Determinação do módulo de elasticidade do concreto a partir da resposta acústica.

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Volume 4, Number 5 (December, 2011) p. 792-813 ISSN 1983-4195 Determination of modulus of elasticity of concrete from the acoustic response Determinação do módulo de elasticidade do concreto a partir da resposta acústica H. J. F. DIÓGENES a hidelbrando@sc.usp.br L. C. COSSOLINO b apl@atcp.com.br A. H. A. PEREIRA c ha@atcp.com.br M. K. EL DEBS d mkdebs@sc.usp.br Abstract A. L. H. C. EL DEBS e analucia@sc.usp.br Dynamic structural analysis is increasingly important for civil structures. In this context, non-destructive tests are a promising tool, as they allow obtaining integrated and comprehensive information about structure stiffness and damping and, moreover, may be repeated and compared over time. The determination of the modulus of elasticity of concrete by way of its acoustic response represents an innovative methodology to obtain a design parameter which associated with the compressive strength, achieves the guidelines for the design of structural elements in plain, reinforced and prestressed concrete. Test results show that the use of acoustic response-based tools in the determination of resonance frequency yields values with differences of less than 1% from those obtained by more commonly used non-destructive methods. Keywords: dynamic experimental analysis; non-destructive testing; acoustic response; dynamic modulus of elasticity. Resumo A análise dinâmica de estruturas é cada vez mais relevante para estruturas civis. Nesse contexto, ensaios dinâmicos, de caráter não-destrutivo, são uma ferramenta promissora, pois permitem que sejam obtidas informações integradas e globais da estrutura a respeito da rigidez e do amortecimento e, além disso, podem ser repetidos e comparados ao longo do tempo. A resposta acústica é uma inovadora metodologia de ensaio não-destrutivo que visa a determinação do módulo de elasticidade do concreto, parâmetro que associado à resistência do concreto à compressão, conigura-se como diretriz ao dimensionamento de elementos estruturais de concreto simples, armado ou protendido. Na comparação com metodologias usuais de ensaios não-destrutivos, os resultados demostraram que a utilização de ferramentas baseadas na resposta acústica apresentam diferença inferior a 1% na determinação da frequência de ressonância. Palavras-chave: análise experimental dinâmica; ensaios não-destrutivos; resposta acústica; módulo de elasticidade dinâmico. a b c d e Universidade de São Paulo, Departamento de Engenharia de Estrutura, Escola de Engenharia de São Carlos, hidelbrando@sc.usp.br, Av. Trabalhador São Carlense, 400 – Pq. Arnold Schimdt, São Carlos, Brasil; ATCP – Engenharia Física, apl@atcp.com.br, Rua Monteiro Lobato, 1601 – Vila Nery, São Carlos, Brasil. ATCP – Engenharia Física, ha@atcp.com.br, Rua Monteiro Lobato, 1601 – Vila Nery, São Carlos, Brasil. Universidade de São Paulo, Departamento de Engenharia de Estrutura, Escola de Engenharia de São Carlos, mkdebs@sc.usp.br, Av. Trabalhador São Carlense, 400 – Pq. Arnold Schimdt, São Carlos, Brasil; Universidade de São Paulo, Departamento de Engenharia de Estrutura, Escola de Engenharia de São Carlos, analucia@sc.usp.br, Av. Trabalhador São Carlense, 400 – Pq. Arnold Schimdt, São Carlos, Brasil. Received: 28 Feb 2011 Accepted: 06 Sep 2011 Available Online: 28 Nov 2011 © 2011 IBRACON Determination of modulus of elasticity of concrete from the acoustic response 1. Introdução Ensaios dinâmicos, de caráter não-destrutivo, são uma poderosa ferramenta aos projetistas, por apresentarem a vantagem de fornecer informações integradas e globais da estrutura a respeito da rigidez e do amortecimento e, além disso, podem ser repetidos e comparados ao longo do tempo. Isto faz com que as informações obtidas a partir deste tipo de ensaio sejam desejáveis na elaboração de projetos estruturais, uma vez que o módulo de elasticidade do material, por exemplo, pode ser monitorado ao longo da vida útil da estrutura a partir de um único corpo-de-prova, não havendo a necessidade da moldagem de vários corpos. Cabe ressaltar que a partir do módulo de elasticidade é possível estimar a resistência do material, o que enfatiza ainda mais a importância destes ensaios para os projetistas. