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Ciencia

Publicado el 20 de Noviembre de 2015 | por Rafael López Castilla

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¿Cómo limpia mi jabón? II

Seguimos con nuestro proyecto.

5ª sesión

En esta sesión hemos intentado dar un paso más y obtener jabones con aromas y colores. Los alumnos y alumnas han traído varios colorantes alimentarios (azul, amarillo y rojo) y aromas tales como canela, aromas de cítricos y otros.

Con la receta base optimizada en las sesiones anteriores procedimos a obtener nuevos jabones con los aromas y colores que ellos eligieron. Lo pasaron bien haciendo un poco de “potajeo” químico. Pudimos comprobar que los colores que se mantenían más estables eran los derivados del rojo (casi todos los que usaron este tinte acabaron con jabones de tonos rosa) y los que agregaron canela como aromatizante, que produjeron jabones en tonos marrón o caramelo. Aprovechamos para intentar buscar una razón. Observando el color de las dos fases durante la elaboración del jabón, se vio que en algunos casos se teñía más intensamente la fase acuosa (sobre todo con los colorantes alimentarios) mientras que en el caso de la canela era la fase oleosa la que adquiría mayor intensidad de color. A la vista de estas evidencias, los alumnos concluyeron (con algo de ayuda) que el teñido de los jabones funcionaría mejor con colorantes que se mezclasen bien con la grasa más que con el agua. Una posibilidad que proponemos para investigar en otra ocasión es la de añadir los aditivos en una fase diferente de la fabricación: consultada la bibliografía, los estudiantes han averiguado que parece más adecuado hacer esa adición una vez que ya se ha producido la saponificación y antes de dejar secar y moldear los jabones.

En cuanto a los aromas, los cítricos y el de canela funcionaron bien. Dejamos los jabones obtenidos filtrando del exceso de líquido de reacción hasta la sesión siguiente.

6ª sesión

Al comenzar la sexta sesión hicimos una revisión del aspecto y características de los jabones coloreados: se observó su color y su olor. Algunos estudiantes hicieron una prueba con su jabón y se lavaron las manos con él para ver si dejaba aroma en la piel. La huella aromática era muy tenue. Lo que sí observamos es que los colorantes alimentarios teñían ligeramente la piel y no se iba el color fácilmente con el agua. La conclusión fue que los jabones comerciales debían incorporar en su formulación otro tipo de tintes, así como aromas más intensos y duraderos.

En esta sesión también teníamos previsto poner a prueba la eficacia limpiadora de los jabones fabricados ante manchas de diferente naturaleza. Nos fuimos al laboratorio preparados con un arsenal de sustancias: mayonesa, chocolate, aceite, zumo de frutas, mostaza, caramelo líquido. También usamos hojas del árbol de morera para hacer un extracto de clorofila con el que manchar los trapos que teníamos de prueba. Los estudiantes aprendieron cómo hacer el extracto de dicho pigmento por medio de alcohol, usando un mortero y arena para machacar y romper estructuras de las hojas del vegetal. Aprovechamos para repasar conceptos vistos en clase cuando se les preguntó de qué estructura celular se desprendía la clorofila. La respuesta fue muy satisfactoria.

De nuevo, acometimos esta tarea desde el punto de vista del trabajo de los científicos. Así que hicimos una valoración previa de las variables que podían influir y nos centramos en un conjunto limitado de ellas que pudiésemos controlar en el tiempo del que disponíamos. Tras trabajar por grupos, hicimos una puesta en común y los alumnos y alumnas decidieron controlar los siguientes factores: volumen de agua a emplear para lavar, masa de jabón a añadir, temperatura del agua y tiempo de contacto entre el jabón y el tejido. Éste último también era un factor controlado pues todos los grupos usaron el mismo tipo de paño (una bayeta comercial de fibra). Una de las alumnas planteó una duda interesante: ¿cómo podría ser capaz el jabón de eliminar manchas de aceite o de grasa si él estaba fabricado con aceite? Hubo un pequeño debate al respecto y algunos estudiantes, echando mano de la información recopilada en las dos primeras sesiones, recordaron que la molécula de jabón tiene un extremo lipófilo y otro hidrófilo, y que el primero podría permitir al jabón unirse a las moléculas de grasa en los tejidos y arrastrarlas.

Tras realizar todo lo anterior, quedó poco tiempo como para empezar este nuevo experimento, así que lo que hicimos fue preparar los fragmentos de tejidos con sus respectivas manchas. La idea era que todas las muestras de bayeta se encontrasen en las mismas condiciones al empezar el lavado. Por ello, hicimos manchas de un tamaño similar (un círculo del tamaño de una moneda de 5 céntimos) con las diversas sustancias y las dejamos secar hasta la sesión siguiente.

