DISS_2018_Alexandre Magno de Amorim Madureira.pdf

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA

Programa de Pós-graduação em

Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física

Polo Barra do Garças

EMPREGO DA ASTROFOTOGRAFIA

NO ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO

ALEXANDRE MAGNO DE AMORIM MADUREIRA

BARRA DO GARÇAS / MT FEVEREIRO – 2019

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA

Programa de Pós-graduação em

Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física

Polo Barra do Garças




Orientador: Profº Dr. George Barbosa da Silva

Dissertação de Mestrado apresentada ao Pro-

grama de pós-graduação em Mestrado Nacional

Profissional em Ensino de Física (MNPEF) da

Universidade Federal de Mato Grosso - Polo

Barra do Garças, como parte dos requisitos ne-

cessários à obtenção do título de Mestre em En-

sino de Física.





Dissertação apresentada ao Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Fí-

sica – Polo de Barra do Garças/Campus Universitário do Araguaia, da Univer-

sidade Federal de Mato Grosso, em cumprimento às exigências para obtenção

do Título de Mestre, sob orientação do Prof. Dr. George Barbosa da Silva, con-

siderado APROVADO pela Banca Examinadora.

Dedico este trabalho aos nossos

queridos mestres os quais, com

tanto carinho, esforço e dedicação,

fizeram o melhor possível para fa-

zer de nós mais do que simples pro-

fessores, cientistas e pesquisado-

res e sim formadores de futuros ci-

dadãos, além de colaboradores na

constante evolução e progresso de

nossa nação, bem como de toda a

humanidade!

Gostaria também de dedicá-lo aos

meus filhos e minha querida esposa

e companheira os quais me deram

sempre muita força para continuar

este curso mesmo quando tudo pa-

recia estar contra mim. Obrigada

minha querida família! Obrigada mi-

nha querida esposa Letícia e meus

filhos: Gregory, Pedro, Keturin,

Katharine e Yara! Eu os amo muito.

Advirto, seja quem fores! Oh! Tu

que desejas sondar os arcanos da

natureza, se não encontrares den-

tro de ti o que procuras, também

não encontrarás fora. Se tu ignoras

as excelências de tua própria casa

como pretendes encontrar outras

excelências? Em ti está oculto o te-

souro dos tesouros. Oh! Homem co-

nhece-te a ti mesmo e conhecerás

o Universo e os Deuses.

TALES DE MILETO

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer o apoio que recebi de minha esposa Letícia,

que sempre acreditou no meu potencial. Gostaria também de agradecer aos

meus professores, que, por fazerem deste curso algo extremamente rígido e

exigente, me fizeram perceber a necessidade de me dedicar de corpo e alma

para alcançar os meus objetivos. Dentre eles, um em especial: o de me tornar

um verdadeiro cientista na área da Astrofísica. Gostaria de agradecer também

à A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível superior - CAPES

pelo seu valoroso e imprescindível apoio financeiro por meio da bolsa conce-

dida. Aos meus alunos do 9º e 3º Anos do EJA, turno Noturno, do Colégio Es-

tadual Cora Coralina, sem eles este trabalho não seria possível. Por último,

gostaria de agradecer também ao meu GRANDE amigo André, que muito me

ajudou na reta final deste curso.

A todos, o meu mais sincero OBRIGADO!!!

RESUMO

O ensino de Astronomia nas séries iniciais é sabidamente impor-

tante porque instiga a busca pelo conhecimento, desenvolve habilidades de

análise e promove discussão de muitos temas da história do desenvolvimento

humano e da própria Ciência da Natureza. Dentro desta motivação, a Astrono-

mia foi abordada no ensino básico usando algumas técnicas de fotografia. As

práticas de astrofotografia foram realizadas no Colégio Estadual Cora Coralina,

no município de Goiás/GO, com os alunos das turmas do 9º e 3º Anos do pro-

grama Educação de Jovens e Adultos (EJA), turno Noturno. Inicialmente, as

fotografias foram obtidas pelos alunos que usaram os recursos fotográficos de

seus aparelhos celulares. Com o objetivo de obter melhores fotografias, elabo-

rou-se um sistema eletromecânico de baixo custo para compensar o movi-

mento de rotação da Terra. Por meio deste sistema os alunos puderam aplicar

a técnica de empilhamento de frames e obter boas imagens dos astros. A utili-

zação da astrofotografia ajudou despertar o interesse do nosso alunado pela

ciência, tornando o estudo mais produtivo e atraente. Este recurso pode des-

pertar a própria vontade do aluno de querer aprender sobre assuntos como:

fotografia, astronomia, geografia, história, física, matemática, artes, mecânica,

eletrônica, computação, ótica, dentre outros. Dentro desta motivação pode-se

trabalhar bem a Astronomia Descritiva com os alunos do ensino fundamental e

Astrofísica com os alunos do ensino médio. Neste trabalho apresenta-se um

estudo de caso da transposição didática dos seguintes temas: Constelações,

Movimentos do conjunto Terra/Lua, Introdução a Astrofísica e Espectro das

Estrelas.

PALAVRAS-CHAVE: Astronomia, Astrofotografia, Astronomia Descritiva, Es-pectro das Estrelas, Mecânica Celeste.

ABSTRACT

The teaching of astronomy in the early grades is known to be im-

portant because it instigates the quest for knowledge, develops analytical skills,

and promotes discussion of many themes in the history of human development

and in the Science of Nature itself. Within this motivation, Astronomy was ap-

proached in basic education using some photography techniques. The astro-

photography practices were carried out at Cora Coralina State College, in the

city of Goiás / GO, with students from the 9th and 3rd year classes of the Youth

and Adult Education (EJA) program. Initially the students used their cell phones

as photographic resource to obtain the pictures. In order to obtain better photo-

graphs, a low-cost electromechanical system was developed to compensate for

the rotation of Earth. Through this system the students were able to apply the

technique of stacking frames and obtaining good images of the subjects. The

use of astrophotography helped to arouse the student’s interest by science,

making the study of science more productive and attractive. This method can

awake the student's desire for subjects such as photography, astronomy, ge-

ography, history, physics, mathematics, arts, mechanics, electronics, compu-

ting, optics, among others. Within this motivation one can work well the Descrip-

tive Astronomy with the students of the elementary school and Astrophysics

with the students of the high school. In this paper we present a case study of

the didactic transposition of the following themes: Constellations, Movements

of the set Earth / Moon, Introduction to Astrophysics and Spectrum of Stars.

KEYWORDS: Astronomy, Astrophotography, Descriptive Astronomy, Stars Spectra, Celestial Mechanics.

SUMÁRIO

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO................................................................. 14

1.1 – Situação..................................................................................... 14

1.2 – Motivação.................................................................................. 15

CAPÍTULO 2 – OBJETIVOS.................................................................... 17

2.1 – Objetivo Geral............................................................................ 17

2.2 – Objetivos Específicos................................................................ 17

CAPÍTULO 3 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA...................................... 19

3.1 – Constelações............................................................................. 20

3.2 – Movimentos do conjunto Terra/Lua........................................... 22

3.3 – Espectro das estrelas................................................................ 26

3.4 – Introdução a Astrofísica............................................................. 28

3.5 – Astrofotografia........................................................................... 30

3.6 – A arte de fotografar.................................................................... 31

3.6.1 – A arte de fotografar o céu noturno................................ 38

CAPÍTULO 4 – PRODUTO EDUCACIONAL........................................... 45

CAPÍTULO 5 – METODOLOGIA.............................................................. 48

5.1 – Características gerais do colégio e das turmas......................... 50

5.2 – Coleta de dados........................................................................ 50

5.2.1 – Apresentação do Plano de Aula..................................... 51

5.2.2 – Teste Diagnóstico.......................................................... 51

5.2.3 – Aula Expositiva............................................................... 51

5.2.4 – Atividade Observacional................................................ 52

5.2.5 – Questionamentos (Debates).......................................... 54

5.2.6 – Teste Avaliativo.............................................................. 55

5.3 – Trabalho de campo.................................................................... 55

5.4 – Acabamento e Finalização........................................................ 56

5.5 – Entrevista – Pesquisa de Opinião............................................. 56

CAPÍTULO 6 – RESULTADOS................................................................ 58

6.1 – Dificuldades práticas encontradas............................................. 61

6.2 – Análises Finais.......................................................................... 61

CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................... 66

REFERÊNCIAS......................................................................................... 67

APÊNDICES............................................................................................. 70

Apêndice A – Resultados Finais de Trabalho de Campo.................... 70

Apêndice B – Testes Avaliativos......................................................... 72

Apêndice Especial C – Manual do Produto Educacional..................... 76

LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 – A figura acima é uma representação da constelação de Escorpião.......................... 20 Figura 3.2 – Movimentos da Lua. Fora de escala.......................................................................... 25 Figura 3.3 – Espectro e temperatura efetiva - Espectros característicos de três diferentes tipos

de estrelas. Cada tipo espectral corresponde a um intervalo restrito de temperaturas da superfí-

cie (temperatura efetiva) da estrela................................................................................................. 27

Figura 3.4 – Espectro das estrelas................................................................................................ 27 Figura 3.5 – Classificação das estrelas pelo seu tamanho: Gamma Cruz (Gacrux) = 84 R☉, Rigel

= 73 R☉, Canopus = 71 R☉, Aldebaran = 45 R☉, Alnitak = 30 R☉, Arcturus = 25 R☉, Spica =

7,4 R☉, Vega = 2,818 R☉, Sirius = 1,7144 R☉ e Sol = 1 R☉..............................................................

28

Figura 3.6 – Esquema geral de uma imagem formada no anteparo de uma câmara escura........ 33 Figura 3.7 – Smartphone com lente telescópica e tripé................................................................. 38 Figura 4.1 – Como se pode observar nas imagens acima a estrutura de madeira é semelhante

a três prateleiras, sendo cada prateleira medindo 21cm x 16cm e disposta uma sobre a outra

totalizando uma altura de 24cm (24cm x 10cm são as madeiras laterais). Na prateleira de cima

acomoda-se o Motor de Passo Nema 23 Cnc, na do meio acomoda-se a placa de Arduino Ge-

nuino Uno R3 Starter e o driver Tb6560 e na de baixo acomoda-se o Gerador de Tensão. Todos

os componentes foram afixados à estrutura por meio de velcros adesivos colados entre as par-

tes, com todo o cuidado para não prejudicar as ligações internas das placas.....................

47

Figura 6.1 – O Cinturão de Órion foi filmado por 30 minutos na atividade final (trabalho de campo)

em novembro/2017, por um smartphone acoplado a um telescópio montado em cima de um tripé

e com o produto educacional. Em seguida, foi submetido a Técnica de Integração e Empilha-

mento de Imagens, e por fim, retocado por um software de edição de imagens..............

59

Figura 6.2 – Aqui temos o céu noturno de 15.11.2017, o qual foi filmado por 37 minutos, fixo no

tripé, sem o uso do produto educacional, em seguida, os framer foram separados e sobrepostos,

depois a foto foi retocada para termos o efeito acima...................................................................... 60

Figura 6.3 – Distribuição das notas de todos os alunos da turma do 9º Ano EF nos testes refe-

rente ao tema: Movimentos do conjunto Terra/Lua, a esquerda, e da turma do 3º Ano EM nos

testes referente ao tema: Espectro das Estrelas, a direita. Vide testes avaliativos no apêndice

B......................................................................................................................................................

62

Figura 6.4 – Distribuição das notas de todos os alunos da turma do 9º Ano EF nos testes refe-

rente ao tema: Constelações, a esquerda, e da turma do 3º Ano EM nos testes referente ao

tema: Introdução a Astrofísica, a direita. Vide testes avaliativos no apêndice B............................ 63

https://pt.wikipedia.org/wiki/Raio_solar










LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 – Relação do tipo espectral das estrelas por cor e temperatura................................... 28 Tabela 3.2 – Relação de tamanhos máximos de impressão em 200 e 300 PPI para os números

de megapixels mais comuns em câmeras digitais.......................................................................... 36

Tabela 3.3 – Configurações básicas para a prática de Astrofotografia......................................... 41

14

Capítulo 1 INTRODUÇÃO

1.1 Situação

Com os meus quase 19 anos de docência, no ensino fundamental e

médio, pude perceber que a cada geração de alunos a dificuldade de ensinar,

e deles de aprender, vem seguindo uma curva ascendente. Por mais que se

tente variar os métodos de ensino, as dificuldades no processo ensino-apren-

dizagem parecem crescer e se multiplicar numa escala geométrica. A situação

chegou a um ponto tal que muitos concluem o ensino médio sem se quer terem

aprendido o básico que é ler, entender, interpretar e escrever, o que dirá ma-

temática básica (aritmética, álgebra e geometria), física, química e demais ci-

ências. Vários são os motivos que contribuem para isso, dentre eles pode-se

citar:

O desinteresse dos alunos pela educação;

Falta de apoio por parte dos pais, já que grande parte do nosso

alunado vem de famílias desestruturadas;

Falta de perspectivas de um futuro melhor por parte dos alunos;

A própria situação sócio-econômico-política precária, com constan-

tes focos de crises, que o nosso país atravessa constantemente;

O sucateamento da educação: instalações precárias, falta de in-

vestimentos, falta de aperfeiçoamento acadêmico; e

A marginalização da classe dos profissionais em educação culmi-

nando com professores descontentes, desmotivados e desinteres-

sados em querer: se aperfeiçoar, se atualizar, se dedicar, de pro-

curar programar aulas produtivas e desafiadoras, dentre outros.

15

1.2 Motivação

Foi diante deste cenário desmotivante que se trabalhou este projeto

utilizando as turmas do nono ano do ensino fundamental e do terceiro ano do

ensino médio do EJA (Educação de Jovens e Adultos), turno Noturno, do Co-

légio Estadual CORA CORALINA, da cidade de Goiás/GO, como um grupo ex-

perimental.

Sendo assim, resolveu-se aproveitar o fato do autor deste trabalho

ser licenciado, não só em física, como também em matemática, especialista

em artes e bacharel em astronomia, para encontrar um meio de motivar os

alunos por meio de práticas lúdicas, porém que despertassem não só o inte-

resse como também aguçassem a curiosidade de maneira agradável e produ-

tiva.

Surgiu então a ideia de trabalhar a interdisciplinaridade, tendo à as-

tronomia como carro chefe, já que todo o fenômeno astronômico detectável

aqui na Terra como: Lua vermelha, chuva de meteoros, cometas, alinhamento

dos planetas, supernovas, movimentação dos astros, vento solar, aurora boreal

e astral, erupções solares, eclipses solares e lunares, dentre outros, acabam

sempre causando muito fascínio, alimentando a imaginação das mais diversas

maneiras possíveis. E como a cada um desses fenômenos sempre se encon-

tram correlações com as disciplinas curriculares, pareceu ser, a princípio, o

caminho que tanto se procurava.

Ciente que o ensino de Astronomia requer meios que vão além das

aulas expositivas e diante de tantas opções que a própria disciplina oferece, foi

resolvido trabalhar a astrofotografia, agregando-a no processo ensino-aprendi-

zagem com vista a interdisciplinaridade. Abaixo seguem algumas definições.

“Astronomia é uma ciência que trata do universo sideral e dos corpos celestes, com o fim de situá-los no espaço e no tempo e explicar sua origem e seu movimento.” (RIDPATH, 2007)

"Astrofotografia é um tipo especializado de foto-grafia que envolve gravar imagens de corpos celes-tes e grandes áreas do céu noturno.” (MALIN, 2014)

16

A primeira fotografia de um corpo celeste (a Lua) foi tirada em 1840, mas foi somente no final do séc. XIX que a tecnologia permitiu a fotografia estelar deta-lhada. Além de ser capaz de gravar os detalhes de corpos extensos, como a Lua, o Sol e os planetas, a astrofotografia tem a capacidade de mostrar obje-tos invisíveis ao olho humano, como nebulosas e galáxias. Isso é feito por longa exposição, usando uma capacidade que tanto os filmes quanto os sen-sores digitais têm de acumular fótons de luz em lon-gos períodos de tempo. (JÚNIOR, 2013)

A escolha da metodologia se baseou no fato de que o emprego de

astrofotografia não requer altos recursos. Pode ser praticado por qualquer pes-

soa que se disponha de pelo menos uma câmera fotográfica (TELLIER, 1973).

Pode ser realizada, por exemplo, com a câmera fotográfica de um smartphone,

aparelho este que já virou mania nas mãos tanto de adolescentes quanto de

adultos. O que falta na verdade é fazer com que os alunos direcionem o uso

de tal aparelho para atividades mais nobres, produtivas e construtivas no que

tange à educação.

De maneira objetiva, pode-se dizer, em poucas palavras, que a uti-

lização da astrofotografia ajuda despertar o interesse do nosso alunado (JÚ-

NIOR, 2013). Trabalhar com fotografias torna o estudo mais produtivo e atra-

ente, e motiva o aluno em querer aprender sobre assuntos como: fotografia,

astronomia, geografia, história, física, matemática, artes, mecânica, eletrônica,

computação, ótica, dentre outros.

As etapas realizadas na metodologia e pesquisa de opinião podem

ser encontradas no sítio eletrônico: Projeto de Mestrado1.

1 Sítio Eletrônico: https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/página-inicial

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial?authuser=0

17

Capítulo 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral

O objetivo principal é facilitar o ensino/aprendizagem dos conteúdos,

não somente das disciplinas de Física e Matemática, mas também na interdis-

ciplinaridade com as demais matérias que compõem o currículo básico dos en-

sinos fundamental e médio (MEC, 2018), utilizando a Astronomia Descritiva e

a Astrofísica, por meio da Astrofotografia, como uma poderosa ferramenta pe-

dagógica para a fixação dos conceitos abordados em sala. Para tal, foi desen-

volvido, como produto educacional, um sistema de movimentação equatorial

para facilitar a obtenção das fotografias de corpos celestes, tais como: Lua,

planetas, asteroides, cometas, nebulosas, estrelas, via láctea, dentre outros.

Este instrumento será utilizado como um facilitador no estudo da Astronomia

Descritiva (MARAN, 2017) e Astrofísica junto aos alunos do ensino fundamen-

tal e médio.

2.2 Objetivos Específicos

Como objetivos específicos do trabalho temos:

Instigar a curiosidade e mostrar que a Astronomia Descritiva é uma

ciência que, além de possuir muita Física em seu bojo, também se

faz presente constantemente no nosso dia-a-dia;

Propor momentos para questionamentos e discussões sobre diver-

sos conceitos e grandezas Físicas dentro dos assuntos tratados

(literaturas especificas – BNCC);

Tornar as aulas mais dinâmicas, motivadoras, prazerosas e parti-

cipativas;

Instigar a capacidade de investigação; e

18

Iniciar os estudantes em práticas observacionais do Universo pró-

ximo através dos olhos da Astrofotografia.

19

Capítulo 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Nesse capítulo, apresentam-se as bases conceituais que serviram

de referência para a realização desse trabalho. Analisando o PCN (Brasil,

1999), definiu-se oito temáticas para o ensino fundamental: história da astro-

nomia, constelações, origem e formação da Terra e da Lua, pontos cardeais,

movimentos do conjunto Terra/Lua, calendário, modelos planetários e sistema

solar (Brasil, 1999), porém, aqui aborda-se duas dessas temáticas (seções: 3.1

e 3.2) e dez para o ensino médio: pontos cardeais, uma visão estruturada do

universo, a evolução estelar como elemento essencial para o surgimento e ma-

nutenção da vida, espectro das estrelas, astrobiologia, introdução a astrofísica,

relatividade de Galileu, leis de Kepler, gravitação universal e origem e formação

do universo (teoria do Big Bang – Brasil, 1999), entretanto, aqui também se

aborda duas dessas temáticas (seções: 3.3 e 3.4), todas referentes a Astrono-

mia, como exemplos trabalhados. A partir do detalhamento de seus conceitos,

por meio da nova proposta de ensino pedagógico, utilizando o produto educa-

cional, é que se procura atender as diretrizes lá apresentadas.

Na seção 3.5 procura-se abordar um pouco sobre a arte de fotogra-

far. A história da fotografia foi aqui resumida, falando sobre a invenção da câ-

mera fotográfica e sua evolução, chegando até os atuais smartphones, e mos-

trando algumas técnicas valiosas de como se ter o melhor resultado possível

ao se fotografar o céu noturno.

