desenvolvimento econômico.

De acôr-doacordo com a ÔnuONU, os ODS têm o propósito de contribuir com a erradicação da pobreza, zelar pelo meio ambiente e pelo clima, e proporcionar a todas as pessoas paz e prosperidade.

Felizmente, as tecnologias também podem nos auxiliar na elaboração de estratégias alinhadas ao propósito da sustentabilidade e à busca por melhores condições de vida agora e no futuro.

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Nesse sentido, a computação é fundamental para otimizar o dêsempênhodesempenho tanto de painéis solares quanto de aerogeradores por meio da modelagem computacional, quêque simula o funcionamento do sistema, do monitoramento constante de seu dêsempênhodesempenho e de detecção de falhas e dos algoritmos desenvolvidos para maximizar a eficiência da energia solar e da energia eólica.

As tecnologias vão além do simples aproveitamento dos recursos energéticos. Elas podem contribuir para a gestão eficiente, aumentar a segurança, otimizar processos e melhorar o aproveitamento da energia disponível. Para contextualizar esse assunto, leia o texto a seguir.

Inteligência artificial e sustentabilidade: como a IA gestando a energia pódepode ajudar o planêtaplaneta

A inteligência artificial (IA) tem sido usada em vários setores, como o de energia renovável. Os benefícios da aplicação da tecnologia envolvem redução de custos, redução do desperdício de energia e minimização do impacto ambiental.

Como a IA pódepode contribuir para a sustentabilidade

Com o uso da inteligência artificial em fontes rêno-váveisrenováveis de energia, é possível monitorar, controlar e identificar áreas de alto consumo […].

A IA também pódepode sêrser aplicada na otimização do uso de energia renovável, contribuindo para a redução das emissões de gases de efeito estufa.

A aplicação de técnicas de IA, como machine learning, métodos de otimização e lógica Fuzzy, tem mostrado resultados promissores em estudos relacionados à energia eólica e solar.

Na energia eólica, a IA é usada para prever o vento e otimizar o funcionamento das turbinas. Já na energia solar, a ênfase está nos métodos de previsão da radiação solar.

A implementação da IA nessas fontes rêno-váveisrenováveis de energia tem o potencial de melhorar a eficiência energética, reduzir custos e aumentar a produção de energia limpa. Além díssudisso, a previsão da demanda de energia e a otimização da distribuição podem levar à redução do desperdício de energia e minimizar o impacto ambiental.

LEMOS, Amanda. Inteligência artificial e sustentabilidade: como a IA gestando a energia pódepode ajudar o planêtaplaneta. Exame, [s. l.], 25 ago. 2023. Disponível em: https://livro.pw/amkut. Acesso em: 23 set. 2024.

Página duzentos e quarenta e três243

ATIVIDADE

• (UTFPR, 2024)

A AmazôneaAmazônia abriga as maiores florestas tropicais da Terra e tem demonstrado sêrser um importante sumidouro de carbono nas últimas dékâdâsdécadas. No entanto, êsteeste sumidouro de carbono parece estar em declínio, como resultado de fatores como o desflorestamento e as alterações climáticas.

(Fonte: Gatti, L.V., Basso, L.S., mílerMiller, J.B. éti áuet al. Amazonia as a carbon source linked to deforestation êndand climate change. nêitiurNature, [s. l.], 2021).

Analise as afirmativas a seguir e assinale a alternativa correta.

I. Recuperação de áreas plantadas, redução do desmatamento e uso de energia renovável são formas de combater o aquecimento global.

II. Queima de combustíveis fósseis e de vegetação são os grandes responsáveis pelo desequilíbrio no ciclo do carbono.

III. O Protocolo de Kyoto estabeleceu quêque os países emergentes deveriam reduzir em 3,0% as emissões de gases de efeito estufa até o ano de 2020.

IV. O seqüestrosequestro geológico, em reservas de carvão ou em poços de petróleo esgotados, é uma alternativa para seqüestrosequestro de carbono.

V. O relatório do Painel Intergovernamental para Mudanças Climáticas, de 2007, prevê quêque o aumento da tempera-túratemperatura pódepode levar ao derretimento parcial das calótascalotas polares e surgimento de eventos climáticos extremos.

