PLAN DE TESIS DE GRADO PARA LA CARRERA DE …

Actas de las VII Jornadas de Ensentildeanza Universitaria de la Quiacutemica Abril 2006

PLAN DE TESIS DE GRADO PARA LA CARRERA DE LICENCIATURA EN SANEAMIENTO Y PROTECCIOacuteN AMBIENTAL EVALUACIOacuteN DE

LA AFECTACIOacuteN DE SUELOS DEBIDO A LA ACTIVIDAD HIDROCARBURIacuteFERA

M E Paroloa M Herrera Desmitb M Novellib y M Savinia

a Departamento de Quiacutemica Facultad de Ingenieriacutea Universidad Nacional del Comahue (8300) Neuqueacuten b Direccioacuten Provincial de Medio Ambiente (8300) Neuqueacuten msaviniuncomaeduar

ResumenEn la curriacutecula de la carrera de Licenciatura en Saneamiento y Proteccioacuten Ambiental

perteneciente a la Escuela Superior de Salud y Ambiente de la Universidad Nacional del Comahue se contempla la realizacioacuten de un trabajo de Tesis de un antildeo de duracioacuten Dicha Tesis tiene como objetivo la integracioacuten de los conocimientos adquiridos en las distintas aacutereas que conforman la carrera aplicaacutendolos al tratamiento de una problemaacutetica regional

En las uacuteltimas deacutecadas la actividad humana ha sido responsable de diversos cambios adversos en el medio ambiente En la regioacuten del alto Valle de Riacuteo Negro y Neuqueacuten la actividad hidrocarburiacutefera ha producido y produce alteraciones en el suelo inherentes a ella tanto en forma accidental como por malas praacutecticas operativas desarrolladas en el pasado En consecuencia se afectan las propiedades fiacutesicas y fisicoquiacutemicas del suelo producieacutendose una degradacioacuten del mismo

La propuesta de trabajo tiene como objetivo principal evaluar en forma preliminar la alteracioacuten de las propiedades fisicoquiacutemicas de suelos que han sido afectados como consecuencia de la explotacioacuten hidrocarburiacutefera

El plan de trabajo contempla el relevamiento bibliograacutefico acerca del tema de investigacioacuten el disentildeo y toma de muestras en sitios ldquoblancosrdquo y afectados la determinacioacuten cuantitativa de hidrocarburos totales de petroacuteleo (HTP`s) y paraacutemetros fisicoquiacutemicos del suelo En todos los casos se realizaraacute el anaacutelisis estadiacutestico de los datos

El presente trabajo representaraacute un aporte al conocimiento del grado de afectacioacuten de sitios de la regioacuten donde se desarrolla la actividad hidrocarburiacutefera y a partir de ello proponer medidas correctivas para su saneamiento

Palabras clave hidrocarburos totales contaminacioacuten de suelos impacto de la actividad hidrocarburiacutefera tesis de grado

AbstractIn the curriculum of the Environmental Cleaning up and Protection Degree from the

Environment and Health School of the Comahue National University a Thesis Project is required in order to integrate the acquired knowledge from the different areas that constitute such degree The objective is to apply this knowledge to regional concrete situation

The anthropogenic activities during the last decades have caused a negative impact on the environment In the Neuquen and Rio Negro High Valley Region the oil industry has produced changes in the soil not only accidentally but also neglectfully Therefore the physical and physicochemical properties of the soil are affected degradating itself

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The main purpose of this paper is to preliminary asses the alteration of the physicochemical properties of the affected soil by the hydrocarbon industry

Keywords total hydrocarbons soil contamination oil industry impact degree thesis


perteneciente a la Escuela Superior de Salud y Ambiente de la Universidad Nacional del Comahue se contempla la realizacioacuten de un trabajo de Tesis cuyo objetivo es la integracioacuten de los conocimientos adquiridos en las distintas aacutereas que conforman la carrera aplicaacutendolos al tratamiento de una problemaacutetica regional

En las uacuteltimas deacutecadas la actividad humana ha sido responsable de diversos cambios adversos en el medio ambiente En la regioacuten del alto Valle de Riacuteo Negro y Neuqueacuten la actividad Hidrocarburiacutefera ha producido y produce alteraciones en el suelo inherentes a ella tanto en forma accidental como por malas praacutecticas operativas desarrolladas en el pasado En consecuencia se afectan las propiedades fiacutesicas y fisicoquiacutemicas del suelo producieacutendose una degradacioacuten del mismo


IntroduccioacutenEn la curriacutecula de la carrera de Licenciatura en Saneamiento y Proteccioacuten Ambiental

perteneciente a la Escuela Superior de Salud y Ambiente de la Universidad Nacional del Comahue se contempla la realizacioacuten de un trabajo de Tesis Dicha Tesis tiene como objetivo la integracioacuten de los conocimientos adquiridos en las distintas aacutereas que conforman la carrera aplicaacutendolos al tratamiento de una problemaacutetica regional

En las uacuteltimas deacutecadas la actividad humana ha sido responsable de diversos cambios adversos en el medio ambiente En la regioacuten del alto Valle de Riacuteo Negro y Neuqueacuten la Explotacioacuten Hidrocarburiacutefera junto a la Fruticultura son las principales actividades econoacutemicas La actividad hidrocarburiacutefera ha producido y produce alteraciones en el suelo inherentes a ella tanto en forma accidental como por malas praacutecticas operativas desarrolladas en el pasado En consecuencia se afectan las propiedades fiacutesicas y fisicoquiacutemicas del suelo producieacutendose una degradacioacuten del mismo

El suelo y subsuelo constituyen un recurso natural difiacutecilmente renovable integrados al escenario donde ocurren los ciclos biogeoquiacutemicos hidroloacutegicos y las redes troacuteficas ademaacutes de ser el espacio donde se realizan las actividades agriacutecolas ganaderas y soporte de la vegetacioacuten Por otra parte desempentildean funciones entre la que destacan su papel como medio filtrante durante la recarga del manto acuiacutefero La contaminacioacuten por hidrocarburos en suelos conlleva a la alteracioacuten de sus propiedades fisicoquiacutemicas (Loacutepez 2001 9) Se han determinado incrementos en materia orgaacutenica alteraciones en el pH (Plice 1948 413) cambios en las propiedades mecaacutenicas del suelo (Evgin 1989 715) como asiacute tambieacuten mayor actividad microbioloacutegica en suelos impregnados con hidrocarburos (Dobson 1964 536)

Los riesgos que una alteracioacuten grave de la calidad del suelo puede suponer para la salud puacuteblica los ecosistemas la productividad de las explotaciones y la integridad de edificaciones e infraestructuras alcanzan en ocasiones una magnitud tal que constituyen razoacuten suficiente para restringir los usos actuales y futuros del terreno

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Por lo expuesto se propone abordar estudios que permitan evaluar preliminarmente el estado actual de contaminacioacuten de suelos que han sido afectados por la actividad hidrocarburiacutefera con el objetivo de aportar informacioacuten que permita generar una base de datos referidas al tema que pueda ser ampliada y consultada perioacutedicamente

Objetivos de la propuestabull Integrar los conocimientos de las distintas aacutereas que conforman la carrera de Licenciatura en

Saneamiento y Proteccioacuten Ambiental aplicaacutendolos al tratamiento de una problemaacutetica regional

bull Participar en todas las etapas inherentes a un trabajo cientiacutefico

bull Evaluar preliminarmente el impacto ambiental en factores del suelo que hallan sido afectados por derrames de hidrocarburos como consecuencia de las actividades de explotacioacuten de los mismos

AntecedentesEl desarrollo petrolero y el crecimiento de la industria petroquiacutemica han requerido de la

utilizacioacuten intensiva de los combustibles foacutesiles para cubrir las necesidades de una sociedad maacutes consumista en artiacuteculos indispensables en la industria hogar comercio y personal que ha llevado a lo largo del tiempo a una fuerte degradacioacuten del ambiente Histoacutericamente en la extraccioacuten del petroacuteleo no se consideraba el bienestar del ambiente lo que ha contribuido a la degradacioacuten del aire agua y suelo

En la Argentina existen cinco cuencas hidrocarburiacuteferas siendo la cuenca neuquina la maacutes importante de ellas Dicha cuenca abarca una superficie de 124000 km2 que ocupa parte de las provincias de Riacuteo Negro y La Pampa sur de Mendoza y la casi totalidad del territorio de la provincia de Neuqueacuten La superficie afectada por la actividad extractiva es de unos 26000 km2 y la exploracioacuten de 35000 km2 (Herrera Desmit 2002) Neuqueacuten posee nueve aacutereas hidrocarburiacuteferas propias diseminadas en una superficie total de aproximadamente 3500 km2

Hasta 1992 en la Argentina los derrames de hidrocarburos no teniacutean la importancia que actualmente tienen razoacuten por cual en la actualidad existen aacutereas altamente impactadas por praacutecticas nocivas para el medio ambiente denominadas ldquoPasivos ambientalesrdquo Hasta esta fecha la exploracioacuten y explotacioacuten se realizaba de acuerdo a las praacutecticas de extraccioacuten sin contemplar el cuidado del medio ambiente Actualmente en orden de ocurrencia las causas principales de derrames en la regioacuten son las siguientes

bull Roturas de liacuteneas de conduccioacuten (pinchaduras fractura completa o parcial actos de sabotaje)bull Peacuterdida en las empaquetaduras de los pozosbull Roturas en oleoductos acueductos poliductos de interconexioacutenbull Peacuterdidas en los tanques de almacenamientobull Derrames en bateriacuteas

