Hacia una nueva tabla periódica y algunas tierras raras

La nueva tabla periódica

La tabla periódica de los elementos es una herramienta clave en nuestras clases de Fisicoquímica y Química. Sin embargo, una nueva distribución podría cambiar la forma en que medimos el tiempo. Desde la Sociedad Europea de Química, se "reacomodan" o se reestructura el conocimiento químico de los elementos conocidos hasta el momento, como así también se anticipa el uso de cientos de HCI (iones altamente cargados o Highly Charged Ions, según sus siglas en inglés) dado que podrían convertirse en la próxima generación de relojes atómicos ópticos. La precisión de estos dispositivos permitirá efectuar mediciones del tiempo con una estabilidad capaz de detectar cambios imperceptibles en la gravedad, en el movimiento de la Tierra e incluso en algo tan complejo como la expansión del universo.

La idea no es novedosa, dado que el químico estadounidense William Sheedan la ha llevado a cabo durante la década del 70. En esta nueva tabla se le asigna a cada elemento un tamaño en proporción a su abundancia natural, para ello emplea una escala logarítmica. El código de colores depende de su vulnerabilidad actual y su disponibilidad en un futuro. Los que se encuentran en color rojo son los "serious threat in the next years" que presentan una seria amenaza de escasear en el presente siglo.

Un problema en el mediano y corto plazo

Las pantallas táctiles de los dispositivos portátiles emplean capas conductoras del material Indio (In), cuando observamos la nueva tabla, dicho metal raro Para comprender la gravedad de este escenario, basta observar al indio (In), un metal raro que, si bien no es especialmente escaso, su producción depende casi por completo del subproducto de la minería del zinc, y su reutilización aún es limitada. Se estima que, al ritmo actual de uso, podría volverse económicamente inviable en menos de dos décadas.

Tierras raras, no tan raras

Más allá de la denominación de “tierras raras”, en realidad algunos de los químicos y minerales así identificados son abundantes, el problema radica en su extracción y procesamiento que pueden ser complejos y costosos, tornándolos inviables. Actualmente, China domina la oferta en el mercado, motivo más que suficiente para generar preocupación y alerta en el gobierno de los Estados Unidos, por la importancia de esos minerales para los usos bélicos y porque para los productos tecnológicos más avanzados se requiere el uso de algunos de esos elementos.

Esos minerales y químicos prácticamente desconocidos para el público son también escasamente estudiados por laboratorios, exploradores e investigadores que no provengan de las grandes potencias. Básicamente, se denomina con ese nombre a 17 elementos con propiedades similares, entre los que se encuentran los Lantánidos, que son elementos químicos a veces con similitudes entre sí, y entre los que se destacan “imanes de tierras raras” y otros 12 como el Tulio, Erbio y Gadolinio.

Estados Unidos, Ucrania y China. Acuerdos estratégicos

Ucrania posee 10.000 yacimientos de tierras raras con 95 tipos distintos de minerales valiosos El país se sitúa como un proveedor potencial clave de titanio, litio, berilio, manganeso, galio, uranio, circonio, grafito, apatita, fluorita y níquel (Fuente: Infobae). Se dice que es potencial debido a que no posee tecnología para llevar a cabo su extracción, por tal motivo se firmó un convenio que le otorga a Estados Unidos el acceso preferencial a los recursos minerales de Ucrania a cambio de la creación de un fondo de inversión para el desarrollo económico del país (posguerra). Este pacto estratégico de Washington busca reducir su dependencia de China, que hoy controla entre el 60 y el 70 % de la producción mundial de minerales raros y cerca del 90 % de su capacidad de procesamiento.

Brecha entre las reservas minerales críticas y la extracción y procesamiento en América Latina

América Latina posee algunas de las reservas minerales más grandes del mundo. Entre estas se encuentran el primer depósito mundial de cobre y cuarto de litio en Chile, así como el tercer depósito tanto de níquel como de tierras raras en Brasil (Fuente: Artículo escrito por Economist Impact con el apoyo de J.P. Morgan)

Los recursos en Argentina

En Argentina se han encontrado depósitos de tierras raras en los departamentos de Punilla y Cruz del Eje de Córdoba, se encuentra en estudio la factibilidad económica de su explotación.

Cuatro empresas están dedicadas a proyectos de ese estilo: Patagonia Minerals, australiana que opera en un proyecto en la provincia de Córdoba; San Luis Minera, una estatal y también realiza exploraciones; Argentinian Rare Earths, que lleva a cabo exploraciones en varias zonas; y Latin American Minerals. (Fuente: Diario El Día)

La obsolescencia programada y los RAEE

La obsolescencia programada "obliga" a que millones de smartphones sean sustituidos mensualmente en Europa y América. Considerados desechables, terminan en vertederos o en plantas de reciclaje improvisadas en países en desarrollo, donde se extraen algunos elementos bajo condiciones precarias. El resto queda atrapado en residuos tóxicos, irrecuperable para la humanidad. Así es como elementos tan valiosos como el indio se pierden, disipándose lentamente en el olvido químico. (Fuente: National Geographic)

¿Qué son los RAEE?

