El pasado 6 de Junio se celebró en Madrid el II Simposio ENCIENDE.
El proyecto ENCIENDE es un un proyecto de COSCE (Confederación Española de Sociedades Científicas) que tiene como objetivo fundamental acercar la ciencia y a las personas que la hacen a la escuela.
En esta ocasión se presentaron los proyectos ganadores del Premio ENCIENDE.
El Primer Premio fue para el proyecto "Taller de Alta Cocina El Bullicasio" desarrollado en el colegio Nicasio de Landa de Pamplona. El segundo fue para "Pío, Pío" del Colegio Los Peñascales en Madrid, y el tercero para "Fabricamos un compostero para nuestro huerto escolar" tigualmente desarrollado en el colegio Los Peñascales.
Puedes ver más información sobre estos premios en el portal del Proyecto ENCIENDE.
El evento despertó el interés de los medios de comunicación, puedes ver el artículo de Elisa Silió "Sembrar la curiosidad científica" en EL País
Siguiendo el título del libro de Chalmers "¿Qué es esa cosa llamada Ciencia? Este blog está pensado para que los curiosos de la ciencia, en particular los niños, planteen preguntas, sugieran temas. Está también pensado para los maestros porque quiere ser el punto de partida para posibles visitas de científicos a los colegios para tratar algunos de los temas que se vayan volcando aquí.
viernes, 14 de junio de 2013
¿Crees que los materiales pueden
recordar?
Pues aunque te parezca increíble,
la respuesta es que sí. Pero no
recuerdan como nosotros.
Hay varias clases de materiales
que pueden presentar este efecto de memoria, los primeros que se
descubrieron fueron unas aleaciones
metálicas un poco especiales. A veces,
cuando mezclamos dos materiales distintos, por muy bien que los revolvamos,
seguimos viendo por separado pequeñas partes de uno y otro. Por ejemplo si
mezclamos azúcar con canela, de lejos nos parece una sola cosa, sin embargo si
nos acercamos mucho, vemos que siguen distinguiéndose los cristalitos de azúcar
y el polvo de canela. Esto no pasa en una aleación metálica, cuando aleamos dos
metales, el resultado es un material en el que no podemos distinguir las
porciones de los dos metales por separado. Y dentro de las aleaciones
metálicas, hay un grupo que son capaces de recordar.
Un material con memoria de forma,
puede deformarse casi tanto como queramos, al calentarlo recuperará su forma
original. ¿Cómo lo hacen? Imaginemos por
ejemplo un clip hecho de alambre de aleación con memoria de forma. Para hacer
la forma del muelle (o del clip en el video), trabajamos el alambre a una temperatura alta, a esa
temperatura, los átomos que lo forman se
colocan unas posiciones determinadas, es lo que llamamos estructura cristalina.
Una vez que el alambre está frío, podemos deformarlo, entonces los átomos se
tienen que recolocar, como si deformamos una caja que contiene bolas. Sin
embargo, si calentamos el clip, sus átomos se volverán a colocar en sus
posiciones originales, recuperando así su forma.
Si te parece increíble, mira
alguno de estos videos
Aunque los primeros materiales
con memoria que se prepararon fueron aleaciones de Níquel y Titanio, hay otros
materiales muy conocidos para todos que también tienen esta propiedad. Si
quieres descubrir cuales, te tendrás que comer un yogur…o ver este video http://www.youtube.com/watch?v=Fzt6hAhmJyQ
.
Estos materiales se pueden
utilizar para muchas cosas, por ejemplo, para hacer músculos artificiales, para
mover las alas que los aviones abren al aterrizar (flaps), para fabricar gafas
irrompibles, y para muchas cosas más. Si quieres puedes visitar la página de la
Universidad de Alberta (http://webdocs.cs.ualberta.ca/~database/MEMS/sma_mems/sma.html)
y ver el siguiente video http://www.youtube.com/watch?v=8CIHvx7iBx0
.
Pero ¿qué pasa de verdad a escala
microscópica? Información adicional con un poco más de base física.
El origen del efecto se encuentra
en la transformación de fase de austenita a martensita, dos fases que se
diferencian en su estructura cristalina. Cuando el material se conforma a una
temperatura determinada se estabiliza una determinada configuración de fases.
La transformación de fase austenita-martensita, puede inducirse también por
deformación, y eso es lo que hacemos. Al deformar el material provocamos el
cambio de fase, que conlleva un cambio de forma de la estructura cristalina, es
decir de la forma en la que los átomos se disponen en el cristal. Una vez
deformado el material, al calentarlo, lo que estamos haciendo es revertir el
cambio de fase, de manera que los átomos vuelvan a su disposición original.
Parece raro, pero en los siguientes enlaces puedes ver algunos esquemas muy
clarificadores.