Alternativas:

a) Todas as afirmativas estão corretas.

b) As afirmativas I, II e III estão corretas.

c) As afirmativas I, III e V estão corretas.

d) As afirmativas I, III e IV estão corretas.

e) As afirmativas I, II, IV e V estão corretas.

E
Entre as afirmativas apresentadas, apenas a III apresenta informações incorrétasincorretas, uma vez quêque o Protocolo de Kyoto propôs a redução (5,2%) de emissão de gases de efeito estufa aos países com maior nível de desenvolvimento econômico.

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Resíduos eletrônicos

O tempo de uso de dispositivos eletrônicos, como smartphones, é relativamente curto e isso se deve a múltiplos fatores quêque vão além de kestõesquestões técnicas. Seja pela busca constante por mais eficiência, melhorias no dêsempênhodesempenho, novas funcionalidades ou até mesmo por tendências e visuais inovadores, constantemente novos modelos são oferecidos aos consumidores.

O comportamento consumista, característico da ssossiedadesociedade contemporânea, é amplamente explorado pelas indústrias dos mais diversos segmentos, especialmente pela tecnológica. As campanhas publicitárias nas rêdesredes sociais evidenciam os esforços das empresas em vender produtos superiores e diferenciados a uma velocidade difícil de acompanhar, gerando um freqüentefrequente sentimento de desatualização. O desejo, somado à pressão social para estar atualizado, sustenta o círculo vicioso de consumo, transformando a aquisição de novos dispositivos em uma prática recorrente, mesmo quêque os aparelhos antigos apresentem bom dêsempênhodesempenho.

Assim, anualmente, milhares de equipamentos são trocados por novos: no ato da compra, o consumidor entrega à loja um aparelho usado e adqüireadquire um novo, sem uso.

No entanto, há casos em quêque o aparelho precisa, de fato, sêrser descartado. Às vezes, os dispositivos podem apresentar avarias técnicas quêque não podem sêrser consertadas, como desgaste, tornando-os mais lentos. Essas situações podem estar relacionadas ao fenômeno da obsolescência programada, quêque se refere ao encurtamento intencional da vida útil de um equipamento eletrônico, com o propósito de incentivar a substituição constante dos dispositivos. Essa prática vai contra os ideais de sustentabilidade, pois implica o uso extensivo de recursos, tanto para a produção dos dispositivos quanto para as embalagens, e gera emissões de gases poluentes na obtenção dêêssesdesses recursos. Além díssudisso, contribui para a redução da eficiência energética e para o aumento da geração de resíduos, o quêque ocasiona problemas ambientais.

A combinação entre consumismo e obsolescência programada traz diversas consequências, sêndosendo a geração de grandes volumes de resíduos eletrônicos, também chamados de e-lixo, uma das mais significativas.

Página duzentos e quarenta e cinco245

A respeito do panorama atual, leia o texto a seguir.

Produção de lixo eletrônico pela humanidade chegou a 62 milhões de toneladas

[…]

Um novo relatório das Nações Unidas revela quêque a produção de lixo eletrônico pela humanidade está aumentando cinco vezes mais rápido do quêque as estimativas feitas com base em dados sobre a reciclagem.

De acôr-doacordo com a quarta edição do Monitor Global de Lixo Eletrônico, GEM, foram produzidos 62 milhões de toneladas de resíduos eletrônicos em 2022. Esse total preencheria 1,5 milhão de caminhões de 40 toneladas.

Aumenta lacuna nos esforços de reciclagem

A quantidade de resíduos eletrônicos registrada como recolhida e reciclada foi de 14 milhões de toneladas, ou 22,3%. A previsão é quêque esse total káiacaia para 20% até 2030, devido à crescente lacuna nos esforços de reciclagem em relação à alta na produção mundial de lixo eletrônico.

O aumento das disparidades em todo o mundo é atribuído a desafios quêque incluem o aumento do consumo, a redução de conserto e a obsolescência.

[…]

Contam-se ainda o avanço tecnológico, a limitação nas opções de conserto, os ciclos de vida mais curtos dos produtos, a crescente eletrificação, as deficiências de concepção e a infraestrutura inadequada para a gestão de resíduos eletrônicos.

