Ciencia Sencilla

CIENCIA SENCILLA, PRÁCTICA Y DIDÁCTICA

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Dr. Julio Gun

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CIENCIA SENCILLA, PRÁCTICA Y DIDÁCTICA Modelos Experimentales para Hacer en el Aula, para hacer en el Hogar CONTENIDO INTRODUCCIÓN

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Capítulo 1: CIENCIA CON AGUA

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Los tres estados del agua.

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Absorción, evaporación, repulsión.

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El ciclo del agua.

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¿Dónde puede haber más sal?

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Hielos que se pegan.

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Capítulo 2: CIENCIA AL BAÑARNOS •

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Un mundo fascinante de preguntas y respuestas.

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¿Por qué la piel de nuestros dedos se arruga?

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¿Por qué lo espejos se empañan?

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¿Por qué la esponja a veces flota y otras veces se hunde? 14

Capítulo 3: CIENCIA EN LA COCINA

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Las compras del supermercado.

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Soluciones dulces y soluciones saladas. 19

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Lágrimas y cebollas.

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Pan tostado.

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Hierro en las frutas.

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Agua y detergente.

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Capítulo 4: EXPERIMENTOS QUE SE PUEDEN COMER

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Mezclando "cosas".

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Carbohidratos.

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Proteínas.

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"Microbios" que ayudan a cocinar.

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EPÍLOGO

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INTRODUCCIÓN Conseguimos una cucharita descartable y talco. Llenamos la cucharita con talco y colocamos el contenido en un vaso, seguimos todas las instrucciones al “pie de la letra” y al final, con mucha desazón, llegamos a la siguiente conclusión: “El experimento no sale bien…” No dudo que muchos de Uds. se sienten reflejados en estas palabras. Muchas veces lo intentaron y no siempre los resultados acompañaron vuestras excelentes intenciones de Enseñar Ciencias. Formulemos la siguiente pregunta: ¿Cuál era la probabilidad de que el experimento saliera bien? Realicemos ahora el siguiente análisis: ¿La cucharita debía ser pequeña, mediana o grande? ¿Profunda o casi plana? ¿Había que llenarla al ras o colmar su capacidad? ¿El talco debía estar, o no, exento de yeso? ¿Su calidad debía ser técnica o industrial? Podemos seguir enumerando una serie de variables que influirán en el hecho que “una cucharita de talco” pueda contener, en peso, una cierta cantidad de dicho producto y también más del doble. Entonces… a no desaminarse. ¡Era muy alta la probabilidad de que el “experimento no saliera bien!” ¿Cuál es uno de los objetivos de este trabajo? Plantear Talleres de Ciencia donde LOS EXPERIMENTOS SALGAN BIEN.

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Como punto de partida no debemos olvidarnos que cuando realizamos Actividades Experimentales en el Nivel Inicial nuestros elementos de medición serán cucharitas, vasos. No emplearemos balanzas ni reglas. Trabajaremos al “ojo por ciento” y los resultados tendrán que ser aceptables. ¿Cómo lo lograremos? Entendiendo que estaremos frente a una serie de recetas (procedimientos) que necesitan de nuestra adaptación, paciencia y control. Todo lo que exponemos es correcto tomando como patrón de trabajo a nuestros productos químicos, a nuestros descartables, a nuestros materiales, etc. Luego cada docente, cada madre-padre hará las adaptaciones que surjan de las propiedades y características de sus materiales y de su equipamiento. Estamos frente a una ardua pero hermosa tarea. Demostrar, entre todos, que Enseñar Ciencias Naturales ES POSIBLE. Y no sólo es posible, también puede ser didáctico y ameno. Disfrutaremos con la preparación y realización de los Talleres. Tendremos la satisfacción de alcanzar objetivos que creíamos lejanos.

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CAPÍTULO 1 CIENCIA CON AGUA Los tres estados del agua El agua existe, naturalmente, en tres estados diferentes: líquido, sólido (hielo) y gas (vapor de agua). Comencemos buscando ejemplos de cada uno de estos tres estados del agua. Cada molécula de agua posee dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. No podemos (con nuestros ojos) ver las moléculas de agua pero sí podemos apreciar cómo reaccionan a través de diferentes cambios. Por ejemplo, podemos ver el hielo que se forma cuando el agua líquida se congela. No podemos ver el vapor de agua que siempre está presente en el aire, pero si podemos ver las nubes que condensan dicho vapor. La molécula de agua "existe" en tres estados diferentes. ¿Es la misma molécula? Básicamente sí, lo que cambia son las distancias relativas entre unas y otras. En el hielo (agua sólida) la distancia es menor que en el vapor de agua. El agua líquida presenta un caso intermedio. Les proponemos las siguientes actividades: v Llenemos el vaso con los cubitos de hielo. v Esperemos unos dos minutos. ¿Qué sentimos al tomar el vaso con nuestras manos? ¿Está frío o caliente? ¿Por qué? v Esperamos otros dos minutos. ¿El vaso, por fuera, está seco o húmedo?