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo apresentar uma nova ferramenta de ensaio não-destrutivo baseada na resposta acústica e comparar esta à ferramentas de ensaio não-destrutivo já consagradas, visando sua difusão no meio técnico-cientíico. Tem como foco a determinação do módulo de elasticidade do concreto, parâmetro este que associado à resistência à compressão, conigura-se como diretriz para o dimensionamento de elementos estruturais de concreto simples, armado ou protendido. Apresenta-se uma breve explanação acerca da análise experimental dinâmica e das potencialidades de uma de suas aplicações, a caracterização de materiais, mais especiicamente, a determinação do módulo de elasticidade dinâmico do concreto. No que segue, descrevem-se os ensaios realizados com corpos de prova cilíndricos e prismáticos, utilizando as ferramentas de ensaio anteriormente mencionadas e apresentam-se os resultados obtidos. Ao inal, as devidas considerações acerca dos resultados obtidos são apresentadas no trabalho. 2. Análise dinâmica experimental 2.2 Ensaios dinâmicos para determinação do módulo de elasticidade As técnicas experimentais dinâmicas podem ser classiicadas em três categorias: 1) excitação por impulso; 2) velocidade sônica (ultrassom) e 3) frequência de ressonância. A técnica da frequência de ressonância, a qual por meio de vibrações longitudinais, transversais ou torcionais, se obtém a frequência fundamental de ressonância do elemento estrutural (prismático ou cilíndrico), é uma das mais difundidas na Engenharia. É utilizada tanto para a determinação do módulo de elasticidade dinâmico, quanto de outros parâmetros, como por exemplo, o coeiciente de Poisson dinâmico, a rigidez dinâmica da ligação viga-pilar, o amortecimento do material, etc. Na técnica de excitação por impulso, para se obter a resposta acústica o corpo-de-prova é suportado por ios nos pontos nodais, no sentido de vibração de interesse e recebe uma leve pancada que o induz a uma resposta acústica. Essa resposta é composta por uma ou mais frequências naturais de vibração, a partir das quais é calculado o módulo de elasticidade. A técnica de velocidade sônica baseia-se no tempo de propagação (light time) de um pulso sônico ou ultrassônico de curta duração ao longo do corpo-de-prova (frequência acima de 20 KHz), sendo essa técnica regulamentada dela ASTM C597: 2009 [5]. Apesar de bastante utilizada, uma incerteza grande na medida origina-se da importância do coeiciente de Poisson neste caso e da impossibilidade em calculá-lo, uma vez que apenas a velocidade longitudinal do som é medida e seria necessário conhecer também a velocidade transversal. Assim, os erros na medida são proporcionais à dispersão entre o valor real do coeiciente de Poisson e aquele estimado. Neville [4] considera que essa técnica não apresenta coniabilidade, uma vez que alguns parâmetros, como por exemplo, o coeiciente de Poisson, podem acarretar em redução no valor do módulo de elasticidade de até 11%. Para a realização dos ensaios dinâmicos deste trabalho foram utilizados dois sistemas de aquisição. Para ambos, as recomendações da ASTM – C215: 2008 [5] foram respeitadas na sua integralidade. 2.1 Generalidades McConnell e Varoto [1] deinem ensaio de vibração como a arte e a ciência de medir e compreender a resposta de uma estrutura quando exposta a um ambiente dinâmico especíico e, se necessário, deve-se simular esse ambiente de maneira a garantir a representação satisfatória da estrutura, quando exposta a esse mesmo ambiente vibratório. Uma série de aplicações da análise dinâmica experimental é descrita nas bibliograias que tratam do assunto. Baseado em Ewins [2] e McConnell e Varoto [1], apontam-se algumas aplicações da análise dinâmica experimental: (a) elaboração, veriicação, calibração, ajuste e correção de modelos teóricos e numérico-computacionais; (b) desenvolvimento e qualiicação de um produto; (c) veriicação da integridade estrutural e da coniabilidade; (d) amostragem de produção; (e) monitoramento das condições de funcionamento. Dentro das aplicações da análise experimental dinâmica, destaca-se uma composição de duas delas como foco deste trabalho, parâmetro de amostragem de produção e de integridade estrutural, já que o módulo de elasticidade do concreto está associado a ambas. 