La actual ley provincial de medio ambiente 1875 to 2267 decreto reglamentario 265699 en su Anexo XII regula la actividad hidrocarburiacutefera y su relacioacuten con el medio ambiente Desde la aparicioacuten de esta ley (1998) se logroacute solucionar uno de los mayores problemas con los que se encontraba la provincia que era hacer frente a los controles de toda la actividad hidrocarburiacutefera sin embargo aun existen zonas impactadas por la actividad cuyo efecto en el ambiente no ha sido evaluado Asimismo la inexistencia de una base de datos que unifique la informacioacuten existente respecto al tema hace difiacutecil relacionar las distintas variables y factores implicados en la afectacioacuten de suelos por hidrocarburos

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Hipoacutetesisbull La actividad hidrocarburiacutefera altera las propiedades fiacutesicas y fiacutesicoquiacutemicas del suelo

bull Las praacutecticas de remediacioacuten llevadas a cabo en suelos contaminados determinan el grado de recuperacioacuten de los mismos

Materiales y meacutetodosMateriales Tetracloruro de carbono proanaacutelisis y para espectroscopiacutea IR Acetona Siacutelica gel

100-200 mesh Sulfato de sodio anhidro Standard de Referencia BUCK Scientific Inc (isooctano hexadecano y clorobenceno) Papel de filtro Whatman nordm40

Instrumental Conductiacutemetro Lutron Modelo CD- 4303 Espectrofotoacutemetro IR Buck 500 con sus respectivas celdas de cuarzo de 10 y 100 mm Sonnicador Branson 5210 Agitador magneacutetico Agitador mecaacutenico Estufa de secado Densiacutemetro potencioacutemetro BECKMAN

Metodologiacutea La seleccioacuten de sitios de estudios se realizaraacute teniendo en cuenta la ubicacioacuten y la historia de los mismos Se contemplaraacute el estudio de sitios proacuteximos al egido urbano sobre los cuales se han realizado distintas praacutecticas de remediacioacuten y su comparacioacuten con sitios no afectados Se prevee un disentildeo de muestreo completamente aleatorizado La teacutecnica que se utilizaraacute para la extraccioacuten de hidrocarburos totales de petroacuteleo es la recomendada en la Norma 3540C de la EPA La cuantificacioacuten se llevaraacute a cabo por espectroscopia IR de acuerdo al meacutetodo 4181 de la EPA

La extraccioacuten se realizaraacute en equipo soxhlet utilizando CCl4 como solvente de extraccioacuten el extracto seraacute tratado con silica gel para la eliminacioacuten de interferencias La absorbancia de los extractos y de los estaacutendares seraacuten leiacutedas en la regioacuten cercana a los 2930cm-1 La cuantificacioacuten se llevaraacute a cabo a traveacutes del uso de curvas de calibracioacuten Los resultados se informaraacuten en mg HC1000 g suelo seco y seraacuten analizados estadiacutesticamente Las determinaciones se realizaraacuten por duplicado

La determinacioacuten de humedad se realizaraacute por secado en estufa a 110 ordmC hasta peso constante se mediraacute el pH de la pasta soacutelidoliacutequido (125) se cuantificaraacute la materia orgaacutenica mediante el meacutetodo Walkley y Black la textura se determinaraacute por el Meacutetodo de Bouyoucos y la conductividad expresada en mmhoscm se mediraacute sobre el extracto de saturacioacuten utilizando conductiacutemetro

Actividades propuestasbull Relevamiento bibliograacutefico general del tema de investigacioacutenbull Disentildeo de muestreo y toma de muestrasbull Puesta a punto del meacutetodo de determinacioacuten de hidrocarburos en suelobull Cuantificacioacuten de hidrocarburos totales en muestras de suelobull Anaacutelisis Fisicoquiacutemicos de suelobull Discusioacuten de los resultadosbull Elaboracioacuten del informe

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Cronograma Tentativo de Actividades

Actividad Nordm

Mes1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 x x x x X x x x x x2 x x3 x4 X x x x x x5 X x x x x x6 x x x7 x x

Resultados y discusioacutenA fin de determinar el grado de afectacioacuten de suelos impactados se trataraacute de encontrar una

relacioacuten entre el contenido de hidrocarburos totales de petroacuteleo y los paraacutemetros fisicoquiacutemicos del suelo Se realizaraacute un estudio comparativo de dichos paraacutemetros con los correspondientes a sitios que no han sido afectados En base a los resultados obtenidos se podraacute concluir acerca de la eficiencia de las praacutecticas de remediacioacuten llevadas a cabo en los sitios estudiados

BibliografiacuteaDobson L Wilson HA Respiration Studies on Soil Treated with some hydrocarbons Soil Sci Soc Am Proc 21 536-539 1964Evgin E Amor F amp Altaee A Effects of an oil speel on soil properties Eigth International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering The Hague the Netherlands 715-720 1989Herrera Desmit M Vassallo J Material de estudio ldquoSeminario Actividad Hidrocarburiacutefera y Medio Ambienterdquo Escuela Superior de Salud y Ambiente Universidad Nacional del Comahue Neuqueacuten Argentina 2002Martiacutenez V Loacutepez F ldquoEfecto de Hidrocarburos en las Propiedades Fiacutesicas y Quiacutemicas de Suelos Arcillososrdquo Terra 19 (1) 9-17 2001Plice MJ Some Effects of Crude Petroleum on Soil Fertility Soil Sci Soc Am Proc 14 413-416 1948

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CROMATOGRAFIacuteA APLICADA A LA DETERMINACIOacuteN DE RESIDUOS DE PLAGUICIDAS EN MANZANA

Ruth Miriam Loewy

Laboratorio de Cromatografiacutea Departamento de Quiacutemica Facultad de Ingenieriacutea Universidad Nacional del Comahue (8300) Neuqueacuten Argentina mloewyuncomaeduar

ResumenSe plantea una praacutectica de laboratorio dirigida a los alumnos de la carrera de Profesorado en

Quiacutemica a desarrollarse en la materia Quiacutemica Analiacutetica II En la unidad Cromatografiacutea se propone abordar un tema de caraacutecter regional el control de calidad de residuos en fruta y de intereacutes general La determinacioacuten de residuos de plaguicidas en manzana

El objetivo general del trabajo praacutectico es averiguar si la manzana con caacutescara reuacutene una mayor proporcioacuten de residuos de plaguicidas que la pulpa propiamente dicha introduciendo a los alumnos en una metodologiacutea analiacutetica instrumental Como objetivos especiacuteficos se propone que los alumnos conozcan diversos procedimientos aplicables a la determinacioacuten de residuos tales como la extraccioacuten con solvente orgaacutenico concentracioacuten bajo corriente de Nitroacutegeno cromatografiacutea de exclusioacuten molecular e interpretacioacuten de cromatogramas

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de los plaguicidas con Acetato de Etilo la limpieza a traveacutes de una cromatografiacutea de permeacioacuten en geles (GPC) la determinacioacuten cualitativa (tiempos de retencioacuten) y cuantitativa (curvas de calibracioacuten) por cromatografiacutea gaseosa

La manzana se analiza con caacutescara (Grupo I) sin caacutescara (Grupo II) fortificada con una mezcla de plaguicidas (Grupo III) y blanco (Grupo IV) El nuacutemero de alumnos debe ser tal que permita por lo menos tres repeticiones en cada grupo aunque no se plantea como una praacutectica a realizar con grupos numerosos Los grupos I y II trabajan con manzanas de cosecha reciente los grupos III y IV con manzanas de frigoriacutefico

La elaboracioacuten de resultados incluye el uso de herramientas estadiacutesticas caacutelculo de recuperacioacuten de los plaguicidas en la muestra (G3) caacutelculo de la precisioacuten de los resultados (G1 G2 G3middot) pruebas de significacioacuten entre los grupos 1 2 y 4 Finalmente se establece si es posible una conclusioacuten acerca de si tiene sentido eliminar la caacutescara antes de consumir la manzana para disminuir la ingesta de residuos toacutexicos

El trabajo permite el planteo de una hipoacutetesis la manzana con caacutescara podriacutea retener la mayor concentracioacuten de residuos de plaguicida motiva la interpretacioacuten de resultados los resultados obtenidos son consecuentes con las praacutecticas agroindustriales aplicadas iquestlos valores positivos encontrados estaacuten por debajo de los liacutemites permitidos y promueve a la presentacioacuten integrada del trabajo desarrollado informe final con interpretacioacuten y discusioacuten de los resultados

El enfoque original esta dado por la propuesta de un praacutectico de laboratorio disentildeado para evaluar el nivel de residuos en un alimento en dos condiciones diferentes integrado por todas las etapas del anaacutelisis y con la posibilidad de una evaluacioacuten estadiacutestica final conducente a un resultado de aplicacioacuten praacutecticaAbstract

Nowadays pesticides are inevitable for producing sufficient food for the continuously growing population of the world The exposure of consumers to pesticide residues of high acute toxicity has raised concern during the recent years The Alto Valle of Rio Negro and Neuquen is an area of intensive agricultural production Mainly pears and apples are produced for exportation and internal market Controls of pesticide residue level in fruit are performed routinely

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Now it is a common practice throughout the world to assign students research projects that have an industrial approach By means of this experiment under limited conditions we expect to get students involved with a real and local problem and introduce chromatographic topics as well as analytical methodology applied to residue analysis