O relatório estimula os países a aumentar as taxas de recolhimento e reciclagem de lixo eletrônico para 60% até 2030. Entre os benefícios da medida estão a minimização dos riscos para a saúde humana, quêque superaria os custos em mais de US$ 38 bilhões. […]

NAÇÕES UNIDAS. Produção de lixo eletrônico pela humanidade chegou a 62 milhões de toneladas. ÔnuONU NILSNEWS, [s. l.], 22 mar. 2024.
Disponível em: https://livro.pw/bayut. Acesso em: 24 set. 2024.

ATITUDE

Consulte Orientações para o professor.

O descarte inadequado de equipamentos eletrônicos pódepode gerar contaminação do solo e da á guaágua e, ainda, trazer prejuízos à saúde humana em razão das substâncias tóxicas quêque podem sêrser liberadas. Por esse motivo, existem cuidados essenciais para o descarte dêêssesdesses materiais. Veja algumas opções para a diminuição do volume de materiais descartados:

· Doar para instituições quêque deles necessitam, caso os dispositivos estejam funcionando e em bom estado.

· Participar de programas de recompra de dispositivos.

Algumas empresas recebem os equipamentos descartados para dar destino adequado a eles, por vezes oferecendo vantagens ao cliente na aquisição de um novo produto.

· Destinar para pontos de côlétacoleta específicos dêêssedesse tipo de resíduo.

Pesquise quais são os pontos de côlétacoleta mais próximos de sua residência e quais são os cuidados necessários com os dispositivos antes de realizar o descarte.

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enêmENEM EM MENTE

1 (Enem/MEC, 2021)

TEXTO I

Em 2016, foram gerados 44,7 milhões de toneladas de resíduos eletrônicos, um aumento de 8% na comparação com 2014. Especialistas previram um crescimento de mais 17%, para 52,2 milhões de toneladas, até 2021.

Disponível em: https://livro.pw/yhuhs. Acesso em: 12 out. 2019. (Adaptado).

TEXTO II

Há ainda quem exporte deliberadamente lixo eletrônico para o Gana. É mais caro reciclar devidamente os resíduos no mundo industrializado, onde até existem os recursos e a tecnologia. Um negóssionegócio muito mais lucrativo é vender o lixo eletrônico a negociantes locais, quêque o importam alegando tratar-se de material usado. Os negociantes depois vendem o lixo aos jovens no mercado, ou noutro lado, quêque o desmontam e extraem os fios de cobre. Estes são derretidos em lareiras ao ar livre, poluindo o ar e, muitas vezes, intokissicandointoxicando diretamente os próprios jovens.

KALEDZI, I.; SOUZA, G. Disponível em: https://livro.pw/zrvsr. Acesso em: 12 out. 2019. (Adaptado).

No contexto das discussões ambientais, as práticas descritas nos textos refletem um padrão de relações derivado do(a):

a) exercício pleno da cidadania.

b) divisão internacional do trabalho.

c) gestão empresarial do toyotismo.

d) especialização regional na produção mundial.

e) acirramento da ideologia neoliberal.

1. B

A prática de produção de lixo em países mais desenvolvidos e o descarte em países em desenvolvimento é uma reprodução da lógica da divisão internacional do trabalho, caracterizada pelo reforço da desigualdade entre países e regiões.

2 (Enem/MEC, 2023)

Txai Suruí, liderança da Juventude Indígena, profere seu discurso na abertura da COP-26

“O clima está esquentando, os animais estão desaparecendo, os rios estão morrendo e nossas plantações não florescem como no passado. A Terra está falando: ela nos diz quêque não temos mais tempo.”

VICK, M. Quais são as conkistasconquistas do movimento indígena na COP-26. Disponível em: https://livro.pw/qfkpo. Acesso em: 10 nov. 2021. (Adaptado).

O discurso da líder indígena êsplicítaexplicita um problema global relacionado ao(à):

a) manejo tradicional.

b) reciclagem residual.

c) consumo consciente.

d) exploração predatória.

e) reaproveitamento energético.

2. D

Apenas a alternativa D apresenta uma prática nociva ao planêtaplaneta, enquanto as demais opções citam medidas quêque pretendem minimizar os impactos ambientais.