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v Seguimos esperando y la humedad, fuera del vaso, se puede transformar en gotas de agua. ¿De dónde provienen dichas gotas de agua? [De la condensación del vapor de agua existente en el aire, que al encontrar una superficie más fría vuelve desde el estado gaseoso al líquido] v ¿Los trozos de hielo siguen iguales en su tamaño o se están "achicando" (descongelando)? ¿Qué es lo que sucede? v ¿Cómo podemos hacer para que el agua líquida vuelva a ser hielo? v Finalmente exhalamos el aire que sale de nuestros pulmones sobre los espejos. ¿Por qué el vidrio se empaña? [Más adelante se responde esta pregunta.]

Absorción, evaporación, repulsión Absorción implica "tomar", no dejar ir. El papel tissue (higiénico, servilletas) absorben agua. Evaporación es el cambio de estado de un líquido a gas. Si mojamos el pizarrón observamos como este, poco a poco, se "seca". El agua líquida pasa al aire, que rodea el pizarrón, en forma de vapor (gas). Repulsión es la resistencia a la absorción. Mojemos un trozo de plástico y este "no se moja". Ahora trabajemos con papel de lija, papel aluminio, papel de diario, un trozo de tela, cinta adhesiva, madera. Antes de mojarlos hagamos las predicciones que consideremos correctas. ¿Cuál será el comportamiento de cada uno de estos

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materiales al estar en contacto con agua? Luego "mojamos" los diversos materiales. ¿Se cumplieron las predicciones? Ahora tomemos el material "más mojado". Lo dividimos en dos partes. Una parte la colocamos bajo el sol y a la otra parte la mantenemos en la sombra. ¿Por qué una parte se "seca" más rápido que la otra? ¿Qué le entrega el sol a las moléculas del agua líquida para que estas pasen a ser moléculas de vapor de agua? ¿Las moléculas del vapor tienen más o menos energía que las moléculas del agua líquida? Muchas preguntas... Las respuestas son muy sencillas de encontrar.

El ciclo del agua Sin agua no hay vida. Las tres cuartas partes de la corteza terrestre están cubiertas por agua. Pero muy poca cantidad de dicha agua está disponible para el uso de los seres vivientes. Solamente el 0,8 por ciento y el ser humano logra, pese a innumerables esfuerzos, potabilizar apenas la mitad del agua disponible. Estamos en presencia de un tema crítico para mantener la supervivencia de las especies. Contaminar el agua es atentar directamente contra la vida en nuestro planeta. La conservación de los ciclos naturales de diferentes elementos (agua, oxígeno, carbono, nitrógeno) es esencial para la continuidad de la vida.

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Hay otro hecho muy importante para tener en consideración. Los alimentos que necesitan las diferentes especies para sobrevivir los encuentran en las proximidades de los lugares que habitan. Si se logra solucionar el problema del acceso a los alimentos luego está el problema de la cantidad y calidad de los mismos. Si el agua, el oxígeno y otros elementos necesarios para la vida no se reciclaran constantemente rápidamente se agotarían. La naturaleza “ha creado” ciclos en los cuales hay un intercambio permanente de elementos entre el aire, la tierra, el agua, las plantas y los animales. El reciclado permite la continuidad de la vida sobre la tierra. Los más importantes elementos que se reciclan, como ya lo hemos señalado, son el agua, el oxígeno, el carbono y el nitrógeno. El agua es continuamente reciclada entre los océanos, los ríos, los lagos, los mares, el aire y la tierra. El sol calienta todas las fuentes de agua sobre la tierra provocando su evaporación. El vapor de agua, resultante de dicha evaporación, se eleva y se condensa formando las nubes. Las pequeñísimas gotas de agua de las nubes se unen entre sí y el tamaño de las gotas aumenta constantemente. En algún momento de este proceso estas gotas “caen” sobre la superficie de la tierra en forma de lluvia o nieve. Gran cantidad de agua, en este proceso cíclico, retorna directamente a sus fuentes naturales sobre la corteza terrestre (ríos, lagos, mares y océanos). Otra porción de agua es captada por las plantas, la tierra y los animales. Parte del agua es devuelta al medio ambiente en forma de vapor de agua y el ciclo continua…

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Luego de esta breve explicación sobre el fenómeno que nos ocupa estamos en condiciones de armar, con los chicos, un sencillo modelo para visualizar el Ciclo del Agua. Planteamos nuevamente la búsqueda, entre todos los miembros de la familia educativa (alumnos, docentes, padres), de los elementos de trabajo. El punto de partida es la comunicación a los padres del proyecto que vamos a realizar con sus hijos para que esto sirva de disparador del trabajo en común. Podremos armar entonces varios modelos como el que explicamos a continuación. Necesitamos una fuente de plástico de unos 30 cm de diámetro y una altura aproximada de 15 cm. En el centro colocamos un contenedor (puede ser un pote plástico de yogurt cortado por la mitad). Es conveniente pegar, con cemento de contacto, el pote a la fuente plástica para que luego no se mueva. Agregamos unos pocos centímetros de agua en la fuente sin que la misma ingrese al interior del pote de yogurt (este recipiente debe estar al comenzar el experimento totalmente sin agua). Cubrimos herméticamente la fuente con un plástico transparente asegurando todos sus bordes con cinta adhesiva y/o bandas elásticas. Debemos evitar que el vapor de agua que se generará en el interior de la fuente se escape del recipiente. Apoyamos, ahora, cuidadosamente un pequeño peso (una piedra, por ejemplo) sobre el plástico transparente y en la parte central, por encima del contenedor interno que está libre de agua.

