Projeto de construção de um semáforo de trânsito sonoro para deficientes visuais em uma escola pública

A mobilidade urbana permite o deslocamento das pessoas em uma cidade, tornando possível que se desloquem até pontos de seu interesse (Macedo et al., 2019). Para garantir que isso ocorra, a Política Nacional de Mobilidade Urbana contribui para o acesso universal à cidade, de forma a garantir a acessibilidade e a segurança nos deslocamentos das pessoas, de maneira a reduzir as desigualdades e promover a inclusão social.

Nos anos 2000, foi publicada a primeira lei totalmente voltada à acessibilidade, a Lei nº 10.098. Ela é de extrema importância, pois regula as áreas urbanas, arquitetônicas, os transportes e a comunicação, de forma a assegurar a autonomia das pessoas com deficiência, priorizando projetos arquitetônicos e urbanísticos acessíveis.

A lei existe a fim de que toda pessoa com deficiência (física, intelectual, visual, auditiva) tenha seu direito à igualdade de oportunidades assegurado. No âmbito da educação, a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDBEN) garante a acessibilidade à educação por meio da utilização de práticas e metodologias que garantam a acessibilidade à escola no que diz respeito às questões que envolvem o ensino-aprendizagem. Porém, cabe-nos destacar que a questão da acessibilidade desses indivíduos à escola começa muito antes de adentrarem fisicamente nelas.

Apesar da importância desse tema, muitos locais ainda não contam com as adaptações necessárias para atender públicos diversificados, ou seja, temos uma cidade deficiente. É importante, nesse sentido, buscar melhorias o quanto antes para que a inclusão escolar se torne uma realidade comum.

Macedo et al. (2019) procuraram identificar os problemas de mobilidade e acessibilidade enfrentados por indivíduos portadores de deficiência cognitiva próximos aos centros de apoio educacional e profissional, além de averiguar se as diretrizes do plano diretor de desenvolvimento urbano estavam sendo respeitadas. Contudo, este trabalho identificou a escassez de estudos na área para a cidade em análise, na Bahia. O mesmo problema é verificado nas demais capitais brasileiras, sobretudo nos grandes centros urbanos, como o Rio de Janeiro.

Soma-se a isso o fato de observar-se um forte contexto social de desigualdade entre os bairros, visto que nas regiões periféricas são pouco frequentes obras de melhoria que visem à acessibilidade de pessoas com algum tipo de deficiência.

Nesse contexto, o que esperar de escolas que estejam situadas em regiões que possuem baixos índices de desenvolvimento humano e social? Como garantir que alunos de regiões periféricas tenham condições igualitárias de acesso à educação? Quais melhorias seriam?

Quando se trata de mobilidade urbana, o primeiro tema que emerge é o deslocamento de pessoas, que nas grandes cidades é feito por veículos. Esse deslocamento é regulado pelas leis de trânsito brasileiras, que utilizam sinais de trânsito para o controle de veículos e pedestres. O objetivo dos sinais de trânsito é organizar o tráfego para evitar acidentes, além de reduzir significativamente o congestionamento diário, diminuindo o fluxo de veículos.

Dada a sua importância, inúmeros investimentos têm sido realizados na engenharia de tráfego das grandes cidades; entre eles, destacam-se os sinais de trânsito inteligentes, pois utilizam sensores para melhorar a eficiência do projeto. Entretanto, algumas barreiras dificultam o desenvolvimento e a implementação desses sistemas inteligentes, pois demandam muitos estudos e investimentos governamentais. Contudo, tais sinais de trânsito ajudariam milhares de pessoas com os mais diversos tipos de deficiências, especialmente os indivíduos de baixa acuidade visual.

De acordo com o IBGE (2022), 19% da população brasileira têm dificuldade permanente ou não consegue enxergar. Isso mostra a urgência da discussão do problema da acessibilidade dos alunos, que além dos desafios para o seu aprendizado em sala de aula, se constituem na falta de acessibilidade às escolas. Essa acessibilidade é necessária para garantir autonomia e independência dos indivíduos com deficiência visual.

