Do cálculo ao som: rádio sem bateria ensina física na prática para mais de mil alunos

Ao longo de 12 anos, uma metodologia desenvolvida na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), no campus de Toledo, já levou cerca de 1,1 mil estudantes de engenharia, segundo levantamento do professor responsável, a construírem do zero um rádio de galena, receptor centenário que funciona sem pilhas, baterias ou ligação na tomada. Descrito em artigo na Revista Brasileira de Ensino de Física, o projeto reúne apostila, roteiro de laboratório e um simulador virtual gratuito e permite aos alunos verem e ouvirem quatro conceitos físicos operando na prática.

Batizado em referência ao cristal de galena, mineral usado nos primórdios das telecomunicações, no início do século 20, o aparelho funciona com cinco componentes básicos que tiram toda a energia necessária das ondas que atravessam a sala de aula, uma potência estimada em menos de um bilionésimo de watt.

Cada peça do circuito traduz uma lei que antes só existia no caderno. Pela indução eletromagnética, a antena de fios de cobre enrolados à mão capta o campo magnético da onda. Para escolher a estação, o aluno gira o eixo de um capacitor e ajusta a ressonância do circuito, como um balanço que só ganha impulso quando é empurrado no ritmo certo.

Em seguida vem a demodulação: um pequeno diodo semicondutor, herdeiro da antiga pedra de galena, extrai da onda, que oscila centenas de milhares de vezes por segundo, apenas o contorno lento onde a voz do locutor está codificada.

“O rádio de galena tem uma qualidade pedagógica rara: ele reúne, numa única experiência, conceitos que normalmente aparecem separados no quadro-negro e termina em algo muito concreto: som. Se o aluno gira uma antena de quadro e a recepção enfraquece ou desaparece, ele observa diretamente uma consequência da Lei de Faraday”, explica o autor do estudo e professor da UTFPR, Rafael Bertolini Frigori.

O quarto conceito, o casamento de impedância (o ajuste entre a fonte e a carga do circuito), aparece quando o estudante pluga um fone comum de celular e o som praticamente desaparece: sem bateria nem amplificador, o rádio não consegue alimentá-lo. É preciso um fone de alta impedância, que custa cerca de R$ 120, segundo Frigori. Para baratear o projeto, conta o professor, os próprios alunos descobriram que é possível reaproveitar a pastilha piezoelétrica que emite o apito dos fornos de micro-ondas.

A metodologia também inverte o uso mais comum do rádio de galena em sala, como demonstração montada primeiro e explicada depois. Na UTFPR, as equipes calculam a sintonia no papel e testam cada peça no WebGalena, simulador gratuito que roda no navegador, antes de construir o receptor e medir os desvios causados por imperfeições reais, como perdas nos fios e contatos. Em um relatório de 2025, anterior ao simulador, uma equipe chegou por cálculo a 813,5 kHz, a 0,4% do canal da emissora que captava (810 kHz).

“Quando o valor medido difere do previsto, a pergunta não deve ser automaticamente ‘quem errou?’, mas ‘de onde vem a diferença?’. A fórmula passa a ser uma ferramenta para interrogar o mundo real”, afirma Frigori.

Com a migração das rádios AM para o FM, que levou a emissora usada como alvo em Toledo a mudar de faixa no fim de 2024, as turmas podem sintonizar estações de ondas médias ainda ativas ou criar uma transmissão de teste no laboratório, segundo o pesquisador. Um receptor básico custa entre R$ 70 e R$ 110 em componentes, pelo levantamento de preços que ele fez em outubro, e escolas de ensino médio ou faculdades com infraestrutura simples poderiam equipar quatro grupos de alunos com R$ 600 a R$ 800. O material está disponível gratuitamente no portal da universidade.

O próximo passo da pesquisa será medir estatisticamente o impacto do projeto nas notas e nas taxas de aprovação dos estudantes.

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