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El modelo ya está armado y es expuesto al sol. El objetivo es calentar el agua que está en el interior de la fuente obteniéndose vapor de agua. El vapor se condensará sobre el lado interior del plástico que cubre la fuente, se formarán gotas de agua que comenzarán a moverse, por la forma de carpa invertida que tiene este plástico, hacia el centro del sistema. Las gotas que llegan al centro se juntarán con otras gotas, se formarán gotas más grandes que caerán en el interior del pequeño recipiente de plástico. En definitiva… obtenemos agua reciclada. Podemos asociar esta experiencia con el proceso cíclico que ocurre a diario en la naturaleza.

¿Dónde puede haber más sal? A una botella vacía de gaseosa grande (la de 2 1/4 litro) le cortamos la parte superior, la lavamos y tenemos un recipiente de plástico con cerca de 2 litros de capacidad. La llenamos con agua hasta llegar, aproximadamente, a 3 cm de su parte superior. Disolvemos 5 cucharadas grandes de sal fina común. Mezclamos. Tenemos una solución salina semejante a la del agua de mar. Probamos un poco. Colocamos el recipiente con el agua y la sal en un congelador o freezer y esperamos hasta que el tercio superior del mismo este congelado. Probamos el gusto de dicha parte superior. ¿El gusto es igual al del agua liquida del comienzo de la experiencia?

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Introducimos el recipiente en una olla con agua caliente, dejamos todo en reposo hasta el momento en que queden solamente 2 cm de hielo. Probamos nuevamente el gusto del hielo que aún no se descongeló. ¿Está más o menos salado? Sacamos ahora el trozo de hielo que queda y lo colocamos en una ensaladera, lo apoyamos verticalmente apoyándolo sobre uno de los lados de la ensaladera. El hielo sigue descongelándose. Probamos el agua líquida resultante de dicho descongelamiento. ¿Cuál es su grado de salinidad? Hemos comprobado en el transcurso de la experiencia que siempre el hielo está menos salado que el agua líquida. Cuando el hielo se forma una mayor parte de sal permanece en el agua líquida. Cuando el hielo se descongela hay nuevamente una transferencia de sal a la solución líquida. El hielo tiene menor espacio intermolecular para albergar las moléculas de sal.

Hielos que se pegan Empleamos dos cubos de hielo y colocamos uno sobre el otro. Comienzan a derretirse pero al mismo tiempo comienzan a unirse... Utilizamos otros dos cubos de hielo y colocamos uno sobre el otro, ambos se encuentran, en este caso, en el interior de un vaso con agua líquida y fría. Los cubos comienzan a unirse pero el tiempo para lograr dicho objetivo es mayor que en el primer caso.

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Finalmente tomemos otros dos cubos de hielo y los colocamos uno sobre el otro, ambos son llevados al interior de un freezer. Para que se unan firmemente debemos esperar más de un día. No hay duda que el proceso de unión de ambos cubos implica la transferencia de agua líquida de uno a otro y estas moléculas actúan como puentes de la unión. Al estar ambos cubos en un ambiente más frío la transferencia en menor y más lenta será la unión...

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CAPÍTULO 2 CIENCIA AL BAÑARNOS Un mundo fascinante de preguntas y respuestas Difícilmente podamos encontrar un elemento tan al alcance de nuestros alumnos y de nosotros mismos para poder investigar, como el agua. La relación con el agua es permanente. Innumerables actividades la involucran: cocinar, beber, asearse, ir de vacaciones al mar, estar a la orilla de un río, ver la lluvia, etc. Cuánto esfuerzo invertimos para lograr que nuestros hijos o nuestros alumnos estén bien aseados. Tenemos aquí una manera real y divertida de lograr este cometido, tan necesario para la salud y la higiene, y paralelamente explorar y descubrir “muchísimas cosas.” El baño es un lugar donde se llevan a cabo hábitos rutinarios. Podemos preguntarnos sobre ellos y sobre las características de nuestro cuerpo. Nos introduciremos así en un mundo fascinante de preguntas y respuestas. Tomaremos como punto de partida una situación muy conocida por todos los alumnos: “Nos estamos bañando.”

¿Por qué la piel se nuestros dedos se arruga? La oportunidad es propicia para abordar varios temas.

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Cuando nos bañamos generalmente la piel de los dedos se arruga. Nos preguntamos si esto ocurre siempre o en determinadas circunstancias. La explicación relaciona dicho fenómeno con el contacto de la piel con el agua (en especial con el agua caliente). El agua que estamos empleando es jabonosa y ambos (agua y jabón) actúan sobre la piel limpiando la suciedad. Una limpieza muy efectiva arrastra también pequeñas partes de nuestra piel (células muertas) con los materiales protectores de la misma (ciertos aceites naturales que provienen de la secreción de algunas glándulas que se encuentran en las capas de la piel). Esto para la piel es un “ataque” y hay que defenderse. La piel se defiende “cerrando los poros”, haciendo que la superficie que está en contacto con el agua caliente y jabonosa sea lo más pequeña posible. Entonces la piel se arruga (“se cierra”) para evitar la entrada del “elemento atacante.” Cuando terminamos de bañarnos, poco a poco, la piel retoma sus características habituales (“deja de arrugarse”). Podemos acelerar este proceso con el agregado de cremas protectoras e hidratantes sobre la superficie de las diferentes zonas de nuestro cuerpo.

