Giz

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Antecedentes

O giz usado nas salas de aula da escola vem em bastões finos de aproximadamente 0,35 polegada (nove milímetros) de diâmetro e 3,15 polegadas (80 milímetros) de comprimento. As aulas costumam ser apresentadas a turmas inteiras em quadros-negros (ou quadros-negros, como eram originalmente chamados), usando bastões de giz porque esse método se provou barato e fácil.

Como encontrado na natureza, o giz tem sido usado para desenhar desde os tempos pré-históricos, quando, de acordo com arqueólogos, ajudou a criar alguns dos primeiros desenhos em cavernas. Mais tarde, artistas de diferentes países e estilos usaram giz principalmente para esboços, e alguns desses desenhos, protegidos com goma-laca ou uma substância semelhante, sobreviveram. O giz foi inicialmente formado em palitos para a conveniência dos artistas. O método era moer o giz natural até um pó fino, depois adicionar água, argila como aglutinante e várias cores secas. A massa resultante foi então enrolada em cilindros e seca. Embora as impurezas produzam giz natural em muitas cores, quando os artistas fazem seu próprio giz, eles geralmente adicionam pigmentos para tornar essas cores mais vivas. O carbono, por exemplo, foi usado para realçar o preto e o óxido férrico (Fe ₂ O ₃ ) criou um vermelho mais vivo.

O giz não se tornou um padrão nas salas de aula até o século XIX, quando o tamanho das turmas começou a aumentar e os professores precisaram de uma maneira conveniente de transmitir informações a muitos alunos ao mesmo tempo. Não apenas os instrutores usaram grandes quadros negros, mas os alunos também trabalharam com quadros-negros individuais, completos com bastões de giz e uma esponja ou pano para usar como apagador. Esses pequenos quadros-negros eram usados ​​para praticar, especialmente entre os alunos mais jovens. Canetas mergulhadas em tinteiros eram a ferramenta preferida para escrever a cópia final, mas eram reservadas para alunos mais velhos, em quem se podia confiar que não bagunçariam:papel - feito apenas de trapos naquela época - era caro.

Uma mudança importante na natureza do giz na sala de aula foi paralela a uma mudança nos quadros-negros. Os quadros negros costumavam ser pretos porque eram feitos de ardósia verdadeira. Enquanto alguns especialistas defendiam uma mudança para quadros-negros amarelos e giz azul escuro ou roxo para simular a escrita no papel, quando os fabricantes começaram a modelar quadros-negros com materiais sintéticos durante o século XX, eles escolheram a cor verde, argumentando que era mais fácil para os olhos. O amarelo tornou-se a cor preferida para o giz.

Quase todo o giz produzido hoje não tem poeira. No início, o giz mais macio tendia a produzir uma nuvem de poeira que alguns temiam que pudesse contribuir para problemas respiratórios. O giz sem poeira ainda produz poeira; é que a poeira baixa mais rápido. Os fabricantes conseguem isso cozendo o giz por mais tempo para endurecê-lo mais. Outro método, usado por uma empresa francesa, é mergulhar oitenta por cento de cada bastão de giz sem pó na goma-laca para evitar que o giz respingue nas mãos.

Matérias-primas

O principal componente do giz é o carbonato de cálcio (CaCO ₃ ), uma forma de calcário. Os depósitos de calcário se desenvolvem como cocólitos (minúsculas placas calcárias criadas pela decomposição dos esqueletos do plâncton) se acumulam, formando camadas sedimentares. O plâncton, um minúsculo organismo marinho, concentra o cálcio encontrado naturalmente na água do mar de 0,04 a 40%, que é então precipitado quando o plâncton morre.

Para fazer giz, o calcário é extraído primeiro, geralmente por um método de pedreira a céu aberto. Em seguida, o calcário deve ser triturado. A britagem primária, como em um britador de mandíbula, quebra grandes rochas; o esmagamento secundário pulveriza pedaços menores em seixos. O calcário é então moído a úmido com água em um moinho de bolas - um tambor de aço giratório com bolas de aço dentro para pulverizar ainda mais o giz. Esta etapa remove as impurezas e deixa um pó fino.

A base do giz pastel é o sulfato de cálcio (CaSO ₄ ), que é derivado de gesso (CaSO ₄ -2H ₂ O), um mineral de evaporita formado pela deposição de salmoura do oceano; também ocorre disseminado no calcário. O giz e o gesso desidratado têm, portanto, origens e propriedades semelhantes. Os pastéis também contêm argilas e óleos para ligação e pigmentos fortes. Essa mistura produz gravetos que escrevem suavemente sem manchar e desenham melhor no papel do que em quadros-negros. Embora muito cuidado seja tomado para eliminar os contaminantes quando o giz é fabricado, algumas impurezas inerentes ao mineral permanecem. Os principais entre eles são sílica, alumina, ferro, fósforo e enxofre. Em quantidades menos significativas, manganês, cobre, titânio, óxido de sódio, óxido de potássio, flúor, arsênio e estrôncio também podem ocorrer.