7ª sesión

Al comenzar esta jornada, ya con las manchas secas, se procedió a medir las cantidades de agua y jabón (las mismas para todos los grupos) y se usaron los agitadores térmicos a modo de “lavadoras”. Se hicieron pruebas en frío y en caliente. En la primera tanda, el profesor no hizo ninguna indicación sobre la optimización del procedimiento y a ningún estudiante se le ocurrió trocear el jabón para que su disolución en el agua fuese más rápida. Cuando constataron este hecho, se les planteó qué se podría hacer al respecto. Hubo respuestas variadas: agitar más rápido, poner más agua, trocear el jabón, etc. Se eliminaron las propuestas que pudieran modificar el control de variables que habíamos establecido previamente y optaron por trocear el jabón para la segunda prueba de lavado (en caliente, lo que también contribuyó a aumentar la velocidad de mezcla). Otro aspecto que se planteó fue que en la primera prueba no se consumió todo el jabón que se empleó. Eso nos llevó a hablar de las dosis recomendadas por los fabricantes y de los problemas medioambientales que puede suponer la sobredosis de detergentes vertidas en las aguas residuales. Por no hablar del malgasto económico que supone para el consumidor.

Una vez terminadas las dos tandas de lavado, se enjuagaron con abundante agua todas las muestras de tejido para eliminar los restos del jabón y se dejaron secar para observar resultados.

Mientras esperábamos que esto ocurriera, y tras limpiar y recoger todo el material empleado, el profesor propuso a los estudiantes intentar elaborar un póster o una presentación de diapositivas para enseñar al resto del instituto lo que se había estado trabajando. Al final, nos decidimos por el póster. Para elaborarlo se echará mano de las fotos que se han ido haciendo durante las sesiones, de las anotaciones en los cuadernos de laboratorio y de la información inicial que se recogió en la primera sesión de trabajo. En la siguiente sesión, plantearíamos la estructura del póster.

8ª sesión

Como cabía esperar, los alumnos y alumnas constataron que las manchas lavadas con agua caliente se eliminaban con mayor facilidad. Además, los jabones resultaron más eficaces frente a las de naturaleza grasa que con otras manchas. Por ejemplo, las manchas de clorofila no se eliminaron totalmente ni la de algún zumo. En alguna que también contenía algún residuo sólido tras haberlas dejado secar en el pretratamiento (las de chocolate y kétchup) el resultado no fue del todo satisfactorio. En éstas concluimos que quizá había que aumentar el tiempo de lavado y la temperatura del agua. El resto de la sesión se dedicó a plantear una primera maquetación del póster. El resultado final se puede ver aquí:

Échale paCiencia, blog de Ciencias de la Naturaleza del IES Isaac Albéniz de Málaga

 

Conclusiones

Tras la finalización de este proyecto se puede hacer una evaluación del mismo. Es la primera vez que estos estudiantes intervienen en una experiencia de estas características. También es la primera vez que la mayoría de ellos toma contacto con el laboratorio de Ciencias de la Naturaleza (son del primer ciclo de Educación Secundaria Obligatoria). La experiencia ha sido positiva en general, aunque con algunos matices: desde el punto de vista conceptual y procedimental se partía de la base de que habría dificultades inherentes tanto al contenido teórico de los fundamentos del proyecto como a la parte procedimental debida a la falta de experiencia del alumnado, indicada más arriba. Desde el punto de vista actitudinal, ha sido necesario no relajarse casi en ningún momento pues el grupo tendía a tomar la experiencia como algo excesivamente lúdico y que les servía para pasar una tarde en el laboratorio. Esperamos que en ediciones sucesivas, y con el uso que habitualmente damos al laboratorio como un recurso didáctico más, se vayan entrenando y habituando al nivel de disciplina que exige el trabajo experimental, que no está reñido con disfrutar de una buena experiencia formativa.

Otro aspecto interesante ha sido el uso de nuevas tecnologías de la comunicación, como ha sido el crear un grupo de whatsapp que nos ha permitido estar en contacto de forma inmediata en todo momento unos con otros, así como el empleo de herramientas TIC para la edición del póster final.

