lunes, 13 de marzo de 2017

Ondas controversiales (parte I)

Hablar sobre temas controversiales en las clases de Ciencias Naturales es más sencillo de lo que pensamos, puesto que los fenómenos que nos rodean abundan e involucran a los estudiantes como usuarios y, dependiendo de los casos, en "víctimas", algunas silenciadas por los intereses que predominan en el mercado capitalista.
Desde nuestra función, más que buscar instaurar una idea propia, debemos formar sujetos capaces de discernir y fundamentar sus opiniones fundadas en hechos, ya sea desde las investigaciones aúlicas o desde la búsqueda orientada o de algún autodidacta inquietado por conocer.
En el posteo anterior, se mencionaban las ondas electromagnéticas, un tema controversial ya que la evidencia de sus efectos es silenciosa y se oculta tras la inmediatez por recibir ansiosos la comunicación tan esperada.  (whatsapp, messenger, mensajes de textos, mail, etc.)
Nuevamente llega a este blog, un tema que fuera tratado hace bastante: El horno microondas y su influencia sobre la estructura molecular del agua.


Explicación del fenómeno.
Al moverse una carga eléctrica, se genera un campo eléctrico y éste a su vez un campo magnético oscilante. La combinación de ambos fenómenos da lugar a la generación de una onda electromagnética.
Características de la onda: Es un fenómeno vibratorio que se propaga en un medio a lo largo de un espacio en un tiempo determinado (fenómeno espacio - temporal), su frecuencia (medida en Hertz) coincide con el número de veces que oscila por unidad de tiempo, el período (medido en segundos) es la duración de una oscilación completa o también el valor recíproco de la frecuencia, la longitud de onda es la distancia entre dos crestas. 
Espectro de emisión y el tamaño relativo de la longitud de onda.

Así por ejemplo, la ondas de radio son comparables a la altura de un edificio (amplitud modulada) o a la altura de un ser humano (frecuencia modulada), las microondas a la longitud de una abeja, las radiaciones infrarrojas al tamaño de la cabeza de un alfiler, los rayos UV a las moléculas, los rayos X al tamaño de un átomo y las radiaciones gamma al núcleo atómico.

El horno microondas y la inocuidad de los alimentos.
¿Cómo funciona el horno microondas? El magnetrón dentro del horno convierte la corriente eléctrica del enchuche de la pared en ondas de radio bien cortas (aproximadamente de 4 pulgadas de cresta a cresta). Éstas son trasferidas a una frecuencia de 2450 Megahertz desde el magnetrón del orno. A dicha frecuencia, la corriente eléctrica es absorbida rápidamente por agua, grasas y azucares, resultando en una vibración bien rápida y en altas temperaturas que cuecen los alimentos.

El tema es que la cocción puede no ser uniforme, aparentando una cocción superflua mientras que, hacia el interior, algunas partes se encuentren crudas, dando refugio a las bacterias perjudiciales para nuestro organismo.
¿Qué se recomienda? Emplear termómetros para alimentos y tomar en diferentes puntos la temperatura para verificar la correcta cocción.

Tema controversial y de investigación: Los estudiantes pueden realizar un trabajo de investigación sobre las enfermedades que pueden contraerse a partir de la ingesta de alimentos crudos. Identificar los puntos vulnerables en el cuerpo humano, nombre de las bacterias, etc. Realizando una producción audiovisual, sin condenar al microondas, sino por el hecho de extremar los cuidados de la salud a la hora de emplearlo.

El horno microondas y la estructura molecular del agua.

El uso del simulador.
Imagen extraída del simulador
Por un lado comprender el fenómeno con la ayuda de un simulador es un buen comienzo para dar pie a unas experiencias concretas que permitan arribar a conclusiones.
El simulador Microondas pone en evidencia el movimiento ondulatorio de las microondas que mueven las moléculas de un líquido, aumentando la fricción que deriva en el calentamiento de la masa del líquido.
Con la ayuda de un termómetro en el margen derecho, intuitivamente se asociará el incremento de velocidad molecular con el aumento de temperatura.

Las preguntas entorno al uso del simulador serán: ¿Qué ocurre con las moléculas de agua? ¿Mantienen su misma posición? ¿Qué intentan hacer las moléculas?

Algunas experiencias para realizar trabajos de investigación.

Si colocamos dos recipientes con la misma cantidad de agua, obtenidos de la misma fuente, solo que una de las masas de agua deberá contener sal disuelta.
Al introducir en el horno microondas, durante 1 minuto aproximadamente, contando con dos termómetros, se procederá a medir la temperatura de ambos recipientes.

Los resultados arrojarán que el recipiente que contiene agua con sal disuelta, ha adquirido menor temperatura respecto del que no contiene sal.
El debate debe abrirse entorno a: ¿Cuál es la diferencia entre lo que contiene un recipiente y otro? ¿Cómo influirá la presencia de sal para que no sufran idénticos incrementos de temperatura?
La molécula de agua (H2O) responde a un enlace covalente (no metal - no metal) pero, aunque la molécula de agua es eléctricamente neutra, la distribución de los átomos es asimétrica, convirtiéndose en una molécula polar en la que, dados sus valores de cargas alrededor del átomo de Oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que entorno a los átomos de Hidrógeno desprovistos de sus electrones evidencian una densidad de carga positiva.
La atracción electrostática entre moléculas da lugar a la formación de enlaces o puentes de Hidrógeno.
La presencia de numerosos puentes de Hidrógeno da lugar al calentamiento por fricción.
En cambio, la presencia de sal, disminuye la agrupación molecular por medio de puentes de Hidrógeno. Razón atribuible a un calentamiento menor de la masa de agua con sal disuelta, respecto de la masa de agua sin la presencia de sales.


¿Qué ocurrirá si se introducen cubitos de hielo en el interior del microondas?
Al realizar esta experiencia, se observará que el cubito de hielo NO cambia de estado.
La respuesta radica en dos cuestiones: La densidad del agua en estado sólido es menor respecto de la densidad del agua en estado líquido.
Como así también, al encontrarse las moléculas fijas en un mismo lugar, frente a esa imposibilidad de moverse, no pueden rotar intentando seguir el movimiento del campo electromagnético generado por las radiaciones microondas.

Tema controversial: ¿Es conveniente el uso de hornos microondas?... Tema de discusión para el próximo posteo.

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