Finaliza-se este capítulo com a seção 3.6 na qual aborda-se a ciên-

cia, ou lazer, que vem conquistando jovens e adultos em todo o mundo, a As-

trofotografia.

Em geral, dentre os problemas encontrados na abordagem de temas

astronômicos, três são bastante comuns: falhas em livros didáticos (BOCZKO,

2002-2003), concepções errôneas de professores de geografia/ciências

(LEITE, 2002) e falta de recursos didáticos para a elaboração de experimentos

20

em sala de aula (BUCCIARELLI, 2001). Por isso, procura-se detalhar os con-

ceitos de forma simples, mas com rigor científico e exatidão, fornecendo todos

os elementos necessários, inclusive o detalhamento do bom uso do produto

educacional como ferramenta aliada ao bom aprendizado pedagógico para

cada tema (ver o manual do produto educacional – apêndice especial C ou

texto em anexo), para que qualquer professor possa utilizá-lo em suas aulas

de campo com o máximo de aproveitamento, junto aos seus alunos.

3.1 Constelações

A grosso modo podemos dizer que as constelações são uma forma

de organizar o céu, atribuindo a áreas definidas da esfera celeste o nome de

objetos e figuras do cotidiano. Estas áreas são delimitadas em torno de aste-

rismos (ver figura 3.1), aparentemente próximos uns dos outros, e servem de

referência para orientação, marcação do tempo e identificação das estações

do ano.

É importante ressaltar que na Astronomia moderna o termo "conste-

lação" assumiu um novo significado. Antes da década de 1930, as constela-

ções eram definidas como agrupamentos de estrelas na esfera celeste que,

imaginariamente, pareciam formar figuras de pessoas, animais, objetos ou se-

res mitológicos. Esse conceito passou a ser inconveniente para o progresso

científico do século XX.

Na astronomia científica contemporânea, uma cons-telação é uma área da esfera celeste conforme de-finida em convenção pela União Astronômica Inter-nacional (IAU, 1922), delimitada uma das outras por

Figura 3.1 – A figura acima é uma representação

da constelação de Escorpião (ref. [01]).

21

arcos de ascensão reta (É uma coordenada azimu-tal do sistema de coordenadas equatoriais que equi-vale ao arco, medido no equador celeste, entre os círculos horários que tradicionalmente passam pelo ponto vernal e pelo astro, respectivamente, no sen-tido anti-horário quando visto desde o polo norte ce-leste.) e declinações [De um astro é o arco do meri-diano do astro compreendido entre o plano do equa-dor celeste e o astro. Mede-se de 0º a 90º para Norte ou para Sul, sendo por vezes representado com um valor entre + 90º e − 90º (positivo represen-tando o Norte e negativo o Sul).]. Essas áreas são agrupadas em torno de asterismos, padrões forma-dos por estrelas importantes, aparentemente próxi-mas umas das outras no céu noturno terrestre. (CLÁVIA, 2010)

Em 1930, Eugène J. Delporte propôs um novo conceito de conste-

lação, que foi adotado pela IAU (International Astronomical Union - União As-

tronômica Internacional). Ele determina que uma constelação é a divisão geo-

métrica da esfera celeste em 88 áreas contiguas ou partes. A maioria delas

inclui-se nas 48 constelações definidas por Ptolomeu em seu Almagesto, no

século II; as outras foram definidas nos séculos XVII e XVIII2, sendo que as

mais recentes se encontram no céu meridional, definidas por Nicolas Louis de

Lacaille em Coelum australe stelliferum (1763).

Dessa maneira, ao se olhar para uma região do céu qualquer, o ob-

jeto celeste que estiver na área de uma constelação, além dos asterismos da

mesma, é considerado parte da constelação. O objeto pode não ter qualquer

tipo de ligação astrofísica com os demais objetos pertencentes à constelação.

Na realidade, as estrelas e outros constituintes de uma constelação geralmente

não têm relação física entre si. Mas tendemos a pensar o contrário. Isso por-

que, quando olhamos para o céu, não temos a percepção das distâncias reais

das estrelas até nós; apenas a ideia da disposição de uma em relação às outras

na esfera celeste. Por isso, temos a impressão de que todas as estrelas, pla-

netas e outros objetos celestes estão à mesma distância da Terra e próximos

entre si.

2 O primeiro mapa do céu do hemisfério Sul foi feito por Edmund Halley em 1669.

22

O termo do latim tardio constellãtiõ pode ser traduzido como "con-

junto de estrelas". O termo foi inicialmente usado na astronomia/astrologia para

asterismos que supostamente exerciam influência. Em inglês, o termo foi usado

a partir do século XIV, também na astrologia, para conjunções de planetas. O

sentido astronômico de estrelas ligadas a um asterismo específico data da me-

tade do século XVI. Por exemplo, o asterismo conhecido como Grande Carro

corresponde às sete estrelas mais brilhantes da constelação da Ursa Major.

3.2 Movimentos do conjunto Terra/Lua

Os movimentos da Terra são aqueles que são realizados simultâ-

neos por ela no espaço. E, apesar de só percebemos e estudarmos apenas

dois deles (Rotação e Translação), ditos os mais importantes, sabemos que ela

executa inúmeros movimentos, ao todo, catorze movimentos, incluindo aqueles

que ocorrem com o Sistema Solar, a Via Láctea e o universo, que está sempre

em movimento e expansão. Porém, nem todos são tão importantes e nem ofi-

ciais.

Destes 14 movimentos, 05 são considerados os principais. São eles:

Rotação, Translação ou Revolução, Precessão, Nutação e Rotação da Galá-

xia.

Rotação é considerado um dos mais importantes movimentos, que

nada mais é do que o “giro” que a Terra executa em torno de si mesma.

O movimento de rotação terrestre ocorre no sentido anti-horário, isto

é, se observássemos a Terra do lado de fora sobre o polo norte, veríamos seu

giro no sentido oposto ao dos ponteiros do relógio. Isso quer dizer que a Terra

gira no sentido oeste-leste, o que faz com que o movimento aparente do sol,

para nós, seja do leste para o oeste.

A duração da rotação da Terra é de 23 horas, 56 minutos, 4 segun-

dos e 0,9 décimos3, originando a sucessão dos dias e das noites. A velocidade

3 Trata-se do dia sideral ou dia sidéreo, é o tempo que decorre entre duas passagens sucessivas do ponto

vernal no meridiano do lugar, i.e., o tempo desde que uma estrela está numa posição, dá a volta toda à

esfera celeste, e volta a estar na posição anterior (tem como referência estrelas distantes). Decorre do

movimento da terra sobre o seu eixo – rotação – dura 23h56.

23

desse movimento é de cerca de 1.666 km/h, ou 465 m/s, de um ponto no equa-

dor, que é bastante elevada, porém muito inferior à de outros astros do universo

como: Marte (86.677,2 km/h) e Júpiter (47.052 km/h), por exemplo. É interes-

sante observar que, nas áreas próximas à Linha do Equador, a velocidade é

maior, pois nessa área o raio terrestre é mais longo. Na cidade de Porto Alegre,

por exemplo, a velocidade da rotação terrestre cai para 1.450 km/h.

O eixo de rotação terrestre é diferente do seu eixo longitudinal ima-

ginário, com um desvio cujo ângulo mede aproximadamente 23,5º4. Por essa

razão, os hemisférios são iluminados de formas diferenciadas ao longo do ano,

fato que também está ligado ao movimento de translação. Além disso, essa

inclinação é a principal responsável pela existência de outro movimento, a pre-

cessão dos equinócios5.

Um outro movimento importante é o de translação ou revolução, o

qual a Terra executa em torno do Sol de forma elíptica. Possui seu Periélio6 em

2 de janeiro (147 milhões de km) e seu Afélio7 em 5 de julho (152 milhões de

km).

Durante o deslocamento desse movimento, a Terra viaja a uma ve-

locidade aproximada de 108 mil quilômetros por hora.

Quando a Terra está mais próxima do Sol (R = 147.100.000 km), encontramos para a sua veloci-dade devido ao movimento de translação 30,2 km/s (108.720,7 km/h). Quando a Terra está mais dis-tante do Sol (R = 152.100.000 km), a velocidade ob-tida é de aproximadamente 109.040 km/h. (CLE-BSCH, 2002)

Do mesmo modo, o dia solar é medido entre duas passagens sucessivas do Sol nesse mesmo meridiano

(período entre dois meios-dias verdadeiros) e dura 24h00. A diferença entre o tempo do dia solar e do

sideral deve-se ao fato de, ao longo do período que a terra demora a dar a volta a si própria, o planeta

continua o seu movimento em volta do sol –translação -, movendo-se cerca de 1 grau. Assim, demora

menos tempo a voltar a ter as estrelas no céu na mesma posição do dia anterior, do que o Sol. 4 Não são coincidentes as direções dos eixos de rotação da Terra e do plano da eclíptica, isto é, de trans-

lação da Terra em torno do Sol. 5 Também conhecida como precessão da Terra ou “o grande dia” – é um dos vários movimentos que a

Terra realiza. Ele ocorre graças ao fato de a Terra realizar o seu movimento de rotação de forma inclinada,

o que provoca que, a cada 25.770 anos, ela complete uma volta em torno do eixo de sua eclíptica. Recebe

esse nome porque tem a capacidade de antecipar ou preceder os equinócios. 6 Em astronomia, o periélio (ou periélio), que vem de peri (à volta, perto) e hélio (Sol), é o ponto da órbita

de um corpo, seja ele planeta, planeta anão, asteroide ou cometa, que está mais próximo do Sol. (Wiki-

pédia - https://pt.wikipedia.org/wiki/Perielio) 7 Em astronomia, o Afélio (do latim "aphelium", derivado do latim "apos", que quer dizer longínquo), é

o ponto da órbita em que um planeta ou um corpo menor do sistema solar está mais afastado do Sol.

(Wikipédia - https://pt.wikipedia.org/wiki/Afelio)

24

Para a conclusão do movimento de translação, são necessários -

segundo os astrônomos - 365 dias e 6 horas (um ano). Portanto, tal movimento

é responsável pela sucessão dos anos.

Erroneamente, apenas o movimento de translação é associado às

estações do ano. Essa conclusão é facilmente refutável quando se observa que

no mesmo momento de translação, pode ser verão nas zonas temperadas do

hemisfério Norte e inverno nas zonas temperadas do hemisfério Sul. Por outro

lado, juntamente com a inclinação do eixo da Terra em relação ao plano orbital,

pode-se afirmar que influencia sim nas estações do ano.

O ângulo entre o plano do equador e o plano orbital da Terra é cha-

mado obliquidade da eclíptica e vale 23°27′. Também podemos definir a obli-

quidade como a inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao eixo

perpendicular à eclíptica (plano orbital da Terra).

Voltando para a sucessão dos anos, o movimento em questão per-

mitiu que a humanidade se organizasse a partir das referências estipuladas

pelos astrônomos e construísse calendários que favoreceram a padronização

do tempo, facilitando o desenvolvimento das atividades humanas.

Existem anos com uma duração diferenciada, que são conhecidos

de anos bissextos, compostos por 366 dias. Como um ano possui 365 dias e 6

horas, o homem passou a acumular as horas que restaram, a cada quatro anos

soma-se 24 horas (tendo em vista que 6x4 = 24) ou 1 dia.

Vale ressaltar que esse dia extra é acrescentado no mês de feve-

reiro.

Como já foi dito anteriormente, além desses cincos movimentos, há

outros movimentos menores que são variações destes, porém menos impor-

tantes e não oficiais. São eles: Deslocamento do Periélio, Obliquidade da Eclíp-

tica, Variação da Excentricidade da Órbita, Perturbações Planetárias, Movi-

mento do Centro de Massa Terra-Lua, Movimento da Terra em torno do Centro

de massa Terra-Lua, Movimento em torno do Centro de Massa do Sistema

Solar, Movimento de Marés, Movimento Helicoidal e Translação ou Revolução

junto com a galáxia.

25

Por fim, quando falamos da Terra, o certo é adotarmos apenas como

movimentos oficiais (mais conhecidos, estudados, vistos como mais importan-

tes) os de rotação e translação, já que todos os demais são de importância

menor e muitos nem oficializados (tem pouca divulgação) ainda não foram.

Contudo, não podemos esquecer que no conjunto geral todos os movimentos

acabam tendo sua devida importância na história do nosso planeta.

Quanto a Lua, único satélite natural da Terra, assim como o nosso

planeta, também realiza movimentos no espaço num total de três (ver figura

3.2). São eles: Rotação, Revolução e Translação.

Rotação é o movimento que a Lua faz ao redor de seu próprio eixo.

Esse movimento é sincronizado (rotação síncrona)8 com o planeta Terra. E o

seu período é de 27 dias, 7 horas e 43 minutos9.

Translação é o movimento elíptico que a Lua faz ao redor do planeta

Terra. E o seu período é o mesmo do período de rotação (mês sideral), ou seja,

27 dias, 7 horas e 43 minutos.

Revolução é o movimento que a Lua faz, juntamente com o planeta

Terra, ao redor do Sol. E o seu período é, aproximadamente, 365 dias (um

ano).

8 Sincronizado com o movimento de translação ao redor da Terra. O nome deste efeito é acoplamento de

maré (Ocorre quando o gradiente gravitacional faz com que um lado de um corpo celeste esteja sempre

voltado para outro corpo celeste, um efeito conhecido como rotação síncrona.). 9 Mês sinódico [É o mês das lunações ou das fases da Lua, ou seja, é o tempo decorrido entre duas fases

sucessivas (Nova-Nova, Cheia-Cheia, etc.), e tem duração de 29,530589 dias (29d 12h 44m 3s).] ou mês

sideral [É o período orbital da Lua, com duração de 27,321662 dias (27d 7h 43m 12s).]. No caso se trata

do mês sideral.

Figura 3.2 – Movimentos da Lua. Fora de es-

cala (ref. [02]).

26

Devido seus movimentos de rotação e translação possuírem sempre

o mesmo período de duração, temos, por consequência, o fato de sempre en-

xergarmos a sua mesma face, uma vez vista do nosso planeta.

Os seus movimentos também exercem grande influência nas marés

do nosso planeta. Ou seja, quando ela estiver em quadratura (crescente ou

decrescente), teremos o fenômeno das marés baixa e quando for cheia ou

nova, teremos as marés altas.

3.3 Espectro das estrelas

Em primeiro lugar estrela pode ser definida como sendo uma esfera

autogravitante que mantém equilíbrio hidrostático entre a pressão das cama-

das e a pressão do núcleo a partir da produção de energia de fusão nuclear

estável.

Um método bastante eficiente e eficaz para o estudo da composição

e estrutura das estrelas e a espectrografia10.

Em outras palavras, o espectro das estrelas (ver figura 3.3), apesar

de pode existir em comprimentos de onda para além do espectro visível, geral-

mente apresenta-se como uma faixa luminosa contínua, contendo todas as co-

res do arco-íris interrompidas por raias escuras (ver figura 3.4). Essas raias

revelam a composição química das camadas superficiais do astro (especifica-

mente da atmosfera). Cada elemento químico tem a propriedade de mostrar

raias no espectro em comprimentos de onda característicos. A composição de

uma estrela pode ser determinada a partir da análise do espectro da luz emitida

por ela. Isso é feito, comparando o espectro da estrela ao espectro de elemen-

tos químicos (espectros obtidos em laboratório).

10 Processo de análise de substâncias por meio do registro fotográfico dos espectros luminosos de seus

elementos.

27

Em química e física, o termo espectroscopia é a de-signação para toda técnica de levantamento de da-dos físico-químicos através da transmissão, absor-ção ou reflexão da energia radiante incidente em uma amostra. Por extensão, o termo espectroscopia ainda é usado na técnica de espectroscopia de mas-sas, em que íons moleculares são manipulados por campos elétricos e magnéticos, apesar do termo lar-gamente aceito ser espectrometria de massa. (SALA, 2011)

É também por meio do espectro de luz das estrelas que sabemos a

sua temperatura (ver tabela 3.1) e, por conseguinte, seu tamanho (ver figura

3.5). Assim podemos classifica-las.

Figura 3.4 – Espectro das estrelas (ref. [04]).

Figura 3.3 – Espectro e temperatura efetiva - Espectros característicos de três diferentes tipos de

estrelas. Cada tipo espectral corresponde a um intervalo restrito de temperaturas da superfície (tem-

peratura efetiva) da estrela (ref. [03]).

28

Tabela 3.1 – Relação do tipo espectral das estrelas por cor e temperatura. TIPO ESPECTRAL COR ÓPTICA TEMPERATURA

O Azul (1) 25.000 – 40.000 ºC B Azul (2) 11.000 – 25.000 ºC A Azul – Branco 7.500 – 11.000 ºC F Branco 6.000 – 7.500 ºC G Amarelo 5.000 – 6.000 ºC K Laranja 3.500 – 5.000 ºC M Vermelho 3.000 – 3.500 ºC

3.4 Introdução a Astrofísica

A um século a astrofísica moderna (com espectroscopia) vem im-

pressionando o mundo com suas conquistas. E tudo começou com Johannes

Kepler (1571-1630) onde em 1609 passou ser conhecido como o primeiro as-

trofísico da história. Tal ciência vem auxiliando cada vez mais na compreensão

do nosso planeta e do universo que nos cerca.

A Astrofísica é o ramo da Astronomia responsável por estudar o uni-

verso por meio da aplicação de leis e conceitos da Física (MILONE, 2003). Os

Figura 3.5 – Classificação das estrelas pelo seu tamanho: Gamma Cruz (Gacrux) =

84 R☉, Rigel = 73 R☉, Canopus = 71 R☉, Aldebaran = 45 R☉, Alnitak = 30 R☉, Arc-

turus = 25 R☉, Spica = 7,4 R☉, Vega = 2,818 R☉, Sirius = 1,7144 R☉ e Sol = 1 R☉.











29

objetos de estudo da Astrofísica são planetas, buracos negros, asteroides, ga-

láxias, todos os tipos de estrelas, matéria escura, nebulosas, entre outros. Para

desenvolver seus estudos, os astrofísicos têm à sua disposição lunetas, teles-

cópios, telescópios espaciais, radiotelescópios, fotômetros etc.

As linhas de pesquisa da Astrofísica são diversas. Alguns dos prin-

cipais ramos de estudo são: Radiofísica, Ondas gravitacionais, Física do meio

interplanetário, Astrofísica extragaláctica e Instrumentação astronômica.

Cosmologia pode ser definida como:

Estudo do universo como um todo. (HAWKING, 2015).

O estudo do universo como um todo, e de sua estrutura e evolução.

(TYSON, 2015).

A ciência do estudo da história passada e futura de nosso universo.

(GALFARD, 2016).

Segundo Tyson (2015), a Astrofísica pode ser definida como:

No início, havia a física. A ‘física’ descreve como a matéria, a energia, o espaço e o tempo se compor-tam e interagem uns com os outros. A interação desses atores em nosso drama cósmico está subjacente a todos os fenômenos biológicos e químicos. Por isso, tudo o que é fundamental e fa-miliar a nós terráqueos começa com as leis da física e nelas se baseia. Quando aplicamos essas leis a cenários astronômi-cos, lidamos com a FÍSICA, escrita com letras mai-úsculas, a que damos o nome de Astrofísica.

Ainda segundo Tyson (2015), a diferenças entre as definições de

astrônomo e astrofísico é:

Astrônomo: aquele que estuda o universo. Termo usado mais comumente no passado, numa época em que ainda não se obtinham espectros dos obje-tos cósmicos. Astrofísico: aquele que estuda o universo usando todo o kit de ferramentas propiciado pelas leis co-nhecidas da física. O termo preferido nos tempos modernos.

30

De forma bem grosseira, podemos dizer que a astronomia é o es-

tudo dos objetos que estão no céu. É a ciência que mede as posições, lumino-

sidades, movimentos e outras características dos astros. Ou seja, astrônomos

e astrofísicos estudam praticamente as mesmas coisas, com a diferença que

os astrofísicos buscam entender o universo sob a ótica das leis da física.

Quanto aos cosmólogos estudam o universo como um todo, como ele se for-

mou, suas grandes estruturas e como acontece a sua evolução.

O fato é que astronomia, astrofísica e cosmologia são ciências rela-

cionadas e temos que aceitar que as fronteiras entre elas são nebulosas.