Desde el punto de vista de los contenidos, se han trabajado fundamentalmente los que aparecen a continuación:

  1. Conceptuales y procedimentales.
  • Han hecho una primera toma de contacto con la planificación de una pequeña investigación escolar, estableciendo las variables que intervienen en el proceso, tanto las controladas como las interdependientes.
  • Han aprendido a reconocer material de laboratorio y saber manejarlo según su función y con el cuidado necesario (balanza, probetas, placas calefactoras con agitación magnética, morteros, papel indicador universal de pH, etc.)
  • Han empleado algunas técnicas básicas de laboratorio: pesada en balanza, filtrado, extracción de pigmentos vegetales, medición de pH, medición de volúmenes.
  • Se han introducido en el estudio de las reacciones químicas, en concreto la de saponificación.
  • Han estudiado el fundamento químico de la acción de los jabones a través de los conceptos de sustancias hidrófilas y sustancias lipófilas.
  • Han establecido debates para esclarecer dudas, han hecho puestas en común y han trabajado en equipo.
  1. Los estudiantes:
  • Han reconocido la necesidad de trabajar con orden y limpieza aunque no lo han puesto en práctica del todo satisfactoriamente.
  • Han rebatido de forma respetuosa los puntos de vista y aportaciones de los demás compañeros cuando no han estado totalmente de acuerdo.
  • Han sabido repartir de forma aceptable el trabajo en equipo.
  • Han mostrado inquietud por la ciencia y la investigación científica.
  • Se han planteado interrogantes paralelos a la temática del proyecto.
  • No siempre han mantenido el orden requerido en el laboratorio.

 

Al término del Programa, se le ha pasado a los alumnos y alumnas una encuesta para que ellos lo evalúen, expliciten sus impresiones y valoren la adquisición de contenidos (las respuestas recogidas están transcritas literalmente, tal como ellos las han redactado).

A la pregunta ¿El Programa Profundiza te ha resultado interesante? el 25% del alumnado responde “Muy poco”, y el 75% restante responde “Bastante”. Las opciones eran muy poco, poco, algo, mucho.

La segunda pregunta ¿Crees que ha cambiado algo tu forma de trabajar en el laboratorio con este Programa? obtiene un 25% de respuestas del tipo “Algunas cosas”, otro 25% del tipo “Muchas cosas” y un 50% del tipo “Ha sido totalmente nuevo”. A la petición de que expliquen qué aspectos creen que han cambiado, algunas de las respuestas son:

  • Al ser la primera vez que hemos accedido al laboratorio, no hemos notado cambio, pero seguramente a la hora de entrar en cursos posteriores, tendremos más experiencia que otros compañeros.
  • Pues antes no sabía tanto del uso de ciertos cacharros y ahora sé para que sirven algunos cacharros que antes no sabía y cómo he de utilizarlos.
  • La forma de trabajar, de pensar y de utilizar los materiales del laboratorio.
  • Ha cambiado en la forma de trabajar en grupo y de organizarse.

En tercer lugar se les preguntó ¿Te parecen interesantes los contenidos tratados en el proyecto? El 25% de ellos contestó que “Interesantes” y el 75%, “Muy interesantes”. Se les pidió que matizaran su decisión y éstas son algunas repuestas:

  • La creación del jabón en sí.
  • La fabricación del jabón.
  • La forma de trabajar con los productos químicos, cómo se forman las reacciones químicas y qué conlleva esas reacciones.
  • Los aspectos que más me han interesado por ejemplo en el cambio que se produce alternando el orden a la hora de echar los componentes.

A la cuarta pregunta ¿Te has sentido implicado / implicada en el trabajo del grupo? Contestan “Muy implicado/implicada” el 100% de ellos. A la cuestión ¿Por qué? Responden:

  • Porque nos hemos repartido muy bien el trabajo y cada uno hemos hecho mucho y nos hemos preocupado por hacerlo bien.
  • Porque me gustaba mucho el proyecto y me parecía una buena experiencia para el curso.
  • Porque teníamos que trabajar todos en grupo para poder solucionar los problemas. Además me llevo muy bien con todos los que han participado en el proyecto.
  • Porque como todos los compañeros nos llevábamos muy bien pues era una facilidad a la hora de trabajar en grupo.

En la quinta pregunta De los contenidos del proyecto he aprendido, responden “Mucho” el 100%. Las opciones eran las mismas de la primera pregunta. Y hacen las siguientes observaciones:

  • Cómo trabajar en el laboratorio, buscar datos y clasificarlos y trabajar en equipo, aparte de, claro está, hacer jabones y todo lo relacionado.
  • Cuando fuimos al laboratorio en la clase de Naturales con nuestra profesora, mis compañeros de Profundiza y yo sabíamos más cosas que el resto de nuestros compañeros gracias a las clases impartidas por el profesor del Programa.
  • Sé para qué sirven algunos de los productos, me he interesado más por la clase de Ciencias de la Naturaleza y la entiendo mucho mejor.
  • Saber qué componentes eran compatibles con otros, cuáles se podían mezclar con otros…

En la sexta cuestión se les pregunta más en general ¿Crees que has aprendido algo sobre Ciencias? y responden también “Mucho” el 100% de ellos. Entre las observaciones a esta pregunta extraemos:

  • He aprendido muchos cambios físicos y químicos, más elementos, si un elemento es hidrófobo o hidrófilo, etc.
  • Me entero mejor de las explicaciones en clase, en algunos de mis exámenes he sacado mayor nota de la que me esperaba, cuando vamos al laboratorio para hacer un experimento no se me olvida y en el examen lo puedo explicar mucho mejor.
  • He aprendido los tiempos de preparación que necesita cada mezcla o componente.