804 Figura 1 – Princípio de funcionamento do Sonelastic® IBRACON Structures and Materials Journal 2011 vol. 4 nº 5 H. J. F. DIÓGENES | L. C. COSSOLINO | A. H. A. PEREIRA | M. K. EL DEBS | A. L. H. C. EL DEBS Figura 2 – Curva tensão x deformação típica de concretos O sistema ACE® da Data Physics é um sistema de aquisição de dados para acelerometria, com quatro canais, sendo dois de entrada e dois de saída. O sistema é composto por uma placa condensadora de sinal, acoplada a um computador, um acelerômetro piezoelétrico (entrada) e um excitador (saída), que pode ser um martelo de impacto ou shaker. Uma vantagem desse sistema consiste na obtenção da Função de Resposta em Frequência (FRF), que relaciona a entrada com a saída do sistema. A partir da FRF, podem-se obter os parâmetros modais da estrutura. Cada pico de amplitude está associado a uma frequência natural (ou frequência ressonante) e a um modo de vibrar [7]. Do ponto de vista econômico, sistemas de aquisição similares ao ACE® são mais caros que o Sonelastic®, pois em geral quanto maior a quantidade de canais, mais caro é o sistema de aquisição. 3. Comparação entre módulo de elasticidade estático e dinâmico O primeiro desses sistemas, Sonelastic®, é uma linha de soluções em instrumentação desenvolvida pela ATCP – Engenharia Física para a caracterização não-destrutiva dos módulos de elasticidade e do amortecimento de materiais a partir das frequências naturais de vibração, obtidas pela técnica de excitação por impulso. Nesse sistema de aquisição o módulo de elasticidade e o amortecimento são calculados a partir do som emitido pelo corpo-de-prova ao sofrer um pequeno impacto mecânico. Esse som, ou resposta acústica, é composto pela frequência natural de vibração do corpo que é proporcional ao módulo de elasticidade associado à direção da vibração (Figura 1). Para geometrias simples, como barra, cilindro, disco e placa, existe uma relação unívoca entre as frequências naturais de vibração com as dimensões e a massa do corpo-de-prova, parâmetros que podem ser facilmente medidos com um paquímetro e uma balança. Conhecendo-se as dimensões, a massa e as frequências naturais de vibração, o cálculo do módulo de elasticidade é imediato. O amortecimento nesse sistema de aquisição é calculado a partir do decremento logarítmico da amplitude de vibração, a partir da taxa de atenuação do sinal [6]. A particularidade desse equipamento está no fato de que a resposta acústica do corpo-de-prova é capturada empregando um captador acústico (microfone), ao invés da utilização de um acelerômetro ixado ao corpo-de-prova, como ocorre na maioria dos sistemas de aquisição convencionais para ensaios não-destrutivos, como por exemplo, no segundo sistema de aquisição utilizado neste trabalho, o ACE da Data Physics. Por não demandar de ixação de sensores, o emprego do captador acústico facilita ainda mais a montagem do aparato de ensaio. Outro aspecto importante desse sistema consiste em não demandar hardwares adicionais, pelo fato de serem utilizadas as placas de áudio já disponíveis nos computadores atuais. IBRACON Structures and Materials Journal 2011 vol. 4 nº 5 A partir de uma curva típica de tensão x deformação de um concreto submetido a esforços de compressão e tração, com carregamentos e descarregamentos sucessivos (Figura 2), observa-se que a expressão “módulo de deformação elástico” de Young só pode, a rigor, ser aplicada à parte reta da curva tensão x deformação, ou, quando não houver parte reta, à tangente à curva na origem. Nesse caso, denomina-se módulo de elasticidade tangente inicial [8]. Por apresentar um comportamento não-linear, a curva tensão x deformação do concreto apresenta certa diiculdade para a determinação exata de um único valor do módulo de elasticidade estático, portanto a utilização de métodos experimentais dinâmicos não-destrutivos, que aplicam carregamentos dinâmicos e não interferem diretamente na amostra, fornece o valor do módulo de elasticidade do material de forma mais precisa. Além disso, para a análise de deformações e tensões em estruturas carregadas dinamicamente o módulo de elasticidade dinâmico ( ) é o mais adequado [8]. O pode fornecer informações a respeito da deformabilidade do concreto, da rigidez de um elemento estrutural, de suas ligações com outros elementos e da integridade da estrutura, inclusive daquelas que estão submetidas a ações estáticas. A qualidade e a reprodutibilidade dos resultados dos ensaios dinâmicos fazem com que o módulo dinâmico seja um parâmetro global, obtido de maneira integrada e com um alto grau de precisão. Por ser uma propriedade que pode ser obtida num mesmo corpo-de-prova ao longo de um determinado período, o é empregado em ensaios que avaliam as alterações do concreto submetido a ataque químico ou a ciclos de congelamento e descongelamento. Isso confere aos ensaios dinâmicos