A laboratory practice is proposed for the determination of pesticide residues in apple samples with and without peel by the use of chromatographic techniques A multiresidue method for the determination of organophosphate pesticides is performed including extraction by an organic solvent concentration under N2 stream clean up by gel permeation chromatography and finally identification and quantification by gas chromatography Students are asked to assess and discuss the results obtainedKeywords organophosphate pesticide residues apple samples chromatographic techniques

IntroduccioacutenEn la regioacuten del Alto Valle de Riacuteo Negro y Neuquen la actividad agroindustrial es una de las de

mayor relevancia econoacutemica y comprende la produccioacuten frutiacutecola y la elaboracioacuten industrial correspondiente a traveacutes de galpones de empaque y fabricas de jugo Parte de la fruta cosechada se exporta a diferentes paiacuteses mientras que otra proporcioacuten es consumida por el mercado interno La fruta de exportacioacuten es rigurosamente controlada respecto de su contenido en residuos de plaguicidas a los efectos de evitar el rechazo de partidas por parte de los importadores El control de calidad es en consecuencia una operacioacuten analiacutetica de gran importancia regional

Por otra parte el conjunto de los consumidores en general manifiesta un intereacutes creciente por conocer el nivel de residuos que contienen los alimentos que ingiere Un estudio realizado sobre 27000 muestras entre 1994 y 1997 por la US Department of Agricultures Pesticide Data Program (PDP) mostroacute que hasta 37 plaguicidas diferentes fueron detectados en manzana Entre las recomendaciones del trabajo figura en primer lugar el lavado y pelado de las frutas frescas y vegetales como forma de reducir draacutesticamente la exposicioacuten a residuos (Groth III E Benbrook C Lutz K 1999) En Dinamarca se evaluoacute el efecto que varios tratamientos domeacutesticos como lavado pelado coccioacuten almacenamiento produciacutean sobre el nivel de residuos de plaguicida en manzana El proceso de transformacioacuten en jugo y el pelado de la manzana redujeron significativamente todos los residuos de plaguicidas Ninguacuten efecto de reduccioacuten se observoacute con el simple lavado mientras que el almacenamiento redujo significativamente algunos de los plaguicidas estudiados (Rasmusssen R Poulsen M Hansen H 2003)

Es una praacutectica comuacuten en el mundo dar intervencioacuten a los alumnos universitarios en proyectos de investigacioacuten con un perfil de aplicacioacuten industrial lo que les permite aplicar los conocimientos teoacutericos a situaciones reales En este trabajo praacutectico se pretende bajo condiciones acotadas introducir esta modalidad como herramienta para el desarrollo de un Laboratorio en el marco del tema Cromatografiacutea (Skoog Holler Nieman 2001 759) de la materia Quiacutemica Analiacutetica II de la carrera Profesorado en Quiacutemica

HipoacutetesisTeniendo en cuenta que durante la produccioacuten de manzana se realizan sucesivas aplicaciones de

plaguicidas fundamentalmente insecticidas organofosforados con el fin de controlar plagas y que los plaguicidas aplicados son de variadas familias y caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas es esperable auacuten respetaacutendose el intervalo de seguridad que alguacuten residuo remanente pueda encontrarse en la manzana recieacuten cosechada

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ObjetivosEl objetivo general del trabajo praacutectico es analizar el contenido de residuos de plaguicida en

manzana introduciendo a los alumnos en una metodologiacutea analiacutetica instrumental Como objetivos especiacuteficos se pretende averiguar si la manzana con caacutescara reuacutene una mayor proporcioacuten de residuos de plaguicidas que la pulpa propiamente dicha y se propone que los alumnos se familiaricen con diversos procedimientos inherentes a la determinacioacuten de residuos tales como la extraccioacuten con solvente orgaacutenico concentracioacuten bajo corriente de Nitroacutegeno cromatografiacutea de exclusioacuten molecular cromatografiacutea gaseosa e interpretacioacuten de cromatogramas

Disentildeo de la experienciaDado que se pretende comparar los niveles de residuos organofosforados entre manzanas con y

sin caacutescara y a su vez debe tenerse un control analiacutetico constituido por la muestra fortificada y un valor testigo constituido por el blanco se plantea el esquema de la tabla 1

Tabla 1 Distribucioacuten de las muestras en los grupos o comisiones de trabajo

AlumnoGRUPO 1

Manzana con caacutescaraGRUPO 2

Manzana peladaGRUPO 3

Manzana fortificadaGRUPO 4

Manzana blanco

1 MC11 MP21 MF31 MB412 MC12 MP22 MF32 MB423 MC13 MP23 MF33 MB43

Cada grupo se hace cargo de un tipo de muestra y dentro de cada grupo cada alumno representa una repeticioacuten Los grupos 1 y 2 trabajan con manzana recientemente cosechada los grupos 3 y 4 con manzana que ha sido almacenada en frigoriacutefico

Desarrollo experimentalSe adaptoacute el meacutetodo recomendado por FAOIAEA Training and Reference Centre for Food and

Pesticide Control 2000 (Los alumnos son advertidos del grado de peligrosidad de los reactivos utilizados y provistos de los elementos de seguridad Asiacute tambieacuten se sentildeala la modalidad recomendada para descartar los residuos obtenidos)

Preparacioacuten de la MuestraLas muestras de manzana luego de quitarles el peduacutenculo se cortan en trozos y se procesan

hasta obtener una pasta homogeacutenea Se pesan 20 gramos en un vaso de precipitado de 250 mL ExtraccioacutenSe agregan 33 g de hidroacutegeno carbonato (IV) de sodio 40 mL de acetato de etilo y 20g de

sulfato (VI) de sodio Se agita inmediatamente en Ultraturrax durante 2 minutos Se tapa con papel de aluminio y se deja decantar 30 minutos Se miden 20 mL del sobrenadante en un tubo coacutenico y se concentra bajo corriente de nitroacutegeno hasta casi sequedad retomaacutendose con 1 mL de Acetato de etilo-ciclohexano 11

Cromatografiacutea de Permeacioacuten en Geles500 μL de la muestra se siembran en la columna de GPC y se eluyen con la mezcla Acetato de

etilo- ciclohexano 11 Se descartan los primeros 9 mL y se recogen los 20 mL subsiguientes El extracto obtenido se concentra bajo corriente de nitroacutegeno hasta casi sequedad retomaacutendose con 1 mL de Isooctano

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Cromatografiacutea GaseosaSe elabora una secuencia de inyeccioacuten en la que se incluyen los standards de plaguicidas y las

muestras detalladas en la tabla 1 Se inyecta 1 μL de muestra en cada caso Se analiza los cromatogramas obtenidos elaboraacutendose las correspondientes curvas de calibracioacuten para cada uno de los compuestos detectados Las condiciones cromatograacuteficas sugeridas para plaguicidas organofosforados son detector NPD (350 ordmC) columna capilar no polar (tipo HP-1) gas portados N2 modo splitless temperatura de horno programada entre 70 y 240 ordmC Tiempo total de corrida aproximadamente 30 minutos

Evaluacioacuten1) Ensayo en Blanco (Grupo 4) Debe constatarse a traveacutes de estos resultados que las muestras de

manzana almacenada en frigoriacutefico no contiene residuos de plaguicidas y que ninguacuten paso del anaacutelisis introduce una contaminacioacuten que pueda cromatograficamente confundirse con uno de los analitos de intereacutes

2) Ensayo de Recuperacioacuten (Grupo 3) Se calcula para cada analito sembrado el de recuperacioacuten seguacuten la siguiente expresioacuten

Recuperacioacuten = (C calculada C agregada ) x 100Se calcula la media de recuperacioacuten y el desviacuteo standard en cada caso ( La evaluacioacuten positiva de los grupos 3 y 4 le otorga validez a los resultados obtenidos por los grupos 1 y 2)

3) Resultados de la manzana con caacutescara (Grupo 1) y manzana pelada (Grupo 2) A traveacutes de los tiempos de retencioacuten se identifican los picos detectados asignaacutendolos por comparacioacuten con los tiempos de retencioacuten de los standards a alguno de los plaguicidas esperados La cuantificacioacuten se lleva a cabo por el meacutetodo de standard externo o standard interno con la respectiva curva de calibracioacuten Se calcula para cada analito la media de las concentraciones obtenidas y el desviacuteo Standard correspondiente

4) Se elabora una tabla mostrando los resultados obtenidos5) Se aplica el test de comparacioacuten de medias de Student para comprobar si los resultados

obtenidos en los grupos 1 y 2 son significativamente diferentes entre si Si apareciera alguna sentildeal en el blanco (grupo 4) aplicar el test de significacioacuten para los grupos 1 y 2 con respecto al blanco (Miller y Miller 1993)

6) Se induce a los alumnos a investigar si los plaguicidas hallados son de uso permitidorecomendado y si los valores encontrados se encuentran dentro de los liacutemites permitidos seguacuten la legislacioacuten nacional e internacional

Conclusiones y discusioacutenLos resultados obtenidos permiten evaluar si la manzana con caacutescara conlleva una mayor carga

contaminante que aquella que ha sido previamente pelada Asimismo puede compararse la carga contaminante de la manzana recieacuten cosechada con respecto a aquella que ha sido almacenada en frigoriacutefico Se aplican para ello herramientas estadiacutesticas Los datos producidos se cotejan con las praacutecticas agriacutecolas recomendadas y con los liacutemites permitidos para residuos de plaguicidas en manzana por la legislacioacuten nacional e internacional