¿Por qué los espejos se empañan? El fenómeno del empañamiento ocurre muy frecuentemente. En el baño cuando nos duchamos, en un coche cuando estamos en su interior y llueve afuera o hace mucho frío, y tenemos las ventanillas

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cerradas. En ambos casos hay dos fenómenos para explicar: la evaporación y la condensación. El agua que sale de la ducha es agua caliente, generalmente calentada por medio de fuego producido en el calefón. El fuego se obtiene gracias al consumo de un combustible, el gas. Estamos haciendo una transferencia de calor (de energía) desde el gas al agua, utilizando como intermediario al fuego. El agua líquida es calentada y parte de sus componentes tienen mayor energía, lo que facilita que algunas partes muy pequeñas del mismo (moléculas) se escapen (se evaporen) pasando del estado líquido al de gas (vapor) -esto es muy fácil de comprobar cuando calentamos agua en una pava-. El vapor de agua se mueve por todo el baño y toma contacto con superficies que no están a su misma temperatura sino a temperaturas más bajas, como el vidrio de los espejos, por ejemplo. Y entonces sucede el fenómeno inverso, ahora el vapor se condensa, transfiriendo parte de su calor (energía) a la superficie fría, y empieza a formar pequeñas gotas de agua líquida que se apoyan sobre la superficie de los espejos, que pierden claridad y se empañan. Esta sencilla explicación puede ser entendida por nuestros alumnos "jugando" a empañar con el aliento los vidrios de las ventanas del aula. Y podemos explicarnos ahora lo que sucede en el interior del coche cuando se empañan los vidrios...

¿Por qué la esponja a veces flota y otras veces no flota? A todos nos gusta jugar con agua. Ésta es una muy buena oportunidad para buscar diferentes materiales que floten o se hundan en el agua. Necesitamos unos vasos o baldes con agua y probar

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con diferentes materiales. Podemos realizar una serie de experimentos muy sencillos, colocando una botella de plástico vacía (cerrada con su tapa) en el interior de un balde con agua y esperando que todo quede en equilibrio. Marcamos el nivel de agua dentro del balde y también hacemos una marca en la botella para saber cuánto se hundió y cuánto flotó. Con la ayuda de nuestras manos y realizando un poco de fuerza, sumerjamos un poco la botella en el interior del agua, ¿qué sucedió con el nivel del agua del balde? Si soltamos repentinamente la botella que introducimos en el agua ¿qué sucede? Coloquemos piedritas en el interior de la botella, la cerramos, y pongámosla nuevamente en el balde con agua. Tomemos los datos del nivel del agua en el balde y de la porción de la botella que se sumerge y de la porción de la botella que se hunde. Sigamos agregando más y más piedritas dentro de la botella, repitiendo el experimento y tomando siempre los datos señalados. ¡Cuántas cosas ya pudimos comprobar! Pero sigamos con el experimento. Tomemos los diferentes materiales que hemos recolectado para determinar si flotan o se hunden y antes de realizar la prueba anotemos las diferentes predicciones. Ahora coloquemos sobre la superficie del agua los materiales y veamos, con cada uno de ellos, lo que ocurre. Las primeras conclusiones aparecerán de inmediato: "las cosas livianas flotan, mientras que las pesadas se hunden". Pero ¿cómo flotan esos pesados y enormes barcos de metal? Tomemos un poco de plastilina y hagamos una pelotita con ella; vemos que, al colocarla sobre el agua, la pelotita de hunde. Sin embargo, si moldeamos la misma bolita de plastilina, y le damos la forma de un bote, al ponerlo en el agua flota. ¡Esto sí es mágico! Los

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alumnos sacarán nuevas conclusiones, ya que las "cosas pesadas se hunden, pero si le damos determinadas formas pueden flotar". El barco de plastilina flota ¿puede transportar algunos materiales sin hundirse? ¿Cuáles materiales y qué cantidad de ellos? Hemos establecido una enorme cantidad de conclusiones que se generaron a partir de una pregunta de la vida cotidiana, relacionada con la esponja que los niños utilizan cuando se están bañando. La respuesta es ahora más sencilla de formular, pues la experimentación nos ayudó a resolver el interrogante. Los diferentes materiales utilizados, sus diferentes pesos relativos con el agua y sus diferentes formas son el centro disparador de las conclusiones.

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CAPÍTULO 3 CIENCIA EN LA COCINA La compras del supermercado La cocina es uno de los lugares de la casa donde más se interactúa. Padres y chicos comparten, como mínimo, la visión de una serie de “hechos misteriosos”, casi mágicos… Definitivamente, LA COCINA ES UN ÁREA “RICA EN CIENCIA.” Partiremos del mismo momento en el cual los alimentos entran a los hogares. Una consideración para no olvidar: Los chicos deben ser supervisados cuando están en la cocina ya que existen algunos problemas de seguridad. Hay productos químicos que no pueden ser ingeridos (detergentes, etc.), instrumentos de uso diario que deben ser manipulados cuidadosamente (cuchillos, abridores, etc.) y estamos en contacto con gas, fuego y electricidad. Solamente hay que acompañarlos y disfrutar, entre todos, de la experimentación. ¡Cuántas veces hemos ido al supermercado con nuestros hijos y sentimos “la presión” de éstos para que les compremos cosas “totalmente necesarias”! Necesarias para ellos… pero no para nosotros. ¡Cuántas veces llegamos a la línea de cajas y al descargar lo que tenemos en el carrito de compras encontramos algún comestible que una “mano traviesa” ha querido que lo compremos pese a que nosotros no lo hemos seleccionado!