Son los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE) resultado del uso, consumo y recambio de los aparatos eléctricos y electrónicos (AEE). A nivel mundial se considera que los aparatos eléctricos y electrónicos (AEE) son “todos aquellos aparatos que para su funcionamiento necesitan ser enchufados o utilizan una fuente de alimentación de pilas o baterías” (Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible de la Nación [MAyDS] 2020). Cuando dichos aparatos son desechados, ya sea por agotamiento de su vida útil o por innovación tecnológica, se convierten en un residuo denominado “residuo de aparatos eléctricos y electrónicos” (RAEE). Los residuos electrónicos son aquellos que comprenden “todos los elementos de aparatos eléctricos y electrónicos (AEE) o de sus componentes, que hayan sido desechados por sus propietarios como desperdicios sin ánimo de reutilizarlos” (Step Initiative, 2014)

Los AEE se fabrican a partir de recursos naturales no renovables y, en algunos casos, contienen sustancias peligrosas. Desde la fabricación del aparato (AEE), hasta llegar a su descarte como residuo (RAEE), se producen impactos sobre la naturaleza y la salud de las personas. 

Realidad en Argentina

En nuestro país, contamos con un Plan de reciclaje y reutilización de los RAEE, como búsqueda de una resolución a un problema que crece exponencialmente en el mundo debido al avance y masificación de los productos tecnológicos que, junto a la obsolescencia programada, dan como resultado grandes volúmenes de este tipo de residuos. Una adecuada gestión de los RAEE permitirá reducir los riesgos de liberar las sustancias peligrosas, lo cual permitirá recuperar materiales que podrán reinsertarse en la industria, para así reducir la presión ambiental por la extracción de materias primas vírgenes.

Generación de los RAEE a nivel mundial

El avance tecnológico de la última década, el consumo masivo motivado por la publicidad, la moda, la obsolescencia programada y el nivel o status ha generado que el volumen de los RAEE aumente considerablemente. En el mundo se generaron 56 millones de toneladas de RAEE durante el 2019, equivalente a 7,3 kg anuales por habitante.

Según datos oficiales, de esos 56 Mt de residuos RAEE generados a nivel mundial en 2019, solamente 9,3 Mt han sido recogidos y reciclados de manera adecuada, es decir sólo el 17,4 %.

La mayor parte de ese porcentaje proviene de las políticas y acciones ejecutadas por los países europeos, que si bien son quienes más residuos de RAEE generan (12 Mt) en correspondencia con sus mayores ingresos, casi la mitad de ellos (42,5 %) se encuentran documentados como recogidos y reciclados adecuadamente

Distribución mundial de residuos de RAEE generados y tratados adecuadamente 

(Modificado de Forti et al. 2020)

Los materiales críticos

Reciben la denominación de minerales críticos las materias primas —tanto minerales, como metales— necesarias para generar energía renovable, producir tecnologías no contaminantes y facilitar la transición hacia un futuro más sostenible y con bajos niveles de carbono.  

Resulta muy común nombrar “minerales críticos” asociado indistintamente con los términos “minerales estratégicos1”, “minerales estratégicos y críticos2” y “minerales para la transición energética3”.

Universalmente no existe un consenso respecto de la “criticidad”, en lo que se coincide es que la criticidad cambia con el tiempo en función de las necesidades que surjan de la sociedad y de la disponibilidad de suministro.

(1) Anderson, E. W., y Anderson, L. D. (1998). Strategic minerals: Resource geopolitics and global geo-economics. Wiley

(2) Society for Mining Metallurgy and Exploration [Sociedad de Minería, Metalurgia y Exploración]. (s. f.). Critical and strategic minerals: Importance to the U.S. economy. Véase: https://www.smenet.org/What-We-Do/Technical-Briefings/Critical-and-Strategic-Minerals-Importance-to-the 

(3) International Energy Agency [Agencia Internacional de Energía, AIE]. (2022). The role of critical minerals in clean energy transitions. Véase: https://iea.blob.core.windows.net/assets/ffd2a83b-8c30-4e9d-980a-52b6d9a86fdc/TheRoleofCriticalMineralsinCleanEnergyTransitions.pdf 

Situación en materia de gestión de RAEE en la Argentina

En su artículo titulado “Los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos en Argentina y en el AMBA. Panorama y perspectiva de cara a una política de economía circular” se detalla la realidad que se vive en la Argentina:

De la totalidad de los RAEE generados por año (291,7 toneladas al año), un 60 % pertenecen a grandes generadores y al estado y un 40% al resto de la población.