O processo de fabricação

Extração de calcário

• 1 Aproximadamente 95 por cento do calcário produzido nos Estados Unidos é extraído. Após a prospecção de uma reserva suficiente (recomenda-se o valor de vinte e cinco anos), o terreno que cobre o depósito é removido com escavadeiras e raspadores. Se o giz estiver próximo à superfície, um método de pedreira de prateleira aberta pode ser usado; no entanto, isso é muito raro. Normalmente, um método de pedreira a céu aberto é usado. Neste método, furos são feitos na rocha, explosivos são colocados dentro e a rocha é destruída. Dependendo da natureza do depósito, uma fossa pode ser alargada lateralmente ou verticalmente.

Pulverizando o giz

• 2 Uma vez que pedaços comparativamente grandes de calcário tenham sido extraídos, eles precisam ser transportados para máquinas de trituração, onde são pulverizados para atender às demandas da indústria de giz. A primeira etapa é a britagem primária. Existem vários trituradores, mas o princípio é o mesmo:todos comprimem a pedra com mandíbulas ou um cone, ou a estilhaçam com o impacto. A britagem secundária é realizada por britadores menores que trabalham em velocidades mais altas, produzindo seixos que são então triturados e pulverizados.
• 3 A próxima fase, moagem úmida, remove as impurezas. É usado para fazer o grau fino de calcário necessário para fazer o giz adequado para fins de escrita. A moagem úmida é realizada em moinhos de bolas - tambores de aço rotativos com bolas de aço dentro que pulverizam o giz até ficar muito fino.

Após a moagem, as partículas de giz são peneiradas sobre telas vibratórias para separar as partículas mais finas. As partículas são então misturadas com água, extrudadas através de uma matriz de tamanho adequado e cortadas no comprimento adequado. Por fim, o giz é curado no forno por quatro dias.

Gesso desidratante

• 4 O gesso, assim como o calcário, também é extraído e pulverizado. A principal diferença no processamento do gesso é que ele deve ser desidratado para formar o sulfato de cálcio, o principal componente do giz colorido. Isso é feito em uma chaleira, uma grande câmara de combustão na qual o gesso é aquecido entre 244 e 253 graus Fahrenheit (116-121 graus Celsius). É permitido ferver até ser reduzido de 12 a 15%, momento em que seu teor de água terá sido reduzido de 20,9% para 5 a 6%. Para reduzir ainda mais a água, o gesso é reaquecido a cerca de 402 graus Fahrenheit (204 graus Celsius), momento em que é removido da chaleira. Agora, quase toda a água evaporou, deixando o sulfato de cálcio.

Peneirar, limpar e enviar
o giz

• 5 As partículas de giz ou sulfato de cálcio são transportadas para telas vibratórias que filtram o material mais fino. O giz fino resultante é então lavado, seco, embalado em sacos e enviado ao fabricante. Ao receber giz ou sulfato de cálcio, a fábrica de giz geralmente tritura os materiais novamente para torná-los lisos e uniformemente finos.

Fazendo giz branco para a sala de aula

• 6 Para fazer giz branco de sala de aula, o fabricante adiciona água para formar uma pasta espessa com a consistência de argila. A lama é então colocada e extrudada de uma matriz - um orifício com o formato longo e fino desejado. Cortados em comprimentos de aproximadamente 24,43 polegadas (62 centímetros), os gravetos são colocados em uma folha que contém lugares para cinco desses gravetos. A folha é então colocada em um forno, onde o giz cura por quatro dias a 188 graus Fahrenheit (85 graus Celsius). Depois de curado, os palitos são cortados em comprimentos de 80 milímetros.

Fazendo giz colorido para sala de aula

• 7 Pigmentos (secos, naturais, materiais coloridos) são misturados ao carbonato de cálcio enquanto ambos estão secos (o procedimento é semelhante a peneirar a farinha e o fermento antes de adicionar o líquido, como em uma receita de bolo). Água é então adicionada à mistura, que é então cozida da mesma maneira que o giz branco da sala de aula.

Fazendo pastéis

• 8 Outro método de fabricação é usado para pastéis, os gizes usados ​​para desenhos artísticos. O procedimento é semelhante ao usado para giz colorido na sala de aula, mas o sulfato de cálcio é usado em vez do carbonato de cálcio. Além disso, o material seco é misturado com argila e óleos, e mais pigmentos são adicionados para produzir uma pasta com consistência de pasta de dente. Como os produtos finais devem ser relativamente úmidos, os pastéis geralmente são secos ao ar, em vez de cozidos.