Los alumnos proceden a traveacutes de todas las etapas del anaacutelisis incorporando los detalles de una teacutecnica laboriosa y con alto nivel de rigurosidad analiacutetica Abordan la etapa de extraccioacuten con solvente orgaacutenico incorporan el concepto de concentracioacuten del extracto observan dos tipos de fenoacutemenos cromatograficos exclusioacuten molecular y reparto e interpretan los cromatogramas identificando y cuantificando los residuos detectados

Finalmente debe destacarse la oportunidad que este trabajo brinda de vincular la tarea analiacutetica con un objetivo productivo de importancia regional

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Bibliografiacutea

Groth E III Benbrook C Lutz K Do You Know What Youre Eating An Analysis Of US Government Data On Pesticide Residues In Foods Consumers Union of United States IncPublic Service Projects Department Technical Division 1999IAEAFAO Training and Reference Centre for Food and Pesticide Control Multiresidue methods for the gas chromatographic determination of pesticide residue Vienna Austria 2000Miller y Miller Estadiacutestica para Quiacutemica Analiacutetica Addison-Wesley Iberoamericana 1992Rasmusssen R R Poulsen M E Hansen H C Distribution of multiple pesticide residues in apple segments after home processing Food Aditt Contam 20(11)1044-63 2003Skoog Holler Nieman Principios de Anaacutelisis Instrumental Espantildea Mc Graw Hill Interamericana de Espantildea 2001

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MODELADO DE CURVAS DE TITULACIOacuteN AacuteCIDO-BASE UNA EXPERIENCIA DIDAacuteCTICA INTERDISCIPLINAR EN QUIacuteMICA A

NIVEL UNIVERSITARIO

Jaime Augusto Casas Mateusa y Alfonso Clavijo Diacuteazab

a Pontificia Universidad Javeriana b Universidad Nacional de Colombia Bogotaacute Colombia jacasasjaverianaeduco alfonsoclavijoyahoocom diceinuninccaeduco

Resumen

En anaacutelisis quiacutemico la forma de abordar una curva de titulacioacuten aacutecido-base ha sido tradicionalmente la de estudiar ldquozonasrdquo de la misma con base en el conocimiento de los equilibrios concernientes y de sus paraacutemetros asociado tales como concentraciones y constantes de equilibrio de las especies involucradas

Con base en el conocimiento de las expresiones de todos los equilibrios implicados durante el proceso de titulacioacuten y de los balances de especies y de electroneutralidad respectivos se propone un modelo matemaacutetico que permite un estudio sistemaacutetico del fenoacutemeno fundamentado en la solucioacuten de sistemas de ecuaciones polinoacutemicas de grado n con m variables que son reducidas a una ecuacioacuten con una uacutenica variable (que para nuestro caso seraacute la concentracioacuten de hidrogeniones [H+]) cuya solucioacuten determina el pH teoacuterico del sistema para un determinado volumen antildeadido de valorante Asiacute las cosas con ayuda de una hoja de caacutelculo y modificando a voluntad la cantidad de titulante se puede efectuar una aproximacioacuten a la modelacioacuten matemaacutetica del proceso Finalmente con la ayuda de la Ecuacioacuten de Debye-Huumlckel y la Ecuacioacuten de Davies (Clavijo 2002) se pueden lograr mejores aproximaciones al pH real obtenido experimentalmente El modelo matemaacutetico resultante es validado y puesto a prueba contrastando sus predicciones con los resultados obtenidos experimentalmente al manipular la variable independiente (en este caso el volumen antildeadido de valorante) Esta experiencia metodoloacutegica se ha constituido en un ambiente propicio para generar habilidades en el laboratorio y para propiciar conocimiento en procesos de modelado asiacute como para estudiar sistemas diversos (H3PO4 vs NaOH Na3PO4 vs HCl NH3 vs HCl Serina clorhidrato vs NaOH etc) como medio para lograr el aprendizaje significativo (Ausubel 1983) de las interacciones aacutecido-base que ocurren durante un proceso de titulacioacuten a estudiantes universitarios de anaacutelisis quiacutemico

Palabras clave Modelacioacuten matemaacutetica titulacioacuten aacutecido base equilibrio aprendizaje significativo

MODELED OF ACID-BASE TIRATION CURVES A DIDACTIC INTERDISCIPLINARY EXPERIENCE IN CHEMISTRY TO UNIVERSITARY LEVEL

In chemistry analysis the form to approach an acid-base titration it has been traditionally to study ldquozonesrdquo based in the knowledgement of the equilibriums and its associated parameters as concentrations and equilibrium constants of the involucrated species It proposes a mathematic model that allows a systematic study of phenomena founded in the solution of polynomic ecuations system of n grade with m variables These are reduced to an ecuation with only one variable (in our case will be the concentration of hydrogen ion (H+)) this solution determines the theoric pH of the system for an added volume of valorant So with help of a spreadsheet and modifying the quantity of titulant we could approximate to the mathematic modelation of the process The mathematic model is validated and tested constrating its predictions with the results got experimentally to

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manipulate the independent variable (in this case the added volumen of valorant) This methodological experience it has constituted in a good environment to generate abilities in the laboratory and to propitiate knowledgement in modeled process and too to study many systems to get the significative learning (Ausubel 1983) of the interactions acid-base that occurs during a process of a titration to universitary students of chemistry analysisKeywords mathematic modelation acid-base titration equilibrium significative learning

IntroduccioacutenEn anaacutelisis quiacutemico la forma de abordar una curva de titulacioacuten aacutecido-base ha sido

tradicionalmente la de estudiar ldquozonasrdquo de la misma con base en el conocimiento de los equilibrios concernientes y de sus paraacutemetros asociados tales como concentraciones y constantes de equilibrio de las especies involucradas

Con base en el conocimiento de las expresiones de todos los equilibrios implicados durante el proceso de titulacioacuten y de los balances de especies y de electroneutralidad respectivos se propone un modelo matemaacutetico que permite un estudio sistemaacutetico del fenoacutemeno fundamentado en la solucioacuten de sistemas de ecuaciones polinoacutemicas de grado n con m variables que son reducidas a una ecuacioacuten con una uacutenica variable (que para nuestro caso seraacute la concentracioacuten de hidrogeniones [H+]) cuya solucioacuten determina el pH teoacuterico del sistema para un determinado volumen antildeadido de valorante Asiacute las cosas con ayuda de una hoja de caacutelculo y modificando a voluntad la cantidad de titulante se puede efectuar una aproximacioacuten a la modelacioacuten matemaacutetica del proceso Finalmente con la ayuda de la Ecuacioacuten de Debye-Huumlckel y la Ecuacioacuten de Davies (CLAVIJO 2002) se pueden lograr mejores aproximaciones al pHa real obtenido experimentalmenteObjetivo General

Plantear una propuesta interdisciplinar quiacutemico matemaacutetica para generar una aproximacioacuten al modelado de las curvas de titulacioacuten aacutecido base para propiciar aprendizaje significativo de conceptos baacutesicos concernientes al proceso de neutralizacioacutenObjetivos Especiacuteficos

Fomentar en los estudiantes el empleo de una hoja de caacutelculo como herramienta para facilitar la utilizacioacuten y manejo de datos numerosos y caacutelculos complicados de utilidad en potenciometriacutea aacutecido base

Propiciar el conocimiento sobre el comportamiento de especies aacutecido base con base en el disentildeo de la curva teoacuterica de titulacioacuten

Contrastar en el laboratorio los resultados experimentales (COLL C GOMEZ-GRANELL 1998) con las predicciones basadas en los diagramas de distribucioacuten de especies y fundamentadas en los balances de especies y de electroneutralidad asiacute como en la utilizacioacuten de los factores de actividad en la determinacioacuten del pH en teacuterminos de actividad (pHa)

AntecedentesEs practica rutinaria en anaacutelisis quiacutemico disentildear una curva de titulacioacuten con base en los

resultados experimentales para posteriormente efectuar un anaacutelisis de las zonas obtenidas en las que la forma y las pendientes en la curva son estudiadas en forma separada con el objeto de resaltar y estudiar los paraacutemetros y especies involucrados en cada regioacuten especiacutefica de la curva Esta forma de intervencioacuten didaacutectica puede ser reforzada y consolidada desde una perspectiva quiacutemico matemaacutetica en donde la titulacioacuten se puede abordar en forma sistemaacutetica desde el volumen cero de adicioacuten de valorante en adelante

151


El empleo de una hoja de caacutelculo y su aplicacioacuten para determinar el pH para el cual se satisfacen todos los equilibrios en forma simultaacutenea para un determinado y especiacutefico volumen de valorante se propone como una aproximacioacuten diferente a las usadas tradicionalmente y posee la ventaja de emplear los balances de especies y de electroneutralidad y las ecuaciones que a partir de ellas se derivan como una medida predictiva de los valores de pH y de la forma final de la curva de titulacioacuten

En muchas ocasiones una perspectiva uacutenica (GAGNE R 1979) no permite que el estudiante se apropie de los conceptos en titulacioacuten asiacute las cosas esta visioacuten de panorama puede favorecer el aprendizaje significativo de conceptos centrales en potenciometriacutea aacutecido base como lo son el nuacutemero de puntos de inflexioacuten la forma y altura relativa de la curva de valoracioacuten asiacute como el efecto de fuerza ioacutenica y las diferencias entre el pH en teacuterminos de concentracioacuten y pH en teacuterminos de actividad en forma tal que el estudiante entienda las diferencias entre la idealidad y la realidad de la praacutectica misma de laboratorio