Los RAEE pueden ser reciclados hasta un 90 % al adaptar las mejores tecnologías disponibles e integrando cadenas de valor en el recupero.

Los RAEE de mayor valor en cuanto a la posibilidad de aprovechamiento de materiales son los denominados ITT (informática y telecomunicación). Conforman entre un 3 y un 4 % del total de RAEE.

Cada 100 toneladas de RAEE (ITT), se obtienen 6 toneladas de plaquetas que tienen un importante valor por tonelada.

Bibliografía

Forti, V.; Baldé, C.; Kuehr, R. y Bel, G. (2020). Observatorio Mundial de los Residuos Electrónicos: Cantidades, flujos y potencial de la economía circular. Universidad de las Naciones Unidas (UNU)/Instituto de las Naciones Unidas para Formación Profesional e Investigaciones (UNITAR) – coorganizadores del programa SCYCLE, Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y Asociación Internacional de Residuos Sólidos (ISWA), Bonn/Ginebra/Rotterdam

Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible de la Nación (MAyDS) (2020). Gestión integral de RAEE: Los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos, una fuente de trabajo decente para avanzar hacia la economía circular (L. Maffei, Coord.) [Libro digital en PDF]. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible de la Nación; Oficina de País de la Organización Internacional del Trabajo para Argentina

Step Initiative (2014), Solving the E-Waste Problem [en línea] http://www.step-initiative.org

Empleo de títeres en la Enseñanza de las Ciencias Naturales: Última parte

En este último posteo, se mencionarán los personajes de ciencia ficción que faltan y su correlación con los contenidos de Fisicoquímica que brindaron sustento para conformar la obra de teatro. Así también se presentarán las entrevistas realizadas al docente y a los estudiantes cuando presentaron la obra.

Aquaman y las tribus que pueden permanecer bajo el agua.

Aquaman creado por Mort Weisinger y Paul Norris es un personaje que ve la luz por primera vez en More Fun Comics #73 (1941), en plena Golden Age del cómic americano. En principio se dedicaba a atacar submarinos nazis (vale recordar que durante ese período apenas comenzaba la Segunda Guerra Mundial). Por tal motivo, sus enemigos, algo típico en aquella época, eran los nazis, a los que se enfrentaría en el medio marino derribando diferentes submarinos pertenecientes al Eje.

Una idea equivocada demasiado extendida sobre los poderes de Aquaman es que "habla con los peces" y se comunica con la vida acuática. Algo que no es realmente cierto, aunque a menudo simplemente se comunica telepáticamente con la fauna marina es principalmente por cortesía, ya que nuestro héroe tiene la capacidad de obligar a todos los seres del océano a seguir su voluntad directamente, lo que sumado a su propio (y poderoso) ejército atlante le da el poder de causar un apocalipsis acuático en toda regla a su antojo debido a sus habilidades hidrocinéticas y de control del agua. (Fuente: Superaficionados)

La pregunta que surge para desmitificar a este superhéroe: ¿pueden existir seres humanos capaces de sobrevivir bajo el agua? Intuitivamente, la respuesta sería un rotundo "no".

Los Bajau: Tribu de Indonesia

Los Bajau, conocidos como «gitanos del mar», viven en el mar en el sudeste asiático. En términos evolutivos, la selección natural, los habría adaptado para convertirlos genéticamente en los buceadores más fuertes y con mayor resistencia.

El tamaño del bazo: La clave

Los investigadores descubrieron, que los bazos de los Bajau, son más grandes que los de la mayoría de las personas. Por medio de un ecógrafo portátil se pudo comprobar que, todos los integrantes de la tribu (buceadores y no buceadores), tenían un tamaño similar. Al comparar el tamaño promedio del bazo de un grupo de granjeros vecinos, llamados Saluan, los resultados arrojaron que son un 50% menor que el tamaño promedio de la tribu Bajau. A su vez, aparentemente también hallaron una base genética, para explicar esta diferencia.

Aunque el tamaño del bazo tenga un papel preponderante en la capacidad para bucear, existen otros factores implicados dado que, al sumergirse a grandes profundidades, los vasos sanguíneos de los pulmones pueden estallar. Esto se debe a la presión ejercida al llenarse con más sangre que la que pueden soportar. En este sentido, el entrenamiento ayudaría a evitar ese efecto, sumado a las adaptaciones genéticas que, junto al tamaño del bazo, permitiría que tengan más oxígeno en la sangre, para poder bucear sin tanques y sin máscaras.