Lançando o giz

• 9 Colocados em pequenas caixas, os bastões de giz completos são empilhados em grandes caixas para serem despachados para lojas de suprimentos.

Controle de qualidade

O giz destinado à sala de aula deve passar por testes rigorosos para ter um bom desempenho e ser rotulado como não tóxico. Todos os materiais recebidos são testados quanto à pureza antes de serem usados. Depois que o giz foi transformado em palitos, um palito de cada lote é selecionado para os testes. A densidade e a resistência à quebra da amostra são determinadas. A amostra é então usada para escrever e a qualidade da marca é estudada. A apagabilidade também é estudada. Primeiro, a marca de giz é apagada com uma borracha seca e a qualidade da eliminação é examinada. Em seguida, o quadro-negro é lavado e novamente a quantidade de giz que ficou no quadro é examinada. Além disso, uma amostra de cada lote é mantida por cinco anos para que possa ser inspecionada caso futuramente sua qualidade seja questionada.

O giz para uso em sala de aula segue os padrões de desempenho do American National Standards Institute. As especificações escritas indicam o comprimento adequado do bastão de giz, bem como quantos gravetos devem caber em uma caixa. Em 18 de novembro de 1990, uma Lei Federal (Lei Pública 100-695) entrou em vigor, determinando que todos os materiais de arte vendidos nos Estados Unidos devem ser avaliados por um toxicologista qualificado, que deve então emitir um rótulo explicando sua toxicidade. Os toxicologistas não se preocupam com custos, mas com segurança, e devem considerar muitos fatores antes de conceder a aprovação. Cada ingrediente, a quantidade em que é utilizado e suas possíveis reações adversas com outros ingredientes são estudados. O tamanho e a embalagem do produto, seu potencial dano ao ser humano e sua tendência a produzir reações alérgicas também são considerados. Os toxicologistas também levam em consideração o uso e o potencial uso incorreto dos produtos, bem como todas as regulamentações federais e estaduais. As fórmulas para cada cor e cada mudança na fórmula devem ser aprovadas.

O giz de sala de aula é rotulado como "CP [produto certificado] não tóxico" se atender aos padrões do Art and Craft Materials Institute, uma associação de fabricantes sem fins lucrativos. Este rótulo certifica que os materiais de arte para crianças não são tóxicos e atendem aos padrões voluntários de qualidade e desempenho, e que a toxicidade dos materiais de arte para adultos foi corretamente rotulada. O selo CP também indica que o produto atende aos padrões de material, acabamento, qualidades de trabalho e cor desenvolvidos pelo Art and Craft Materials Institute e outros, como o American National Standards Institute e a American Society for Testing and Materials (ASTM). Para garantir a honestidade, a maioria dos fabricantes de giz é testada aleatoriamente por um toxicologista independente, que verifica se estão atendendo aos padrões não tóxicos. A maioria dos fabricantes segue esses padrões exigentes porque escolas bem informadas não compram giz que não esteja devidamente etiquetado.

O Futuro

Muitas pessoas pensam em usar giz e quadros-negros para apresentar materiais desatualizados. Alguns especialistas afirmam que os professores resistiram obstinadamente às novas tecnologias que poderiam melhorar o ensino - e eliminar totalmente o quadro-negro. Um estudo que recentemente investigou se o ensino com retroprojetores era mais eficaz do que o uso de quadros-negros concluiu que os quadros-negros eram mais interativos, progressivos e frutíferos.

Um desenvolvimento muito nas notícias educacionais ultimamente é o quadro-negro eletrônico. No lugar de um quadro-negro normal, o professor usa uma grande tela de TV, inserindo materiais de um terminal de computador. Em um cenário mais avançado, cada aluno usa um terminal, para o qual o professor envia informações de um computador mestre. Os especialistas afirmam que essas configurações são mais empolgantes visualmente para os alunos, mais versáteis do que os quadros-negros antigos, mais limpas do que o giz empoeirado, mais fáceis para o professor usar e mais capazes de apresentar materiais mais complexos por meio do uso de gráficos e animação . Muitos estudos sobre a viabilidade de lousas eletrônicas foram feitos, no entanto, e muitos parecem favorecer a manutenção da lousa tradicional, pelo menos por enquanto. Lousas eletrônicas sofisticadas e facilmente legíveis estão além das restrições orçamentárias e das capacidades tecnológicas da maioria das escolas. Além disso, estudos sobre a eficácia do sistema eletrônico relatam que os professores que o utilizam gastam mais tempo preparando suas aulas, os professores e alunos são menos interativos, os alunos ficam insatisfeitos com os quadros-negros eletrônicos e os novos dispositivos dividem a atenção dos alunos entre a tela e o professor transmitindo as informações. Embora o entusiasmo por quadros-negros eletrônicos em algumas áreas continue alto, o uso do giz em sala de aula está garantido por muito tempo.