3 (Enem/MEC, 2014)

Uma cidade quêque reduz emissões, eletrifica com energia solar seus estádios, mas deixa bairros sem saneamento básico, sem assistência médica e sem escola de qualidade nunca será sustentável. A mudança do regime de chuvas, quêque já ocorre por causa da mudança climática, faz com quêque inundações em áreas com esgoto e lixos a céu aberto progridam, doenças das quais o sistema de saúde não cuidará apropriadamente.

ABRANCHES, S. A sustentabilidade é humana e ecológica. Disponível em: https://livro.pw/huxcj. Acesso em: 30 jul. 2012. (Adaptado).

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Problematizando a noção de sustentabilidade, o argumento apresentado no texto sugere quêque o(a):

a) tecnologia vêrdeverde é necessária ao planejamento urbano.

b) mudança climática é provocada pelo crescimento das cidades.

c) consumo consciente é característico de cidades sustentáveis.

d) desenvolvimento urbano é incompatível com a preservação ambiental.

e) desenvolvimento social é condição para o desenvolvimento sustentável.

3. E
O desenvolvimento sustentável não se restringe aos aspectos ambientais, sêndosendo fundamental considerar os investimentos sociais para quêque ele ocorra.

4 (Enem/MEC, 2021)

Uma nova modalidade de conservação surgiu da associação entre movimentos sociais quêque lutam pelo direito de acesso à térraterra e aos recursos naturais por camponeses, pescadores, ribeirinhos, povos da floresta e de setores do ambientalismo do Terceiro Mundo para os quais a crise ambiental está profundamente associada à crise do modelo de desenvolvimento, à miséria crescente e à degradação ambiental. O ambientalismo nos países do Norte surge com a rejeição do industrialismo e dos seus valores consumistas. Muito raramente incluem o problema da pobreza e, principalmente, a má distribuição de renda. Nesse sentido, parte considerável do ambientalismo dos anos 1960 e 1970, nos países industrializados, nasceu com a opulência das nações ricas.

DIEGUES, A. C. O mito da natureza intocada. São Paulo: Hucitec; Nupaub-USP/CEC, 2008. (Adaptado).

De acôr-doacordo com a análise do texto, tanto nos países centrais quanto nos periféricos, os movimentos ambientalistas tiveram como origem o(a):

a) crescimento e aprofundamento de mecanismos de cooperação científica.

b) ampliação e radicalização dos movimentos sociais internacionais.

c) polarização e cisão do modelo geopolítico de dominação.

d) expansão e exaustão do padrão socioeconômico vigente.

e) enfrentamento e resolução dos problemas fundiários.

4. D
Os movimentos ambientalistas pautam sua origem na crise do modelo de desenvolvimento atual, fortemente relacionado ao consumismo e seus impactos.

Cultura digital e práticas sustentáveis

Vimos quêque o mundo digital pódepode impactar negativamente o meio ambiente; no entanto a cultura digital oferece uma nova perspectiva sobre o espaço, os fenômenos e as relações, desde transformações aparentemente pequenas até mudanças significativas na dinâmica cotidiana da ssossiedadesociedade. Trata-se de uma expressão ampla quêque abrange mudanças estruturais em diversos aspectos, incluindo conhecimentos, valores, comportamentos e percepção do mundo, impulsionadas pelo uso de tecnologias digitais e da internet.

Ao longo dêstedeste livro, foram abordadas diversas mudanças de comportamento relacionadas à cultura digital.

Seguem mais algumas relacionadas ao cotidiano e quêque são pertinentes na discussão sobre o uso de recursos da natureza:

· Redução de consumo de produtos físicos para acesso ao entretenimento. Hoje, filmes, séries, música e livros são facilmente acessados por meio de computadores, notebooks e smartphones, substituindo cê(Dêss)CDs, dê vê dêzDVDs e livros impressos, por exemplo.

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· Digitalização de documentos, contratos, conversas, jornais e revistas, entre tantos outros materiais, diminuindo cada vez mais a necessidade de papel.

· Mudanças nas dinâmicas de trabalho, como o trabalho remoto, quêque reduz a necessidade de deslocamento e o uso de veículo automotivo.