El buceo de manera tradicional, lo llevan a cabo varias veces durante unas ocho horas por día. Pueden ser desde 30 segundos hasta 13 minutos aproximadamente y bucean a profundidades de más de 70 metros. Esto lo logran, por medio de cinturones con contrapeso e improvisadas antiparras de madera.

Melissa Ilardo, investigadora de la Universidad de Copenhagen describe la función del bazo como: «el reservorio de glóbulos rojos oxigenados que, al contraerse aporta más oxígeno [...] como un tanque biológico de buceo» (sic). Además, agrega: «Hay una respuesta humana que se dispara al contener la respiración y sumergirse en el agua» (sic).

Tips o pastillas de enseñanza: En este punto se pueden presentar diferentes teorías evolutivas para dar apertura al debate, establecer puntos de coincidencia, diferencias, entre otras opciones.

Capitán América y Superman

Comenzamos con el Capitán América que fue creado en 1941 por Joe Simon y Jack Kirby, cuando se vivía un clima de creciente tensión mundial. Si bien Estados Unidos aún no había entrado en la Segunda Guerra Mundial, el clima político era cada vez más tenso. El primer número donde aparecía el Capitán América se lo veía golpeando a Adolf Hitler, con un mensaje propio de la época y de la postura que tomaría el país frente al conflicto bélico.

El Capitán América cubría la necesidad de un héroe que encarnara los valores estadounidenses y preparara a la población para los desafíos que se avecinaban: Steve Rogers, un joven débil pero valiente de Brooklyn, fue transformado en un supersoldado gracias a un suero especial, convirtiéndose en el símbolo de la lucha por la libertad y la justicia. El contexto histórico de su creación estableció las bases de su carácter, dado que no solo era un guerrero físico, sino también un símbolo moral, representando los valores que Estados Unidos aspiraba a defender. (Fuente: Historia del Capitán América, un héroe fuera del tiempo)

Seguimos con Superman, que nació en el planeta ficticio Krypton recibiendo el nombre de nacimiento Kal-El. Cuando era un bebé, sus padres, el científico Jor-El y su esposa Lara Lor-Van, lo enviaron a la Tierra en una pequeña nave espacial momentos antes de que Krypton se destruyera debido a un cataclismo natural. Su nave aterrizó en el campo estadounidense, cerca de la ciudad ficticia de Smallville. Fue encontrado y adoptado por los agricultores Jonathan y Martha Kent, quienes lo llamaron Clark Kent. Clark desarrolló varias habilidades sobrehumanas, como una fuerza increíble y una piel impermeable, motivo por el cual, sus padres adoptivos le aconsejaron que usara sus habilidades en beneficio de la humanidad, decidiendo luchar contra el crimen como un justiciero. Para proteger su privacidad, se pone un traje colorido y usa el alias "Superman" cuando lucha contra el crimen. (Fuente: Wikipedia_Superman)

Dimitri Mendeleiev y los materiales

Cuando se presentan ambos superhéroes, encontramos materiales que pueden o no existir en lo que conocemos como la Tabla Periódica de los Elementos. En el caso del Capitán América el vibranium es un material del cual está conformado su escudo, un acero de aleación capaz de absorber toda la energía cinética y que transfiere muy poca energía de cada impacto. Así como tal, no existe en la naturaleza un elemento con esas características. Lo que se puede orientar es respecto de la conformación del acero, donde el Hierro, un elemento de la tabla periódica existe y es muy empleado en construcción, por ejemplo.

Respecto de Superman, el planeta Kriptón corresponde con un elemento que existe en la tabla periódica y, la Kriptonita también existe, aunque no es sólida ni de color verde fluorescente, sino que es un gas noble o inerte.

Tips o pastillas de enseñanza: Se puede presentar una tabla periódica interactiva

Donde se deban ubicar los elementos, observar sus propiedades, comparar con otros elementos y otras cuestiones que el docente considere apropiadas.

Goku y Maestro Roshi

Goku, también conocido por su nombre de nacimiento Kakaroto es un hombre Saiyan y el principal protagonista de la serie Dragon Ball. Similar a la historia de Superman, fue enviado a la Tierra como un infante, no porque se estuviera por destruir su planeta, sino con la misión de destruir a las personas que habitaban la Tierra. Debido a un accidente que altera su memoria, crece y se convierte en el mejor defensor de la Tierra y en el líder informal del Equipo Dragón. Su esfuerzo y entrenamiento constante lo convierte en un gran guerrero. (Fuente: ¿Conoce toda la historia de goku?)