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El supermercado es un lugar de fascinación para los sentidos de chicos y adultos. El punto de partida de esta experiencia son las bolsas con los comestibles que llegan a las casas. 1 Una manera muy simple de introducir a los alumnos en el universo de los alimentos es que ayuden a ordenar el contenido de las bolsas. Podremos clasificar los alimentos entre secos y no secos, entre los que utilizamos solamente en el desayuno o en el almuerzo, también hay otros que se emplean en ambos momentos del día. Algunos los guardamos en las alacenas y otros en la heladera. Los de la heladera pueden estar dentro o fuera del freezer. Finalmente viene “la mejor” de todas las clasificaciones: alimentos que nos gustan y alimentos que no nos gusta comer, es decir “alimentos ricos” y “alimentos feos.” ¿Y si cada familia prepara una tabla escrita enumerando todo lo que el alumno ingiere durante una semana y la envía al Jardín, al Colegio? Podremos analizar si “comemos de todo” (carnes, harinas, vegetales, frutas, golosinas, etc.) y cuánto comemos de cada cosa. Armaríamos tablas comparativas y estadísticas sobre los puntos en común y sobre las diferencias existentes. En el aula tendremos mucho trabajo a partir de la siguiente clasificación de los alimentos:

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Paralelamente, ¿qué es los que los chicos saben sobre los alimentos? ¿Sobre los balances nutricionales, sobre la necesidad de alimentarse para crecer, sobre las diferencias que existen en la forma de alimentarse de las diferentes especies animales?

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v CARBOHIDRATOS (papas, pastas) para obtener energía. 2 v GRASAS que ayudan, además de ser fuente de energía, a almacenarla en nuestros cuerpos. v PROTEÍNAS para mover los músculos y luchar contra las enfermedades. v AGUA, VITAMINAS Y MINERALES que favorecen y son parte imprescindible de todas las reacciones químicas que ocurren en el cuerpo.

Soluciones dulces y soluciones saladas Ya tenemos ordenados los alimentos en las alacenas. Muchos se comen sin cocinarlos, otros se cocinan, algunos se mezclan con otros alimentos y otros se cocinan sin ser mezclados. ¿Qué quiere decir "cocinar"? Cocinar implica producir ciertos cambios en numerosas substancias: Algunos cambios son muy fáciles de comprender, otros pueden dar cabida a ideas sumamente complejas. Pero antes de cocinar mezclamos determinadas substancias (alimentos). Cuando agregamos sal o azúcar al agua, se disuelven (son "invisibles"). Cuando agregamos harina al agua, está última cambia su color (la harina "no es invisible"). Las substancias están formadas por partículas muy pequeñas, algunas son tan pequeñas que pueden moverse entre otras partículas también muy pequeñas del agua. Entonces se disuelven. Al disolverse forman soluciones (mezclas homogéneas). 2

Energía (¡fuerza!) que se necesita para poder crecer, correr, hablar, jugar, no enfermarse, para querer mucho a Mamá, a Papá, a la Maestra…

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El azúcar y la sal forman soluciones al mezclarse con el agua. No hay un cambio en las características fundamentales de estas sustancias ya que podemos obtener nuevamente los cristales de sal o azúcar originales. ¿Cómo? Muy simple... evaporamos toda el agua de la solución y veremos nuevamente los cristales. Esto se puede lograr pues la sal y el azúcar no forman un nuevo compuesto químico al estar en contacto con el agua. No hay una reacción química. Con la harina el fenómeno es diferente. El agua y la harina se unen para formar "otras cosas". Una vez que están en contacto no podemos volver a los elementos originales. Hagamos un simple y divertido experimento para comprobar lo explicado. Tomemos una botella vacía de plástico transparente. (Perdón... la botella vacía, está vacía o está llena de aire... esto lo dejamos mejor para otro momento...) En el interior de la botella colocamos unos 2-3 cm de sal. Agregamos cuidadosamente (sin mezclar) agua hasta llegar a unos 3-4 cm de su extremo superior. Marcamos el nivel alcanzado por el agua. Tapamos la botella con su tapa o con el dedo pulgar y comenzamos a mezclar vigorosamente. Nos aseguramos que la botella no haya perdido ni una gota de agua. Dejamos la botella quieta, en reposo y marcamos el nuevo nivel del agua que ahora es inferior. Para nuestro asombro no es el mismo... es menor ¿Cómo puede ser menor si la botella no perdió ninguna gota de agua? La explicación es muy simple... la sal se introdujo entre los espacios existentes entre las moléculas de agua. La sal se disolvió y el nivel de los 2-3 cm de sal original es ahora menor. El agua baja, entonces, su nivel. ¿Toda la sal se disolvió? ¡No! En un momento determinado todos los espacios libres en el interior

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del agua fueron ocupados por moléculas de sal. Cuando todos los espacios estaban ocupados la solución está saturada y no puede disolverse más sal. Verán que queda un remanente de sal sin disolverse.