não-destrutivos uma nova atribuição, a avaliação de alguns aspectos da durabilidade do concreto. Nos ensaios dinâmicos não-destrutivos para determinação do , em sua maioria, pode-se considerar que este está relacionado ao comportamento elástico do concreto e que o mesmo não é afetado pela luência, já que os níveis de vibração aplicados implicam em tensões muito baixas. Por essa razão, o módulo de elasticidade dinâmico é aproximadamente igual ao módulo tangente à origem da curva tensão x deformação determinado no ensaio estático e, portanto, maior do que o módulo secante estático [8]. é geralmente 20, 30 e 40 por cento maior do que o módulo estático de deformação para concretos de alta, média e baixa resistências, respectivamente [8]. Porém, esses autores não indicam a qual módulo estático de deformação essa relação está associada, se é 805 Determination of modulus of elasticity of concrete from the acoustic response o módulo tangente, o secante ou cordal. Há alguns anos, pesquisadores procuram estabelecer a relação entre o módulo dinâmico e o estático. Essa relação não é facilmente determinada pela análise do comportamento físico, pois a heterogeneidade do concreto inluencia os dois módulos de forma diferente [9]. Algumas expressões empíricas que relacionam os módulos estático ( ) e dinâmico são dadas a seguir pelas Equações (1), (2), (3) e (4). a) Código Britânico BS 8110-2: 1985 [10]: – Para concretos com teor de cimento inferior a 500 kg/m³ ou para concretos com agregados de peso normal, o módulo estático é dado pela Equação 1. Ec = 1,25Ec,d - 19 (GPa) – Figura 3 – Relação entre módulos estático/dinâmico. [4] (1) Para concretos com teor de cimento superior a 500 kg/m³ ou para concretos com agregados leves, o módulo estático é dado pela Equação 2. Ec = 1,04Ec,d - 4,1 (GPa) (2) b) Lyndon e Baladran [11]: Ec = 0,83Ec,d (3) c) Popovics [4]: Ec = κ · Ec,d 1.4 - ρ- 1 (4) Na qual, é a massa especíica do concreto e é uma constante que depende das unidades de medida. Contudo, cabe ressaltar que essas expressões se aplicam a casos especíicos e que não há indicação do tipo de módulo de elasticidade estático a qual essas expressões se referem. Outros pesquisadores tentaram estabelecer uma correlação entre o módulo de elasticidade dinâmico e a resistência do concreto, porém ainda não existe uma relação generalizada, e sim, expressões que dependem do tipo de concreto empregado. Dessa forma, a estimativa da resistência em função do valor do módulo dinâmico precisa ser baseada em resultados experimentais [4]. A relação entre o módulo dinâmico ( ) e a resistência à compressão ( ), obtida em corpo-de-prova cúbico, estabelecida pelo Código Britânico CP 110: 1972 [4] é dada pela Equação 5, sendo em GPa e em MPa . Ec,d = 7,6 · fcub 0,33 + 14 806 Alguns dos fatores que influenciam o valor do módulo de elasticidade dinâmico (e/ou a relação entre este e o módulo estático), ou que podem interferir na obtenção da frequência de , são apresentados ressonância utilizada para calcular o a seguir: a. Idade – Neville [4] mostra que para um mesmo concreto a razão entre os módulos (estático e dinâmico) tendem a um valor inal de 0,8 (Figura 3). Nesse caso, foram analisadas amostras com idades de até 12 meses. Han e Kim [12] não veriicaram grande inluência da idade na relação entre os módulos, porém todas as amostras foram ensaiadas até os 28 dias de idade; b. Resistência – O módulo dinâmico aumenta com o aumento , menor a diferença entre da resistência e, quanto maior o e , pois o trecho elástico da curva tensão x deformação tende a ser mais retilíneo a medida que aumenta a fragilidade do material. Figura 4 – Relação entre os módulos estático e dinâmico de concretos com diferentes resistências. [4] (5) IBRACON Structures and Materials Journal 2011 vol. 4 nº 5 H. J. F. DIÓGENES | L. C. COSSOLINO | A. H. A. PEREIRA | M. K. EL DEBS | A. L. H. C. EL DEBS Figura 5 – Relação entre o módulo dinâmico e a respectiva resistência à compressão. [4] utilizar o módulo estático cordal inicial (deinido por esses autores como sendo a declividade da reta traçada entre os pontos com deformações equivalentes a 10μ e 50µ), foi possível perceber que a relação entre eo é ainda mais próxima da unidade. Os autores concluíram que existe a necessidade de outras pesquisas para avaliar a inluência da idade na relação entre os módulos, pois os resultados obtidos encontravam-se em diferentes faixas para diferentes idades, não sendo possível compará-los entre si. Eles obtiveram experimentalmente