Visto que o aprendizado atualmente é voltado para a educação 4.0, quando os alunos são instigados a resolver os problemas de sua comunidade, temos um importante tema a ser debatido com os alunos e com a comunidade escolar. Levamos aos alunos de um colégio estadual da Zona Oeste do Rio de Janeiro o problema de melhoria da acessibilidade para alunos com deficiência visual. A partir de discussões entre os alunos e o professor nas aulas de Física, fomentou-se a ideia da construção de um projeto de sinalização de trânsito que permita uma travessia mais segura aos estudantes.

Com o intuito de aumentar a acessibilidade e a igualdade de acesso aos alunos da escola que possuem deficiências visuais, os estudantes projetaram um sinal de trânsito que, além da sinalização visual, possui alarme sonoro. Tal dispositivo já existe em alguns locais da cidade, como o localizado próximo ao Instituto Benjamin Constant, na Urca. Contudo, em regiões periféricas, o sistema ainda não foi instalado. Cabe destacar que em frente à referida escola nem ao menos existem sinais de trânsito que facilitem a travessia desses alunos.

A turma em questão era composta de 30 pessoas, que tiveram aulas de introdução à Robótica por cerca de dois meses, quando aprenderam as funções dos componentes básicos de circuitos elétricos simples, Arduino e programação em blocos e texto. Nessas aulas foram utilizados kits educacionais montados para as aulas de Robótica e utilizados em aulas experimentais em um projeto piloto. Esses kits foram adquiridos por intermédio de um projeto Faperj, cujo objetivo foi o empoderamento tecnológico das escolas públicas do Rio de Janeiro no desenvolvimento de projetos de Robótica no espaço escolar.

Metodologia

Nesse projeto, utilizamos o processo de experimentação investigativa dos alunos baseado na metodologia de aprendizado por meio de problemas. A partir do problema apresentado aos alunos, todos se reuniram em grupos para apresentar estratégias para a solução do problema. Após a leitura de textos e discussões de ideias, a solução apresentada por eles foi criar uma maquete que representasse as ruas próximas à escola.

Na maquete, construíram um sinal de trânsito utilizando um módulo de mini sinal de trânsito com LEDs (verde, vermelho e amarelo). O aviso sonoro foi obtido com o uso de um buzzer, componente eletrônico que consiste basicamente em um pequeno hardware composto de duas camadas de metal e uma camada interna de cristal piezoelétrico (como um sanduíche). Ao ser alimentado com uma fonte de sinal por microcontrolador, vibra na mesma frequência recebida, emitindo um som similar ao de uma sirene.

Tanto o semáforo luminoso quanto o buzzer foram programados pelos alunos com a utilização da programação em texto no software Tinkercad. O esquema de montagem do circuito é mostrado na Figura 1.

Figura 1: Diagrama esquemático do circuito montado

O equipamento de aviso sonoro emite sons do tipo bip-bip, indicando que a via está apta para a travessia segura do pedestre. Quando o tempo da travessia está terminando, o aviso sonoro fica mais acelerado e o pedestre sabe que aquele momento não é o adequado para iniciar a sua travessia. Se não há sons, indica que o semáforo está aberto aos veículos e fechado para os pedestres.

A avaliação do tempo que o sinal deveria ficar aberto foi realizada pelos alunos. Para isso, verificaram o tamanho da via e avaliaram o tempo que uma pessoa gastaria para realizar a travessia de forma segura. Eles utilizaram para tanto os conceitos físicos de velocidade média, tempo e espaço percorrido.

Outra questão importante considerada na experiência foi o fluxo de pessoas, que aumenta em determinados horários, devido à saída dos estudantes – tanto de pedestres quanto de carros. Isso fez com que o tempo de permanência do sinal aberto para a passagem de pedestres fosse ampliado, possibilitando que os alunos trabalhassem com conceitos físicos e matemáticos relacionados ao fluxo de pedestres e veículos.

Para a confecção do protótipo em escala reduzida foram utilizados os seguintes componentes eletrônicos:

Tabela 1: Material utilizado para montagem do circuito elétrico

Para verificar a eficácia do modelo proposto na Figura 1, os primeiros testes realizados para a confecção do projeto ocorreram em ambiente virtual, simulado com auxílio do Tinkercad (Figura 2).