El maestro Roshi, conocido por su sabiduría, poder y habilidad para enseñar a los guerreros a dominar las artes marciales. A pesar de ser un anciano, el Maestro Roshi demuestra ser un excelente luchador y mentor de los protagonistas de la serie (Fuente: Maestro Roshi: El legendario sabio de Dragon Ball)

Acerca de los poderes

Resulta recurrente escuchar el término fuerza, respecto de Goku se refiere a que posee una fuerza física extraordinaria, capaz de levantar objetos pesados y derrotar a enemigos poderosos con un solo golpe. Debido a su entrenamiento constante y a su determinación inquebrantable ha podido superar sus límites y alcanzar niveles de fuerza inimaginables.

Otro término que se menciona es el de velocidad, dado que Goku puede moverse a velocidades increíbles, lo que le permite esquivar ataques y realizar movimientos rápidos y precisos en el campo de batalla. Su velocidad sobrehumana le da una ventaja estratégica sobre sus oponentes y le permite atacar rápidamente sin ser visto.

Tips o pastillas de enseñanza: Si bien, Goku posee otras capacidades, como profesores de Ciencia, se debe hacer hincapié en cuanto a las definiciones de fuerza y de velocidad. Resulta interesante vincular a Isaac Newton, referente del concepto de fuerza y enunciador de sus leyes que relacionan la fuerza con el movimiento (uniforme o acelerado)

En el siguiente video se puede visualizar una explicación sencilla de lo referido a Newton y las fuerzas.

Hasta aquí, damos por finalizada la maravillosa experiencia de llevar títeres a las aulas de Fisicoquímica. Una ardua tarea que duró casi dos años, con excelentes resultados.

Repercusiones.

La experiencia de los títeres fue replicada en otras instituciones, con su idiosincrasia y particularidades.

Por ejemplo en el Instituto Superior de Formación Docente 116 de Campana (Buenos Aires_Argentina), durante las Jornadas Regionales de Enseñanza de las Ciencias se llevó a cabo un taller en tiempo récord (solamente 2 horas de trabajo) con resultados increíbles.

Por tratarse de un profesorado en Biología, Física y Química, se buscó representar a unos referentes por ello: Charles Darwin debió debatir con Dios acerca de la Teoría de la evolución y la Teoría del creacionismo. Mientras que, para reivindicar el rol de las mujeres en Ciencias se presentó por Química a María Sklodowska (madame Curie) y por Física a la Dra Norma Sánchez astrofísica argentina, actualmente considerada la mente más brillante del mundo.

En la Escuela Primaria N°14 de la localidad de Escobar, provincia de Buenos Aires se llevó a cabo un Congreso "Nuevos escenarios educativos: La innovación en la educación de hoy" donde se presentaron diversos talleres, entre ellos la realización de los títeres con su respectiva obra de teatro, escrita in-situ.

En el CENS 455 de la localidad de Loma Verde (Buenos Aires_Argentina) modalidad de educación de adultos, también se solicitó llevar a cabo una obra propia, en la cual los estudiantes debieron personificar a los científicos: Alexander Fleming, Louis Pasteur, Caroline Herschel, María Sklodowska (Marie Curie), Lise Meitner y Rosalind Franklin. La búsqueda de información, sumado a la creatividad que debieron poner en juego a la hora de escribir el guion de la obra, permitió disfrutar de una presentación magnífica.

Mi colega Adriana Calderaro, presentó el Blog y las imágenes publicadas en mi Facebook, lo que motivó que su estudiante de 4° año del profesorado, Rocío Cardozo en una escuela de la localidad de San Martín (Buenos Aires Argentina) obtuviera unos resultados más que satisfactorios: Sus estudiantes se animaron a pasar al frente y realizar una batalla de rap científico, como así también una increíble entrevista a los científicos personificados a través de los títeres que realizaron, realmente un orgullo.

Presentación de la obra

La obra "Títeres científicamente poderosos" se estrenó el día 7 de Noviembre en la Escuela de Educación Secundaria N°22 20 o, tal como la conocemos "Secundaria del Lago". A la misma asistieron los estudiantes de nuestra escuela y la Escuela Primaria N°14 como invitados a una jornada inolvidable.

Presentación de la obra de teatro en la EP N°22

El día 14 de Noviembre la obra fue presentada en la Escuela Primaria N°22 "José Manuel Estrada" de la Sección Islas del Partido de Escobar (provincia de Buenos Aires_Argentina). La obra fue presentada para los estudiantes del nivel inicial, nivel primario y nivel secundario, con gran expectativa y alegría, fueron bien recibidos los estudiantes de la Escuela del Lago.