El anaacutelisis sistemaacutetico del equilibrio asiacute como el empleo de las hojas de caacutelculo ha sido implementado en algunos textos modernos de anaacutelisis quiacutemico (HARRIS D 2001 203) pero no asiacute su combinacioacuten con los factores de actividad y con los meacutetodos graacuteficos de solucioacuten de ecuaciones polinoacutemicas de grado elevado en una variable en el estudio de curvas de titulacioacuten aacutecido-base Esta propuesta didaacutectica pretende mostrar una perspectiva maacutes real e interdisciplinar del fenoacutemeno para consolidar una visioacuten de vanguardia de la temaacutetica neutralizacioacuten aacutecido-base

HipoacutetesisPor medio del modelado matemaacutetico de la curva de titulacioacuten aacutecido base se favorece el

aprendizaje significativo de los conceptos esenciales en neutralizacioacuten

Metodologiacutea y discusioacutenLa metodologiacutea propuesta se desarrolloacute en dos sesiones de tres horas cada una en una primera

fase se estandariza el titulante frente a un patroacuten primario adecuado y se determina la concentracioacuten aproximada del analito a partir de resultados obtenidos con los indicadores adecuados y se desarrolla una titulacioacuten potenciomeacutetrica raacutepida para evidenciar los cambios bruscos de pH en proximidades al o a los puntos de eqivalencia

En una segunda sesioacuten se efectuacutea la titulacioacuten potenciomeacutetrica propiamente dicha con base en el ensayo realizado en la sesioacuten anterior Con los datos experimentales obtenidos se determinan los voluacutemenes exactos de punto(s) de equivalencia con base en el criterio de segunda derivada de pH

(que es aproximadamente igual a V

VpH∆

∆∆∆ )( ) que se grafica contra el volumen de valorante

antildeadido y asiacute mismo la concentracioacuten analiacutetica del analito seleccionadoPor otra parte con el objeto de efectuar el modelado se recurre a la escritura de los balances

respectivos de especies y de electroneutralidad y al diagrama de distribucioacuten de especies del electrolito a titular en donde se escriben previamente las reacciones o equilibrios correspondientes y las constantes respectivas Para cada sistema se determinan cuales son las moleacuteculas los cationes y los aniones Finalmente se despeja toda especie del balance de elctroneutralidad con ayuda de las otras ecuaciones (de los equilibrios recieacuten descritos) en teacuterminos de la concentracioacuten de protones ([H+]) Acto seguido se recurre a una hoja de caacutelculo y se determina la [H+] y el pH respectivo que hace que f1([H+]) (el miembro izquierdo en la ecuacioacuten del balance de electroneutralidad en teacuterminos de [H+]) coincida con f2([H+]) (el miembro derecho en la ecuacioacuten del balance de electroneutralidad en teacuterminos de [H+]) esto para cada volumen de valorante antildeadido

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Se presenta a continuacioacuten a modo de ejemplo la valoracioacuten de 250 mL de clorhidrato de histidina (abreviado para simplificar (H2Hist)(Cl) ) 0198 0 M (obtenido a pairtir de la graacutefica de segunda derivada y de los caacutelculos respectivos) completando hasta 400 mL (hasta cubrir el electrodo combinado de pH) vs NaOH 0199 5 M(obtenido por estandarizacioacuten contra biftalato y contra aacutecido sulfaacutemico)

Se muestran a continuacioacuten los respectivos resultados el diagrama de distribucioacuten de especies un recorte de la hoja de caacutelculo y la grafica del resultado del proceso de modelado (primer aproximacioacuten sin tener en cuenta la fuerza ioacutenica)

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DIAGRAMA DE DIST DE ESPECIES HISTIDINA Y PARES

0

02

04

06

08

1

12

0 2 4 6 8 10 12 14 16

pH

alfa

i

ALFA 0ALFA 1ALFA 2


A continuacioacuten se efectuacutean los caacutelculos para los cuales es imprescindible determinar la fuerza ioacutenica para cada volumen de valorante (a partir de la [H+]) para corregir los valores de pQa1 y pQa2 que permitiriacutean recalcular el pH (segunda aproximacioacuten) que no se muestra

ConclusionesSe observoacute que esta metodologiacutea es aplicable a cualquier sistema sea de aacutecidos bases o sales que

pueden ser neutralizadas y su estudio por potenciometriacutea permitioacute generar aprendizaje significativo en los estudiantes con base en la complementariedad con los meacutetodos tradicionales de abordaje de las curvas de titulacioacuten

Se pudo evidenciar el hecho de que los estudiantes que poseiacutean una mayor inclinacioacuten y habilidad relativa al manejo de la hoja de caacutelculo lograron resultados maacutes profundos presentando hasta la segunda y tercera aproximacioacuten lo que refuerza la pertinencia y viabilidad de la perspectiva sistemaacutetica del equilibrio ioacutenico sobre soluciones acuosas en sinergia con el anaacutelisis matemaacutetico y los modelos graacuteficos de solucioacuten de ecuaciones polinoacutemicas

La modelacioacuten matemaacutetica se constituyo como una excusa vaacutelida para la apropiacioacuten y consolidacioacuten de conceptos relativos a neutralizacioacuten y a curvas de titulacioacuten

La perspectiva interdisciplinar quiacutemico matemaacutetica permite generar una visioacuten de panorama en el estudiante de anaacutelisis quiacutemico que redunda en una mayor fundamentacioacuten y en la ampliacioacuten del espectro relativo a la variedad de sistemas posibles de trabajo Es de anotar que muchos estudiantes que antes no comprendiacutean las zonas de las curvas de titulacioacuten despueacutes de conocer esta nueva metodologiacutea encontraron una manera de automotivarse y asiacute poder profundizar en el estudio de sistemas auacuten maacutes complejos

A partir de la contrastacioacuten y de la consecucioacuten de mejores aproximaciones al pH en teacuterminos de actividades con el uso de la fuerza ioacutenica y las ecuaciones de Debye-Huumlckel y con la ecuacioacuten de Davies los estudiantes han podido constatar que es factible mediante modelacioacuten aproximarse al fenoacutemeno real aspecto que fue validado en el laboratorio por todos los grupos de estudiantes

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MODELADO CURVA DE TITULACIOacuteN

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Vol antildeadido de valorante

pH

pHteo (1er aprox)pH exp

Una utilidad adicional que fue evidenciada por los estudiantes mismos radica en el hecho de que la modelacioacuten permite el ahorro de tiempo y de reactivos en el disentildeo y aplicacioacuten de ensayos innecesarios

Fue muy evidente el cambio conceptual progresivo en el manejo y apropiacioacuten de conceptos (equilibrio punto de equivalencia) antes y despueacutes de abordar la metodologiacutea propuesta lo que demuestra que hubo aprendizaje altamente significativo

Bibliografiacutea

AUSUBEL D Psicologiacutea educativa Un punto de vista cognitivo Meacutexico Trillas 1981 850 pCLAVIJO D ALFONSO Fundamentos de quiacutemica analiacutetica Equilibrio ioacutenico y anaacutelisis quiacutemico Editorial Universidad Nacional de Colombia 2002COLL C GOMEZ-GRANELL C De queacute hablamos cuando hablamos de constructivismo En Aportes N 42 Constructivismo y Didaacutectica Santafeacute de Bogotaacute Dimensioacuten Educativa 1998 58 p GAGNE R Las condiciones del aprendizaje 3ordf ed Meacutexico Interamericana 1979 760 pHARRIS DANIEL Exploring chemical analysis Second edition USA 2001 607 pLUCRO A R El enfoque constructivista de la educacioacuten En Revista Educacioacuten y Cultura FECODE (Bogotaacute 1994) pag 203 p 612MORENO M SASTRE G Aprendizaje y desarrollo intelectual Barcelona Gedisa 1999 183 p

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BUFFER REDOX UNA APROXIMACIOacuteN DIDAacuteCTICA A SU CONCEPTO

Jaime Augusto Casas Mateusa Samuel David Vargas b Alex Castillob Freddy Moreno b Carlos Lineros c y Yolanda Ladino Ospina b

a Pontificia Universidad Javeriana b Universidad Pedagoacutegica Nacional cUniversidad Nacional Bogotaacute Colombia jacasasjaverianaeduco

ResumenEn el presente trabajo se aplicoacute el concepto de buffer redox en la elaboracioacuten de una guiacutea de

trabajo en donde se estudian curvas de titulacioacuten de sistemas de oxidacioacuten-reduccioacuten para conocer y comprender el comportamiento de un par compatible a partir del cual los estudiantes pueden disentildear una solucioacuten amortiguadora de potencial eleacutectrico en forma muy similar como se prepara un buffer de pH asimismo desde la praacutectica de laboratorio se logra un aprendizaje significativo de los estudiantes puesto que a partir de una situacioacuten problema es posible realizar una transposicioacuten didaacutectica (Gallego 1999) del concepto de buffer de pH sobre el concepto de buffer de potencial