Lágrimas y cebollas A continuación les contaremos una simple actividad para que los alumnos realicen en sus casas con sus padres y luego comenten los resultados en la Institución Educativa. Como siempre, el cuaderno de comunicaciones será el nexo con los hogares de los chicos. ¿Cuántas veces queremos obtener una riquísima salsa, para acompañar los fideos por ejemplo, y debemos pelar y cortas cebollas? Repentinamente comenzamos a “llorar.” La causa de dicho fenómeno está, obviamente, en el interior de las cebollas. Hay un producto químico que se “escapa” de las cebollas, se esparce por el aire tomando contacto con nuestros ojos. Nuestros ojos se sienten “atacados” y comienzan a defenderse. ¿Cómo lo hacen? Produciendo lágrimas. La producción de lágrimas es el mecanismo utilizado por nuestro cuerpo para expulsar al invasor. ¿Qué podemos hacer para prevenirnos y superar el problema? ¿Cómo entender la génesis de lo que acontece? Les planteamos la realización de las siguientes acciones al tiempo que están pelando y cortando las cebollas:

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v v v v

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Masticar un caramelo. Masticar un trozo de queso. Ponerse anteojos de sol. Ponerse anteojos de buceo.

¿Qué se comprueba? La última acción es la única que previene la formación de lágrimas en los ojos. Los ojos, en este caso, no están en contacto directo con el aire, que a su vez está “contaminado” por el producto químico que proviene de la cebolla y ataca los ojos.

Pan tostado Tenemos dos rodajas semejantes de pan lactal (pan de molde). Una de ellas es cubierta, solamente de un lado, con manteca (matequilla). Colocamos ambas rodajas a tostar con una plancha para tostar que está sobre un fuego. ¿Cuál rodaja se tuesta primero? El calentamiento seca las superficies de los panes y se forman crostas. Estas son de color marrón-negro. La rodaja de pan con manteca no toma un color tan oscuro. La manteca forma una capa protectora sobre el pan evitando (retardando) el secado de sus componentes. El cambio del color, que proviene del cambio del color de las proteínas y los azúcares, es entonces mucho más lento.

Hierro en las frutas Mezclamos "diferentes cosas" y presenciamos diversos cambios. Observaremos la formación de un gas y cambios de color. En otras circunstancias una

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solución homogénea en su apariencia se transforma en una solución de apariencia "borrosa" (se forman pequeñas partículas sólidas). Estos sólidos pueden estar dispersos o bien se precipitan en el fondo de un recipiente. Estos fenómenos los observaremos en esta serie de experimentos. Necesitaremos unos vasos transparentes. En cada uno de ellos colocaremos diferentes jugos de frutas, por ejemplo de naranja, de ananá, de frutillas. Es preferible utilizar jugos naturales antes que los envasados. Un tercio de cada vaso es llenado con cada unos de los jugos. Luego llenamos totalmente cada vaso con té (un té "fuerte"). ¿Por qué utilizamos té? El té tiene ciertos productos químicos que reaccionan con el hierro existente en determinados compuestos de algunas frutas y se forma un precipitado. Observamos detenidamente lo que acontece en cada uno de los tres vasos. ¿Se formó, o no, un precipitado? La apariencia clara (homogénea) que tenía algún jugo de frutas pasa ahora a ser "nubosa." ¿Visualizan burbujas en la parte superior del vaso? ¿Cuál jugo contiene más hierro que otro? De acuerdo al análisis químico de los diferentes jugos sabemos que la frutilla contiene más hierro que el ananá y este último más que la naranja. Asocie los cambios visualizados con las diferentes proporciones de hierro existentes. Ahora haga la misma prueba con otros jugos de frutas

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(manzana, uva, cereza, etc.) ¿La manzana tiene más hierro que la uva? ¿Qué sucede con el jugo de cereza?

Agua y detergente En la cocina también hay que ocuparse de la limpieza. ¡Hay que lavar los platos y toda la vajilla! Tomamos un plato plástico y lo “ensuciamos” con manteca (mantequilla). Lo mojamos con agua y la manteca sigue en su lugar. 3 Acto seguido esparcimos un poco de detergente (el mismo que se utiliza para lavar los platos) sobre la manteca y el plato. Empleamos nuevamente agua para limpiar el plato. Los diferentes comportamientos son claramente visibles. En este último caso el agua logra arrastrar, con mayor facilidad, la manteca. El detergente ha favorecido la limpieza del plato. Estamos en presencia de un “hecho fundamental”: acabamos de demostrar que el agua con detergente limpia mejor que el agua sola. Pero ¿por qué? El agua tiene una “piel externa”, llamada tensión superficial. Esta tensión mantiene cohesionada, por ejemplo, la estructura de las gotas de agua. Esta fuerza de cohesión no ayuda al agua a relacionarse fácilmente con determinados materiales (la grasa es uno de ellos). Al agregar el detergente la tensión superficial de agua baja considerablemente pues este tiene un producto 3

La manteca es el material graso que se encuentra en la leche. La grasa y el agua no son “buenos amigos” y les “cuesta muchos estar juntos.”

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químico, llamado tensioactivo, que produce dicho fenómeno. La baja en la tensión superficial del agua resulta en un aumento de su capacidad de relación con otros líquidos y sólidos. En conclusión, el agua y el detergente limpian mejor que el agua sola.