O primeiro a trazer a Física para a astronomia foi o astrônomo ale-

mão Johannes Kepler. As leis de Kepler para o movimento planetário explicam

o universo por meio de teorias da Física, por isso, Kepler é considerado o pri-

meiro astrofísico ou o pai da Astrofísica.

3.5 Astrofotografia

Astrofotografia é um tipo especializado de fotografia que envolve gravar imagens de corpos celestes e grandes áreas do céu noturno. Astrofotografia hoje é parte da astronomia amadora, e normalmente é utilizada para gravar imagens es-teticamente agradáveis do céu, ao invés de imagens para a pesquisa científica. (JÚNIOR, 2013)

A astrofotografia é o registro das imagens cósmicas. Pode ser utili-

zada para estudos em ambientes profissionais, tais como os dados coletados

pelas astrofotografias do Telescópio Espacial Hubble e de outros grandes ob-

servatórios astronômicos ao redor do planeta e no espaço. Os astrônomos

amadores usam a astrofotografia para registrar informações úteis à astronomia

profissional, estabelecendo relações entre estas duas comunidades. Desco-

bertas de cometas, supernovas e asteroides são alguns exemplos de como os

amadores podem contribuir com seus trabalhos. No ensino, a astrofotografia

pode ser um eficaz instrumento interdisciplinar para a aprendizagem das ciên-

cias, e as interpretações das fotos conduzem os alunos a uma eficiente intro-

dução à metodologia científica e análise de dados. Para o artista, a astrofoto-

grafia acarreta momentos de contatos com a natureza cósmica e o registro de

31

instantes especiais que talvez jamais se repetirão dentro da escala da vida hu-

mana.

Por meio da astrofotografia registra-se não só a beleza do Cosmos,

mas também se avança na compreensão de sua criação.

Com as imagens divulga-se a Astronomia e estimula-se a participa-

ção das pessoas nesse processo de reflexão e procura do: Porque? Como?

Para que? Como fotografar o céu?

3.6 A arte de fotografar

Fotografia é a técnica de criar imagens por exposição luminosa em

uma superfície fotossensível. Ou por definição, é essencialmente a técnica de

criação de imagens por meio de exposição luminosa, fixando-as em uma su-

perfície sensível. (HEDGECOE, 2006)

A primeira fotografia reconhecida foi feita em 1826, pelo francês Jo-

seph Nicéphore Niépce, no entanto o desenvolvimento da fotografia não pode

ser atribuído apenas a uma pessoa. Diversas descobertas ao longo do tempo

foram somadas para que fosse possível desenvolver a fotografia como é co-

nhecida hoje. Químicos e físicos foram os pioneiros nesta arte, já que os pro-

cessos da revelação e da fixação da fotografia são essencialmente físico-quí-

micos, numa associação de condições ambientais e de iluminação a produtos

químicos.

Um dos pioneiros da Fotografia no Brasil foi o pintor e naturalista

francês radicado no Brasil, Antoine Hercules Romuald Florence. Florence, que

chegou ao Brasil em 1824, estabeleceu-se em Campinas, onde realizou uma

série de invenções e experimentos.

Com o passar do tempo a essência da forma de fazer fotografia não

mudou, no entanto, os avanços tecnológicos permitem cada vez mais melhorar

a qualidade da fotografia, aumentar a resolução e a realidade das cores. A

busca pela acessibilidade da fotografia também era grande preocupação logo

em seu surgimento, a busca era intensa por materiais duráveis, eficazes e de

baixo custo e pela aceleração no processo de revelação.

O desenvolvimento da fotografia colorida foi também um processo

lento e que necessitou de muitos testes. O primeiro filme colorido foi produzido

32

em 1907, mas ainda hoje a fotografia colorida não alcançou a definição da es-

cala de tons que a sensibilidade do filme preto e branco possui.

Com o advento da fotografia digital, muitos paradigmas fotográficos

foram alterados. Com aparelhos cada vez menores, mais simples de manipular

e que produzem fotografias em alta qualidade, a internet facilitando o fluxo das

imagens, a fotografia tornou-se algo muito mais simples e popular do que era.

A fotografia abrange várias áreas da vida e do cotidiano humanos,

pois é o mecanismo que permite arquivar um momento. Logo que surgiu, não

era considerada arte, e atualmente ainda existe uma gama de opiniões adver-

sas quanto a isso. Para alguns críticos, não pode ser considerada arte por

conta da facilidade que existe em produzi-la, em contrapartida, outros críticos

acreditam que ela pode ser considerada como arte a partir do momento em que

ela é uma interpretação da realidade, e não apenas uma cópia.

A fotografia contribui positivamente em muitas coisas, vários âmbi-

tos profissionais a agregaram como meio de amplificar as possibilidades e pro-

duzir estudos detalhados e precisos. Ela é utilizada na medicina, no jornalismo

– fotojornalismo – e na ciência, para o desenvolvimento de vários estudos, tal

qual os estudos astronômicos (astrofotografia).

Muitos cientistas pesquisaram sobre fotografia, a fim de melhorá-la

e aperfeiçoá-la. Por conta disto, não se pode atribuir a apenas uma pessoa a

criação ou o desenvolvimento da fotografia, o produto que temos hoje é uma

soma de várias técnicas descobertas por algumas pessoas. Os principais no-

mes do início do desenvolvimento da fotografia foram: Joseph Nicéphore Ni-

épce, Louis Jacques Mandé Daguerre, William Fox Talbot, Hércules Florence,

Boris Kossoy e George Eastman.

Historicamente podemos dizer que a captação e o registro de ima-

gens foram possíveis após a criação da câmara escura de orifício. Essa câmara

é constituída de uma caixa de paredes internas escuras, toda fechada, com

exceção de um pequeno orifício feito em uma de suas paredes, por onde a luz

penetra. Na face oposta ao orifício é onde se forma a imagem do objeto obser-

vado. Essa imagem poderá ser observada caso a face oposta àquela com o

orifício seja substituída por um material adequado, como o papel vegetal.

33

Qualquer objeto em frente da câmara escura reflete luz, em todas

as direções, que ultrapassa o orifício, constituindo-se como uma fonte secun-

dária num ambiente interno. A fonte de luz primária pode ser uma lâmpada.

A face do objeto que está voltada para o orifício terá uma imagem

formada no interior da câmara. Essa face reflete luz em todas as direções, mas

apenas uma parte dela atravessa o orifício. Como nessas condições a luz se

propaga em linha reta, a imagem formada estará de cabeça para baixo (ver

figura 3.6).

Nas máquinas fotográficas atuais, assim como em nossos olhos, as

imagens que se formam têm as mesmas características daquelas obtidas com

a câmara escura: todas estão de cabeça para baixo e têm o lado direito e o

esquerdo invertidos, quando observadas por trás do anteparo.

Se o orifício da câmara escura for pequeno, as imagens obtidas se-

rão bastante nítidas. O problema é que a pouca quantidade de luz que penetra

na câmara produzirá uma imagem com pouca luminosidade. Se fizermos um

orifício maior, a quantidade de luz aumentará, mas a imagem formada perderá

a nitidez.

Portanto, podemos dizer que a função da face da câmara que con-

tém o orifício é a de controlar a entrada de luz que atinge a face oposta, na qual

se formará a imagem. Cada ponto da face do objeto voltado para o orifício re-

flete luz em todas as direções, mas somente os raios emitidos na direção do

Figura 3.6 – Esquema geral de uma imagem

formada no anteparo de uma câmara escura

(ref. [05]).

34

orifício conseguirão atravessá-lo e atingir o papel vegetal, formando uma ima-

gem completa do objeto.

O tamanho da imagem formada na parede (anteparo) tem estreita

relação com a distância entre a parede com o orifício e a parede em que se

forma a imagem. Além disso, o tamanho do objeto e a distância entre ele e a

câmara influenciam no tamanho da imagem formada.

Podemos expressar matematicamente essas relações de depen-

dência da altura do objeto ho, altura da imagem hi, da distância do objeto à

câmara Do e a distância da imagem ao orifício Di, pela seguinte relação:

hi Di --- = --- h0 D0

Com a modernização e o barateamento das câmeras fotográficas,

hoje em dia todo mundo tem uma em casa, mas algumas pessoas nem sabem

direito utilizar a sua câmera ou não sabem a diferença entre umas e outras.

Antigamente, as câmeras não eram digitais e sim analógicas, nesse

tipo de câmera a luz que é capturada no momento da foto incidia sobre um

filme fotográfico, para posteriormente ser revelada em um estúdio fotográfico.

Nas câmeras digitais não se usa mais o filme, o que temos é um

sensor que capta a luz e a interpreta, transformando-a em uma imagem digital

bem próxima do real. O sensor pode ser de tamanhos diferentes, o que irá

influenciar na sua capacidade de captar mais ou menos luz e também no re-

sultado final, ou seja, na qualidade da imagem.

Além do tamanho do sensor, para definirmos os tipos de câmeras

digitais que temos, há outras características importantes como a capacidade

de trocar lentes, os formatos dos arquivos que a câmera armazena, a veloci-

dade de gravação desses arquivos, o zoom, os modos de disparo disponíveis,

etc.

O crescente avanço da tecnologia de câmeras digitais pode gerar

muita confusão já que muitos termos novos são introduzidos frequentemente.

Pixels digitais, tamanho do sensor, megapixels, “dithering” e tamanhos de im-

pressão. A que se refere todos esses modernos termos utilizados no mundo da

fotografia atualmente?!

35

O PIXEL é nome atribuído a unidade fundamental para todas as ima-

gens digitais. Em outras palavras, todas as imagens digitais são constituídas

por um mesmo elemento no seu nível mais básico: o pixel. A palavra vem da

junção das palavras "PICture" e "ELement", que significam "imagem" e "ele-

mento", respectivamente. Da mesma forma que o movimento pontilista usa

uma série de pequenas “manchas” de tinta para formar uma imagem, milhões

de pixels podem ser combinados para criar uma imagem detalhada e aparen-

temente continua.

Já que um pixel é só uma unidade de informação lógica ela é inútil

para descrever tamanhos de impressões no mundo real – a menos que seja

especificado o tamanho de cada pixel. Os termos pixel por polegada (PPI, do

inglês “pixels per inch”) e pontos por polegada (DPI, do inglês “dots per inch”)

foram ambos introduzidos para relacionar essa unidade “teórica” (a dos pixels)

com uma resolução visual real. Esses termos costumam ser erroneamente tro-

cados (especialmente quando se fala em impressoras de jato de tinta) – le-

vando à uma confusão quanto a resolução máxima de impressão de um apa-

relho.

O padrão para impressões feitas em laboratórios fotográficos é de

aproximadamente 300 PPI, impressoras de jato de tinta, no entanto, precisam

de muitas vezes esse número de PPI para atingir a mesma qualidade (depen-

dendo do número de tintas usadas). A resolução da impressão depende muito

da aplicação; revistas e jornais normalmente usam bem menos que 300 PPI.

Quanto mais uma imagem for aumentada, menor será o seu PPI (assumindo

que se mantenha o número de pixels fixo).

Os famosos "megapixels" são simplesmente uma unidade de um mi-

lhão de pixels. Se partirmos do princípio de que é necessária uma certa reso-

lução de detalhe (PPI), então há um tamanho máximo de impressão que se

pode atingir para um dado número de megapixels. A tabela 3.2 dá os tamanhos

máximos de impressão em 200 e 300 PPI para os números de megapixels mais

comuns em câmeras digitais.

36

Tabela 3.2 – Relação de tamanhos máximos de impressão em 200 e 300 PPI para os

números de megapixels mais comuns em câmeras digitais.

Megapixels Tamanho máximo de impressão com aspecto 3:2

(em centímetros) a 300 PPI: a 200 PPI:

2 15 x 10 22 x 10 3 18 x 12 27 x 18 4 21 x 14 31 x 23 5 23 x 16 35 x 23 6 25 x 17 38 x 25 8 29 x 20 44 x 29

12 36 x 24 54 x 36 16 41 x 28 62 x 41 22 49 x 33 73 x 49

Note como uma câmera de 2 megapixel não consegue nem produzir

uma impressão padrão de 10x14cm; e são necessários incríveis 16 megapixels

para fazer uma foto de 40x25cm. A maioria das pessoas se contentará com

impressões feitas com 200 PPI e, às vezes, até resoluções menores se a dis-

tância da qual a imagem é vista é relativamente grande. Muitos pôsteres assu-

mem que a distância da qual serão vistos não será menor que 15cm, por isso

são impressos em menos de 200 PPI.

Outros fatores estão muito além do escopo abrangido aqui, mas o

principal é que: sensores maiores requerem aberturas menores para atin-

gir a mesma profundidade de campo11, apesar de serem muito menos sus-

cetíveis a ocorrência de difração numa dada abertura.

As câmeras fotográficas, então, se dividem basicamente em dois

grandes grupos: câmeras analógicas e câmeras digitais.

As câmeras analógicas, como já foi dito, constitui o ancestral mais

antigo das câmeras de hoje, apesar de ainda serem usadas com bem menos

frequência. Neste tipo de câmera a luz, que era capturada no momento da foto,

incidia sobre um filme fotográfico, para posteriormente ser revelada em um es-

túdio fotográfico. Sem muito o que ser aperfeiçoada no que tange ao meio de

captura de imagens e sua revelação em papel fotográfico próprio, este tipo de

câmera imperou por muito tempo no mundo das fotografias até o surgimento

11 A profundidade de campo é gama de distâncias em torno do plano focal na qual há nitidez aceitável. A

profundidade de campo depende dos tipos de câmeras, aberturas e distância, apesar de também ser influ-

enciada pelo tamanho da impressão e pela distância de visualização da imagem. (Sítio Eletrônico:

https://www.cambridgeincolour.com/pt-br/tutoriais/depth-of-field.htm)

https://www.cambridgeincolour.com/pt-br/tutoriais/depth-of-field.htm

37

das câmeras digitais, onde se tem uma grande variedade de tipos devido a

constante e crescente tecnologia de produção e qualidade de imagens.

Hoje em dia uma câmera em um celular é quase um recurso obriga-

tório, e os recursos oferecidos são cada vez mais inovadores. A maioria delas

oferecem uma imagem de 2 a 3 megapixels, mas algumas já chegam a 12

megapixels. É uma câmera prática principalmente para registrar momentos, já

que está sempre à mão. Suas aplicações para a astrofotografia chegam a ser

inimagináveis! Desde o preço, a facilidade de manuseio, peso, tamanho, recur-

sos à qualidade de sua imagem. É de longe, uma das maiores invenções da

humanidade.

Graças aos avanços nestas câmeras, esta geração já possui mode-

los com tecnologia bem próxima à das câmeras ultracompactas.

As principais vantagens são:

A portabilidade: são leves, compactas, e podem ser levadas no

bolso ou bolsas com facilidade.

Funções múltiplas: com um mesmo aparelho se consegue registrar

os momentos, enviar para os amigos, fazer ligações, enviar men-

sagens, etc.

Preço: como os celulares são populares, o seu preço pode ser bem

acessível, levando, de brinde, uma câmera.

As principais desvantagens são:

Qualidade da Imagem: A resolução da maioria destas câmeras é

baixa, porém alguns aparelhos mais caros fornecem câmeras com

resoluções maiores.

Tamanho do Sensor: geralmente possuem um sensor pequeno, o

que faz com que não reproduzam as cores da imagem com fideli-

dade, e provoca ruídos nas fotos com pouca iluminação.

Recursos de Iluminação: a grande maioria não possui, fazendo

com que fotos com pouca iluminação fiquem tremidas ou com ru-

ído. Apesar de em algumas existir o flash, este é muito pouco po-

tente e não resolve o problema da baixa iluminação.

38

Para a prática da astrofotografia é um excelente instrumento por ser

popular, praticamente qualquer aluno tem acesso a um, de fácil manuseio e

transporte, pode fotografar a longas distâncias, existem lentes telescópicas fei-

tas especialmente para aumentar o alcance de visão e é de fácil adaptação no

produto educacional (ver figura 3.7).

3.6.1 A arte de fotografar o céu noturno

Desde que o homem contempla as estrelas, um mistério de fascina-

ção o encobre, despertando sua curiosidade e interesse em aprender sobre a

natureza. Para aqueles que apreciam registrar fotograficamente os momentos

especiais da vida, o céu apresenta uma oportunidade ímpar. Alguns fenôme-

nos astronômicos ocorrem com relativa raridade e merecem ser fotografados.

Nesse trabalho, tentamos levar o leitor a diferentes estágios de desenvolvi-

mento na aprendizagem da astrofotografia, iniciando com os métodos mais

simples e finalizando com atividades mais complexas. Um maior enfoque é

dado a utilização deste no meio acadêmico como um poderoso recurso de en-

sino/aprendizagem e quem sabe, no futuro, despertar o desejo na prática da

ciência astronômica ou de meros curiosos que desejam ingressar na busca de

belas astrofotografias das joias celestes.

Qualquer pessoa pode fotografar o firmamento. Precisamos saber

apenas alguns princípios apresentados mais a frente.

As astrofotos podem levar desde milésimo de segundo (Sol, Lua)

até horas de exposição (Rotação de estrelas e objetos tênues do céu profundo

como galáxias, nebulosas, etc.).

Técnicas de fotografar o céu noturno

A astrofotografia se resume basicamente em cinco técnicas:

Figura 3.7 – Smartphone com lente telescópica e tripé.

39

Técnica da Câmera Fixa ou Estacionária: Conjunto: máquina + pro-

duto educacional + tripé + cabo disparador. (Este será a mais ex-

plorada para a realização deste projeto.).

Técnica do Piggy-Back: Dependurada ou a cavalo – A câmera fica

presa num dispositivo que se move com a velocidade das estrelas

e é guiada por ele.

Técnica do Foco Primário (com e sem redutor): A luneta ou teles-

cópio passa a ser a teleobjetiva da câmera.

Técnica da Projeção Ocular (Positiva ou Negativa): A câmera foto-

gráfica (sem a lente) capta a imagem produzida e é amplificada

pela ocular da luneta ou telescópio.

Técnica do Método Afocal: A câmera (com a lente) fotografa a ima-

gem produzida pela ocular de uma luneta, telescópio ou binóculo.

Em um intervalo curto de tempo, o movimento aparente das estrelas

no firmamento é o resultado do movimento de rotação da Terra em torno de

seu eixo. Dessa forma as estrelas se deslocam (giram) ao redor do Pólo no

sentido Leste-Oeste. Nesta técnica, um tempo de exposição maior que um va-

lor limite determinará a gravação de rastros ou trilhas no filme. Para acompa-

nhar esse deslocamento aparente das estrelas precisa-se de um perfeito ali-

nhamento polar e um sistema (motorizado ou não) de acompanhamento.

Temos então duas situações distintas:

1. Fotografia SEM acompanhamento: Câmera fixa, Afocal, Projeção

de ocular e foco primário.

2. Fotografia COM acompanhamento: Câmera fixa (com o produto

educacional), Afocal, Projeção de ocular e foco primário.

Usando somente a câmera se pode fazer quase todas as técnicas

de astrofotografia. Só se precisará de telescópio para longas fotos de céu pro-

fundo, mas até lá pode-se fazer muitas coisas bonitas com pouco equipamento.

Antes de mais nada se precisa de um equipamento com o mínimo

de recursos e capacidade tecnológica suficiente para alcançar nosso objetivo

que é fotografar os astros e fenômenos do céu, e que também possibilite o uso

do produto educacional.

40

Uma configuração básica para se buscar resultados satisfatórios e

de baixo custo seria uma câmera de qualquer formato (35mm, 120mm ou

mais), seja analógica ou digital, ou ainda o próprio smartphone com uma con-

figuração mínima necessária. O importante é que:

1. Seja Reflex12;

2. Possa trocar as lentes; e

3. Possua velocidade B ou T.

Seria bom se pudesse travar o espelho e trocar o visor despolido.

Não precisa ter fotômetro, autofoco nem ser automática.

Algumas câmeras analógicas recomendadas seriam: Nikon F, F2,

F3(T) FM2; Olympus OM1, OM1N, OM2000, OM3T; Minolta SRT 101 e 102;

Pentax K1000 e LX; Miranda Labortec; Canon F; Contax S2; Zenit; Hasselblad;

Mamiya 645 e 67; Bronica; e Pentax 67.

Algumas câmeras digitais recomendadas: Nikon Coolpix P500; Ni-

kon P90; Nikon P100; Canon G9; Nikon D3100; e Nikon D7000.