Figura 2: Imagem do circuito montado no Tinkercad

A princípio, os alunos implementaram apenas o funcionamento dos semáforos de LED. Após terem constatado que a programação estava correta, adicionaram a programação para o buzzer.

A avaliação dos alunos foi realizada em grupo, a partir da entrega da maquete concluída já com a implementação do semáforo inteligente no projeto. Além disso, foi verificado se os alunos conseguiram realizar corretamente a conexão com os conceitos físicos referentes ao conteúdo de Cinemática desenvolvidos pelo professor.

Resultados

A Figura 3 mostra a maquete montada pelos alunos. O veículo utilizado para averiguar a eficácia do projeto era um carrinho controlado por bluetooth de celular que foi construído pelos alunos também com o auxílio de um Arduino em uma das aulas da disciplina.

Figura 3: Maquete montada pelos alunos

Com o intuito de melhorar o aprendizado, realizou-se uma roda de conversa em que a maquete do sinal de trânsito pôde ser utilizada, gerando alguns questionamentos nos alunos:

1) Como poderíamos determinar a relação de construção do seu projeto com a rua da sua escola?

Os alunos foram até a rua simulada na maquete e a mediram, a fim de compararem-na com a representação da rua da maquete. Dessa forma, os alunos verificaram que as dimensões da rua foram representadas em 1:18. A partir dessa relação, o professor mostrou um mapa cartográfico que costuma ser utilizado em aulas de Geografia e apresentou aos alunos a escala do mapa. Além disso, o professor conseguiu trabalhar, a partir da medida da via expressa, o tema de conversão de unidades. Foi solicitado aos alunos que passassem a medida de centímetros para metros, de metros para quilômetros e, posteriormente, apresentou-se o conceito de notação científica.

2) Como poderíamos determinar o volume de tráfego nessa via?

Nesse momento, o professor explicou que a determinação do volume de tráfego (f) pode ser feita utilizando a equação f = n/t, onde n é o número de veículos que atravessam um local estudado em determinado período de tempo t. Dessa forma, é possível estimar o fluxo durante o período nos horários de pico que correspondem ao horário de saída dos alunos. A utilização desse artifício matemático é importante para auxiliar os alunos em outros conceitos, como cálculos que envolvem razão de valores, regra de três, conversão de unidades e ordem de grandeza. Por isso, o professor utilizou o exemplo para comparar o fluxo na via em frente à escola com o fluxo de automóveis em outras vias mais movimentadas da cidade. Esses valores foram retirados de dados obtidos na internet e fomentaram discussões acerca das dificuldades enfrentadas por deficientes visuais no trânsito em vias movimentadas.

3) Como os alunos poderiam determinar a velocidade média de um veículo na via em frente à escola?

Como o conteúdo já havia sido abordado, os alunos prontamente deram ideias de como o cálculo deveria ser realizado. Dessa forma, foi possível estimar a velocidade média dos carros na via com o auxílio de um cronômetro. Esse resultado também foi importante para o estudo do conteúdo de Cinemática, visto em sequência, mas principalmente no estudo do movimento uniforme.

Além disso, dando exemplo das velocidades médias de automóveis na via, o professor percebeu que os alunos conseguiram atingir os objetivos do conteúdo de movimento uniforme. Especialmente no caso das acelerações dos veículos, os alunos chegaram à conclusão de que quando o veículo chega próximo à região da escola, porque a velocidade máxima permitida na área é menor que em outros trechos da via, é necessário que o automóvel seja desacelerado.

O mesmo foi evidenciado anteriormente por Ferreira e Raboni (2013), que discutem a necessidade de as aulas de Física deixarem de ser excessivamente teóricas e extremamente ligadas à linguagem textual, acompanhadas da simbologia que emerge dos conteúdos trabalhados. Assim, os autores propõem que nas aulas de Física o professor instigue os alunos a compreender o mundo a partir das leis da Física, conduzindo-os à compreensão de situações reais do seu cotidiano.

4) Quais outras relações ou temas anteriormente discutidos em sala podem ser abordados na maquete apresentada?