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CAPÍTULO 4 EXPERIMENTOS QUE SE PUEDEN COMER Mezclando “cosas” El universo está formado por un montón de elementos, de compuestos, de "cosas". El universo está formado por materia. La mayor parte de la materia se encuentra mezclada con otra materia. Si dicha mezcla es homogénea estamos en presencia de una solución. Agua y azúcar mezclados forman una solución. Homogéneo implica que si tomamos una muestra en varias partes de la solución (arriba y abajo, por ejemplo) estas tienen las mismas propiedades. Las soluciones están formadas por un compuesto llamado solvente y otro denominado soluto. Las partículas del solvente se encargan de separar a las partículas del soluto. El soluto se disuelve en el solvente. Pongamos una cucharita con azúcar en un vaso con agua y mezclemos (esto lo pueden hacer todos los alumnos en sus mesas o pupitres). El azúcar (soluto) se disuelve en el agua (solvente) formando una solución. La misma es homogénea y los cristalitos del azúcar no se pueden visualizar. Con una pajita bebemos una pequeña porción de la parte superior del vaso, nos enjuagamos la boca con agua sin azúcar, y bebemos nuevamente, utilizando la pajita, una muestra tomada de la parte inferior del vaso. ¿El gusto es el mismo?

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Ahora tratemos de observar nuevamente los cristales de azúcar. Dejamos los vasos con agua y azúcar abiertos, expuestos al aire (cada alumno marca su nombre en el vaso y los dejamos todos juntos y cerca de una ventana). El agua se evaporará. Al día siguiente, cuando volvemos al colegio, cada vaso tendrá menos agua. Mezclamos y probamos el agua ¿estará más o menos azucarada que ayer? ¿por qué? Vertemos un poco sobre un plato playo descartable y esperamos otro día. ¿La evaporación será ahora más rápida o más lenta? ¿Por qué? Tomemos en cuenta que la superficie del agua expuesta al aire es mayor cuando el agua está en el plato que cuando estuvo en el vaso. Cuando casi toda el agua se evapore veremos nuevamente los cristalitos de azúcar. Pasemos a otra serie de experimentos tratando de profundizar los conceptos ya aprendidos. Emplearemos un vaso casi lleno con agua. Agregamos una cucharita, al ras, de polvo para hacer jugo de frutas. Mezclamos hasta que se disuelva totalmente. Agregamos una segunda cucharita con el polvo, mezclamos y seguimos agregando el polvo para hacer jugo de frutas hasta que observamos que el polvo no se disuelve más en el agua. Estamos en presencia de una solución saturada. Repetimos la prueba empleando dos vasos diferentes, con la misma cantidad de agua pero en un vaso el agua es fría y en el otro es tibia. ¿El aumento de la temperatura del agua favorece, o no, la disolución del polvo?

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Carbohidratos La materia está formada por diferentes elementos (carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, etc.) Los elementos forman compuestos. Primeramente se pensó que el agua era un elemento, hoy se sabe que es un compuesto formado por hidrógeno y oxígeno. Los elementos se combinan en cantidades fijas para formar cada compuesto ("2" de hidrógeno y "1" de oxígeno forman el agua). Los azúcares y los almidones están formados por tres elementos (carbono, hidrógeno y oxígeno). Como el hidrógeno y el oxígeno forman el agua, se los denominaron carbohidratos (carbono con agua). Comprobaremos una muy interesante propiedad de los almidones. Demostraremos que estos están formados por largas cadenas de azúcares. Tomemos una galletita de agua. La misma está formada por harina (que es un almidón), agua y polvo para hornear. En la preparación de las galletitas de agua no se emplea azúcar. Pongamos unos trocitos de la galletita en nuestras bocas y sin morder ni masticar esperemos unos minutos. La saliva que está en la boca moja la galletita. Un producto químico que se encuentra en la saliva empieza a romper las cadenas que forman la harina de las galletitas. Si tenemos un poco de paciencia podremos empezar a sentir el cambio del gusto de la galletita de agua. Sentimos, poco a poco, un gusto dulce en la boca pues la ruptura de las cadenas del almidón libera azúcar.

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Proteínas Los científicos observaron que algunos compuestos existentes en los "materiales vivos" se comportaban de manera poco "habitual". Cuando se calentaban líquidos como la sangre o la clara de huevo no entraban en ebullición como otros líquidos sino que se convertían en sólidos. Y lo más extraño resultó que dichos sólidos no volvían nunca más a ser líquidos. Paralelamente se pudo determinar que dichos compuestos eran muy importantes para los seres vivos. Entonces fueron llamados "proteínas" (que quiere decir "de vital importancia"). Las proteínas son compuestos muy complejos. Algunos se disuelven en agua (como la clara de huevo), otros son fibras (los pelos). Pero "algo" tenían que tener en común. Los elementos químicos que forman las proteínas son siempre los mismos: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Estos cuatro elementos se combinan (a veces aparece un quinto elemento, el azufre) y forman unos pequeños compuestos llamados aminoácidos. Las proteínas son cadenas de aminoácidos. La clara de huevo es un excelente punto de partida para estudiar las proteínas. Está formada por cerca de unos 87% de agua, minerales y alrededor de un 9% de proteínas. Tomemos algunos huevos que se encuentren a temperatura ambiente. Separemos la clara de la yema. La clara de un huevo es colocada en una ensaladera pequeña. En un vaso, que tiene un poco de agua, agregamos una cucharita con la clara de huevo. ¿Se disuelve, o no, la clara de huevo?