La séptima cuestión es ¿Te gustaría trabajar más veces de esta forma? y contestan “Sí” el 100%. Las otras opciones eran “No” y “Depende”. Aquí comentan que:

  • Porque ha sido muy interesante y hemos aprendido mucho de forma divertida.
  • Porque hemos aprendido divirtiéndonos de forma pacífica y respetuosa y que por una vez nos hemos sentido pequeños científicos.
  • Porque se pasa bien el tiempo en compañerismo y a la vez se aprende algo nuevo.
  • Porque es una forma de aprender haciendo algo que te gusta.

Finalmente, se les pidió que hicieran una valoración general en los siguientes términos: Describe brevemente lo que más te ha gustado y lo que menos del desarrollo de la Programa. Por ejemplo: proporción entre los contenidos teóricos y prácticos, forma de plantear el trabajo por parte del profesor, trabajar o no en grupo, las normas de funcionamiento en el laboratorio, la utilidad de los contenidos tratados,…

Las respuestas obtenidas son:

  • Lo que más me ha gustado ha sido la creación del jabón y la forma de trabajo con los compañeros, y lo que menos ha sido que muchas clases eran solo de teórica, lo cual aburría un poco.
  • Me ha gustado todo, algunas cosas más que menos, como por ejemplo, el desarrollo de hacer jabón, la teoría de éste, pero igualmente hemos aprendido de los dos. Me ha gustado mucho cómo hacía el profesor para sacarnos ideas mediante hipótesis y la manera en que distribuyó los trabajos para cada grupo. Pienso que las normas eran las adecuadas y las correctas y que las hemos cumplido, excepto con nuestros momentos de debilidad al hablar más de la cuenta.
  • Me aburro un poco con la teoría pero le presto atención porque luego en la práctica tengo que hacerlo yo y me gusta hacer las cosas bien. Me ha gustado la forma de trabajar y cómo planifica mi profesor, es muy claro en sus explicaciones y no le molesta repetirlo mil veces para que alguien lo entienda bien.
  • Porque es una forma de aprender haciendo algo que te gusta.
  • Todo lo que he aprendido y practicado, cómo nos organizábamos y trabajar en grupo y utilizar los objetos necesarios. No hay nada que no me haya gustado.

A la vista de las respuestas, la mayoría de los alumnos y alumnas hablan de una experiencia satisfactoria en general, que les ha permitido aprender conceptos teóricos y procedimientos experimentales que les son novedosos. Han valorado muy positivamente el trabajo en equipo. Otro aspecto interesante es la constatación de que al tratarse de aprendizajes significativos (relacionados con su contexto cotidiano) prestan más atención que en una clase teórica tradicional, por lo que adquieren conocimientos de una forma más amena para ellos. De hecho, se han quejado cuando alguna sesión ha sido más teórica de lo que ellos esperaban.

 

Al término del programa se han quedado interrogantes por resolver, lo cual es un aspecto deseable de toda investigación: debe dar respuestas a los objetivos planteados pero debe al mismo tiempo abrir caminos nuevos para futuras investigaciones. En nuestro caso, nos ha quedado pendiente de trabajar en posibles futuros talleres los siguientes apartados:

  1. Mejora de la fórmula del jabón.
  2. Obtención de jabones blandos y líquidos.
  3. Optimización de la incorporación de aditivos al jabón.
  4. Fabricación de otros productos cosméticos.
  5. Adquisición de más destrezas en el uso de las TIC: se ha constatado que esta generación de alumnos no tienen problemas en el uso de programa se mensajería instantánea pero adolecen del manejo de herramientas básicas tales como tratamiento de imágenes, uso de procesadores de texto, uso de programas de correo electrónico como medio para enviar y descargar archivos adjuntos, localización y uso de blogs y otras fuentes de información a partir de internet, etc. Estos aspectos hay que ir potenciándolos pues con ello se consigue una doble meta: que trabajen la competencia en el manejo de las nuevas tecnologías y las competencias en aprender a aprender y autonomía e iniciativa personal.

 

Imágen de shutterstock.

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