Devido sua grande popularidade, preços acessíveis, facilidade de

acesso (grande parte dos alunos possuem) e fácil integração com o produto

educacional, os celulares smartphones, acima de 6 megapixels com uma boa

tecnologia e qualidade de imagem, são excelentes para o que se pretende re-

alizar.

Nesse ponto do trabalho tem-se por curiosidade como Calcular a

profundidade de campo.

A seguir apresenta-se na tabela 3.3 algumas configurações básicas

para iniciantes, para se fotografar determinados objetos astronômicos. Porém,

é importante lembrar que cada caso é um caso e cada situação requer uma

configuração distinta. Logo, o melhor mesmo é partir para o método: tentativa

e erro, até encontrar a melhor configuração desejada para essa ou aquela si-

tuação distinta.

12 Uma câmera “reflex” é tipicamente o mesmo que uma câmera SLR (Single Lens Reflex) em que um

espelho é usado para mostrar ao fotógrafo exatamente o que está sendo fotografado, sem os erros de

paralaxe.



41

Tabela 3.3 – Configurações básicas para a prática de Astrofotografia.

CONFIGURAÇÕES BÁSICAS ASTRO CONFIGURAÇÕES OBSERVAÇÕES

Lua Cheia Diafragma: f1.4 ou f5.4 Vel. do Obt.: 1/250 ou 1/50 ISO: 100

Notas da Lua Cheia

Lua Quadratura Diafragma: f 6.5 Vel. do Obt.: 1/160 ISO: 125

Notas da Lua Qua-drat.

Sol c/ raios

Diafragma: f 20 ou f7 Vel. do Obt.: 1/100 ou 1/2000 ISO: 50 ou 100

Nota do Sol estrelado

Sol s/ raios Diafragma: f 10.8 Vel. do Obt.: 1/2000 ISO: 100

Nota do Sol redondo

Vênus Diafragma: f 8 Vel. do Obt.: 1/1600 ISO: 80

Notas Gerais

Júpiter Diafragma: f 6.5 Vel. do Obt.: 1/160 ISO: 80

Notas Gerais

Saturno Diafragma: f 6.5 Vel. do Obt.: 1/25 ISO: 80

Notas Gerais

Estrelas Distantes

Lentes: 18mm Diafragma: f 3.5 Vel. do Obt.: 25” ISO: 3.200 ou 6.400

Notas de Estrelas

Via Láctea

Lente: 15mm Diafragma: f2.8 Vel. do Obt.: 30” ISO: 1.600 ou 3.200

Notas da Via Láctea

Céu Profundo

Lentes: 18mm Diafragma: f 3.5 Vel. do Obt.: 30’ ISO: 3.200 ou 6.400

Notas de Céu Prof.

Cometas Próximos Diafragma: f1.4 ou f5.4 Vel. do Obt.: 1/250 ou 1/50 ISO: 100

Notas de Cometas

Notas:

Geral:

Escolher um local apropriado com o mínimo de poluição luminosa

(O mais escuro possível).

Escolher uma noite a mais limpa de nuvens possível.

42

Pesquisa no Google Sky Map (ou app similar) em que posição vai

estar o astro que deseja fotografar.

A câmera não pode ficar no modo noturno.

Utilizar Temporizador (2 segundos) ou Disparo a distância via

cabo.

Zoom óptico máximo da câmera (40 vezes ou mais).

Ampliação da foto pode ser feita mais tarde no computador.

Lentes 18-55mm.

Lentes longas é melhor (Objetiva acima de 200mm – Nota:

1.200mm = DSLR Full Framer).

Fotômetro no automático (zero = equilíbrio).

Foco manual no infinito.

Lua Cheia:

Verificar no calendário quando ela vai aparecer.

Procure fotografa-la assim que nascer, pois no horizonte ela apa-

renta ser maior.

Lua Quadratura (Crescente ou Minguante):

Verificar no calendário quando ela vai aparecer.

Procure fotografa-la já alta no firmamento.

Sol Estrelado:

Ideal é fotografar 2 horas antes do Pôr-do-sol ou ao nascer.

Sol Redondo:

Pregue com durex duas camadas de chapa fotográfica de raio-x na

frente da objetiva (filtro solar).

NOTA: Para fotografar não há problema, mas, não usar chapas de

raio-x para observação direta, pois sempre pode ocorrer de uma

janela sem proteção na chapa e prejudicar a visão do observador.

Estrelas distantes, Via Láctea e Céu Profundo:

43

Fotografar nas noites de Lua Nova.

Brilho do LCD ao máximo para enxergarmos o visor da câmera ou

smartphone.

Foco manual no mínimo para pegar uma grande área do céu.

Zoom 10x ou mais.

Cometas (similar a Lua Cheia, com alguns detalhes):

Não precisa ser necessariamente somente no Horizonte.

Pode ser fotografado de dia com as configurações do automático

normais.

Térmica de Integração e Empilhamento de Fotografia: Nesta téc-

nica utiliza-se filmar o astro por 20 segundos. A seguir, os frames são separa-

dos com o uso de um software específico. O software DeepSkyStacker permite

o empilhamento e montagem da imagem final – Na astrofotografia de baixo

custo existe uma técnica que permite simular longas exposições sem a neces-

sidade de modificar internamente o circuito da câmera. É a chamada vídeo

integração.

A vídeo integração permite que vários frames de curtíssima duração

sejam empilhados e o resultado deste empilhamento corresponda a um único

frame com uma exposição de vários segundos. Esta técnica é muito boa para

se fotografar objetos do céu profundo.

Atualmente existem 2 maneiras de se fazer isto: utilizando câmeras

CCD específicas como as da série Astrovid, por exemplo, que integram inter-

namente ou através de softwares externos (que é o nosso caso).

O melhor software na realização desta tarefa, infelizmente não é fre-

eware, mas custa apenas (USD29) é o Astrovídeo13. Existem ainda alguns ou-

tros softwares também capazes de realizar esse trabalho, porém com menor

qualidade, os quais se sugere que se pesquise na página do QCUIAG14 para

se ter maiores informações a respeito.

13 Sítio Eletrônico: http://www.coaa.co.uk/astrovideo.htm 14 Sítio Eletrônico: http://www.qcuiag.co.uk/

http://www.coaa.co.uk/astrovideo.htm

http://www.qcuiag.co.uk/

44

Calibragem básica (padrão) para Câmeras e/ou Smartphones

ISO – Para objetos com muita luminosidade (tipo uma Lua cheia e

céu limpo) usa-se ISO 100. Mas para objetos mais distantes com

pouca luminosidade usa-se ISO máximo.

Nota: No caso de câmeras analógicas ISO = ASA.

BRILHO – Deixar no mais baixo possível. Porém, ao longo do tra-

balho pode-se alterá-lo de acordo com a necessidade.

MEDIÇÃO – Deixar no automático. Assim a câmera se configura

conforme a necessidade do momento.

FOCO – Deixar no FOCO do TOQUE. Assim, onde se quiser focar

bastará tocar na tela. Se deixar no automático, a imagem, às ve-

zes, corre o risco de ficar ruim.

DIAFRAGMA – Deixar no mínimo, no caso de uma Lua Cheia ou

Sol, e regular até o máximo conforme a quantidade de luz for dimi-

nuindo. Para fotografar o céu profundo, com suas estrelas distan-

tes, é melhor deixar aberto no máximo.

OBTURADOR – A velocidade do obturador também tem que estar

de acordo com a quantidade de luz. Muita luz (Lua Cheia ou Sol)

velocidade máxima. Pouca luz (céu profundo, com estrelas distan-

tes) o mais lento possível.

TEMPORIZADOR – Deixar um time de 03 segundos ligado para

evitar que a foto ou vídeo trema.

É aconselhável que se deixe o equipamento em uma base firme para

evitar que trema durante o processo de tiragem da foto ou vídeo.

45

Capítulo 4 PRODUTO EDUCACIONAL

Trabalhar com Astronomia Descritiva ajuda, não só a fixar os con-

ceitos da física, matemática e demais conteúdos, como também pôr em prática

tais aprendizagens. A astrofotografia torna esse estudo muito mais agradável,

lúdico e motivador. O produto educacional, por sua vez, facilita o trabalho com

a astrofotografia tornando-a mais ágil e fácil de se buscar excelentes resulta-

dos.

O produto educacional compreende de um sistema eletromecânico

de movimentação equatorial destinado a compensar o movimento de rotação

da Terra (ver figura 4.1). Este sistema é composto de: um motor de passo15,

suporte para smartphone ou câmeras fotográficas, adaptadores e uma inter-

face computacional via Arduino (Arduino, 2018), conforme mostra o Quadro 1.

Como a Terra gira no sentido anti-horário a uma velocidade aproxi-

mada de 465 m/s, o objetivo do motor, neste caso específico, seria girar o equi-

pamento no sentido oposto para manter o objeto astronômico focado o máximo

de tempo possível já que o sistema possui uma limitação de 180º.

15 Um motor de passo é um tipo de motor elétrico usado quando algo tem que ser posicionado muito

precisamente ou rodado de um ângulo exato. Neste tipo de motor, a rotação do balancete é controlada

por uma série de campos eletromagnéticos que são ativados e desativados eletronicamente.

46

Quadro 1 – Ficha Técnica do Produto Educacional

ASTROFOTOGRAFIA

Área de Estudo Astronomia Descritiva e Astrofísica.

Área de Atuação Ensino Fundamental e Médio.

Detalhamento

Trabalhar o espectro das estrelas, astrobiolo-

gia, astrofísica, origem e formação do universo,

origem e formação da Terra, movimentos do

conjunto Terra/ Lua, dentre outros.

Produto Educacional

Um motor de passo assistido por computador

para movimentação do tripé equatorial;

Suporte para smartphone, câmera fotográfica

(analógica e digital) e mais lentes telescópi-

cas, luneta, binóculo e telescópio;

Adaptador de smartphone e de câmera foto-

gráfica (analógica e digital) para lentes teles-

cópicas, luneta, binóculo e telescópio;

Software de controle do suporte fotográfico; e

Manual de operação.

Custo Total do Projeto R$ 730,74

O manual do produto educacional – apêndice especial C ou

texto em anexo – contém mais informações sobre como instalar, configurar e

manuseá-lo com maior facilidade, tirando o máximo do seu proveito.

Finaliza-se este capítulo afirmando-se que é possível se fazer astro-

fotografia de baixo custo com excelentes resultados, onde se pode até parafra-

sear: “Uma imagem é 99,5% de transpiração! ”.

47

Figura 4.1 – Como se pode observar nas imagens acima a estrutura de madeira é semelhante a três

prateleiras, sendo cada prateleira medindo 21cm x 16cm e disposta uma sobre a outra totalizando uma

altura de 24cm (24cm x 10cm são as madeiras laterais). Na prateleira de cima acomoda-se o Motor de

Passo Nema 23 Cnc, na do meio acomoda-se a placa de Arduino Genuino Uno R3 Starter e o driver

Tb6560 e na de baixo acomoda-se o Gerador de Tensão. Todos os componentes foram afixados à es-

trutura por meio de velcros adesivos colados entre as partes, com todo o cuidado para não prejudicar as

ligações internas das placas.

48

Capítulo 5 METODOLOGIA

A metodologia aqui aplicada envolveu um estudo de casos. Esse

tipo de estudo consiste na realização da análise de situações específicas, que

procuram estabelecer as características e o que há de essencial nessas situa-

ções.

Caso de estudo ou estudo de caso são expressões sinônimas que designam um método da abordagem de investigação em ciências sociais simples ou apli-cadas. Consiste na utilização de um ou mais méto-dos qualitativos de recolha de informação e não se-gue uma linha rígida de investigação. Caracteriza-se por descrever um evento ou caso de uma forma longitudinal. O caso consiste geralmente no estudo aprofundado de uma unidade individual, tal como: uma pessoa, um grupo de pessoas, uma instituição, um evento cultural, etc. (INSPER, 2016).

Neste estudo de casos, procurou-se testar conhecimentos astronô-

micos (Astronomia Descritiva), por meio de atividades observacionais (com a

utilização do produto educacional como ferramenta pedagógica), em um ambi-

ente descontraído e fora das formalidades empregadas pela educação clás-

sica.

Em outras palavras, para alcançar os objetivos do estudo proposto

foi utilizado a Astrofotografia como ferramenta pedagógica de auxilio no pro-

cesso, por ser um meio divertido, agradável e empolgante de ensinar e apren-

der Astronomia.

No presente trabalho, foi escolhido para a realização do estudo um

grupo experimental formado pelas turmas já citadas, onde atuei, nos anos de

2016 e 2017, como professor regente.

A partir de uma pré-análise das ementas de cada ano/série dos en-

sinos fundamental e médio (Brasil, 1996, 1998 e 1999) e da estimativa inicial

49

de tempo disponível para a realização do estudo, trabalhou-se os temas elen-

cados no capitulo 3.

Constelações e Calendários, mais específicos de Astronomia, foram

usados no ensino fundamental para despertar a curiosidade e estimular o inte-

resse por tal ciência. O mesmo foi feito no ensino médio com todos os temas

trabalhados, referentes a esse grau de ensino.

Contudo, trago à luz desta dissertação apenas os estudos aplicados

na transposição didática de Constelações e Movimentos do conjunto

Terra/Lua, no ensino fundamental, e Introdução a Astrofísica e Espectro das

Estrelas, no ensino médio, como amostras do estudo de casos aplicados a

esse grupo experimental.

Como metodologia de trabalho foi seguido a seguinte ordem: Primei-

ramente, levantou-se os assuntos a serem abordados por faixa de ensino (se-

ção 2.2), em seguida apresentou-se uma descrição das características gerais

do colégio e das turmas trabalhadas (seção 5.1), de forma a contextualizar o

ambiente em que o estudo foi realizado.

De forma alguma é possível generalizar os resultados aqui obtidos

e dizer que os mesmos se aplicam a todos os ambientes acadêmicos. Por isso

mesmo, a importância dessa caracterização, que é realizada também a partir

da descrição das dificuldades práticas encontradas (seção 6.1) durante a rea-

lização do estudo.

Entretanto, pode-se afirmar que as características e dificuldades

aqui descritas são, em muitos aspectos, encontradas também em outras insti-

tuições públicas de ensino pelo país, e que, portanto, os resultados do presente

estudo de casos podem ajudar a entender os benefícios trazidos por oficinas

de astronomia para o meio acadêmico e para o futuro do ensino na educação

básica de crianças de 10-15 anos de idade.

Em seguida definiu-se os procedimentos a serem utilizados na co-

leta dos dados (seção 5.2). Logo em seguida, foi escolhido o dia e a hora mais

apropriada, após consultar o serviço meteorológico e o software Stellarium

(Stellarium, 2018), para a realização do trabalho de campo (seção 5.3). Uma

vez, com o material coletado, agora na escola, selecionou-se e processou-se

as imagens e vídeos (seção 5.4) utilizando as técnicas de melhoramento de

imagens.

50

Por fim, após a conclusão de todo o projeto, em novembro de 2017,

selecionou-se uma aula, em cada turma participante do grupo experimental,

para trabalhar a segunda fonte de evidência, a entrevista (seção 5.5).

5.1 Características gerais do colégio e das turmas

O Cora Coralina é um colégio considerado de "porte pequeno" para

os padrões do estado de Goiás. Os dados a seguir dizem respeito APENAS ao

EJA que funciona no turno noturno.

Composto por 09 professores regentes, 4 gestores (1 diretora, 1 se-

cretária, 1 coordenadora e 1 funcionário administrativo), 3 funcionários de ser-

viços gerais (1 merendeira, 1 faxineira e 1 porteiro) e 147 alunos distribuídos

em seis salas (Fundamental: 1 sétimo, 1 oitavo e 1 nono. Médio: 2 segundos e

1 terceiro). A escola só possui um Datashow, um notebook, uma TV 50”, um

dvd. O quadro ainda é do tipo que usa giz e apagador, não tem laboratório de

informática, química e nem física e também é desprovida de quadra de espor-

tes e espaço para reunir os alunos para qualquer tipo de atividade.

A seguir são apresentadas as características gerais das turmas par-

ticipantes do grupo experimental, com os respectivos números totais de alunos,

por sala, quantidade de frequentadores e os horários de aula.

A turma de 9º Ano do Ensino Fundamental consiste de 15 alunos na

frequência, no entanto, apenas 13 frequentaram as aulas. Eram alunos em sua

maioria adultos (entre 16 a 45 anos). Tinham 5 aulas por semana, de 45 minu-

tos cada, sendo duas conjugadas na terça-feira.

A turma de 3º do Ensino Médio consiste de 35 alunos na frequência,

no entanto, apenas 23 frequentaram as aulas. Eram alunos em sua maioria

adultos (entre 17 a 30 anos). Tinham 3 aulas por semana, de 45 minutos cada,

sendo duas conjugadas na sexta-feira.

5.2 Coleta de dados

Os dados para o estudo foram coletados em dois momentos, ante-

cedidos de uma preparação de quatro meses em cada um. (De janeiro a abril

51

de 2017, com a atividade final em maio, e de agosto a novembro de 2017, com

a atividade final em novembro.)

A coleta foi realizada seguindo estritamente procedimentos bem de-

finidos, que envolviam seis passos distintos e subsequentes e que é descrito

mais detalhadamente a seguir:

I. Apresentação do Plano de Aula;

II. Teste Diagnóstico;

III. Aula Expositiva;

IV. Atividade Observacional;

V. Questionamentos (Debates); e

VI. Teste Avaliativo.

5.2.1 Apresentação do Plano de Aula

Foi trabalhado um plano de aula cuja a estrutura atendesse as ne-

cessidades para a realização deste estudo de casos.

Porém, se faz necessário dizer que os planos de aula propostos ser-

viram como norteadores do trabalho realizado. Por serem generalizações, eles

foram encarados com a devida flexibilidade, em virtude dos problemas advin-

dos das suas aplicações práticas. (Ver exemplo de planos de aulas aplicados

aos temas: Movimentos do conjunto Terra/Lua e Espectro das Estrelas no sítio

eletrônico: Projeto de Mestrado mencionado no Capítulo Introdução.)

5.2.2 Teste Diagnóstico

O teste diagnóstico aplicado consistiu em um questionário com-

posto por cinco perguntas básicas, que deveriam ser respondidas em 15 minu-

tos. (Ver exemplo de testes diagnósticos aplicados aos temas: Movimentos do

conjunto Terra/Lua e Espectro das Estrelas no sítio eletrônico: Projeto de Mes-

trado mencionado no Capítulo Introdução.)

5.2.3 Aula Expositiva

Aula expositiva é a exposição do conteúdo (conceitos) propriamente

dito, com duração de 30 a 45 minutos. A aula foi desenvolvida de maneira sim-

ples, descontraída, divertida e procurando o envolvimento e a participação dos

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/movimentos-do-conjunto-terralua/plano-de-aula?authuser=0

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/espectro-das-estrelas/plano-de-aula?authuser=0


https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/movimentos-do-conjunto-terralua/teste-diagn%C3%B3stico?authuser=0

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/movimentos-do-conjunto-terralua/teste-diagn%C3%B3stico?authuser=0

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/espectro-das-estrelas/teste-diagn%C3%B3stico?authuser=0



52

alunos. Para isso, foi utilizado o aplicativo de desenvolvimento de apresenta-

ções Powerpoint, da Microsoft. O material foi apresentado com o auxílio de um

Datashow, o que permitiu que todo o conteúdo fosse discorrido no tempo pro-

gramado. (Ver exemplo de aulas expositivas aplicadas aos temas: Movimentos

do conjunto Terra/Lua e Espectro das Estrelas no sítio eletrônico: Projeto de

Mestrado mencionado no Capítulo Introdução.)

Para o trabalho de campo de novembro, foi dada uma aula exposi-

tiva especial referente a Astrofotografia (Astronomia Descritiva), nos mesmos

moldes das demais aulas, com o intuito de melhorar a qualidade na coleta de

dados. (Ver exemplo de aula expositiva especial aplicada ao tema Astrofoto-

grafia para: Movimentos do conjunto Terra/Lua e Espectro das Estrelas no sítio


5.2.4 Atividade Observacional

Foi desenvolvida, nas imediações da escola, sempre em locais pro-

pícios para que se pudesse observar o céu noturno com a máxima clareza e

nitidez, livre da poluição luminosa local, árvores, edificações, gases, fumaça,

postes, fios de alta tensão, nuvens e demais que pudessem impedir a boa re-

alização da atividade.