Para el desarrollo de esta temaacutetica es importante trabajar desde las ideas previas de los estudiantes en concepciones tales como equilibrio quiacutemico equilibrio aacutecido-base dentro de esta uacuteltima los conceptos de aacutecido fuerte base fuerte aacutecido deacutebil y base deacutebil A partir de esta informacioacuten el estudiante en su proceso trabaja con la preparacioacuten y estudio de sistemas amortiguadores del pH En el aacutembito universitario estas temaacuteticas se trabajan en cursos de quiacutemica general quiacutemica inorgaacutenica y quiacutemica analiacutetica de los cuales se ha observado que en el desarrollo de eacutestas se maneja de una forma muy superficial dando poco espacio al estudiante para desarrollar un aprendizaje significativo de estas durante su proceso

Asiacute para la apropiacioacuten de dicho aprendizaje han de tenerse en cuenta elementos baacutesicos como son

bull Potencial eleacutectrico deseado y conocimiento del sistema electroacutedicobull Expresioacuten de la ecuacioacuten de Nernstbull Concentracioacuten analiacutetica del tampoacuten y concentracioacuten parcial de las especiesbull Reactivos necesarios para la fabricacioacuten del buffer

BUFFER REDOX A DIDACTIC APPROXIMATION TO ITS CONCEPTAbstract

In the study and preparation of tampon solutions normally it has been related with the systems that resist the change of pH when adds quantities of acid or base to a solution These are known as buffer acid-base solutions besides of those exist a particular type of solutions very unknown electrical potential tampon solutions or buffer redox these solutions present simultaneously a donator and a receptor of electrons when react with rusty or reductor reactives In the present work the concept buffer redox is applied in the manufacture of a work guide where are studied titration curves redox to know the behaviour of a compatible pair from there the students can design an electrical potential tampon solution as the manufacture of a buffer of pH in this way in the laboratory practice we can get a significative learning of the students because from a problem situation is possible to do a didactic transposition (Gallego 1999) from the concept of buffer of pH about the concept to potential of bufferKeywords Buffer tampon solutions buffer redox electrical potential rusty agent reductor agent didactic transposition

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Introduccioacuten

En el estudio y preparacioacuten de las soluciones amortiguadoras normalmente se relaciona con los sistemas que resisten cambios en el pH cuando se adicionan cantidades de aacutecido o base fuerte a una solucioacuten estas se conocen como soluciones buffer aacutecido-base estas constan de una mezcla de un aacutecido deacutebil y su base conjugada (CLAVIJO 2002 127) aparte de este tipo de soluciones tambieacuten se mencionan las soluciones amortiguadoras de fuerza ioacutenica las cuales mantienen constante estaacute en un sistema ademaacutes existe un tipo particular de soluciones que sin embargo muy poco se ha estudiado las soluciones amortiguadoras de potencial eleacutectrico conocidas tambieacuten como buffer redox estas soluciones presentan simultaacuteneamente un donador y un receptor de electrones cuando reaccionan con reactivos oxidantes o reductores respectivamente

En el presente trabajo se aplicoacute el concepto de buffer redox en la elaboracioacuten de una guiacutea de trabajo en donde se estudian curvas de titulacioacuten redox para conocer el comportamiento de un par compatible a partir del cual los estudiantes pueden disentildear una solucioacuten amortiguadora de potencial eleacutectrico en forma muy similar a como se fabrica un buffer de pH de esta manera desde la praacutectica de laboratorio se logra un aprendizaje significativo de los estudiantes puesto que a partir de una situacioacuten problema es posible realizar una transposicioacuten didaacutectica (GALLEGO 1999 54) del concepto de buffer de pH sobre el concepto de buffer de potencial

Objetivo GeneralDisentildear una propuesta experimental que garantice en los estudiantes el aprendizaje significativo

del concepto de buffer redox a partir del estudio del concepto de buffer de pHObjetivos especiacuteficos

bull Familiarizar al estudiante en la calibracioacuten y utilizacioacuten de los diferentes equipos y dispositivos de anaacutelisis

bull Preparar una solucioacuten que regule el potencial eleacutectrico teniendo en cuenta la relacioacuten de las concentraciones de las formas reducida y oxidada de una especie

bull Afianzar el concepto de buffer redox asiacute como su aplicabilidad para la comprensioacuten de otras concepciones quiacutemicas como las de pH

DesarrolloLa potenciometriacutea es uno de los meacutetodos electroquiacutemicos de anaacutelisis mas utilizados consiste en

la medida de la FEM de una ceacutelula galvaacutenica a traveacutes de la cual la corriente que pasa es virtualmente cero por lo que no tienen lugar cambios importantes en la concentracioacuten de las especies electroactivas

Se propone trabajar con los estudiantes la aplicacioacuten de una guiacutea didaacutectica la cual ayudara tanto a los estudiantes a comprender las nociones relacionadas con la preparacioacuten de buffers de potencial eleacutectrico y los conceptos que esta implica como al docente que en el desarrollo de los procesos orientados al aprendizaje de los estudiantes es una herramienta uacutetil ademaacutes para el trabajo con otras temaacuteticas relacionadas tales como la potenciometriacutea la electroquiacutemica y la calibraron y manejo de instrumentos de anaacutelisis

Para el trabajo con esta temaacutetica se debe tener en cuenta las ideas previas de los estudiantes en concepciones tales como equilibrio quiacutemico equilibrio aacutecido-base dentro de esta uacuteltima los conceptos de aacutecido fuerte base fuerte aacutecido deacutebil y base deacutebil A partir de esta informacioacuten el estudiante en su proceso trabaja con la preparacioacuten y estudio de soluciones amortiguadoras del pH En el aacutembito universitario estas temaacuteticas se trabajan en cursos de quiacutemica general quiacutemica inorgaacutenica y quiacutemica analiacutetica de los cual se ha observado que en desarrollo de estas se maneja de una forma muy superficial dando poco espacio al estudiante para desarrollar un aprendizaje significativo de estas durante su proceso

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HipoacutetesisPara realizar el trabajo anteriormente mencionado se propone trabajar con los estudiantes de

pregrado de los cursos de quiacutemica general quiacutemica inorgaacutenica y quiacutemica analiacutetica la temaacutetica de buffer redox a partir del estudio sistemaacutetico de las nociones baacutesicas de electroquiacutemica potenciometriacutea equilibrio quiacutemico y clasificacioacuten de este equilibrio aacutecido-base y preparacioacuten de soluciones amortiguadoras de pH en esta ultima es importante resaltar que en el desarrollo del proceso se propone trabajar como punto de partida las ideas previas de los estudiantes

Es importante resaltar que el docente encargado de desarrollar el proceso deberaacute estar constantemente actualizaacutendose en las temaacuteticas anteriormente mencionadas sin dejar de lado su trabajo en la didaacutectica de las ciencias debe ser una actualizacioacuten integral tanto en lo disciplinar como en lo pedagoacutegico-didaacutectico

Parte experimentalAsiacute para la apropiacioacuten de dicho aprendizaje han de tenerse en cuenta elementos baacutesicos como

son

bull Potencial eleacutectrico deseado y conocimiento del sistema electroacutedico (RUBINSON J 2000)bull Expresioacuten de la ecuacioacuten de Nernstbull Concentracioacuten analiacutetica del tampoacuten y concentracioacuten parcial de las especiesbull Reactivos necesarios para la fabricacioacuten del buffer

Se prepararon soluciones amortiguadoras de potencial eleacutectrico utilizando el par Fe2+Fe3+ para un potencial deseado de valor 388 mV vs ECS se eligioacute este par dado que su valor formal en la literatura es de 610 mV (368 vs ECS) (en H2SO4 1 M + H3PO4 05 M)

Para calcular la relacioacuten de las formas reducida y oxidada se utilizoacute la ecuacioacuten de Nernst que relaciona el potencial con la concentracioacuten (actividades) de las especies involucradas en la semirreaccioacuten de reduccioacuten del par de estudio cuando se tiene esta y la concentracioacuten analiacutetica se calcula la concentracioacuten de las especies en las formas oxidada y reducida del par involucrado Posteriormente de utiliza la estequiometriacutea de reaccioacuten dado que es una mezcla incompatible oacutesea aquella en la que las especies van a reaccionar para producir una de las formas de las especies involucradas en el sistema amortiguador y ademaacutes conocer las cantidades de reactivos a tomar que para la situacioacuten trabajada fue una mezcla de K2Cr2O7 y Fe (NH4)2 (SO4)2 6 H2O en H2SO4 1 M + H3PO4 05 M

Los reactivos a mezclar deben cumplir con los siguientes requisitos

bull Alto grado de pureza pueden ser reactivos grado patroacuten o se elige el de mejor calidad

bull Que la estequiometriacutea de reaccioacuten este definida

bull Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H+ 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O

(NUacuteNtildeEZ V C y PELAacuteEZ A E 2000)

bull Que el sistema de reaccioacuten sea espontaacuteneo (ΔGlt0)

bull Alta cineacutetica de reaccioacuten

Teniendo definidas las cantidades a tomar se procede de la siguiente manera

bull Se toman las cantidades de los reactivos a mezclar teniendo en cuenta la estequiometriacutea de reaccioacuten la pureza de los reactivos como se muestra a continuacioacuten en la tabla (los valores mostrados son para 250 mL de solucioacuten amortiguadora)