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Batimos lo que nos quedó de la clara de huevo, en la ensaladera, hasta tener "merengue". Una cucharita del merengue es agregado a otro vaso con un poco de agua. ¿El merengue se disuelve en el agua? Demostramos algo muy interesante. La clara de huevo es su estado natural se disuelve en agua. Al batirla y obtener merengue, la clara de huevo se "desnaturalizó", cambió su forma original, sus propiedades cambiaron. La clara desnaturalizada no puede volver a su estado natural. Cuando las proteínas, por alguna razón, pierden su estado natural, cambian sustancialmente su comportamiento. Las cadenas de aminoácidos sufren cambios irreversibles.

“Microbios” que ayudan a cocinar Todos sabemos que muchas comidas pueden tener muy buenos sabores y olores, y que en otras circunstancias estos sabores y olores pueden ser "muy feos". También, transformaciones de comidas derivan en otras comidas (la leche se transforma en queso, las uvas en vinos). Los causantes de estos cambios son unos pequeños "materiales vivos" llamados microbios. Hay microbios que dan comestibles de rico sabor y otros microbios que producen productos no aptos para la ingesta. La fabricación del vino es un ejemplo muy demostrativo. Las uvas pueden dar ricos vinos cuando determinados microbios se combinan con

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ellas, utilizan el azúcar que hay en las uvas produciendo alcohol y un gas (dióxido de carbono). Los microbios que producen vinos imposibles de beber utilizan el alcohol formado por los primeros microbios para "arruinar" el vino. ¿Cómo se solucionó el problema? Se calienta el vino, cuando tiene buen gusto, desnaturalizando las proteínas de los segundos microbios (los que cambian el gusto del vino de bueno a malo). Con sus proteínas desnaturalizadas estos microbios no pueden actuar. Unos microbios muy conocidos son las levaduras. Se pueden comprar en el supermercado. Mezclamos un poco de levadura en una taza llena con agua tibia, mezclamos y la dividimos en tres partes iguales que colocamos en tres vasos diferentes. Al primer vaso le agregamos 1/4 de cucharita de azúcar, al segundo 1/4 de cucharita de azúcar más 1/4 de cucharita de sal, al tercer vaso no le agregamos ni azúcar ni sal. Mezclamos el contenido de estos tres vasos con tres cucharitas limpias y diferentes. Introducimos los tres vasos en una fuente grande que tiene agua tibia (calentamos a "baño María"). ¿Qué vaso tiene la mayor actividad? ¿Qué vaso produce la mayor cantidad de burbujas? ¿El azúcar favorece, o no, la acción de la levadura? ¿Qué sucede con la sal?

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EPÍLOGO Quiero traer, para finalizar, una serie de reflexiones escritas por otras personas que tratan de ampliar el análisis sobre el Proceso Educativo. Es mi manera de homenajearlos por la ayuda que me brindaron… Educar es sacar siempre del fondo de nuestra naturaleza nuevas energías para nuestra perfección. Toniolo El más grande homenaje que los alumnos pueden brindar a la enseñanza de su maestro consiste en independizarse de él. André Bergé Es mejor que haya “preguntas sin respuestas, que respuestas sin preguntas.” Anónimo La educación debe comenzar en la familia, continuarla en la escuela y consolidarla a lo largo de toda la vida. Anónimo La educación es el desarrollo natural, progresivo y sistemático de todas las facultades. Johann Heinrich Pestalozzi Largo es el camino de la enseñanza por medio de teorías, breve y eficaz por medio de ejemplos. Séneca Lo maravilloso de aprender es que nadie puede arrebatártelo. Anónimo

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Los niños tienen derecho a la verdad, es decir, a que se les responda todo con claridad y sin evasivas. Fray Martín Sarmiento Nunca consideres el estudio como un deber, sino como una oportunidad para penetrar en el maravilloso mundo del saber. Albert Einstein Por la ignorancia nos equivocamos equivocación aprendemos. Proverbio Romano

y

por

la

Quien teme preguntar, le avergüenza el saber. Proverbio Danés Recogemos en el hombre lo que hayamos sembrado en el niño. Proverbio Oriental Se atrae la atención novedad y variedad. Anónimo

del

niño

con

curiosidad,

Si el alumno no supera al maestro, ni es bueno el alumno, ni es bueno el maestro. Proverbio Chino Si eres capaz de despertar el interés de los alumnos por todo aquello que les rodea, el éxito está asegurado. Anónimo Sin mesa, sueño y recreo, no hay cerebro. Lo primero es comer, lo segundo dormir, lo tercero jugar; lo cuarto estudiar y durante todas esas funciones respirar aire puro a todo pulmón y gozar de salud y alegría cabales. Andrés Manjón y Manjón

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Una escuela funciona bien aprende con satisfacción. Marchesi

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cuando

el

alumno

Un maestro afecta a la eternidad, nunca se sabe dónde termina su influencia. Henry Adams Un niño que no se siente querido difícilmente puede ser educado. Johann Heinrich Pestalozzi Enseñarás a volar… pero no volarán tu vuelo. Enseñarás a soñar… pero no soñarán tu sueño. Enseñarás a vivir… pero no vivirán tu vida. Sin embargo… en cada vuelo, en cada sueño, en cada vida, siempre perdurará la huella del camino enseñado. Madre Teresa de Calcuta