a Equação 6, que relaciona a elaboração de material didático. Os Encontros contribuíram na articulação com outros povos e troca de experiências para manter as escolas resistentes contra o regimento dos brancos. Nós vamos continuar trabalhando como sempre. (Encontro dos professores., 1990, p.10) 36 Cadernos de Pesquisa, nº 111, dezembro/2000 Nesse processo de organização, os encontros anuais representam momentos decisivos. Além de possibilitar articulações culturais e políticas, trocas de experiências e de conhecimentos, favorecem o surgimento de novas concepções de educação escolar indígena que respeitam os conhecimentos, as tradições e os costumes de cada povo. Concomitantemente à valorização e ao fortalecimento da identidade étnica, procuram introduzir conhecimentos necessários para uma melhor relação com a sociedade não índia. A seguir, traço um panorama geral da trajetória histórica do movimento, em seus já 12 anos de existência, reportando-me a cada encontro realizado. Foram produzidos relatórios de todos os 12 encontros. No 1o Encontro, realizado na cidade de Manaus, em 1988, cada grupo relatou a maneira de educar na sua comunidade, com base na questão “Como se aprende a viver?” Problematizaram-se a existência da escola e os seus objetivos, tendo em vista o fato de que a educação sempre existiu, o que se traduziu na indagação: “Se já existia educação na originalidade, para que funciona a escola atual?” As reflexões também se reportaram ao perfil da escola desejada e aos passos para obtê-la. No 2o Encontro, de 1989, foram avaliadas as realizações dos professores para atingir os objetivos em consonância com os princípios estabelecidos com a finalidade de nortear a construção de uma verdadeira escola indígena. Destacaram-se, também, as ações empreendidas para garantir o reconhecimento e a regulamentação das escolas indígenas em nível oficial, pois, como explicitam os professores de Roraima: “o não reconhecimento das escolas indígenas é uma das dificuldades mais graves, no que diz respeito aos trabalhos clandestinos”. Os esforços para se manterem articulados foram considerados importantes para o fortalecimento do movimento e a conquista de seus ideais escolares. Como problemas comuns, destacaram-se a questão das línguas indígenas e a situação complexa de diversidade lingüística presente no movimento. No 3o Encontro, de 1990, avaliaram-se as contribuições dos encontros anteriores e o papel do movimento no encaminhamento e na resolução dos desafios enfrentados pelos professores na prática diária. Foram também discutidas temáticas como: “Currículos”, “Formação dos professores” e “Articulação do movimento”. O 4o Encontro, de 1991, aprofundou a discussão de problemas relativos à elaboração de currículos, e o estudo da legislação relacionada direta ou indiretamente à educação escolar indígena. Houve também discussão sobre a articulação do movimento dos professores com as diversas organizações indígenas (de cará- Cadernos de Pesquisa, nº 111, dezembro/2000 37 ter mais amplo, como a Coordenação das Organizações Indígenas da Amazônia Brasileira – Coiab –; e outros movimentos específicos, como o de agentes de saúde indígena e de mulheres). Realizou-se ainda um trabalho inédito com base na metodologia dos “temas geradores”, ocasião em que os professores puderam vivenciar um profundo exercício de interculturalidade, confrontando os diversos saberes dos povos indígenas presentes no encontro. Um dos momentos mais significativos foi a discussão e aprovação de uma “Declaração de Princípios” sobre a educação escolar indígena, que se tornou, desde a ocasião, o principal documento do movimento, de caráter articulador e reivindicatório. O 5o Encontro, de 1992, realizado na cidade de Boa Vista, em Roraima, centrou a atenção nos currículos, no regimento, na metodologia do tema gerador no contexto da diversidade cultural, na legislação/política governamental, nas propostas para o novo Estatuto do Índio, no Comitê Assessor do MEC e, ainda, na articulação e na continuidade do processo. Nessa ocasião o Estado do Acre passou a integrar também o movimento. No 6o Encontro, de 1993, realizado pela segunda vez na cidade de Boa Vista, discutiu-se sobre as “Culturas diversificadas”, o que demonstra a vontade de aproveitar os momentos de reunião não só para se conhecer mas também para conhecer a história e a cultura dos demais povos indígenas presentes. Esse tema, por sua vez, gerou a discussão de vários subtemas: organização social e