Reconocimientos y entrevistas

En la localidad donde resido, desde el primer momento recibí el apoyo de la directora de la escuela del Lago, Profesora e Historiadora María Cácerez. El canal local que desde el comienzo se ofreció a entrevistarme y dar a difundir este proyecto que fue galardonado en Madrid (España) desde que se enteraron de la noticia hasta que presentamos la obra en la EP N°22

La Jefa Distrital de la localidad vecina de Campana (Buenos Aires_Argentina) Soledad Dechima Dendorfer solicitó al Instituto Superior de Formación Docente N°116 que se habilitara un conversatorio de buenas prácticas para inspirar a otros colegas que busquen innovar en sus clases.

Mis estudiantes de 4° año del profesorado de Química del ISFD N°116, organizaron un recibimiento para homenajearme por el premio que había ganado en España.

Cuando se realizó la entrega de diplomas a los estudiantes egresados del profesorado del ISFD N°116, se me hizo entrega de un diploma en reconocimiento al mérito de haber sido premiado.

Finalmente y no por ello, deja de ser importante, en el CENS 455 de Loma Verde (modalidad de educación de Adultos) me homenajearon doblemente, reconociendo mi trabajo previo a la entrega del premio en Madrid y, posterior a su entrega.

No debo dejar de mencionar a la Embajada argentina en Madrid que, gentilmente se ofrecieron a enviarme por correo postal, el premio en formato papel, apenas se lo envíen desde la organización del Premio Espiral.

Desde ya, a la Fundación del Premio Espiral por haber galardonado este proyecto que, ha trascendido fronteras de espacio y tiempo.

Me considero afortunado por haber elegido esta maravillosa profesión, llena de altibajos, con matices, pero que deja un buen reconocimiento que va más allá de cualquier premio, sino de la calidez humana, la empatía, la caricia que nos reconforta el alma cuando se valora aquello que no tiene precio.

Lamentablemente no pude asistir a la entrega del premio que se llevó a cabo el día 19 de Octubre de 2024, pero aquí les dejo el video de esa jornada inolvidable.

Próximamente, realizaré un aporte al libro Diálogo Interamericano sobre Inteligencia Artificial en Educación Científica (IAEC24), con el nombre de "Diálogos de una obra de teatro por medio del empleo de IA: Desmitificando Superhéroes"

Nos seguimos leyendo...Hasta el próximo posteo

Empleo de títeres en la enseñanza de las Ciencias Naturales (cuarta parte)

Introducción

Cuando se presentan los ejes correspondientes al Diseño Curricular de Fisicoquímica del 3° año de Escuelas Secundarias de la provincia de Buenos Aires (Argentina), podemos encontrar ciertos contenidos que pueden ser abordados desde personajes de Ciencia Ficción que permitan abordarlos desde su desmitificación o que son magnificados por el simple hecho de pertenecer a la misma ficción para mercantilizar los productos que se buscan promocionar.

El Diseño Curricular de Fisicoquímica de 3° año nos presenta una serie de ejes en torno a los cuales se deben abordar los contenidos referidos a: Las transformaciones de la materia, los intercambios de energía (E) y la estructura de la materia. Basados en la noción de proceso, cambio y conservación de la energía. Tal como puede verse en el siguiente diagrama.

Diseño Curricular para 3° año (ES) | Fisicoquímica | Pág. 73

En esta línea, se ha propuesto continuar con el abordaje de la Historia de las Ciencias Naturales desde una obra de teatro de títeres, similar a la realizada durante el año 2023, tomando como ventaja que la mayoría de los superhéroes de Ciencia Ficción transitan su historia desde el Universo (sobre todo en universo Marvel) y que permiten la búsqueda de respuestas científicas acerca de los mitos y verdades en torno a los personajes seleccionados por los estudiantes.

El increíble Hulk (Su historia)

Según lo que podemos encontrar en Wikipedia: Hulk (también llamado El Hombre Increíble en algunas de las traducciones al español), es un superhéroe ficticio que aparece en los cómics estadounidenses publicados por Marvel Comics, siendo considerado el personaje más fuerte de la editorial. En sus apariciones de cómic, el personaje es a la vez Hulk, un ser humanoide enorme de piel verde, corpulento y musculoso que posee una gran fortaleza física, y su alter ego el Dr. Robert Bruce Banner (o Dr. David Bruce Banner),​ un físico socialmente retraído, débil físicamente y emocionalmente reservado, las dos personalidades existentes como independientes y con resentimiento de la otra. 