· Crescimento da cultura do reúso e da economia circular, pela facilidade em conectar pessoas interessadas em determinados produtos, ressignificando objetos e evitando o descarte.

Pela cultura digital, novas pautas são abordadas e se sobressaem à medida quêque novos eventos ocorrem, e isso acontece o constantemente, pois a atualização é em tempo real. Nesse sentido, além de informar, o usuário pódepode se aprofundar nos temas conforme seu interêsseinteresse e sua necessidade, e acompanhando-os.

A sustentabilidade é uma questão global, assim como os problemas ambientais, e cada vez mais é preciso falar sobre isso.

A cultura digital apresenta um impacto positivo no contexto da sustentabilidade, especialmente por facilitar o acesso à informação. Com essa possibilidade, surge a oportunidade de conscientização sobre os problemas ambientais e a compreensão dos fenômenos quêque ocorrem no mundo. Por meio dêêssedesse conhecimento é possível formárformar opiniões bem fundamentadas, adotar e cobrar atitudes responsáveis.

Além díssudisso, as rêdesredes sociais dêsempênhamdesempenham um papel fundamental na mobilização social. Elas tornam mais fácil a organização de ações coletivas em prol da sustentabilidade e da responsabilidade ambiental.

A cultura digital tem o potencial de informar e fortalecer mobilizações sociais. O uso adequado da internet e das rêdesredes sociais também possibilita o monitoramento de kestõesquestões importantes para a ssossiedadesociedade, ampliando o pôdêrpoder de cada indivíduo em promover mudanças.

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A obra Ideias para Adiar o Fim do Mundo, do pensador e líder indígena Ailton Krenak (1954-), oferece um panorama mais amplo sobre a complexidade do tema sustentabilidade. A reflekçãoreflexão crítica do autor nos leva a repensar o mundo, as relações humanas e a nossa interação com a natureza.

ATIVIDADES

1. As práticas citadas na seção Cultura digital e práticas sustentáveis são relativamente recentes. Você se identifica com algumas delas? Justifique sua resposta.

1. Resposta pessoal.

2. Que outros comportamentos você adicionaria a essa lista?

2. Resposta pessoal.

3. Algum dêêssesdesses comportamentos quêque você citou está alinhado a práticas sustentáveis? De quêque forma?

3. Resposta pessoal.

ATIVIDADES

1. Como a produção de equipamentos eletrônicos afeta o meio ambiente? Com base nesse quêquestionamento, desenvolva um mapa mental que contemple as etapas de produção, o uso e o descarte.

1. Consulte Orientações para o professor.

2. Como as diferentes fontes de energia impactam o planêtaplaneta e de quêque maneira as tecnologias podem contribuir para mitigar os efeitos negativos dêêssesdesses impactos? Discuta com seus côlégascolegas as impressões sobre esse questionamento e registre suas percepções em seu caderno.

2. Consulte Orientações para o professor.

3. Em grupos, desenvolvam uma campanha de conscientização, voltada às mídias sociais, sobre os lixos eletrônicos (e-lixo). O objetivo da campanha deve sêrser informar e mobilizar a comunidade para o descarte adequado dêêssesdesses materiais. A estratégia de comunicação deve contemplar os seguintes aspectos:

3. A escolha da platafórmaplataforma e o formato da campanha ficarão a critério da equipe. Por fim, o produto final deverá sêrser apresentado em sala de aula. Consulte Orientações para o professor.

a) Dados estatísticos relacionados aos e-lixos.

b) Impactos ambientais relacionados.

c) Ações locais voltadas ao descarte adequado e como acessá-las.

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4. Pesquise e colete informações sobre os problemas ambientais mais recorrentes na sua região. Em seguida, elabore um infográfico com as principais informações relacionadas a esses problemas. O objetivo desta atividade é informar a população local, e poderá sêrser compartilhada nas rêdesredes sociais.

Fique atento aos seguintes pontos:

• O quêque é esse fenômeno e como ele ocorre?

• Qual é o impacto dêêssedesse evento na vida da população e na paisagem?

• O quêque a ssossiedadesociedade pódepode fazer para mitigar suas consequências?

• Existem ações humanas quêque agravam esses eventos?