política; origens; rituais; trabalho, economia e produção; educação tradicional. O 7o Encontro, de 1994, focalizou, além da temática “Medicina tradicional”, vários outros assuntos, tais como a avaliação da história do movimento; diagnóstico e avaliação da situação atual dos currículos e regimentos; política educacional oficial (governamental) e interna (indígena). No 8o Encontro, de 1995, discutiram-se as “Escolas indígenas e projetos de futuro” (relação entre escola e economia) com base na “Declaração de princípios”. Elaborou-se também um detalhado diagnóstico da realidade e dos problemas enfrentados pelas escolas indígenas da região, bem como procurou-se identificar as metas a serem alcançadas, dependentes do poder externo (União, estados e municípios), e as que estavam prioritariamente nas mãos do próprio movimento, ou seja, as que dependem da articulação e do trabalho interno. Foi também retomada uma questão fundamental, discutida no 1o Encontro: “Para que escola?” O 9o Encontro, de 1996, realizado pela primeira vez em São Gabriel da Cachoeira, no Amazonas, elegeu como tema “Escolas indígenas e projetos de futuro”. Na ocasião foram aprofundadas discussões do encontro anterior, a partir da constatação de que as escolas tanto podem ajudar a construir o futuro, como 38 Cadernos de Pesquisa, nº 111, dezembro/2000 podem destruí-lo. Foi também debatida a problemática da saída dos jovens das aldeias, por falta de alternativas internas. O 10o Encontro, de 1997, realizado em clima de festa, em comemoração aos dez anos, teve como tema “Avaliando o passado é que se constrói o futuro”. Num grande esforço coletivo, os participantes efetuaram profunda avaliação dos avanços alcançados e dos problemas e dificuldades que permanecem no tocante à situação das escolas indígenas nas regiões englobadas pelo movimento. Também se discutiu a continuidade do movimento, com base na temática “Pensando as perspectivas futuras”. No 11o Encontro, de 1998, além de serem abordados inúmeros temas – “A educação indígena e suas alternativas rumo ao ano 2000”; “Amazônia: políticas de ocupação e desenvolvimento”; “Educação indígena na trilha do futuro”; “As organizações indígenas frente aos projetos de ocupação da Amazônia”; “Educação indígena e desafios atuais” –, foi desenvolvido um trabalho sobre a proposta de estruturação da COPIAR, suas ações e maneira de se organizar. Decidiu-se também que essa discussão deveria ser aprofundada nas diferentes regiões, durante o período posterior ao encontro, e retomada no 12o Encontro, de 1999. O 12o Encontro, de 1999, realizado novamente na cidade de Manaus, escolheu como tema “A educação indígena nas trilhas do futuro: o Brasil que a gente quer são outros 500”. Na ocasião, foram analisados a situação da educação escolar nas regiões e os avanços e impasses na construção de escolas indígenas. Foram também relatadas experiências indígenas na gestão da educação, atividade que contou com a contribuição do professor Gersem dos Santos Luciano, do povo Baniwa, na época secretário municipal de educação de São Gabriel da Cachoeira, no Amazonas, e do professor Bento Macuxi, coordenador da DEI, de Roraima. A opção pela “oficialização”: riscos e desafios de um novo momento A dinâmica dos encontros tem priorizado, ao longo desses 12 anos, o intercâmbio das variadas experiências de como “fazer escolas indígenas”, fortalecendo o movimento como formulador de políticas e princípios próprios para a educação escolar. Também a troca de informações acerca do debate nacional quanto ao direito dos povos indígenas a “escolas diferenciadas”, inclusive prevista na legislação oficial, tem merecido constantes reflexões, como foi o caso da discussão sobre Resolução elaborada pelo Conselho Nacional de Educação, que cria e normatiza a categoria “escolas indígenas”. No final do último encontro, em 1999, decidiu-se, com o objetivo de aprimorar o instrumental de organização do movimento – seu Cadernos de Pesquisa, nº 111, dezembro/2000 39 poder de articulação e proposição –, transformar a Copiar em Conselho de Professores Indígenas da Amazônia – Copiam. Para tanto, as diversas regiões assumiram tarefas concretas, entre as quais a elaboração de uma proposta de estatuto, discutida no 13o Encontro Anual, em Manaus, em agosto de 2000. Esse encontro teve o formato de Assembléia Geral do Copiam, ocasião em que foi abordado o tema “A educação indígena diferenciada é a trilha do novo milênio”. Com uma pauta predominantemente ligada às conhecimento produzido por