Esta aula representou um ensaio/treinamento, o mais próximo pos-

sível daquilo que seria desenvolvido no trabalho de campo. A atividade obser-

vacional foi dividida em dois momentos. No primeiro momento trabalhou-se

em sala, em forma de um laboratório, onde o tema central foi “observação do

céu noturno”. Nesta atividade construiu-se um mini-planetário16 artesanal e

em seguida foi trabalhado a observação do céu noturno em diversas datas e

horas. Procurou-se mostrar a localização de alguns astros como planetas, sa-

télites naturais, planetoides, cometas, nebulosas, estrelas, constelações (ex-

planando a respeito de cada um deles), descrevendo, inclusive, suas movimen-

tações orbitais. Aproveitou-se também a ocasião para se falar sobre alguns

mitos, lendas e crendices a respeito das constelações indígenas e fenômenos

astronômicos tais como: eclipses, fases da lua, teoria da expansão do Uni-

verso, dentre outros.

16 Mini-planetário: Um projetor portátil de baixo custo. (Sítio Eletrônico: http://ppgec.unb.br/wp-con-

tent/uploads/boletins/volume7/16_2012_DemetriusLeao.pdf).

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/movimentos-do-conjunto-terralua/aula-expositiva/normal?authuser=0

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/movimentos-do-conjunto-terralua/aula-expositiva/normal?authuser=0

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/espectro-das-estrelas/aula-expositiva/normal?authuser=0



https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/movimentos-do-conjunto-terralua/aula-expositiva/especial?authuser=0

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/espectro-das-estrelas/aula-expositiva/especial?authuser=0


http://ppgec.unb.br/wp-content/uploads/boletins/volume7/16_2012_DemetriusLeao.pdf

53

No segundo momento, como introdução para o trabalho de campo

realizado em maio, foi trabalhado, na prática, a astrofotografia em um primeiro

contato dessa fascinante ciência. Explanou-se, brevemente, uma introdução

sobre o assunto e foi distribuída uma tarefa dividida em duas partes: uma prá-

tica, para ser realizada in loco, e outra de pesquisa, em que os alunos deve-

riam trazer, na aula seguinte, como tarefa, um resumo dos assuntos que lhe

foram listados. (Ver exemplo de atividade observacional aplicada ao tema As-

trofotografia para: Movimentos do conjunto Terra/Lua e Espectro das Estrelas

no sítio eletrônico: Projeto de Mestrado mencionado no Capítulo Introdução.)

Na preparação para o trabalho de campo realizado em novembro

tivemos, além da repetição dos conteúdos já ministrados anteriormente, tirando

dúvidas e realizando correções de percurso, foi ministrada uma aula expositiva

especial, nos moldes das demais, detalhando melhor o tema Astrofotografia,

tendo por objetivo a busca por um resultado melhor na atividade final (trabalho

de campo).

Em seguida, repetiu-se a tarefa repassada em maio com a diferença

que, na parte da pesquisa os alunos deveriam fazer um ensaio ao invés de um

resumo, botando no papel tudo que haviam entendido a respeito de cada as-

sunto listado e explicado.

O objetivo principal dessa atividade, como já foi dito anteriormente,

foi preparar o aluno para o trabalho de campo (atividade final) onde se espe-

rava ter um melhor aproveitamento, visando o melhor retorno possível na tota-

lidade da realização do projeto. Porém, é importante salientar que esta ativi-

dade teve que fazer referência ao conteúdo da aula expositiva e visava a apli-

cação e a fixação do mesmo, ou seja, aprender fazendo!

A ação e experimentação de Maria Montessori e a ação da ‘Educação pelo Trabalho’ de Freinet estão de acordo com a metodologia que utiliza o jogo como mecânica para aprender. (DEWEY, 1978/ 2003)

Além, é claro, de procurar responder a tradicional pergunta que todo

aluno se faz antes de estudar um tema: "Para que serve isso que estou estu-

dando?"

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/movimentos-do-conjunto-terralua/atividade-observacional?authuser=0

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/espectro-das-estrelas/atividade-observacional?authuser=0


54

A atividade teve uma duração total de 2 a 3 horas, na qual se pode

contar com a compreensão e o apoio dos demais colegas professores, que

cederam, gentilmente, suas aulas para que as turmas participantes do grupo

experimental, cada qual em um dia especifico, pudessem participar.

Uma vez encerrado o tempo, procurou-se sempre deixar tarefas ex-

traclasse, na expectativa de motivar o aprendizado.

É importante salientar que nessa atividade foi ensinado aos alunos,

na prática, a melhor configuração para o equipamento que foi utilizado no dia

do trabalho de campo de maio/2017, apesar deles, nesse dia, terem traba-

lhado, praticamente, apenas com seus smartphones e câmeras digitais.

É importante realçar também que, tanto nessa atividade quanto no

trabalho de campo de maio/2017, os alunos não puderam contar com o produto

educacional e nem com o auxílio de lentes telescópicas, lunetas, binóculos ou

telescópio. Esses, por sua vez, só foram trabalhados em sala, numa aula es-

pecífica, no segundo momento, e testados na atividade observacional de no-

vembro.

5.2.5 Questionamentos (Debates)

O objetivo dos questionamentos foi abrir um espaço na aula, de 10

a 20 minutos, para que os alunos pudessem tirar dúvidas sobre o material apre-

sentado e questionar o conteúdo aplicado. Por sua vez, se pôde obter um feed-

back sobre o que foi trabalhado e conhecer as principais dificuldades enfrenta-

das pelo alunado. (Ver exemplo de questionamentos aplicados aos temas: Mo-

vimentos do conjunto Terra/Lua e Espectro das Estrelas no sítio eletrônico:

Projeto de Mestrado mencionado no Capítulo Introdução.)

Quanto às questões pré-elaboradas, elas serviram para instigar a

imaginação e a curiosidade dos alunos, levando ao surgimento de novos ques-

tionamentos.

Procurou-se não levar a debate qualquer assunto referente a astro-

fotografia, pois, como o verdadeiro objetivo era trabalhar outros temas utili-

zando esta, como ferramenta pedagógica, fez-se questão que a mesma per-

manecesse sempre em segundo plano. Assim se pode constatar que a sua

utilização realmente favorece o aprendizado de outros conteúdos.

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/movimentos-do-conjunto-terralua/questionamentos?authuser=0

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/movimentos-do-conjunto-terralua/questionamentos?authuser=0

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/espectro-das-estrelas/questionamentos?authuser=0


55

5.2.6 Teste Avaliativo

O objetivo do teste avaliativo foi avaliar o conhecimento adquirido

pelos alunos sobre o conteúdo trabalhado. Consistiu basicamente na reaplica-

ção do teste diagnóstico ao fim de todo o trabalho realizado, devendo ser res-

pondido também em 15 minutos. (Ver exemplo de testes avaliativos aplicados

aos temas: Movimentos do conjunto Terra/Lua e Espectro das Estrelas no sítio


5.3 Trabalho de campo

Os procedimentos básicos utilizados nos dois momentos (maio e no-

vembro de 2017) para a realização desta atividade podem ser resumidos nos

seguintes passos:

Primeiro – Discussão em sala, com os alunos, a respeito do objeto

astronômico a ser observado, fotografado, filmado e estudado, que mais se

alinha com o conteúdo trabalhado.

Segundo – Escolheu-se, após consultar as condições climáticas e

o software Stellarium, o melhor momento (a noite mais propicia) para a realiza-

ção da atividade. Tendo em vista a maior probabilidade possível em se obter

os melhores resultados com o equipamento que se dispunha no momento.

Terceiro – Procurou-se o melhor local para a realização da ativi-

dade, que fosse de fácil acesso a todos e que possuísse as melhores condi-

ções de observação do céu noturno. Ou seja, um local longe da poluição lumi-

nosa, edificações, árvores, fios de alta tensão, postes de luz, fumaça, nuvens

e demais obstáculos que pudessem vir a atrapalhar o resultado final almejado.

Quarto – Fez-se a melhor configuração e adaptação possível nos

equipamentos que se dispunha, em cada um dos dois momentos em que foi

realizado a atividade: No primeiro momento (mês de maio) foi utilizado ape-

nas os smartphones e câmeras fotográficas digitais que os alunos dispunham,

sem nenhum acessório. No segundo momento (mês de novembro) passou-

se a utilizar também o produto educacional, além de lentes telescópicas, luneta,

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/movimentos-do-conjunto-terralua/teste-avaliativo?authuser=0

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/metodologia/espectro-das-estrelas/teste-avaliativo?authuser=0


56

binóculo e telescópio, o qual proporcionaram um resultado bem melhor do que

o apurado anteriormente.

5.4 Acabamento e Finalização

No primeiro momento (maio/2017), para finalizar a atividade e al-

cançar um produto final com um acabamento mais satisfatório, utilizou-se ape-

nas a técnica de edição de imagens, com os softwares elencados no final do

Manual do Produto Educacional – apêndice especial C ou texto em anexo.

No segundo momento (novembro/2017), além de se ter aprimo-

rado a técnica de edição, acrescentou-se a esta uma segunda opção, a Téc-

nica de Integração e Empilhamento de Imagens, a qual foi estudada espe-

cialmente para essa finalidade. (Os softwares utilizados para esse fim estão

elencados no final do Manual do Produto Educacional – apêndice especial C

ou texto em anexo.)

Uma vez concluída a etapa de acabamento, decidiu-se finalizar o

primeiro momento fazendo-se uma exposição das melhores imagens na es-

cola, além de compartilhar entre os alunos do grupo experimental, em um grupo

de WhatsApp criado especialmente para essa finalidade, todas as fotografias

tiradas e vídeos gravados.

Entretanto, ao final do segundo momento, com a qualidade melho-

rada das imagens, foi realizado um concurso premiando os melhores trabalhos.

Vide no Apêndice A algumas amostras dos resultados finais, antes

e depois da utilização das técnicas supracitadas acima, inclusive a foto vence-

dora do nosso concurso.

5.5 Entrevista – Pesquisa de Opinião

Em novembro de 2017 foi selecionada uma aula, em cada turma

participante do grupo experimental, para trabalhar a segunda fonte de evidên-

cia, a entrevista.

Realizou-se então um debate construtivo, que acabou se tornando

uma discussão produtiva, em torno da atividade. Tempo estimado: 30 minutos.

57

Quando se percebeu a empolgação e o envolvimento da sala, partiu-

se para uma mesa redonda, onde todos puderam se manifestar, de maneira

ordenada, e assim, conseguiu-se ouvir e coletar a opinião de cada um quanto

ao projeto como um todo.

Foi uma atividade muito produtiva pois, se pode colher diversas im-

pressões levantadas pelos alunos, tais como: elogios, críticas e até sugestões,

que, com certeza, podem auxiliar em tomadas de decisões para futuras ativi-

dades.

No final, para se ter algum registro desse momento, distribuiu-se

uma pesquisa de opinião com sete perguntas básicas para serem respondidas

nos 15 minutos restantes. (Ver exemplo de pesquisa de opinião aplicado ao

tema Astrofotografia no sítio eletrônico: Projeto de Mestrado mencionado no

Capítulo Introdução.)

https://sites.google.com/astro.ufrj.br/professor-alexandre-magno/p%C3%A1gina-inicial/pesquisa-de-opini%C3%A3o?authuser=0


58

Capítulo 6 RESULTADOS

Após discutir em sala, com os alunos, o objeto astronômico a ser

observado, que mais se encaixasse com o conteúdo estudado, escolheu-se

uma noite promissora para se realizar o trabalho de campo, onde teria lugar a

coleta de imagens para futura análise.

Em seguida, escolheu-se, dentre os possíveis sistemas apresenta-

dos no Manual do Produto Educacional – apêndice especial C ou texto em

anexo, aquele que mais se adequava a situação, e, com o auxílio de uma ba-

teria portátil, extensão, lanterna, lanche, bebida quente, cobertor (para noite

fria) e um Notebook, seguiu-se, então, para o local da atividade (estaciona-

mento do aeródromo, localizado fora da cidade 5 km).

Uma vez montado o sistema (utilizando o produto educacional), lo-

calizou-se o objeto alvo no céu (por meio do aplicativo de localização, “Google

Sky Map”), tendo focado-o acionou-se o produto. Então, foi só esperar a con-

clusão da coleta de imagens.

"Google Sky Map é um recurso do Google e do Go-ogle Earth para visualizar o espaço. Foi criado em 27 de agosto de 2007. O Aplicativo permite visuali-zar imagens de satélites da NASA, o Sloan Digital Sky Survey e do Telescópio Hubble." (TECHTUDO, 2007)

Repetiu-se o procedimento mais três vezes em busca do melhor re-

sultado possível.

Como se teve uma certa dificuldade em reunir o pessoal, e foi o se-

gundo trabalho de campo (novembro/2017), admitiu-se a possibilidade de não

haver a necessidade de repetir a atividade. Até porque se queria comparar os

resultados com o primeiro trabalho, que teve lugar em maio/2017. Além do que,

acredita-se que tudo foi feito da melhor maneira possível, seguindo correta-

mente os passos conforme descrito na seção 5.3.

59

Nas figuras 6.1 e 6.2 se têm exemplos do resultado alcançado no

trabalho de campo de novembro de 2017.

Durante a atividade, pode-se aproveitar a ocasião para explanar a

respeito do objeto alvo, fazendo as devidas correlações com o conteúdo abor-

dado anteriormente. Aproveitou-se também o momento, onde todos estavam

extasiados com o belo céu limpo e todo estrelado, para discutir sobre outros

astros que iam se mostrando, instigando assim, a curiosidade da turma e res-

pondendo perguntas que foram surgindo.

Figura 6.1 – O Cinturão de Órion foi filmado por 30 minutos na atividade final (trabalho de campo)

em novembro/2017, por um smartphone acoplado a um telescópio montado em cima de um tripé e com

o produto educacional. Em seguida, foi submetido a Técnica de Integração e Empilhamento de Imagens,

e por fim, retocado por um software de edição de imagens.

60

Na parte inferior da fotografia da esquerda pode-se perceber nitida-

mente a supergigante vermelha Betelgeuse, uma das maiores estrelas conhe-

cidas, sendo de grande interesse para a astronomia. Agora, na parte superior

da mesma fotografia tempos a supergigante azul Rigel, a estrela mais brilhante

da constelação de Orion, e a sétima mais brilhante do céu, com magnitude

aparente 0,12. Apesar de ter a designação de Bayer "beta", ela quase sempre

é mais brilhante que Betelgeuse (Alpha Orionis).

Na fotografia da figura 6.2 (coordenadas: latitude -15,9338 e longi-

tude -50,1404) temos um rastro de estrelas o qual pode ser usada para calcular

a velocidade de rotação da Terra (v = 458,84544 m/s 1650 km/h) tal qual o

valor encontrado no laboratório realizado na turma do 9º ano EF durante o es-

tudo de casos.

Nesse capítulo apresenta-se os resultados do estudo de casos ba-

seado em dois temas por turma: 9º ano Fundamental (temas: Constelações e

Movimentos do conjunto Terra/Lua) e 3º ano Médio (temas: Introdução a As-

trofísica e Espectro das Estrelas).

Figura 6.2 – Aqui temos o céu noturno de 15.11.2017, o qual foi filmado por 37 minutos, fixo no tripé,

sem o uso do produto educacional, em seguida, os framer foram separados e sobrepostos, depois a foto

foi retocada para termos o efeito acima.

61

No geral, o resultado de cada turma foi dentro das expectativas. Os

conceitos foram bem trabalhados e com a ajuda do kit pode-se obter fotografias

de boa qualidade, tais quais os exemplos acima.

6.1 Dificuldades práticas encontradas

Durante a realização do estudo de casos, teve-se que enfrentar uma

série de dificuldades práticas encontradas. Os alunos, em sua maioria adultos,

tinham uma grande defasagem de conteúdo, primeiro pela dificuldade de

aprendizagem e segundo pelo longo tempo que a maioria esteve parado, fora

de sala de aula. Isso dificultou a assimilação dos conceitos, principalmente em

se tratando do primeiro tema trabalhado: Constelações, para o ensino funda-

mental, e Introdução a Astrofísica, para o ensino médio; uma vez que os alunos

tiveram ali o primeiro contato com a metodologia empregada no estudo de ca-

sos.

É importante destacar também que o EJA é semestral, ou seja, cur-

sam a cada semestre, um ano do curso normal.

Outra questão, um tanto quanto crítica, diz respeito ao fato de que a

cidade, por ser turística, histórica e muito religiosa, vive de festa em festa, ou

seja, quase todo mês tem uma festa referente a algum santo, quando não, é

rodeio, ou o FICA (Festival Internacional de Cinema e Vídeo Ambiental). E

como já faz parte da cultura da população local, nessas épocas o índice de

faltas as aulas cresce exponencialmente.

Entretanto, apesar das dificuldades mencionadas, com muita dedi-

cação, persistência e empenho, foi possível realizar um bom trabalho alcan-

çando resultados satisfatórios.

6.2 Análises Finais

Com base nos dados coletados, é possível fazer algumas conside-

rações finais sobre os resultados do estudo de casos.

No 3º Ano EM, trabalhou-se o espectro das estrelas e, consequen-

temente, a classificação das mesmas com base no espectrograma em questão.

Os alunos aprenderam sobre as classes espectrais, sobre como analisar a

composição química das estrelas, sobre como determinar a temperatura e a

62

idade média das mesmas. Em seguida, foi proposto que montassem maquetes

em grupo para fixação do conteúdo. O resultado foi satisfatório, pois instigou-

os a pesquisar e, por consequente, ao aprendizado.

Quanto às notas – Houve uma melhora substancial nas médias dos

alunos, das duas turmas, nas temáticas trabalhadas: “Movimentos do conjunto

Terra/Lua” e "Espectro das Estrelas" (ver figura 6.3). Agora, nos temas, "Cons-

telações" e " Introdução a Astrofísica", os resultados já não foram tão bons

assim (ver figura 6.4). Credito o ocorrido ao fato de ter sido introduzida uma

metodologia nova, bem diferente daquela que eles estavam acostumados, e

também a dificuldade inicial de fazê-los perceber a interdisciplinaridade entre

Astronomia e as demais matérias curriculares, bem como de conseguir con-

vencê-los que este, um instrumento de transmissão de conhecimentos científi-

cos, faz parte, sem dúvida, de qualquer matéria trabalhada no ensino regular e

EJA.

Figura 6.3 – Distribuição das notas de todos os alunos da turma do 9º Ano EF nos testes referente

ao tema: Movimentos do conjunto Terra/Lua, a esquerda, e da turma do 3º Ano EM nos testes refe-

rente ao tema: Espectro das Estrelas, a direita. Vide testes avaliativos no apêndice B.

63

Quanto à participação – Fez parte do grupo experimental quase um

quinto dos 147 alunos inscritos. Efetivamente, participaram 68 alunos nos tes-

tes avaliativos de maio/2017 e 69 nos testes avaliativos de novembro/2017.

Participações nesse tipo de atividade, além do mais à noite e com uma clientela

muito heterogenia, são atípicas. Em geral, as disciplinas de Física e Matemá-

tica, mesmo sendo consideradas importantes em toda grade curricular de qual-

quer escola, por ser muito temidas e desmotivadoras ao alunado EJA, não são

normalmente capazes de mobilizar um número tão expressivo de alunos. Ape-

sar desses números, aqui expostos, não demonstrarem objetivamente as con-

quistas obtidas, é possível perceber que a metodologia aplicada gerou resulta-

dos satisfatórios. E, para grande surpresa, ao termino do estudo, vários alunos

do EJA demonstraram o despertar de um interesse todo especial por ciências,

em particular pela astronomia observacional, com vários desejando participar

da criação de um grupo de Astrofotografia e Observação Noturna do Céu.

Atividade Observacional (mini-planetário) – Teve uma grande impor-

tância na frequência e motivação dos alunos, deixando-os muito interessados

com relação ao estudo dos astros e constelações. Aguçando a curiosidade e

despertando o fascínio, acabando por instigar, dentre alguns, um grande de-

sejo pelas ciências.