Nesse momento, os alunos relembraram o conceito de trajetória e referencial, utilizando o exemplo de veículos e pedestres. Foi possível observar também que as representações do trânsito podem contribuir para o ensino de movimento relativo, tema sobre o qual os alunos costumam apresentar dificuldades. Esses resultados mostram que a realização do projeto possui grande potencial para uma educação no trânsito, envolvendo Matemática, Física e outras disciplinas, além da conscientização quanto à necessidade de acessibilidade a todos os espaços públicos.

5) Durante a roda de conversa, os alunos conversaram sobre a utilização de sensores no seu cotidiano. Os estudantes apontaram diversos sistemas que passaram a observar no seu dia a dia em que existem aplicados os conceitos da Robótica. Como exemplos, os alunos citaram os sensores que são utilizados nas vagas de estacionamento para mostrar se a vaga está ou não ocupada, leitores magnéticos em lojas e sensores de infravermelho dos elevadores. Dessa discussão, percebemos a importância de inserir conceitos da indústria 4.0. A supervalorização do conteúdo nas escolas tem gerado cada vez menos interesse nos alunos nas aulas. Isso se deve sobretudo ao fato de os alunos estarem, no seu dia a dia, imersos em ambientes cada vez mais tecnológicos, enquanto o ensino de Física, por exemplo, ainda está preso à execução precisa de equações pelos estudantes. Dessa forma, conforme apontado por Campos (2017), a Robótica emerge com grande potencial para impactar a educação em ciências e tecnologias, despertando o interesse, a autonomia e as habilidades dos estudantes por meio da cultura do "aprender fazendo".

Evidencia-se, portanto, que preparar os estudantes para essa nova perspectiva social vai além de fazê-los aprender sobre componentes de circuitos elétricos, pois é necessária uma reestruturação do ensino de forma a permitir que estudantes consigam entender o mundo que os cerca e achar soluções para a sua própria realidade.

6) Para finalizar o debate, o professor propôs aos alunos uma reflexão sobre que tipo de melhorias os alunos identificavam como necessárias para garantir um melhor acesso à escola dos indivíduos com deficiência visual, observando a forma de utilização do sinal de trânsito sonoro.

Foram identificadas, como medidas urgentes, a necessidade de colocação de semáforo com sinal sonoro e faixa de pedestre na porta da escola. Além disso, os alunos utilizaram os resultados encontrados nas etapas anteriores. Assim, com base na largura da via, verificou-se que o sinal deve permanecer aberto ao pedestre por no mínimo oito segundos. Outro ponto que mereceu atenção dos alunos diz respeito às calçadas e ao portão de entrada dos alunos, não adaptados aos alunos com deficiências. Os alunos ainda destacaram a necessidade de uma campanha de conscientização que permita aos alunos sem deficiência auxiliar na locomoção dos alunos com deficiência, de forma a garantir, além da autonomia de locomoção, a sua inclusão no mesmo ambiente escolar.

Conclusão

A utilização de debates sobre os problemas da comunidade escolar mostrou ser uma ferramenta capaz de enriquecer as aulas de Física e Matemática, gerando conhecimento significativo. A construção de ideias em sala de aula e de soluções capazes de resolver problemas cotidianos envolve os alunos no ensino de conteúdos antes restritos ao uso de equações, tornando-os mais interessantes.

A utilização da Robótica educacional mostra-se um elemento com potencial para gerar curiosidade e desenvolver a capacidade dos alunos na resolução de problemas.

Além disso, envolver a comunidade na solução de problemas constitui-se um importante passo para o entendimento das dificuldades enfrentadas pelos indivíduos com deficiência física, retratando o poder transformador da empatia no seu cotidiano.

Cabe destacar que as discussões mostraram que o processo de inclusão deve ocorrer antes de o aluno entrar em sala de aula, com o fornecimento de mecanismos que permitam a sua chegada de forma segura à classe.

Ao longo de seu desenvolvimento, o projeto precisou ter a sua programação melhorada, a fim de ajustar o momento de o semáforo ser fechado aos pedestres, para que o sinal sonoro (emitido pelo buzzer) fosse mais constante. Outro ponto que pode ser melhorado no projeto é a introdução de um contador digital para o semáforo, avisando o tempo que falta para ele ser fechado à passagem de carros.

Referências

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