Explicación desde la ciencia ficción

Después de una exposición accidental a los rayos gamma durante la detonación de una bomba experimental, Banner se transforma físicamente en Hulk cuando está sometido a estrés emocional, a su voluntad o en contra de ella, lo que a menudo lleva a destrozos y conflictos que complican la vida civil de Banner. El nivel de fuerza de Hulk se transmite normalmente de forma proporcional a su nivel de ira. Comúnmente retratado como un salvaje furioso, Hulk ha sido representado con otras personalidades basadas en la mente fracturada de Banner, desde una fuerza descerebrada y destructiva hasta un brillante guerrero o genio científico por derecho propio. A pesar del deseo de soledad tanto de Hulk como de Banner, el personaje tiene un gran elenco de apoyo, que incluye al amor de Banner, Betty Ross, su amigo Rick Jones, su prima She-Hulk, sus hijos Hiro-Kala y Skaar, y sus cofundadores del equipo de superhéroes, Los Vengadores. Sin embargo, su poder incontrolable lo ha llevado a entrar en conflicto con sus compañeros héroes y otros.

De Eneas De Troya - https://www.flickr.com/photos/eneas/2540708438, CC BY 2.0, Enlace

Exposición a la radiación. Explicación científica.

Es importante brindar una explicación acerca del espectro electromagnético, para explicar a qué tipo de radiación pertenece la radiación a la cual se expuso el Dr Banner.

La clasificación de la radiación, encontramos las: ionizantes y las no ionizantes. La aclaración es válida para cuando la radiación transporta energía suficiente como para provocar ionización en el medio que atraviesa, se dice que es una radiación ionizante. En caso contrario se habla de radiación no ionizante. El carácter ionizante o no ionizante de la radiación es independiente de su naturaleza corpuscular u ondulatoria.

Como radiaciones ionizantes los rayos X, rayos γ, partículas α y parte del espectro de la radiación UV entre otros.

¿Dónde encontramos la radiación?

El suelo, el agua, el aire y nuestro organismo producen distintas formas de radiación por lo que, de alguna manera, todos los días estamos expuestos a este tipo de energía, señala la Organización Mundial de la Salud (OMS). El radón, por ejemplo, es un gas natural que emanan las rocas y la tierra, siendo una de las principales fuentes de radiación natural.

Incluso la medicina utiliza los efectos de la radiación para estudiar y analizar a los pacientes que requieren un diagnóstico determinado: la fuente de radiación artificial más habitual son los aparatos de rayos X que se utilizan en la radioterapia. Sin embargo, cuando la exposición a la radiación es excesiva, el cuerpo humano puede sufrir consecuencias.

¿En qué unidades se mide la radiación?

La radiación puede medirse de dos formas: a) Por la dosis de radiación recibida y b) por su potencial para causar daños en el tejido y los órganos de las personas.

La dosis de radiación se mide en una unidad llamada Gray (Gy); mientras que, por su potencial de daño denominada sievert (Sv) o milisievert (mSv).

Según el Instituto Nacional del Cáncer: La radiación de alta energía, como los rayos X, los rayos gamma, las partículas alfa, partículas beta y los neutrones pueden dañar el ADN y causar cáncer. Estas formas de radiación pueden emitirse en accidentes de plantas nucleares de electricidad y cuando se fabrican, prueban o usan armas atómicas.

Según la OMS: La exposición excesiva a la radiación de los tejidos y órganos vivos puede dañarlos, en función de la cantidad o dosis de radiación recibida. El riesgo de que la radiación afecte a la salud depende de la dosis recibida: cuanto mayor sea esta, mayor es el riesgo. Si la dosis de radiación es baja o se reparte en un periodo prolongado, el riesgo será mucho menor porque el organismo podrá reparar el daño infligido a las células y moléculas.

A dosis muy elevadas, la radiación puede alterar el funcionamiento de los tejidos y los órganos y producir efectos agudos como náuseas y vómitos, eritemas, caída del cabello, un síndrome agudo por radiación, lesiones locales (quemaduras por radiación) e incluso la muerte. 

Cambios en la piel

Según Wikipedia: A las pocas horas de la irradiación, puede producirse un enrojecimiento transitorio e inconsistente (asociado con picazón). Luego, puede ocurrir una fase latente que dura desde unos pocos días hasta varias semanas, cuando se observa un intenso enrojecimiento, ampollas y ulceración del sitio irradiado. En la mayoría de los casos, la curación se produce por medios regenerativos; Sin embargo, dosis muy altas en la piel pueden causar pérdida permanente del cabello, daño de las glándulas sebáceas y sudoríparas, atrofia, fibrosis (principalmente queloides), disminución o aumento de la pigmentación de la piel y ulceración o necrosis del tejido expuesto.

Propuesta didáctica (optativa)

El caso de Hisashi Ouchi, como el ser humano que recibió la mayor cantidad de radiación es un claro ejemplo de la imposibilidad de la existencia de un Hulk. Otro dato interesante resulta la presentación de Three Mile Island (EE.UU.) como el mayor accidente nuclear de la historia, por encima de Chernóbil y Fukushima.