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Concentracioacuten analiacutetica W K2Cr2O7 W Fe (NH4)2 (SO4)2 6 H2O01 08439 g 99025 g005 04235 g 49513 g002 01697 g 19805 g

bull Los reactivos se disuelven en 200 mL una mezcla de H2SO4 10 M y H3PO4 05 M

bull La mezcla se deja en reposo hasta que la reaccioacuten sea completa

bull Se mide el potencial del sistema teniendo en cuenta que el potencioacutemetro este en la escala de milivoltios y que los electrodos esteacuten en optimas condiciones de uso si el potencial registrado es mayor al esperado se ajusta con el reactivo que contiene la forma reducida de la especie en estudio si el potencial es menor al esperado adicione poco a poco el agente oxidante para la utilizacioacuten de los reactivos de ajuste se recomienda soluciones de concentracioacuten conocida

bull Cuando el valor del potencial sea aproximadamente igual al esperado despueacutes de ajustar con cualquiera de los reactivos utilizados llevar a volumen con el solvente propuesto

A continuacioacuten se presentan algunas recomendaciones para tener en cuenta al momento de realizar el procedimiento

bull Cuando realice el montaje tenga en cuenta verificar que el par de electrodos (referencia e indicador) no presenten inclinacioacuten alguna

bull Use un trozo de material aislante (por ejemplo plaacutestico esponjoso o cartoacuten) entre la placa agitadora y el matraz para impedir la transferencia teacutermica

Agite las muestras a una velocidad uniforme para obtener una medicioacuten representativa de los potenciales obtenidos y mejorar el tiempo de respuesta del electrodo (ORION INSTRUCTION MANUAL EATM 1996)

Resultados y anaacutelisisLos resultados obtenidos despueacutes de aplicar el procedimiento propuesto se presentan a

continuacioacutenSoln CA E (mV) vs ECS (teor) E (mV) vs ECS (exp) DIFERENCIA

E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

2 005 3880 3752 128

3 002 3880 3830 5

De los resultados obtenidos anteriormente se puede observar que se acercan a los datos que fueron esperados teoacutericamente esto se debioacute a que la reaccioacuten en el medio propuesto fue completa y estable

Por otro lado un factor importante a tener presente es el efecto salino que define el coeficiente de actividad de las especies pudo verse alterado por la presencia de iones producto de la disociacioacuten de los patrones primarios

Ademaacutes para la preparacioacuten de la mezcla se omitieron algunos factores que pudieron afectar los resultados obtenidos

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bull Actividades de las especiesbull Coeficientes de actividadbull Fuerza ioacutenicabull Potencial que puede ser generado por la presencia de otras especies que fueron adicionadas

intencionalmente al sistemabull El tiempo de estabilidad de las solucionesbull La temperaturabull La calibracioacuten del potencioacutemetrobull El estado de los electrodos de medida

Se aprecian variaciones en los valores teoacutericos y experimentales que obedecen a una manipulacioacuten inadecuada de los instrumentos de medicioacuten (potencioacutemetro electrodos y material baacutesico)

Los factores responsables de la variacioacuten de los equilibrios son la temperatura el pH concentracioacuten de los reactivos completez de reaccioacuten entre otros

Conclusiones y recomendacionesEl aprendizaje significativo respecto a soluciones amortiguadoras de potencial eleacutectrico no

solamente se limita a la fabricacioacuten eficiente de soluciones ya conocidas en el laboratorio sino que se evidencioacute que los estudiantes fueron capaces de crear un buffer redox con base en lo aprendido

La comparacioacuten entre buffer de pH y buffer de potencial eleacutectrico es una forma uacutetil y plausible de consolidar un criterio en el estudiante para afianzar conceptos equiparables para generar una mayor comprensioacuten de los fenoacutemenos

A nivel de laboratorio se pudo evidenciar que el concepto de buffer de potencial eleacutectrico es tambieacuten observable desde la potenciometriacutea redox siendo asiacute que conceptos esenciales en anaacutelisis quiacutemico relativos a la reaccioacuten redox se pueden explicitar y aterrizar con base en el conocimiento de reacciones y equilibrios presentados en la curva de titulacioacuten

El estudiante que profundiza en el concepto de buffer redox puede llegar a conceptuar sobre la calidad o pureza de un reactivo con caraacutecter redox basado en resultados logrados en un laboratorio de anaacutelisis quiacutemico

Para el estudio futuro de los sistemas redox y una optima recoleccioacuten de datos que aseguren una informacioacuten confiable se recomienda

Utilizar reactivos nuevos y de caraacutecter analiacutetico preferiblemente de una casa reconocidaRealizar una revisioacuten perioacutedica de los electrodos a utilizar y evaluacioacuten de por ejemplo la

concentracioacuten de las soluciones de relleno mantenimiento adecuado de la superficieEn los caacutelculos a realizar tener presente ademaacutes de las concentraciones los coeficientes de

actividad de las especies involucradas en el sistema de estudioTrabajar con soluciones de concentracioacuten conocida que contengan las formas oxidada y reducida

de las especies presentes en un sistema amortiguadorAntes del adelantar el estudio se debe enfatizar en el estudio construccioacuten y anaacutelisis de las

curvas de titulacioacuten potenciomeacutetrica redox ademaacutes de la familiarizacioacuten con el funcionamiento de celdas electroquiacutemicas y de electrodos de medida

160

Bibligrafiacutea

CLAVIJO Alfonso Fundamentos de Quiacutemica Analiacutetica Universidad Nacional de Colombia Bogotaacute 2002GALLEGO R y PEacuteREZ R Aprendibilidad Ensentildeabilidad y Educabilidad en las Ciencias Experimentales En Educacioacuten y Pedagogiacutea XI (25) 1999NUacuteNtildeEZ V Carlos y PELAacuteEZ A Ernesto ldquoELECTROQUIacuteMICA IOacuteNICArdquo Estudio de los electrolitos en equilibrio Ed Cenpes Instituto Politeacutecnico Nacional de Meacutexico Cuba Universidad de la Habana facultad de Quiacutemica 2000ORION INSTRUCTION MANUAL EATM 920 expandable ion analyzer 1996RUBINSON Janneth Quiacutemica Analiacutetica Contemporaacutenea Ed Pearson Washington 1998-2000

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ASPECTOS NUTRICIONALES DE ALUMNOS DE BROMATOLOGIacuteA Y NUTRICIOacuteN

Susana J Risso

Departamento de Bioquiacutemica Facultad de Ciencias Naturales Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco Km 4 9000 Comodoro Rivadavia Argentina srissounpataeduar

ResumenEn el desarrollo de la praacutectica de la asignatura Bromatologiacutea y Nutricioacuten los alumnos tienen la

posibilidad de autoevaluar sus caracteriacutesticas alimenticias en algunos nutrientes de acuerdo a sus haacutebitos La importancia de esta autoencuesta se debe a que la persona aplica conceptos teoacutericos a una praacutectica personal donde analiza su consumo de nutrientes con los Requerimientos establecidos por Tablas Nacionales e Internacionales

El objetivo del presente trabajo fue analizar el resultado de la autoencuesta alimentaria realizadaEste anaacutelisis se realizoacute con la autoencuesta de 97 alumnos que cursaron entre los antildeos 1999-2005

la asignatura Ellos anotaron cuali-cuantitativamente los alimentos consumidos y la actividad fiacutesica que desarrollaron durante 7 diacuteas Luego se efectuoacute un promedio diario del consumo de los distintos tipos de laacutecteos cereales carnes frutas y verduras Se analizoacute el contenido de dichos grupos de alimentos respecto a 8 nutrientes proteiacutenas hierro calcio vitamina A B1 B2 (riboflavina) niacina y vitamina C Con estos datos se realizoacute una tabla de doble entrada de la cual surge para cada persona queacute cantidad de nutrientes cubre el requerido y queacute porcentaje de personas cubren un determinado nutriente Como complemento se hace la suma de caloriacuteas consumidas y de acuerdo a la actividad fiacutesica se calcula el Gasto Energeacutetico Total (GET) de la persona

El desarrollo y la obtencioacuten de los valores se realizaron consultando tablas y por operaciones matemaacuteticas baacutesicas Los resultados llegan a sorprenden tanto a los docentes como a los participantes ya que el 94 cubre las necesidades requeridas para proteiacutenas y hierro Este valor se corresponde con el haacutebito de alto consumo de carnes rojas que posee nuestra poblacioacuten

Los demaacutes nutrientes presentan valores inferiores al 50 de requerimiento El calcio se cubre en un 12 las vitaminas A B1 B2 niacina y C en 18 235 89 29 y 21 respectivamente

El 4611 de los alumnos satisface el GET y el resto (5389 ) el promedio del porcentaje de cobertura es 91

Estos valores brindan una informacioacuten estimativa de las caracteriacutesticas nutricionales de las personas que han realizado la autoencuesta y la posibilidad de efectuar cambios para mejorar los haacutebitos alimenticios

Palabras clave nutricioacuten requerimientos autoencuesta energiacutea vitaminas minerales

AbstractBromatology and Nutritionrsquos students did an autoinquest this report aims to provide information

about their nutrition intakes in energy protein iron clacium and A B1 B2 (riboflavin) niacin and C vitamin according to National and International Tables

They registered and quantify any food and drink that they consumed during 7 days after that did an diarily average of milk milk product grain product meats fruits and vetables

162

The results of 97 students sorprised themselves and teachers 4611 of them overtake GET the others (5389 ) have 91 of average eighthyrsquos of them cober 2 3 and 4 intakes the rest of persons cober 1567 and 8 intakes of nutrients 94 cober protein and iron 12 calcium 18 235 89 29 and 21 cober vitamins A B1 B2 niacin and C intakes respectively