Quanto à astrofotografia como Ferramenta Pedagógica – Durante

as atividades observacionais e os trabalhos de campo pode-se perceber al-

guns pontos relevantes:

Figura 6.4 – Distribuição das notas de todos os alunos da turma do 9º Ano EF nos testes referente ao

tema: Constelações, a esquerda, e da turma do 3º Ano EM nos testes referente ao tema: Introdução a

Astrofísica, a direita. Vide testes avaliativos no apêndice B.

64

a. A utilização de astrofotografia, com a inclusão do produto pedagógico,

teve uma boa aceitação, por parte dos alunos, os quais demonstraram

terem gostado de trabalhar com esse novo método didático. Tal apreci-

ação por parte deles ficou evidente nas fotografias tiradas com uma

certa qualidade (ver Apêndice A);

b. Os alunos deixaram claro, diante do fascínio deles ao ver um céu limpo

e estrelado, que nunca, ou quase nunca, tinham parado para observar

a beleza de um céu noturno;

c. Nunca, ou quase nunca, haviam manifestado o interesse em levantar o

smartphone e/ou câmera fotográfica (digital ou analógica) para o alto e

fotografar: um céu estrelado, uma Lua, uma via láctea, o Sol, um astro

qualquer;

d. Nunca, ou quase nunca, imaginaram o quanto seria fascinante registrar

um fenômeno astronômico: como um eclipse da Lua, uma chuva de me-

teoros, uma Lua vermelha, ou ainda a passagem de um cometa;

e. Nunca, ou quase nunca, tinham imaginado o quanto é mais fácil enten-

der os conceitos da Física, Matemática e demais disciplinas, apenas

aplicando-os enquanto apreciam o céu noturno;

f. Nunca, ou quase nunca, tiveram a oportunidade de utilizar softwares de

localização, (diferentes de GPS – tipo: Google Sky Map), e de trata-

mento de imagens; e

g. Nunca, ou quase nunca, haviam se imaginado observando o céu no-

turno pelo olhar de um telescópio, luneta ou até mesmo um binóculo.

Produto Educacional – Teve um papel singular na hora de filmar e foto-

grafar o céu. Os alunos acharam fácil manuseá-lo, bem como muito útil para

longas exposições. E comparando fotos tiradas, com e sem ele, perceberam o

tamanho da diferença que faz no produto final. Além, é claro, de se ter conse-

guido, com sucesso, introduzi-lo no estudo de casos apenas como uma ferra-

menta de apoio, não permitindo que virasse o foco principal, já que o objetivo

de todo o trabalho era demonstrar que ele, como ferramenta pedagógica que

é, auxilia, com resultados satisfatórios, no ensino/aprendizagem de outros con-

teúdos.

65

Reconhecimento – No final do projeto (novembro/2017) foi reali-

zado um concurso de fotografias para brindar a criatividade, dedicação e es-

forço dos alunos em conseguir tirar a melhor astrofoto e realizar o melhor tra-

balho de edição de imagens, quando e se necessário. O vencedor foi o aluno

Pedro Gabriel do 3º Ano EM com a foto da via láctea, a qual passou pela téc-

nica de edição de imagem para fazer uma correção nas cores e luminosidade

já que foi tirada bem na frente de uma casa sede iluminada (ver foto Apêndice

A.2). Como prêmio recebeu um telescópio astronômico refrator 675x + Tripé +

4 Lentes no valor de R$ 269,10.

Quanto a análise das respostas da pesquisa de opinião, foi possível

juntar alguns dados bastante promissores que deixaram evidente a satisfação

do grupo experimental, o qual trouxe um novo ânimo em continuar aplicando

esse projeto, com algumas modificações e aprimoramentos, nas turmas vin-

douras.

A título de exemplos, pode-se citar alguns resultados alcançados com a

pesquisa: Quanto a parte do trabalho que os alunos mais gostaram, a maioria

disse ter sido a parte prática (o trabalho de campo). Quanto a pergunta refe-

rente a parte teórica que eles mais gostaram de responder, teve-se os seguin-

tes resultados: Para o 9º Ano EF foi: "Qual é a importância da Lua para o

nosso planeta?", e para o 3º EM foi: "Descreva a Lua que você observa a

olho nu.". Quanto a pergunta referente a parte prática que eles mais gostaram

de desenvolver, teve-se os seguintes resultados: Para o 9º Ano EF foi: "Qual

é a verdadeira cor do Sol? R.: Branco", e para o 3º EM foi: "Desenhe o Céu

tendo você como ponto central (zênite).".

66

CONSIDERAÇÕES FINAIS

O estudo de casos, aplicado em questão, visou fundamentalmente

a testar se a introdução de conhecimentos astronômicos (Astronomia Descri-

tiva), por meio de atividades observacionais (Astrofotografia, com a utilização

do produto educacional, como ferramenta pedagógica), ministrados em um am-

biente descontraído e fora das formalidades empregadas pela educação clás-

sica, é capaz de transmitir para alunos dos ensinos fundamental e médio uma

melhor compreensão, não só da física e matemática como também de outras

disciplinas através da interdisciplinaridade.

Ao final do estudo, após analisar os resultados alcançados, as aulas

experimentais, por meio da Astrofotografia, utilizando o produto educacional,

aliado a uma nova metodologia de trabalho em ensino/aprendizagem, com au-

las lúdicas e motivadoras, cominou com um resultado geral satisfatório alcan-

çado em meio ao grupo experimental. Justificando assim, a utilização desta

nova didática, juntamente com a utilização desta nova ferramenta pedagógica,

na prática do ensino.

67

REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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70

APÊNDICE A

RESULTADOS FINAIS DE TRABALHO DE CAMPO

Apêndice A.1 – A imagem do lado esquerdo é a Lua fotografada na atividade final (trabalho de campo)

em maio/2017, por um smartphone montado em cima de um tripé, sem o produto educacional e nem

outro recurso a mais. Já a imagem do lado direito é a Lua fotografada na atividade final (trabalho de

campo) em novembro/2017, por um smartphone acoplado a um telescópio montado em cima de um

tripé e com o produto educacional.

Apêndice A.2 – A Via Láctea acima foi fotografada na atividade final (trabalho de campo) em novem-

bro/2017, por uma câmera digital acoplada a um telescópio montado em cima de um tripé e com o

produto educacional. Em seguida passou pela Técnica de Edição de Imagem para fazer uma correção

nas cores (foto vencedora do nosso concurso pelo aluno Pedro Gabriel do 3º Ano EM).

71

Apêndice A.3 – A Lua acima foi filmada por 10 segundos na atividade final (trabalho de campo) em

novembro/2017, por uma câmera digital acoplada a um telescópio montado em cima de um tripé e com

o produto educacional. Em seguida foi submetido a Técnica de Integração e Empilhamento de Imagens

e para finalizar foi editada por um editor de imagens para se proceder uma correção nas cores.

Apêndice A.4 – A Via Láctea acima foi fotografada na atividade final (trabalho de campo) em novem-

bro/2017, por um smartphone acoplado a um telescópio montado em cima de um tripé e com o produto

educacional. Não foi utilizada nenhuma técnica para trabalhar a imagem.

72

APÊNDICE B

TESTES AVALIATIVO

MOVIMENTOS DO CONJUNTO TERRA/LUA

Objetos Astronômicos e Órbitas

01) Quais são os principais movimentos da Terra e da Lua

R.:

Terra: Rotação, Translação ou Revolução, Precessão, Nutação e Rotação da Galáxia.

Lua: Rotação, Translação e Revolução.

02) Quais são os movimentos combinados que a Terra executa responsá-

veis pelas estações do ano

R.: Translação e obliquidade.

03) Através da astrofoto do rastro das estrelas, capturado durante 10 mi-nutos, e utilizando os dados e cálculos aprendidos com o laboratório na atividade observacional, calcular a velocidade aproximada de rota-

ção da Terra

R.:

04) Qual é a diferença entre: dia sideral e dia solar

R.: Dia Sideral: é o tempo que decorre entre duas passagens sucessivas do ponto vernal

no meridiano do lugar (tem como referência estrelas distantes). Decorre do movimento da terra sobre o seu eixo – rotação – dura 23h56m.

Dia Solar: é medido entre duas passagens sucessivas do Sol nesse mesmo meridiano (período entre dois meios-dias verdadeiros) e dura 24h00.

05) Qual é o movimento responsável pela hipótese das glaciações e qual

o tempo estimado de sua duração

R.: Variação da Excentricidade da Órbita – duração: 92 mil anos.

73

TESTES AVALIATIVO

ESPECTRO DAS ESTRELAS

Espectrografia das Estrelas e sua Importância

01) O que é espectroscopia, espectrografia e espectro de luz

R.: Espectroscopia: é a designação para toda técnica de levantamento de dados físico-quí-micos através da transmissão, absorção ou reflexão da energia radiante incidente em uma amostra. Espectrografia: processo de análise de substâncias por meio do registro fotográfico dos espectros luminosos de seus elementos. Espectro de luz: é a porção do espectro eletromagnético cuja radiação é composta por fótons capazes de sensibilizar o olho humano de uma pessoa normal.

02) Qual é o espectro da luz branca

R.: é um feixe de luz branca (policromática) que é constituído por radiações de várias

cores: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Ou uma faixa luminosa contínua, contendo todas as cores do arco-íris interrompidas por raias escuras.

03) Para que serve o espectro de luz

R.: O espectro eletromagnético é o intervalo completo da radiação eletromagnética que

contém as ondas de rádio, as micro-ondas, o infravermelho, os raios X, a radiação gama, os raios violeta e a luz visível ao olho humano.

04) Qual é o espectro de luz de uma luz monocromática azul

R.: Azul. 05) Que informações importantes podemos obter analisando uma faixa

espectral de luz de uma estrela e quais são suas implicações físicas

R.: Determinar a composição química de uma estrela. Isso é feito, comparando o espec-

tro da estrela ao espectro de elementos químicos (espectros obtidos em laboratório). Tam-bém ajuda a determinar a temperatura e o tamanho das estrelas. Em síntese, é através do espectro de luz de uma estrela que se pode saber a composição química da estrela, sua temperatura e tamanho e assim classifica-las por temperatura e tamanho, descobri sua idade e quando vão colapsar. Se com sua morte se tornará uma anã branca, uma estrela de nêutron ou um buraco negro. E que tipo de elementos químicos serão lançadas ao espaço ao morrer.

74

TESTES AVALIATIVO

CONSTELAÇÕES

Astronomia Descritiva

01) O que é CONSTELAÇÃO e quantas existem, de acordo com IAU,

atualmente

R.: é uma área da esfera celeste conforme definida em convenção pela União Astronô-

mica Internacional (IAU, 1922), delimitada uma das outras por arcos de ascensão reta e declinações. Essas áreas são agrupadas em torno de asterismos, padrões formados por estrelas importantes, aparentemente próximas umas das outras no céu noturno terrestre. E são num total de 88.

02) O que são CONSTELAÇÕES ZODIACAIS, onde se localizam e quantas

são

R.: Constelações Zodiacais ou do Zodíaco. O zodíaco é uma faixa do céu limitada por

dois paralelos de latitude celeste: um situado a 8º ao norte e o outro a 8º ao sul da Eclíp-tica, por onde sempre se deslocam Sol, a Lua e os planetas, exceto Plutão que nem sem-pre está nesta faixa. Em outras palavras são as constelações que são vistas na linha do equador. São num total de 13.

03) O que são constelações BOREAIS e AUSTRAIS e quantas temos em

cada tipo

R.: Constelações Boreais: as constelações vistas do hemisfério norte celeste. 36. Constelações Austrais: as constelações vistas do hemisfério sul celeste. 52.

04) Como são conhecidas as estrelas que formam a constelação do Cru-

zeiro do Sul e em que hemisfério da Terra se localizam

R.: Alpha Crucis ou Acrux (Estrela de Magalhães), Beta Crucis (Mimosa), Gamma Crucis

(Rubídea), Delta Crucis (Pálida) e Epsilon Crucis (Intrometida). Hemisfério Sul.

05) Dê dois exemplos de constelações: Boreais, Austrais e Zodiacais

R.: Boreais: Ursa maior e Ursa menor. Austrais: Cruzeiro do Sul e Orion. Zodiacais: Libra e Câncer.

75

TESTES AVALIATIVO

INTRODUÇÃO A ASTROFÍSICA

Astronomia Descritiva

01) Qual é a dimensão que mais se aproxima do diâmetro da Via Láctea

( ) – 1 mil anos-luz. ( ) – 10 mil anos-luz. (X) – 100 mil anos-luz.

02) É uma galáxia que não pertence ao grupo local...

( ) – Dragão. (X) – Girassol. ( ) – Andrômeda.

03) Qual é o elemento químico mais abundante no Universo

( ) – Nitrogênio. ( ) – Carbono. (X) – Hidrogênio.

04) Sobre as galáxias é incorreto afirmar...

(X) – São também chamadas aglomerados globulares. ( ) – Podem se apresentar de várias formas. ( ) – São gigantescos aglomerados de estrelas.

05) Nome do gráfico que relaciona a temperatura superficial com o brilho

absoluto das estrelas

( ) – Lei de Kepler. ( ) – Gráfico de Bode. (X) – Diagrama H-R.

76

APÊNDICE ESPECIAL C

MANUAL

DO

PRODUTO EDUCACIONAL



77

PRODUTO EDUCACIONAL

Neste manual detalha-se o produto educacional nos seguintes ter-

mos: informações iniciais, aquisição de seus componentes e serviços; monta-

gem, preparação, configuração e uso do produto; montagem dos sistemas ob-

servacionais; uso dos sistemas montado e finaliza-se trabalhando os resultados

obtidos para alcançar um produto final de qualidade.

Aquisição dos componentes e serviços

Em primeiro lugar foram adquiridos os itens que compõem o produto

educacional e mais um serviço de confecção de uma estrutura de madeira, cuja

a função é acondicionar todas as partes do mesmo especificados no quadro

abaixo:

Quadro 01 – Produtos e Serviços.

COMPONENTES/CUSTO

Motor de Passo Nema 23 Cnc - Torque 13.5kgf R$ 119,00

Suporte do Motor de Passo Nema 23 90° R$ 19,99

Kit Arduino Genuino Uno R3 Starter c/ 150 Itens + Protoboard R$ 80,00

Módulo Driver Tb6560 3A Cnc 1 Eixo Motor R$ 40,00

Fonte chaveada (24V 145W 6A) - Motor de Passo - Bivolt Pwm R$ 79,90

Telescópio Astronômico Refrator tipo Luneta 675x R$ 50,00

Adaptador Ajustável Câmera Fotográfica 43x65 para Telescó-

pio

R$ 94,95

Adaptador Fotográfico de Celular para Telescópio ou Binóculos R$ 96,90

Tripé Câmera Universal Fotográfica Profissional 1,2mt R$ 40,00

Mão de Obra (Marceneiro) R$ 110,00

TOTAL R$ 730,74

Eles foram todos comprados diretamente do site do mercado livre

devido ao custo de aquisição ser bem mais em conta. (https://www.mercadoli-

vre.com.br/). Porém, foi necessário antes abrir uma conta no site, pois, só assim

é possível ter acesso as compras.

78

Montagem do Produto e dos Sistemas Observacionais

Partindo do zero, sua montagem consiste dos seguintes passos:

1. Montagem do circuito Arduino;

2. Instalação e configuração do software que controla o circuito Ar-

duino;

3. Montagem do Produto Educacional que consiste em: Motor de

Passo17, Circuito Arduino18, Módulo Driver19, Fonte Alimentadora

e Cabos. Tudo acondicionado em uma estrutura de madeira mó-

vel e prática; e

4. Montagem de um, dentre os sistemas possíveis, que se julgue

mais propicio, de acordo com: o local escolhido, situação atmos-

férica e climática do momento e objeto astronômico alvo.

Dentre os sistemas possíveis temos:

1. Produto Educacional + Suporte para smartphone ou câmera foto-

gráfica, analógica ou digital; e

2. Produto Educacional + Suporte para smartphone ou câmera foto-

gráfica, analógica ou digital, com adaptador para lentes telescópi-

cas, luneta, binóculo ou telescópio.

Nota: A utilização do tripé, apesar de ser opcional, tem a vantagem

de deixar o equipamento em uma base firme para evitar que trema durante o

processo de tiragem da foto ou vídeo, além de favorecer uma maior mobilidade

de todo o sistema na hora de focar o objeto astronômico alvo.

17 É um motor elétrico que desloca um ângulo de 1,8° a cada pulso recebido do drive de controle. O

número de passos que ele gera, é exatamente igual ao número de pulsos recebidos e sua velocidade é igual

a frequência de entrada de pulsos. A grande vantagem é que sendo um dispositivo simples (sem escovas,

sem comutadores e sem Encoder [Dispositivo eletromecânico que conta ou reproduz pulsos elétricos a

partir do movimento rotacional de seu eixo.]) são baratos e muito eficientes em várias aplicações como

máquinas rotuladeiras, dosadores, bomba peristáltica, equipamentos médicos, máquinas de venda (“ven-

ding machine”), impressoras 3D, entre outros. 18 Arduíno é uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre e de placa única, projetada

com um microcontrolador Atmel AVR com suporte de entrada/saída embutido, uma linguagem de pro-

gramação padrão, a qual tem origem em Wiring, e é essencialmente C/C++. 19 Arquivo que contém as funções a serem integradas a um sistema operacional para controlar um deter-

minado periférico.

79

Montagem, Preparação e Configuração do Produto Educacional

1. Começa-se acomodando todas as peças, componentes do pro-

duto educacional, na estrutura de madeira confeccionada especifi-

camente para esse fim:

2. Instalação da placa Arduino Genuino Uno R3 Starter:

Apêndice C.2 – Instalação da placa Arduino: Escolha três fios que acompanha o kit (Sugere-se que se

use três cores diferentes para evitar confusões.) e ligue-os na placa Arduino nas posições indicadas na

figura acima. ATENÇÃO nas cores dos mesmos para não haver troca na hora de liga-los no driver.

Assista ao vídeo indicado no YOUTUBE para maiores detalhes (ref. [01]).

Apêndice C.1 – Estrutura de madeira em prateleiras. Na prateleira superior acomoda-se um motor de

passo Nema 23 Cnc, na do meio acomoda-se a placa de Arduino Genuino Uno R3 Starter e o driver

Tb6560 e na de baixo acomoda-se o Gerador de Tensão. Todos os componentes foram afixados à es-

trutura por meio de velcros adesivos colados entre as partes, com todo o cuidado para não prejudicar as

ligações internas das placas.

80

3. Instalação e configuração do Driver Tb6560 3A Cnc 1 Eixo Motor:

Apêndice C.3 – Instalação da placa Arduino: Conclua conectando o cabo

USB (o mesmo que se usa para conectar impressora ao computador) na placa

e na porta USB do computador (seja ele Notbook, Netbook ou PC), con-

forme figuras acima. Assista ao vídeo indicado no YOUTUBE para maiores

detalhes (ref. [01]).

Apêndice C.4 – Instalação e Configuração do Driver Tb6560. Esse, por sua vez, intermedia a placa

Arduino e o Motor de Passo, ligando um ao outro. ATENÇÃO para configurar corretamente as chaves

da placa para se tirar o melhor proveito da mesma (Se desejar consulte a tabela impressa na placa.),

conforme a foto acima. Acompanhe os fios, pelas cores, para se fazer as ligações corretas, tanto vindo

do Motor de Passo quanto vindo do Arduino e da Fonte de tensão. Assista ao vídeo indicado no YOU-

TUBE para maiores detalhes (ref. [01]).

81

4. Instalação do Motor de Passo Nema 23 Cnc - Torque 13.5kgf:

5. Instalação da Fonte de tensão chaveada (24V 145W 6A) – Bivolt:

Apêndice C.5 – Instalação do Motor de Passo Nema 23. Ele é instalado no driver Tb6560. Acompanhe

os fios, pelas cores: azul, preto, verde e vermelho, que saem do motor e onde são conectados no driver

nas imagens acima. ATENÇÃO os fios branco e amarelo devem ficar isolados, já que para esse tipo

de montagem, eles não são necessários. Assista ao vídeo indicado no YOUTUBE para maiores deta-

lhes (ref. [01]).