Aunque hasta aquí nos hemos
referido a lo que podríamos llamar efecto de memoria térmico, el efecto de
memoria también se puede inducir en algunos materiales mediante la aplicación
de campos magnéticos.
Sobre las aplicaciones de
biomateriales con memoria, el siguiente enlace es excelente.
Proponemos una actividad: Si has
visto el video del yogur, verás que es muy fácil reproducirlo. Si en YouTube®
introduces aleaciones con memoria de forma como parámetro de búsqueda,
encontrarás experimentos similares con corcho.
También se pueden encontrar videos muy llamativos sobre aplicaciones:
robots, tejidos que incorporan alambres con memoria de forma, etc. Se puede
sugerir a los chavales que dejen volar su imaginación y busquen o inventen
posibles aplicaciones.
¿Cómo funciona un navegador GPS?
Deberíamos empezar por explicar
el nombre. Las siglas GPS provienen del inglés Global Positioning System, es
decir, Sistema de Posicionamiento Global, ya con el nombre largo tenemos más
pistas, es un sistema que permite determinar nuestra posición en el globo
terráqueo. Pero a veces nos referimos a ellos como Sistemas de Navegación por
Satélite, eso es porque son sistemas que nos permiten “navegar” por todo el
planeta, ayudándonos a conocer en todo momento nuestra posición, gracias al
intercambio de señales con los satélites que giran alrededor de la Tierra. Seguimos sin saber cómo funciona…Imagina por
un momento que vas con un amigo de excursión a un bosque y os separáis para
buscar un sitio dónde sentaros a merendar. El bosque es frondoso, o sea que al
cabo de unos pocos minutos, ya no os veis, sin embargo en la copa de un árbol
hay un Duende Azul que te dice que ve a tu amigo a 2 árboles de distancia de
dónde él está, no sirve de mucho, podría ser cualquiera de los árboles a los
que llega una flecha azul. Sin embargo, en otro árbol, hay un duende rojo, que
dice que tu amigo está a 2 árboles de distancia de donde está subido él, lo marcamos con flechas rojas, sólo hay dos
árboles a los que llega una flecha roja y una azul, así que todavía no sabes
exactamente en qué árbol está tu amigo. Pero hay un tercer duende verde, que te
dice que él ve a tu amigo sentado a 3 árboles de distancia del suyo, lo
marcamos con flechas verdes. Y ahora sí, sólo hay un árbol al que llega una flecha
roja, una azul y una verde, y cómo era de esperar ahí está tu amigo esperándote
con la merienda
En un sistema GPS, en vez de
preguntar a los duendes, enviaríamos una señal a cada satélite y recogeríamos
su respuesta. Lo vemos ahora con un ejemplo más real, a partir de una
infografía elaborada por la Agencia Espacial Europea.
En realidad como hemos visto con
los duendes bastaría con tres satélites, sin embargo el cuarto nos permite precisar la posición
del camión mucho mejor.
Pero
la Tierra gira y los satélites giran alrededor de la Tierra, de manera que necesitamos muchos satélites para
asegurar que en cualquier momento, cualquier punto de la superficie terrestre,
es visto, la menos desde 4 satélites. Para que podamos localizar cualquier
punto de la Tierra en cualquier momento, necesitamos muchos más de cuatro
satélites, en la imagen se muestra la constelación de satélites que permite que
el sistema GPS funcione. ¿Cuántos satélites hay? Si pinchas sobre la imagen
puedes ver una simulación en la que podrás saber cuántos satélites están viendo
un punto de la Tierra en cada momento.
Material
adicional para el profesor: la página http://www.gps.gov/
contiene gran cantidad de materiales educativos (en inglés) tales como videos y
actividades para hacer con los alumnos Por ejemplo en la actividad titulada How
to find a position using GPS, se ilustra el proceso de triangulación para
determinar la posición de un punto, es fácil de adaptar como actividad de clase
y se puede complementar muy bien con el video http://www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/How_Do_Global_Positioning_Systems.html.
Contiene además infografías,
tutoriales, historia, (a trabvés de un enlace al Smithsonian Museum).
En el enlace http://www.youtube.com/watch?v=ZNvllpjxl-Q
se puede ver un video, que ilustra el funcionamiento del GPS con un juego. Es
muy claro, y dura menos de dos minutos y está en español.
La página de la Agencia Espacial
Europea tiene también información y actividades, algunas de ellas en español,
seleccionando el portal de nuestro país. El enlace es directo al portal en
español es http://www.esa.int/esl/ESA_in_your_country/Spain.
El proyecto de navegación por
satélite de la agencia europea es el Proyecto Galileo (http://www.esa.int/Our_Activities/Navigation/The_future_-_Galileo/What_is_Galileo).
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