especialistas nas áreas de conhecimento – história, física, geografia. Os especialistas disciplinares nem sempre concordam ou acertam, e, embora seu propósito seja descobrir a verdade, às vezes são influenciados por outros fatores, além da busca da verdade. Contudo, é difícil pensar em uma fonte melhor para “o melhor conhecimento disponível” em qualquer campo. Não há país com um bom sistema educacional que não confie nos seus especialistas disciplinares como fontes do conhecimento que devem estar nos currículos. (ii) Em relação a diferentes grupos de aprendizes: todo currículo é elaborado para grupos específicos de aprendizes e tem de levar em consideração o conhecimento anterior de que estes dispõem. Os elaboradores de currículo em qualquer nível envolvem-se no processo que Bernstein chamou de recontextualização, uma palavra relativamente simples para um processo extremamente complexo. O termo refere-se ao modo como os elementos do conhecimento disciplinar são incorporados ao currículo para aprendizes de diferentes idades e conhecimentos anteriores. Considero que é nossa responsabilidade, como teóricos do currículo, investigar esses processos de recontextualização. Há pouquíssimas pesquisas desse tipo. A teoria de Bernstein nos dá duas pistas sobre os tipos de perguntas a que uma pesquisa assim deveria tentar responder. Uma delas é a distinção entre discursos pedagógicos oficiais e discursos pedagógicos de recontextualização. No primeiro caso, ele se refere ao governo e suas agências; no segundo, às associações profissionais de especialistas da comunidade educacional, particularmente professores. Essa distinção aponta para a inevitável tensão entre os papéis do governo e das comunidades educacionais na elaboração do currículo. Os teóricos do currículo podem envolver-se como membros especializados da comunidade educacional ou, em alguns casos, como consultores do governo (e, às vezes, as duas coisas). Na Inglaterra, os teóricos do currículo tendem a se ver como advogados dos professores contra os governos, o que é compreensível, mas não necessariamente produtivo. Alguns de nós estão tentando mudar isso. CADERNOS DE PESQUISA v.44 n.151 p.190-202 jan./mar. 2014 199 TEORIA DO CURRÍCULO: O QUE É E POR QUE É IMPORTANTE A segunda pista oferecida por Bernstein está na identificação de três processos envolvidos na recontextualização: como o conhecimento é selecionado, como é sequenciado e como progride. Se uma escola, um estado ou um país inteiro está redesenhando seu currículo, os elaboradores de currículo precisarão se concentrar no propósito desse currículo: o que ele está tentando fazer ou como está tentando ajudar os professores a fazer? Minha definição de propósito de um currículo é como ele promove a progressão conceitual ou aquilo que o filósofo Christopher Winch chama de “ascensão epistêmica”. Na minha opinião, a ascensão epistêmica requer disciplinas para estabelecer marcos e fronteiras conceituais, de forma que os alunos possam de fato “ascender”. Os desafios que isso levanta para diferentes campos de conhecimento ou disciplinas vão depender de suas estruturas de conhecimento. Bernstein distingue entre estruturas verticais e horizontais de conhecimento, referindo-se, grosso modo, às ciências exatas e humanas. Há muito pouca pesquisa sobre a utilidade desses conceitos de Bernstein para analisar currículos. Contudo, um exemplo de pesquisa em andamento na Cidade do Cabo, na África do Sul, ilustra as possibilidades no que concerne ao currículo universitário da Engenharia (SMIT, 2012). É um caso muito específico, mas ilustra o papel que a teoria do currículo que tenho discutido pode ter na pesquisa curricular em geral. Como quaisquer outros, os currículos de engenharia são formas complexas de conhecimento especializado organizado socialmente, que são reunidas e modificadas ao longo dos anos – neste caso – por especialistas em engenharia. Uma questão que surgiu durante a pesquisa foi o ensino da física como parte do currículo para futuros engenheiros. Um tema-chave da física para a engenharia é a termodinâmica. No entanto, embora a teoria (neste caso, as equações) conhecida como termodinâmica seja a mesma para engenheiros e físicos, os dois grupos interpretam-na de maneira muito diferente. Para os engenheiros, a termodinâmica é útil para ajudar a resolver problemas de engenharia – para entender por que a caldeira de uma estação de energia parou de funcionar ou para projetar um reator nuclear. Já para os físicos, a termodinâmica trata de entender as leis gerais relacionadas ao calor e ao trabalho. Espera-se que os alunos possam mover-se livremente de um significado para outro da termodinâmica, embora, talvez, seus professores não estejam completamente familiarizados com os dois. Esse é um exemplo de problema comum naquilo que Bernstein chama de currículos “integrados” em todos os níveis, quando os alunos aprendem com diferentes especialistas e, por isso, podem fazer a “integração” sozinhos. 