Apêndice C.6 – Instalação da Fonte de Tensão. Utilize o cabo de força de uma outra fonte qualquer

conectando suas pontas na posição indicada acima. Em seguida escolha dois fios de cores diferentes

do kit do Arduino (tipo: amarelo e azul, por exemplo) e conecte-os conforme indicado na imagem

acima. Depois verifique onde esses fios (amarelo e azul) são conectados no driver Tb6560. ATEN-

ÇÃO: Observe que o cabo de força é trifásico, sendo assim utilize um T adequado caso o ambiente

não comporte esse tipo de tomada.

82

6. Instalação e Configuração do software do Kit Arduino:

Apêndice C.7 – Ao adquirir o Kit Arduino virá os programas de instalação: Software e drive, manuais

e tutoriais, e rotinas de exemplos.

Apêndice C.8 – Na pasta de instalação vem o tutorial de instalação do software e do

drive.

Apêndice C.9 – Comece instalando o drive CH341SER, que se encontra no caminho mostrado na

figura acima, bastando para isso apenas clicar no ícone mostrado acima e aguarde a instalação se con-

cluir.

Apêndice C.10 – Em seguida procure no computador, utilizando a opção de pesquisa oferecida pelo

S.O., o aplicativo: Gerenciador de Dispositivos.

83

Apêndice C.11 – Entre no Gerenciador de Dispositivos para verificar se o drive CH341SER foi devi-

damente instalado no item: Portas (COM e LPT).

Apêndice C.12 – No item: Portas (COM e LPT) verifique em que porta foi instalado o driver CH340.

Nesse exemplo foi na COM3.

84

Apêndice C.13 – Uma vez confirmado a instalação correta do driver CH340, passe para a instalação

do software: Arduino-1.8.2-Windows, ou similar, localizado no caminho acima, apenas clicando em

cima do ícone, mostrado na figura acima. E seguida responda às perguntas feitas pelo instalador até

concluir a instalação.

Apêndice C.14 – Ao finalizar a instalação aparecerá no desktop

(área de trabalho) um ícone semelhante ao da figura acima.

Apêndice C.15 – Ao clicar no ícone para abrir o programa aparecerá a tela acima.

85

Apêndice C.16 – Tela de abertura do programa.

Apêndice C.17 – Antes de começar a usar o programa checar no menu Ferramentas se a marca da

Placa Arduino corresponde a marca da placa adquirida. No caso Placa: “Arduino/Genuino Uno”. Em

seguida checar se a porta está setada para aquela que se verificou no Gerenciador de Dispositivos. No

caso Porta: “CON3”. Essas duas configurações são reconhecidas automaticamente quando se entra no

aplicativo, mas, caso qualquer uma dessas duas configurações não estejam de acordo, entre no respec-

tivo menu e faça a escolha conforme a especificação certa de sua configuração.

86

Uso do Produto Educacional Como usar o aplicativo Arduino 1.8.2 ou similar Executando o Blink

A rotina Blink, do aplicativo Arduino 1.8.2, ou similar, já vem pré-de-

finida no próprio aplicativo e se encontra no menu: Exemplos/Basics/Blink.

Sua função é limpar a memória da placa do Arduino.

Esta rotina é muito útil pois impede que a execução de qualquer ou-

tra rotina enviada a placa venha dar erro devido a falta de memória ou conflito

de comandos.

Nota: Antes de prosseguir ligue a fonte na tomada (ela é bivolt

110/220) e certifique-se que o cabo USB esteja ligado no computador.

Apêndice C.18 – Acesse a rotina Blink seguindo os passos acima.

.

87

Procedimentos para execução de rotinas no aplicativo Arduino ou similar

1. Executando o comando de verificar na rotina do motor de passo:

Apêndice C.19 – A função da rotina Blink é limpar a memória da placa do Arduino. Logo, é aconse-

lhável executá-la sempre antes de se enviar uma nova rotina.

.

Apêndice C.20 – O primeiro passo, após se digitar ou entrar numa rotina, é executar o comando ve-

rificar, conforme o exemplo acima. Observe a posição do botão que se deve clicar, localizado no

canto superior esquerdo, em amarelo, dentro de um circulo vermelho.

.

88

A função desse comando é verificar se existe alguma falha na rotina.

Se for encontrada alguma aparecerá logo abaixo, no rodapé do aplicativo, a

descrição do erro encontrado (em inglês).

Após solucionar o problema reexecute novamente este comando.

Se, ao concluir, não aparecer nenhuma outra mensagem de erro é que o pro-

grama está pronto para ser carregado na placa para imediata execução.

2. Executando o comando de carregar na rotina do motor de passo:

O comando de carregar está num botão, no canto superior esquerdo

do aplicativo, à direita do botão verificar.

Observe o funcionamento do motor de passo após carregar a rotina,

caso não apareça nenhuma mensagem de erro no rodapé.

Apêndice C.21 – Nesta imagem temos o processo de verificação concluído com a mensagem em

inglês confirmando que o processo foi concluído com êxito.

.

Apêndice C.22 – Se após a execução da verificação, não acusar nenhum erro no rodapé do programa,

clique no botão, no canto superior esquerdo, em cor amarela, dentro de um círculo vermelho, para

executar o comando carregar, e assim enviar a rotina para a memória da placa do Arduino.

Apêndice C.23 –Se não aparecer nenhuma mensagem de erro no rodapé do aplicativo, vide figura

acima, ao concluir o envio, a execução virá de imediato. Do contrário, corrija o erro detectado, torne

a verificar a rotina e, em seguida, torne a carregá-la.

89

Nota: Quando se desejar encerrar a execução de qualquer rotina

enviado à placa do Arduino, deve-se carregar novamente a rotina Blink. Ao fi-

nalizar o carregamento a execução cessará de imediato.

Dados técnicos que levaram a escrever a rotina do motor de passo Dados Técnicos da Terra

Velocidade de Rotação – 1.675Km/h 465m/s.

Velocidade de Rotação em Pulso – (13,2969274691358 pulsos)

Sentido da Rotação – anti-horário (da direita para a esquerda).

Tempo de Duração – 23 horas, 56 minutos, 04 segundos e 9 cen-

tésimos (23h 56m 4,09s 86164,09s)

Calibragem da rotina do motor de passo que controla a Placa do Arduino

W = 360º/86164,09 = 0,0019338º/s

Deslocamento do Motor de Passo = 1,8º (6.480s) a cada pulso

recebido do driver.

Calculo: 1,8º/16 = 0,1125º ou 1,8º/32 = 0,05625º.

Nota: O ideal seria trabalhar com 1,8°/64 = 0,028125º

Step = 86.164,09 segundos

Delay = 86,16409s / 3200 passos = 0,026926s 26.926s / 2 =

13,463s. Ou então, (1,8 x 86164,09) / (32 x 360) = 13,46314 x 2 =

26,92628 = 26.926s. Logo temos: Delay(26926).

Montagem dos Sistemas Observacionais com a utilização do Produto

Apêndice C.24 – Suporte para câmeras (analógicas e digitais) e

smartphones (a esquerda) e suporte para telescópios e lunetas (a

direita).

90

Apêndice C.26 – Produto Educacional montado sobre um tripé + câmera digital.

Apêndice C.27 – Produto Educacional montado sobre um tripé + smartphone.

Apêndice C.25 – Produto Educacional montado sobre um tripé.

91

Nota: Ainda se tem a opção de se usar adaptadores por sobre o

telescópio, luneta ou binóculo para posicionar câmeras (analógicas ou digitais)

ou smartphones e assim conseguir um maior alcance e detalhamento nas foto-

grafias ou vídeos.

Acabamento fino nas imagens

Uma vez conseguido as imagens, utilizando o sistema observacional

mais conveniente, juntamente com o produto educacional, passa-se para o aca-

bamento fino em busca do melhor resultado final possível.

Para tal, utiliza-se qualquer uma das técnicas mencionadas abaixo

ou a combinação entre elas:

Técnicas de melhoramento da imagem

Quanto as técnicas, sugere-se: A de edição de imagens, para fazer

pequenas correções em: cores, luz, texturas, borrões, dentre outros, e “inte-

gração e empilhamento de imagens”20.

Agora, quanto aos softwares disponíveis no mercado para se pro-

mover trabalhos artísticos de qualidade em fotografias, cita-se, dentre outros,

os aplicativos pesquisados e elencados abaixo:

20 Integração e Empilhamento de Fotografia: Na astrofotografia de baixo custo existe uma técnica que

permite simular longas exposições sem a necessidade de modificar internamente o circuito da câmera. É

a chamada vídeo integração. (Astrofotografia Digital (USP) - http://www.cdcc.usp.br/cda/aprendendo-

superior/sistemas-digitais/index.html#7.4-comofa)

Apêndice C.28 – Produto Educacional montado sobre um tripé + telescópio.

92

Quadro 02 – Relação de Softwares.

SOFTWARES PARA TRABALHAR ASTROFOTOGRAFIA

Stellarium

Planetário Open Source (“Código aberto”), muito po-

deroso e completo, compatível com Linux, Mac, OS e

Windows.

Google Sky Map Nos fornece a posição dos astros no dia.

Virtual Moon Atlas Atlas virtual da Lua com mapas detalhados de todas

as características da superfície.

Astrovideo O melhor software de tratamento de imagens do mer-

cado, apesar de não ser gratuito.

RegiStax Provavelmente o melhor programa de alinhamento de

frames para astrofotografia.

Autostakkert Software para processamento/empilhamento de ví-

deos.

Photoscape Editor gráfico, para ajustes nas fotografias, simples e

gratuito.

DeepSkyStacker Editor para empilhamento de imagens, principalmente

de céu profundo.

Photo Filtre Stu-

dio Editor gráfico, para ajustes diversos.

Starstax Software para empilhamento de imagens (para gerar

startrails [rastros de estrelas]).

Startrails

Possui a mesma função do Starstax, além de gera ví-

deo dos rastros e proporcionar a possibilidade de se

fazer também espaço de tempo (“time lapse”).

Nota: os softwares: Stellarium, Google Sky Map e Virtual Moon Atlas, citados

acima, são aplicativos de localização que trazem informações úteis, e muitas

vezes necessárias, no auxílio à busca e captura do astro desejado no céu no

instante em que se quer realizar o trabalho de observação.

Cuidados ao fotografar

Tome sempre nota de todas as experiências fotográficas;

93

Método vs. Experiências – Não existe mágica, o segredo do su-

cesso é 10% de inspiração e 90% de transpiração (palavras de

Einstein).

Poluição luminosa – Lute contra o desperdício de energia e do di-

nheiro público; exija o seu direito de ver as estrelas! Para fotografar

fuja das luzes da cidade!

Umidade – O excesso de umidade dá ao céu um tom claro, suave

e sem contraste.

Diafragma vs. Vinhetagem21 – Não abra todo o diafragma da câ-

mera. Feche dois pontos sempre! As fotos serão muito melhores!

Cuidados ao revelar (no caso de câmeras analógicas)

JAMAIS deixe que cortem o negativo;

Faça cópia contato para análise crítica dos resultados;

Só use laboratórios profissionais ou 1hora de qualidade; e

Demonstre interesse pelo seu trabalho para o laboratório.

Astrofotografia

Dentre as técnicas já apresentadas na Dissertação de Mestrado, pá-

gina 38, foi utilizada, para esse trabalho, a Técnica da Câmera Fixa ou Estaci-

onária, onde foi utilizado o tripé, uma câmera (digital ou analógica) ou ainda um

smartphone e um cabo disparador (no caso da câmera não possuir time).

No caso da utilização de câmera analógica, utilizou-se um filme de

400 ISO, em outros casos digitais configurou-se o ISO para 400 e acrescentou-

se o produto educacional.

Após todos esses preparativos, procurou-se um local longe da polu-

ição luminosa, montou-se o equipamento (ver figuras: 27 a 29), focalizou-se no

infinito, fechou-se os dois pontos o diafragma e fotografou-se.

Relembrando: Apesar da técnica se chamar “fixa ou estacionária”,

dependendo do que desejasse fotografar, como já foi visto anteriormente, exis-

tem astros que dispensam a utilização do produto pois o tempo de exposição

21 Em fotografia representa um efeito de distorção nos cantos de uma imagem, ou seja, é um fenômeno

óptico que se dá no escurecimento das bordas das imagens quer seja fotográfica ou da visão estreita.

94

pode levar milésimos de segundo (Sol e Lua, por exemplo). Agora, no caso de

galáxias, nebulosas e outros mais que se encontrem mais distantes e com

pouca luminosidade no céu, precisa-se talvez de horas de exposição. Nesses

casos usa-se o produto educacional, tirando a câmera ou smartphone de seu

completo estado fixo ou estacionário, e propiciando assim, a melhor qualidade

possível na fotografia.

Fotografia noturna: como fazer fotos do céu estrelado

Nesta seção vamos procurar listar de maneira objetiva o que preci-

samos para tirar excelentes astrofotos:

Uma câmera com modos manuais, como uma DSLR.

Muita escuridão! Saia da cidade e vá para o campo. Quanto mais

escuridão melhor! Tenha isso em mente.

Se o interesse não for fotografar a Lua e sim o céu, procure foto-

grafar na fase de Lua Nova.

Apêndice C.31 – Celular LG K10, com tripê

(fixo), lente telescópica, com timer e sem o

produto.

Apêndice C.29 – Câmera Canon T7i, com

tripê (fixo) e cabo disparador - controle

remoto (sem o produto).

Apêndice C.30 – Câmera Sansung ST150F,

com tripê (fixo), porém associado ao

produto, dando assim mobilidade ao

sistema.

95

As estrelas estão bem longe, então é necessário usar uma exposi-

ção longa para conseguir captar a luz que elas emitem. Às vezes

usamos 30 segundos ou mais. É essencial, então, usar um tripé

que consiga manter sua câmera firme e forte durante esse tempo

todo! Um bom tripé é o equipamento mais importante para este tipo

de foto. Quando necessário utilizar, entre o tripé e a câmera (ou

smartphone), o produto para compensar a rotação da Terra e auxi-

liar no regime estacionário durante a exposição.

É indicado, no caso da câmera, que se use as lentes grande-angu-

lares. Com elas se consegue captar bastante da imensidão do céu

e também a paisagem periférica, deixando a foto mais interessante.

É bom usar um disparador remoto. Ele permite fazer a foto sem

tocar na câmera ou smartphone (evitando tremores). Também se

pode lançar mão do próprio timer do equipamento.

Nota: Atualmente muitas câmeras podem ser controladas por um

smartphone.

Dica: se for usar o celular como disparador remoto ou mesmo para

conseguir ver melhor no escuro, tente diminuir o brilho da tela para

o mínimo possível. Assim você não ofusca sua visão na escuridão.

Caso esteja acompanhado com outras pessoas, isso também evita

de estragar as fotos delas!

O último item necessário é a paciência. As nuvens são bem-vindas

durante o dia, mas são as maiores inimigas das fotos de estrelas!

É essencial ter calma e esperar elas passarem. Muita gente gosta

de fazer esse tipo de foto durante acampamentos, pois além de

conseguir pernoitar em lugares sem poluição luminosa, dá para fi-

car a noite inteira olhando o céu e esperando a situação mais pro-

pícia. Se for impossível se livrar das nuvens, junte-se a elas, e tente

incluí-las na composição.

Dica: Quer ter uma ideia do que você está fotografando? Dá para

usar aplicativos no celular que, usando realidade aumentada, mos-

tra o sol, a lua, os nomes das estrelas e constelações, e mesmo a

via láctea. Um dos aplicativos grátis se chama Star Chart e tem pra

96

android e iOS. Outro app interessante, para essa mesma finali-

dade, seria o Google Sky Map, também gratuito e tem para as duas

plataformas citadas.

Resumindo:

Quando? Durante a lua nova.

Onde? Em um lugar bem escuro e sem poluição luminosa.

Qual equipamento? Um tripé bem firme é essencial. Uma câmera

fotográfica, uma lente grande angular e um disparador remoto são

muito úteis.

Uma vez local escolhido, equipamento montado, passamos para as

próximas etapas: Como ver a composição? Como focar? Como fotometrar?

Composição: É perceptível que no escuro é bem difícil ver o que se

está fotografando! Nessa hora, vale a tentativa e erro. Não se im-

portando muito com as configurações exatas, aponte para onde

quer fotografar olhando pelo visor (não pelo LCD, que fica num breu

total) e faça algumas fotos de teste para descobrir a melhor com-

posição.

Foco: Agora é a hora de fazer o foco. O mais prático é deixar no

modo manual, sempre checando o resultado a cada foto.

A maioria das lentes possui uma marcação que permite selecionar

o foco infinito. É este que se deve escolher (use uma lanterna ou

celular para ver a marcação no escuro.) Caso a lente não possua

essa marcação, crie uma. Durante o dia, use o foco automático

para focar em um lugar bem longe, e use fita adesiva para marcar

ou prender o anel de foco da lente.

Fotometria: Use a máxima abertura que a lente permitir e o máximo

de ISO que tiver (de acordo com o nível de ruído que a câmera

criar). O tempo de exposição deve ser longo o suficiente (quanto

mais longo, mais a câmera vai conseguir registrar as estrelas mais

fraquinhas.) Será necessário fazer testes: comece com 30 segun-

dos e altere conforme o resultado.

97

Nota: Tomar cuidado ao usar um tempo de exposição muito longo

a câmera começará a registrar o movimento de rotação da terra,

fazendo com que as estrelas façam riscos no céu. Esse efeito –

chamado de star trail – pode ser muito legal, mas nem sempre é o

que se deseje. Para saber o máximo de tempo que se pode usar

sem que as estrelas comecem a se mover na foto, dívida 500 pela

distância focal da lente. Se se estiver usando uma lente 10mm, por

exemplo, pode-se usar até 50 segundos sem que as estrelas criem

um rastro.

Porém, existe um jeito mais fácil de evitar o star trail. Basta usar o

produto, cujo seu objetivo é compensar a rotação da Terra man-

tendo o equipamento apontado sempre na mesma direção em re-

lação as estrelas e demais astros que se deseje fotografar (ver fi-

guras: 30 e 31).

Se se estiver usando uma câmera com fator de corte22, use a distân-

cia focal aparente no cálculo. Uma lente 10mm usada numa câmera com fator

22 Para entender o que é o fator de corte, precisamos saber que as câmeras DSLR possuem como principal

peça o sensor, pois é através dele que a imagem será captada. Existem vários tamanhos de sensor, mas as

que se destacam neste aspecto são as chamadas “Full Frame”, que possuem sensor de 35 mm (36x24mm

para ser mais exato). É a partir deste sensor que os demais são nomeados. Este conhecimento é importante

para entender o que é Fator de Corte.

A lente vai sempre enviar para o sensor a mesma imagem, independente de que câmera se está usando. A

diferença está exatamente no sensor, pois um Full Frame vai capturar (gravar) toda a imagem enviada

pela lente, enquanto um sensor menor vai capturar só uma parte, o pedaço da imagem que cabe em seu

tamanho.

Se fotografarmos a mesma imagem, com a mesma lente, da mesma distância, apenas diferindo o tamanho

do sensor, o que vai resultar é em duas imagens com qualidades, cores e características exatamente iguais,

só que uma (a que for captada pelo sensor menor) parecerá que está com as bordas cortadas, daí a expres-

são “Fator de Corte”.

Apêndice C.32 – Usando uma 200mm ISO 1000

| 10mm | f/3.5 | 30seg. Sem o produto. Foto por

Claudia Regina.

Apêndice C.33 – Usando uma 10mm ISO 1000 |

10mm | f/3.5 | 30seg. Com o produto. Foto por

Claudia Regina.

98

de corte de 1.6 vai ter uma distância focal de 16mm. 500 / 16 = 31. Posso usar,

nesse caso, no máximo 31 segundos.

Exposição é a forma como controlamos a luz que forma uma foto-

grafia. A câmera possui um mecanismo feito para nos ajudar a chegar na ex-

posição correta: é o fotômetro. Ao olhar para o visor da câmera, veremos uma

pequena régua (ver figura 32), logo, para uma exposição ideal de luz devemos

manter esta seta do fotômetro no centro (em equilíbrio).

A câmera usa o fotômetro para medir uma cena de várias formas

diferentes. Os modos de medição permitem que você escolha o jeito mais ade-

quado e assim trabalhe com o fotômetro de forma avançada. Duas formas fa-

mosas de medição são: a pontual e a matricial.

Para controlar essa luz, usa-se três configurações: a abertura, o

tempo de exposição e o ISO.