4. Consulte Orientações para o professor.

5. Você está atento às kestõesquestões ambientais do país? Em grupos, pesquise situações atuáisatuais quêque afetam o território brasileiro. Depois, escolha um dos eventos para desenvolver um roteiro de vídeo curto e informativo quêque se baseie em dados confiáveis e consistentes.

O vídeo deve apresentar:

• contextualização do problema;

• principais áreas afetadas;

• análise crítica da situação;

• fontes usadas.

5. Consulte Orientações para o professor.

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RETOMANDO

Práticas quêque se relacionam com contextos mais complexos…

envolvendo aspectos sociais e econômicos, além de ambientais.

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PROJETO EM EQUIPE

Tecnosolucionismo

O termo tecnosolucionismo se refere à crença de quêque todos os problemas podem sêrser resolvidos pelas tecnologias. Entretanto, isso não corresponde à realidade. Problemas compléksoscomplexos são compostos de diversas variáveis quêque precisam sêrser analisadas cuidadosamente para quêque soluções duradouras sêjamsejam propostas. Isso ocorre, por exemplo, quando se discutem os problemas ambientais e a necessidade de posturas mais sustentáveis.

Sobre esse assunto, analise o texto a seguir.

Corremos também um risco de tecnossolucionismo, na medida em quêque propostas para o uso de IA para enfrentar problemas ambientais podem presumir quêque existiria uma solução última para todos os problemas, quêque a tecnologia por si só poderia fornecer a resposta para nossas kestõesquestões mais difíceis e quêque podemos solucionar os problemas completamente pelo uso da inteligência humana ou artificial. Mas problemas ambientais não podem sêrser completamente solucionados por meio da inteligência tecnocientífica; também estão ligados a problemas políticos e sociais quêque não podem sêrser tratados somente por meio de tecnologia. Problemas ambientais são sempre também problemas humanos. E a matemática e seus desdobramentos tecnológicos são ferramentas úteis, mas limitadas quando se trata de entender problemas humanos e lidar com eles. Por exemplo, valores podem estar em conflito. A IA não necessariamente nos ajuda a responder à pergunta sobre prioridades, quêque é uma quêquestão política e ética importante que devemos deixar para os sêresseres humanos responderem. E as humanidades e as ciências sociais nos ensinam a sêrser cuidadosos com soluções “finais”.

COECKELBERGH, márkMark. Ética na inteligência artificial. São Paulo: Ubu Editora; Rio de Janeiro: Editora PUC-Rio, 2023. p. 182.

Após a análise do texto, em grupos, tróquemtroquem impressões sobre o tema apresentado, registrando as considerações mais relevantes. Essa reflekçãoreflexão ajudará no embasamento para a realização do projeto.

O objetivo do projeto é promover uma análise crítica da relação entre tecnologia e sustentabilidade com base em um estudo de caso específico. O resultado dêêssedesse processo deve sêrser um vídeo informativo de até cinco minutos. A gravação de vídeos é uma forma de desenvolver e aprimorar as habilidades de comunicação.

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Para a elaboração do roteiro dêêssedesse vídeo informativo, o seguinte passo a passo é propôstoproposto:

1. Pesquisa de uma situação específica, na qual a tecnologia foi apresentada como solução para problemas ambientais (como poluição, crises hídricas, grandes incêndios, desmatamento etc.).

2. Análise crítica do problema, buscando compreender sua origem e suas consequências nos âmbitos social, econômico e ambiental.

3. Identificação e análise dos benefícios e das limitações das soluções tecnológicas propostas, avaliando se as variáveis sociais, econômicas e ambientais são contempladas e de quêque forma.

4. Apresentação de outras abordagens (educacionais, políticas, sociais, entre outras) quêque poderiam colaborar para uma melhoria geral da questão analisada quando combinadas com a tecnologia.

Pontos importantes a serem observados:

· O vídeo é destinado a adolescentes;

· A linguagem deve sêrser acessível e clara;

· As informações compartilhadas devem sêrser bem embasadas e devidamente referenciadas.

· O formato e a organização do vídeo ficam a critério da equipe, sêndosendo uma oportunidade para o exercício da criatividade, d fórmade forma a aumentar a receptividade e o alcance da produção.

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