200 CADERNOS DE PESQUISA v.44 n.151 p.190-202 jan./mar. 2014 Michael Young SUMÁRIO E CONCLUSÃO Ponderei que o objeto da teoria do currículo deve ser o currículo – o que é ensinado (ou não), seja na universidade, na faculdade ou na escola. Assim, o currículo sempre é: um sistema de relações sociais e de poder com uma história específica; isso está relacionado com a ideia de que o currículo pode ser entendido como “conhecimento dos poderosos”; sempre é também um corpo complexo de conhecimento especializado e está relacionado a saber se e em que medida um currículo representa “conhecimento poderoso” – em outras palavras, é capaz de prover os alunos de recursos para explicações e para pensar alternativas, qualquer que seja a área de conhecimento e a etapa da escolarização. Johan Muller e eu já argumentamos em outras instâncias que, no passado, a teoria do currículo não estabeleceu um bom equilíbrio entre esses dois aspectos. Concentrou-se demasiadamente no currículo como “conhecimento dos poderosos” – um sistema concebido para manter as desigualdades educacionais – e negligenciou o currículo como “conhecimento poderoso”. O resultado é que certas questões sobre o conhecimento são evitadas. Por exemplo: O que há de poderoso no conhecimento que é característico dos currículos das escolas de elite? Por que, às vezes, os professores se assustam com a ideia do conhecimento e acham que devem resistir a ele, como algo inevitavelmente opressivo e não como algo libertador que deve ser encorajado? O que há de poderoso nesse “conhecimento poderoso”? Por que esse “conhecimento poderoso” deve ser separado do conhecimento cotidiano dos alunos, mesmo que alguns alunos possam facilmente considerá-lo alienante? Quais são as formas especializadas que o currículo pode assumir, suas origens, seus propósitos e seus processos de seleção, sequenciamento e progressão? É através desses processos em diferentes campos que os currículos reproduzem – ou não – as oportunidades sociais. Não sabemos muito sobre o conhecimento nos currículos, exceto no nível de generalizações excessivamente abrangentes. Uma das razões pelas quais os currículos existentes continuam a manter o acesso para alguns e a excluir outros é que não investigamos em que medida os processos de seleção, sequenciamento e progressão são limitados, de um lado, pela estrutura do conhecimento e, de outro, pela estrutura dos interesses sociais mais amplos. CADERNOS DE PESQUISA v.44 n.151 p.190-202 jan./mar. 2014 201 TEORIA DO CURRÍCULO: O QUE É E POR QUE É IMPORTANTE Se vamos enfrentar essa pesquisa como teóricos do currículo, temos de nos tornar “especialistas duplos”. Nossa especialização principal é a teoria do currículo. Mas também precisamos de um certo nível de familiaridade com os campos especializados que estamos pesquisando, seja engenharia ou alfabetização. Em geral, é aqui que a teoria do currículo fracassa, e talvez seja por isso que não se desenvolve: as duas formas de especialização – a teoria do currículo e o campo específico sob exame – são raramente reunidas. Há muito a fazer. REFERÊNCIAS CALLAHAN, Raymond. Education and the cult of efficiency. Chicago: The University of Chicago Press, 1964. HARDT, Michael; NEGRI, Antonio. Império. Rio de Janeiro: Record, 2001. MULLER, Johan. Reclaiming knowledge: social theory, curriculum and education policy. London: Routledge/Falmer,2000. SCOTT, David; HARGREAVES, Eleanore (Ed.). Handbook on learning. London: Sage, 2014. SMIT, Reneé. Transitioning disciplinary differences: does it matter in engineering education? In: AUSTRALASIAN ASSOCIATION FOR ENGINEERING EDUCATION CONFERENCE, 2012. Proceedings Melbourne, Victoria: AAEE, 2012. MICHAEL YOUNG Instituto de Educação, da Universidade de Londres (Reino Unido) m.young@ioe.ac.uk Recebido em: JANEIRO 2014 | Aprovado para publicação em: FEVEREIRO 2014 202 CADERNOS DE PESQUISA v.44 n.151 p.190-202 jan./mar. 2014
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Ingressou : 2016-12-29

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