O diafragma é a pupila da lente, ele pode ser mais aberto ou mais

fechado para controlar a entrada da luz. Por este buraquinho é que a luz vai

passar na hora da foto. E a configuração é simples: quanto maior ele ficar, mais

luz entra. Quanto menor ele ficar, menos luz entra. Ele funciona como a pupila

do nosso olho: fica maior para absorver mais luz quando necessário.

A abertura do diafragma é medida em um valor chamado “f”. Quanto

menor o valor f, mais aberto estará o diafragma (vide figura 33).

Apêndice C.34 – Dependendo da marca do seu equipamento, o

fotômetro pode aparecer invertido ou representado de uma maneira

diferente (sem números, por exemplo). Mesmo assim, uma coisa

sempre será padrão: a parte central da régua indicará que a sua

fotografia está bem exposta (ref. [02]).

99

Exemplo: A abertura f/8, então, deixa entrar mais luz do que a aber-

tura f/16.

É com a abertura do diafragma que conseguimos uma profundidade

de campo ideal. Em outras palavras, essa é a zona de focagem nítida, a frente

ou atrás do ponto de focagem real (o ponto principal). Se focarmos em um

ponto, uma distância a frente e outra a traz também ficará nítida. Essa é a zona

de profundidade de campo (ver figura 34).

O valor f é um padrão. Quer dizer que a abertura f/2.8 é exatamente

igual em todas as lentes e permite exatamente a entrada da mesma quantidade

de luz.

Mas, cada modelo de lente tem aberturas máximas e mínimas dife-

rentes. Como valores f mais baixos (como f/1.8 e f/2.8) permitem maior entrada

de luz, lentes que possuem essa abertura máxima costumam ser as mais caras.

A abertura mínima normalmente fica entre f/11 e f/22 e por isso não é nem

citada no nome dos modelos (ver figura 35).

Você vai ver esses valores na descrição das lentes. Por exemplo:

uma 50mm f/1.8 tem a abertura máxima de 1.8.

Apêndice C.35 – Escala de abertura do diafragma (ref. [03]).

Apêndice C.36 – Profundida de campo (ref. [04]).

100

Tempo de exposição

É o tempo que o diafragma da lente fica aberto, expondo o sensor à

luz. Também é chamado de velocidade.

O tempo de exposição é supersimples de entender: quando mais

tempo se deixar o diafragma aberto, mais luz vai entrar e expor o sensor. Se se

deixar menos tempo, menos luz entra.

Como o tempo de exposição normalmente se mede em frações de

segundo, a maioria das câmeras mostra somente a parte de baixo da fração.

Ou seja: se se deixar o sensor ser exposto à luz durante 1/100 de

segundo, a câmera vai mostrar somente o número “100”.

Quando se passa a lidar com exposições mais longas, de 1 segundo

ou mais, a câmera mostra com uma apóstrofe: 1’, significa um segundo.

Além de definir quanta luz entra, o tempo de exposição também cria

efeitos. Ou seja, ao fazer uma exposição bem rápida, é possível congelar o

momento que está a nossa frente. Agora, ao fazer uma exposição mais longa,

tudo que se move irá ficar embaçado. Pode-se usar isso para dar uma sensa-

ção de movimento (ver figura 36).

Apêndice C.37 – Toda vez que se fotografa, a luz passa pela lente e chega ao sensor da

câmera. Cada fração de luz contém um pouco de informação: é a luz refletida dos objetos que

está indo até o nosso olho e, também, até a nossa câmera, para se transformar na imagem que

está a frente (ref. [05]).

101

ISO

É a sensibilidade do sensor, ou seja, quanto maior o valor do ISO

mais sensível está o sensor e mais luz será absorvida.

O sensor sempre precisa de uma quantidade de luz ideal para formar

uma foto. Controla-se essa luz pela abertura e pelo tempo de exposição. Mas

se a configuração desses dois itens não for suficiente para a luz necessária,

pode-se forçar o sensor a trabalhar com menos luz do que ele gostaria, aumen-

tando a sua sensibilidade.

Quanto maior o ISO, mais sensível será o sensor. Quando temos

uma situação de bastante luz, deixamos o ISO mais baixo para que a foto não

fique superexposta. Quanto temos pouca luz, deixamos o ISO mais alto para

que a foto não fique sub exposta (ver figura 37).

Apêndice C.38 – Para congelar um movimento deve-se escolher uma Velocidade de Obturador rápida

e para passar a sensação de movimento deve-se escolher uma velocidade lenta (ref. [06]).

Apêndice C.39 – Aposto que você já lidou com situações em que as fotos ficaram muito claras ou

muito escuras, certo? Às vezes, usamos isso de propósito. Mas a princípio buscamos fotos com uma

exposição balanceada (ref. [05]).

102

Os valores ISO variam muito de câmera para câmera. Você vai en-

contrar valores de 80 a 3200 e até maiores (também chamados de alta sensi-

bilidade).

Porém mexer no ISO levianamente gera consequências, ou seja, au-

mentar a sensibilidade do sensor pode parecer a solução milagrosa para a ex-

posição de qualquer foto, certo? Mas infelizmente aumentar o ISO em demasia

faz com que a qualidade e a nitidez da foto diminuam. Em outras palavras,

quanto mais alto o valor ISO, mais ruído (aberrações em forma de grão) irão

aparecer na foto final (ver figuras: 38 e 39).

Apêndice C.41 – Exemplos de ruídos (ref. [07]).

Apêndice C.40 – Veja a cima um exemplo de ruído. A esquerda uma foto com ISO 100 e a direita

com ISO 3200. Por isso, é preciso saber equilibrar esses três itens com cuidado para conseguir uma

exposição adequada e a qualidade que buscamos (ref. [05]).

103

Por isso, é preciso saber equilibrar esses três itens com cuidado para

conseguir uma exposição adequada e a qualidade que você busca.

Balanço de branco

Ajustando o balanço de branco adequamos a cor da foto à cor da

realidade, dependendo da luz disponível.

Já foi dito nesse trabalho que a luz bate em tudo que está por aí e

reflete em direção aos nossos olhos e na câmera (fenômeno de reflexão di-

fusa). O balanço de branco existe porque existem vários tipos de luz e, depen-

dendo da luz que bate na nossa cena, as cores podem ficar diferentes. Isso

acontece porque cada tipo de luz tem uma temperatura diferente. Ou seja, tem-

peratura de cor é a diferença entre uma luz e outra e é medida normalmente

em Kelvins.

Vamos por partes: às vezes, se fotografa com a luz do sol. Às vezes,

se fotografa com uma luz artificial como o flash ou uma lâmpada. O olho é muito

esperto, ou seja, consegue ver as cores corretamente em qualquer situação.

Mas as câmeras nem sempre são tão espertas, por isso precisa-se contar para

elas qual a luz que está se usando para que interpretem da forma correta. As-

sim, o vermelho vai continuar vermelho, o azul vai continuar azul e – como não

poderia deixar de ser – o branco continuará branco.

Todo mundo já tirou uma foto iluminada por lâmpada incandescente

que ficou amarelada, não é? Isso acontece porque a câmera não estava pre-

parada para a temperatura de cor desta fonte de luz (ver figura 40).

No manual da câmera ou do smartphone sempre se encontra a

forma de mudar o balanço de branco, normalmente encontra-se todas as op-

ções que se precisa para todo o tipo de situação: como luz do sol, sombra,

tungstênio, luz de flash e outros.

Se faz interessante testar todas as opções que a câmera ou o smar-

tphone oferecem, assim se pode começar vendo a diferença das opções pré-

definidas.

104

Foco e profundidade de campo

Definem a nitidez da foto: onde fica a nitidez (foco)? Quantas partes

da foto ficarão nítidas (profundidade de campo)?

Quando se tira uma foto, geralmente se quer que o assunto principal

esteja nítido e visível. Para isso, se concentra o foco nele (ver figura 41).

É possível fazer o foco de forma manual ou automática. No modo

manual, gira-se o anel de foco da lente até que a parte que se deseja esteja

nítida. No modo automático, aponta-se para o assunto, aperta o botão dispara-

dor até a metade para que a câmera faça o foco, e depois se pressiona até o

final para bater a foto.

Em algumas câmeras e smartphones existe um quadrado verde que

aparece no visor para que se possa enquadrar a parte da cena que se quer que

saia em destaque.

A profundidade de campo define o quanto os objetos “próximos” do

foco principal da foto estarão também focados. Chama-se de DOF (vem de

“depth of field”, em inglês, ou “profundidade de campo”.)

Apêndice C.42 – Regular a temperatura de cor em relação a fonte de luz utilizada (ref. [05]).

Apêndice C.43 – A esquerda temos um exemplo de uma foto focada e a

direita de uma fora de foco (ref. [05]).

105

Um DOF maior significa que mais coisas atrás e à frente do seu foco

principal também ficarão definidas. Um DOF menor significa que tudo que esti-

ver atrás ou à frente do seu foco principal ficará com menor definição (ver figura

42).

Dois fatores principais influenciam na profundidade de campo:

Abertura: Aberturas maiores (como f/1.8) diminuem a profundidade

de campo. Aberturas menores (como f/22) aumentam a profundi-

dade de campo.

Proximidade com o objeto: Quanto mais próximo se estiver do ob-

jeto a ser fotografado, menor será o DOF. Usando a mesma aber-

tura, uma foto tirada mais de perto terá um DOF menor do que uma

foto tirada mais afastada (ver figura 43).

Apêndice C.44 – Na comparação acima, vemos a diferença entre duas fotos com profundidades de

campo diferentes. O foco foi feito no tamborzinho nas duas imagens (ref. [05]).

Apêndice C.45 – Veja acima dois exemplos de DOFs diferentes em fotos da vida real (ref. [05]).

106

Distância focal

A distância focal define o campo de visão de uma lente. É medida

em mm (milímetros) e define o campo de visão de uma lente (ver figura 44).

Quanto maior o valor, mais fechado será o ângulo de visão. Quanto menor,

mais aberto.

Por exemplo: uma lente de 10mm tem um ângulo bem aberto de vi-

são, e é muito utilizada para fotos de paisagens. Já uma lente de 400mm tem

um ângulo bem fechado, e é usada para fotos de assuntos que estão bem longe

(como um leão na selva ou um astro distante.)

Tipos de lentes

As lentes podem ser fixas ou zoom:

Lentes fixas: São aquelas que possuem somente uma distância fo-

cal. Por exemplo: a lente de 50mm só tem este ângulo, e caso de-

seje incluir ou excluir algo do quadro é preciso dar uns passos para

frente ou para trás.

Apêndice C.46 – A cima, podemos ver alguns exemplos de distâncias focais. O fotógrafo

está sempre à mesma distância do assunto: a única coisa que muda é a lente (ref. [05]).

107

Lentes zoom: São aquelas que possuem um intervalo de distâncias

focais. Por exemplo: a lente de 10-22mm possui o intervalo de

10mm a 22mm, e é possível controlar a distância desejada para a

foto girando um anel no corpo da lente.

Bem, depois de todas essas explicações fica-se com a seguinte dú-

vida: Como decidir quais dessas configurações usar em cada foto?

Ao fotografar, é necessário pensar em cada configuração de acordo

com o objetivo desejado para a imagem final. Sendo assim, antes de clicar, se

pergunte:

1. Será que quero mais ou menos profundidade de campo? Qual

será a abertura adequada para esta foto? Com base nisso, esco-

lha a abertura a ser utilizada.

2. Será que quero uma sensação de movimento ou de congela-

mento? Com base nisso, escolha o tempo de exposição.

3. Será que equilibrando os dois itens anteriores consigo uma ex-

posição correta? Com base nisso, equilibre a exposição utili-

zando o ISO.

É possível equilibrar o triângulo da exposição (abertura, tempo e

ISO) em várias combinações possíveis. A combinação final dependerá do efeito

desejado.

Levando todo esse conhecimento para a Astrofotografia

Agora que foi feito um breve resumo dos segredos de como bater

excelentes fotos vamos levar todo esse ensinamento para o nosso objetivo,

fotografar o céu!

Equipando-se com uma Sony A7s, a qual astrofotógrafos experien-

tes como Andrew Whyte afirma oferecer a melhor qualidade para astrofotogra-

fias, inicia-se esta subseção.

“O segredo para conseguir uma imagem de noites estreladas de ex-

celente qualidade, obviamente, requer escuridão e uma câmera com alto po-

tencial de ISO.”. (WHYTE, 2017)

108

Em seu guia: Como fotografar no escuro ele passa ótimas dicas de

como obter-se excelentes resultados.

"Não há praticamente nada no mercado que se compara ao desem-

penho do sensor do A7s, possivelmente um modelo recente da Nikon, mas

custando praticamente duas vezes mais.". (WHYTE, 2017)

A A7s tem uma variação de ISO fenomenal de 50 a 409.600 com

ruído ultrabaixo.

Além de uma boa câmera ou smartphone, veja a seguir mais algu-

mas coisas que não podem faltar antes que se comece a fotografar:

Um tripé robusto – Necessário quando se faz fotos de exposição

prolongada.

Uma boa lanterna – Isso ajuda a encontrar um ponto focal.

Pilhas/bateria – Caso a lanterna apague.

Roupas confortáveis – No frio ou no calor.

Uma garrafa térmica com algo para beber – Vai ajudar muito na

espera entre as fotos.

Checar a previsão meteorológica antes de se preparar para sair.

E por fim, uma grande dose de paciência.

Lente (35mm – f/2.8) mantem a definição precisa até nos cantos,

sem evidência de "coma da lente", mesmo quando for usada uma configuração

de abertura mais larga.

“Resolvemos então acionar as câmeras durante 4

minutos o que nos permitiu bastante tempo - e um

propósito - para fazer arte com iluminação.

O obturador ficou aberto durante praticamente dois

minutos, diferente da configuração de 30 segundos

que normalmente usamos à noite. A exposição mais

prolongada fez com as estrelas começassem a dei-

xar rastros. Apesar disso, percebemos que a ima-

gem não ficou mais clara - a velocidade quadrupli-

cada do obturador (de 30 segundos para quase 120

109

segundos) foi compensada pela redução recíproca

da velocidade ISO, de 6.400 para 3.200 e depois

para 1.600 para manter o mesmo valor final de ex-

posição.” (WHYTE, 2017)

Para fotografar a Via Láctea, segundo Andrew, usa-se ISO 3.200

durante 30 segundos.

“Tivemos algumas dificuldades para montar o equi-

pamento no começo. Como evitar isso quando se é

iniciante?

Quando se é iniciante, sempre será necessário gas-

tar um tempinho para se acostumar com a câmera e

as combinações de lentes se você não as conhece

bem – sempre é útil para os iniciantes se acostuma-

rem com a câmera de dia ao invés de tentar fazê-lo

à noite, totalmente no escuro, na ventania de uma

encosta!” (WHYTE, 2017)

Geralmente, os iniciantes da fotografia noturna/astrofotografia en-

frentam problemas, tais como: acertar o foco no escuro, tirar uma foto nítida e

acertar o tempo de exposição.

Esses problemas podem ser vencidos usando uma lanterna para

ajudar a definir o foco, ou mesmo configurar a câmera enquanto ainda há um

pouco de luz – isso pode fazer toda a diferença.

A estabilidade do tripé e as funções da câmera/Estabilização de Ima-

gem da lente/Redução de Vibração são fatores essenciais que contribuem para

uma imagem nítida. Certifique-se de que o tripé esteja travado para cada qua-

dro de movimento e desligue totalmente qualquer configuração IS/VR para ob-

ter os melhores resultados.

Se possível, use um disparador ou temporizador remoto (a cabo)

para acionar a câmera, para que ela não se mova ou fique desestabilizada no

começo de uma exposição. Acertar a exposição fica mais fácil à medida que se

110

adquire experiência, mas ela ainda está sujeita à visão e sensação que o fotó-

grafo quer obter, então o melhor é ter a tela como referência da prévia da ima-

gem para cada foto.

No entanto, graças à força do sensor, o sistema “live view” da Sony

A7s oferece uma ótima ideia de como a foto finalizada ficará, antes mesmo de

ser tirada. Os sistemas “ao vivo” da Canon ou Nikon, segundo Andrew, não

oferecem a mesma potência.

Quais os benefícios de usar essa câmera acoplada a um telescópio?

“No meu entendimento da técnica do uso da câmera

acoplada a um telescópio, existem dois benefícios

distintos com o uso da A7s, como uma câmera de

desempenho excepcional em ambientes com pouca

luz. Primeiro, o benefício geral para a astrofotogra-

fia é que ela produz arquivos bem limpos, com

pouco ruído e uma variedade dinâmica generosa,

mesmo com níveis mais altos de ISO. A amplitude

dinâmica é usada para descrever a diferença entre

as áreas mais claras e mais escuras de uma ima-

gem; a A7s captura detalhes melhor do que a média

entre esses dois pontos, fazendo com que a imagem

final seja mais uniforme e oferecendo mais espaço

para edição.

Segundo, uma das principais coisas que se está

tentando fazer, principalmente quando estiver foto-

grafando através de um telescópio para maior pro-

fundidade astronômica, é contrapor o movimento

das estrelas introduzido pela rotação terrestre – isso

se consegue usando o menor tempo de exposição

possível (mas capturando a mesma imagem repeti-

das vezes, para depois “empilhá-las”). Como a A7s

tem habilidades excepcionais de captura de luz, ela

consegue juntar os arquivos mais limpos no menor

período de tempo.” (WHYTE, 2017)

111

Quanto a esse problema da rotação da Terra o produto educacional,

o qual esse trabalho vem apresentar, resolveria facilmente, pois, como já foi

dito, ele compensa este movimento deixando o equipamento fixo em relação

ao astro a ser fotografado.

Quais são as melhores configurações para conseguir fotografar ras-

tros de estrelas?

“A primeira coisa que tenho a dizer sobre rastros de

estrelas é que eles podem ser fotografados em uma

variedade bem maior de locais do que a Via Láctea.

É melhor começar com uma boa abertura (digamos,

f/2.8) e um ISO médio (talvez 400). Faça uma ima-

gem teste de 15 segundos com essa configuração.

Se ficar escuro demais, aumente apenas o ISO para

800 e repita o teste por 15 segundos. Se o quadro

original ficou claro demais, reduza o ISO para 200 e

repita. Deixe a abertura em f/2.8 mas continue ajus-

tando o ISO (mín. 200 / máx. 1.600) depois a veloci-

dade do obturador (mín. 8 segundos / máx. 30 se-

gundos) até que você descubra a configuração cor-

reta de exposição. Trave o obturador na posição

aberta com um disparador a cabo para tirar uma se-

quência de quadros. Depois você pode editar todas

as fotos e juntá-las em um software. StarStaX é um

ótimo software gratuito, multi-plataforma que per-

mite criar uma única imagem de rastro estelar de vá-

rios JPGs.” (WHYTE, 2017)

112

REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

WHYTE, Andrew. Fotografando o céu noturno, um guia para o iniciante da as-

trofotografia. 2017. Disponível em: https://www.huffpostbrasil.com/2015/02/02/

fotografando-o-ceu-noturno-um-guia-para-o-iniciante-da-astrofot_a_21676004

/. Acesso em: 01/08/2018.

REFERÊNCIAS DE IMAGENS

(01) – Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=nBD0oBE8s70. Aces

so em: 01/11/2018.

(02) – Disponível em: https://aprendafotografia.org/como-funciona-fotometro-

fotometria/. Acesso em: 01/11/2018.

(03) – Disponível em: https://guiadafotografia.com.br/iso-abertura-do-diafrag

ma-e-velocidade-do-obturador/. Acesso em: 01/11/2018.

(04) – Disponível em: http://amigasdoblog.wixsite.com/olharfotografico/single-

post/2015/11/12/PROFUNDIDADE-DE-CAMPO-O-QUE-É-E-COMO-CONTR

OLAR. Acesso em: 01/11/2018.

(05) – Disponível em: http://www.dicasdefotografia.com.br/downloads/aprenda-

a-fotografar-em-7-licoes-por-claudia-regina.pdf. Acesso em: 01/11/2018.

(06) – Disponível em: http://www.clicandoeandando.com/velocidade-do-obtura-

dor/. Acesso em: 01/11/2018.

(07) – Disponível em: https://blog.emania.com.br/fotografar-baixa-iluminacao-

sem-flash/ e http://fehet.blogspot.com/2013/02/comousaroiso.html. Acesso em:

01/11/2018.

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