Nota: La agonía de Hisashi Ouchi, el hombre que sufrió la mayor carga radioactiva de la historia

 

Así también se puede instaurar el debate sobre las normas de seguridad que rigen para la Energía Nuclear en la antigüedad dado que, tal como se puede leer en la nota, el error fue humano al utilizar un recipiente de trasvase con mayor cantidad de la permitida o recomendada.

El Dr Strange y los multiversos

Según Wikipedia, el Dr Strange se lo reconoce como el Hechicero Supremo, principal protector de la Tierra contra las amenazas mágicas y místicas. Inspirado en historias de magia negra y Chandu el Mago, Strange fue creado durante la edad de plata de los cómics para traer un tipo diferente de personajes y temas a Marvel. En el transcurso de los años, el personaje fue actualizándose a los tiempos que corren. Por tal motivo, debemos incluir en nuestro relato la existencia del concepto del Multiverso, nombre que se asigna a los múltiples universos alternativos que puede tener la realidad en la película de Marvel. El Multiverso ofrece historias ilimitadas y nuevas narrativas: al tratarse de múltiples universos alternativos, las posibilidades (y las especulaciones) son infinitas. (Fuente: Disneylatino.com)

Stephen Hawking y Norma Sanchez.

Para intentar aclarar ciertas cuestiones referidas a los viajes en el tiempo, nadie mejor que Stephen Hawking experto en agujeros negros y, por contrapartida una científica argentina que lo desafió en cuanto a una teoría errónea (planteada inicialmente por Hawking) donde refería a que la información contenida en un agujero negro se perdía, siendo que en realidad se almacena para ser devuelta en un momento determinado.

La disputa entre Stephen y Norma

La "radiación de Hawking" es una de las teorías cobró mayor notoriedad, la cual intenta explicar los agujeros negros. Lo que afirma la Dra Sánchez es que Hawking "Decía que los agujeros negros, al terminar su vida, iban a dar información incompleta, en relación a la llamada “radiación de Hawking”. En 1999, y a través de la teoría de cuerdas, llegué a la conclusión de que los agujeros podían seguir irradiando y conservar toda la información. No tienen una explosión final ni ningún misterio"

Esta incongruencia fue admitida por Hawking en el año 2004, sin dar crédito a la investigadora argentina, dado que habría arribado a la misma conclusión 5 años antes de sus declaraciones.

¿Cómo se forma un agujero negro?

Un agujero negro de masa estelar se forma cuando una estrella de más de 20 masas solares agota el combustible en su núcleo y colapsa bajo su propio peso. El colapso desencadena la explosión de una supernova que expulsa las capas exteriores de la estrella. Pero si el núcleo aplastado contiene más de tres veces la masa del Sol, ninguna fuerza podrá detener su colapso en un agujero negro. Se tiene poco conocimiento sobre el origen de los agujeros negros supermasivos, pero se sabe que existen desde los primeros días de vida de una galaxia.

Una vez formados, los agujeros negros crecen por la acumulación de la materia que atrapan, incluyendo el gas desprendido de estrellas vecinas e incluso otros agujeros negros.

Un agujero negro es una región del espacio con una cantidad de masa tan grande y tan concentrada que por mucho tiempo se pensó que nada podía escapar de su gravedad, ni siquiera la luz.

La teoría de cuerdas

La teoría de cuerdas es un modelo de la física teórica que básicamente asume que las partículas materiales aparentemente puntuales son en realidad "estados vibracionales" de un objeto extendido más básico llamado "cuerda" o "filamento".

De esta forma, un electrón no es un "punto" sin estructura interna y de dimensión cero, sino un amasijo de cuerdas minúsculas que vibran en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. Un punto no puede hacer nada más que moverse en un espacio tridimensional. De acuerdo con esta teoría, a nivel "microscópico" se percibiría que el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo. Una cuerda puede hacer algo además de moverse; puede oscilar de diferentes maneras. Esta teoría, ampliada con otras como la de las supercuerdas o la Teoría M, pretende alejarse de la concepción del punto-partícula. (Extraído de: Teoría de cuerdas y de supercuerdas)

Recurso didáctico: Video "Qué es la teoría de cuerdas, en tres minutos"

Recursos Web

https://ciencia.nasa.gov/universo/que-son-los-agujeros-negros/

https://noticias.perfil.com/noticias/informacion-general/2018-03-26-junto-a-hawking.phtml

https://www.bbc.com/mundo/noticias-43407377

https://www.a24.com/mundo/la-agonia-hisashi-ouchi-el-hombre-que-sufrio-la-mayor-carga-radioactiva-la-historia-n862104