This autoinquest checked the nutrition state of everyone and they could lead to change behavior in their nutrition habits to prevent future disease

IntroduccioacutenEn el desarrollo de la praacutectica de la asignatura Bromatologiacutea y Nutricioacuten los alumnos tienen la

posibilidad de autoevaluar sus caracteriacutesticas alimenticias en algunos nutrientes de acuerdo a sus haacutebitos La importancia de esta autoencuesta (Portela 1995) se debe a que la persona aplica conceptos teoacutericos a una praacutectica personal donde analiza su consumo de nutrientes con los Requerimientos establecidos por Tablas Nacionales (Mazzei et al 1995 Portela 2003) e Internacionales (Souci et al 1989)

ObjetivoEl objetivo del presente trabajo fue analizar el resultado de la autoencuesta alimentaria realizada

Materiales y meacutetodosEste anaacutelisis se realizoacute con la autoencuesta de 97 alumnos que cursaron entre los antildeos 1999-2005


El desarrollo y la obtencioacuten de los valores se realizaron consultando tablas y por operaciones matemaacuteticas baacutesicas

Resultados y discusioacutenLos resultados obtenidos del grupo encuestado son sorprendentes e impactan tanto a los docentes

como a los participantesEl 4611 de los alumnos satisface el GET y el resto (5389 ) el promedio del porcentaje de

cobertura es 91 es decir se acercan a los valores que necesitan para mantener su peso De los encuestados 80 cubren la ingesta recomendada para 2 3 y 4 nutrientes por 27 38 y 15

personas respectivamente y 1 5 6 7 y 8 nutrientes son cubiertos por 2 6 5 2 y 1 personas respectivamente (Figura 1)

El 94 cubre las necesidades requeridas para proteiacutenas y hierro (Figura 2) Este valor se corresponde con el haacutebito de alto consumo de carnes rojas que posee nuestra poblacioacuten Esto se expone en las clases ya que la mayoriacutea de los participantes no incluyen comidas con otras carnes como el pescado y el pollo

Los demaacutes nutrientes presentan valores inferiores al 50 de requerimiento El calcio se cubre en un 12 las vitaminas A B1 B2 niacina y C en 18 235 89 29 y 21 respectivamente (Figura 2)

163


Figura 1 Cantidad de nutrientes que son cubiertos por los participantes

Figura 2 Porcentaje que se cubre de energiacutea y nutrientes proteiacutenas hierro calcio vitaminas A B1 B2 niacina y C

ConclusioacutenEstos valores brindan una informacioacuten estimativa de las caracteriacutesticas nutricionales de las

personas que han realizado la autoencuesta y la posibilidad de efectuar cambios para mejorar los haacutebitos alimenticios

En algunos casos a brindado la posibilidad de aumentar el consumo de productos laacutecteos vegetales y frutas y disminuir el consumo de carnes rojas y tambieacuten de reflexionar acerca de la prevencioacuten de enfermedades mejorando la calidad de la alimentacioacuten

164

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5 6 7 8

Nutrientes

Pers

onas

461

94 94

12205 235 264

29

21

0

25

50

75

100

Energiacutea

Prote

iacutenas

Hie

rro

Calci

o

Vit

A

Vit

B1

Vit

B2

Nia

cina

Vit

C

d

e co

ber

tura

Bibliografiacutea

FAOWHOONU 1985 Energy and protein requirements Report of Joint FAOWHOONU Expert Consultation World Health Organization Technology Report Service 274113-129Food and Nutrition Board (FNB) Institute of Medicine (IOM) 2002 Dietary Reference Intakes for Energy Carbohydrates Fiber Fat Protein and Amino Acids (Macronutrients) National Academic PressWashington DC USAMazzei M Puchulu M amp Rochaix M 1995 Tabla de Composicioacuten Quiacutemica de Alimentos CENEXA (UNLP-CONICET)Portela M L 1995 Autoencuesta Alimentaria Trabajo Praacutectico Departamento de Sanidad Bromatologiacutea y Toxicologiacutea Facultad de Farmacia y Bioquiacutemica Universidad Nacional de Buenos AiresPortela ML 2003 Vitaminas y minerales en nutricioacuten Editores Loacutepez Libreros SRL Buenos Aires ArgentinaSouci SW Fachman W amp Kraut H 1989 Food composition and nutrition tables Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft GmbH Stuttgart Germany

165


TRABAJO DE LABORATORIO CON MEacuteTODOS INCREMENTALES EN POTENCIOMETRIacuteA DE ION SELECTIVO DESDE LA RESOLUCIOacuteN

DE PROBLEMAS

Jaime Augusto Casas Mateusa Carmen Andrea Melo Figueroab Heidy Liliana Orjuela Bautista2 Yolanda Ladino Ospinab y Luis Fernando Gamboaa

a Pontificia Universidad Javeriana b Universidad Pedagoacutegica Nacional Bogotaacute Colombia jacasasjaverianaeduco alfonsoclavijoyahoocom diceinuninccaeduco

ResumenLos meacutetodos incrementales en potenciometriacutea de ion selectivo son de amplia utilidad en

situaciones en donde la concentracioacuten es muy baja (lt1ppm) (Kissa 1983) sin embargo estos meacutetodos no son frecuentemente abordados como opcioacuten en el desarrollo de praacutecticas de laboratorio a nivel universitario por lo que a veces resultan desconocidos

De acuerdo a esta problemaacutetica se considera importante realizar estudios referidos a esta temaacutetica empleando la resolucioacuten de problemas como estrategia didaacutectica que resulta aplicable al trabajo de laboratorio en donde el estudiante debe hacer un proceso en el que aplica los conceptos aprendidos elabora hipoacutetesis y justifica las investigaciones a desarrollar para encontrar significado a lo que se ensentildea (Caballer 1997) Asiacute desde los tipos de clasificacioacuten de problemas propuesta por Caballer (1997) se elaboroacute una estrategia a partir de tres fases la introductoria en la que se abordan los problemas cuestiones la de aplicacioacuten en la que se trabajan problemas ejercicios y la de investigacioacuten en la que se trabajan problemas investigaciones De esta manera se busca que a partir del desarrollo de todas las fases los estudiantes construyan los conceptos baacutesicos de potenciometriacutea e infieran las diferencias entre un trabajo de investigacioacuten propiamente dicho y una praacutectica de laboratorio es importante indicar que en este caso el maestro actuacutea como guiacutea en la actividad pero es el estudiante quien desarrolla su propio proceso de aprendizaje Asimismo este trabajo puede servir como ilustracioacuten de un modelo aplicativo que resuelve un problema real como en el caso de la fluorosis dental determinando el ion fluoruro en diversas muestras (en orina por ejemplo) y evaluando su concentracioacuten en la poblacioacuten afectada

WORK OF LABORATORY WITH INCREMENTAL METHODS IN POTENCIOMETRY OF SELECTIVE ION FROM THE RESOLUTION OF PROBLEMSThe incremental methods of potenciometry of selective ion gives an efficient form to realize an

appropriate analysis of determinates species specially when the sample concentration is in the non-lineal part of the curve as in the case of diluted solutions (lt 1 ppm) although these methods arenrsquot an option in the development of laboratory practices and they are almost unknown According to this problematic situation it is important do studies that refers to this topics for teaching at university level In this case the didactic strategy is the resolution of problems that are applied to the of laboratory work agree to the objective of teaching that poses the student leaves the memorization and that realize a process where applies the learned concepts make hypothesis and justify the investigations to develop in order to looking a meaning to what it has been teached (Caballer 1997) So it was developed a strategy with three phases The first introductory where are questions the second application where are exercises and the third the investigation where are investigation problems So the students using following all the phases make basic concepts of potenciometry and deduce the differences between a work of investigation and a laboratory practice

166

Keywords Potenciometry selective ion incremental methods resolution of problems

IntroduccioacutenLos meacutetodos incrementales en potenciometriacutea de ioacuten selectivo pueden ser una alternativa eficaz

para realizar un anaacutelisis adecuado de determinadas especies para casos en los que las concentraciones de las muestras se encuentran en la porcioacuten lineal de la curva de calibracioacuten determinada por la ecuacioacuten de Nernst sin embargo pueden ser tambieacuten aplicados en los casos en los que la concentracioacuten de la muestra se encuentra en la parte no lineal de la curva como para el caso de soluciones muy diluidas (lt1 ppm) Es asiacute que se considera relevante presentar un estudio sobre la aplicabilidad de estos meacutetodos particularmente en la cuantificacioacuten de fluoruros posible punto de partida para extrapolar este tipo de trabajo para otros iones de manera que estas teacutecnicas sean consideradas por los estudiantes en sus trabajos de laboratorio e investigacioacuten

Para tal fin realizamos un estudio experimental en el cual adecuamos la teacutecnica de los meacutetodos incrementales sugiriendo el empleo de solucioacuten TISAB para todo tipo de pruebas y la fabricacioacuten de la curva de calibracioacuten para trabajar con la pendiente real del electrodo por otra parte realizamos la correspondiente modificacioacuten de las ecuaciones y proponemos la adicioacuten con curva para las muestras que requieren un anaacutelisis maacutes riguroso en cuanto a exactitud y precisioacuten

Asiacute a partir del trabajo experimental se disentildeoacute y aplicoacute una estrategia didaacutectica fundamentada en la resolucioacuten de problemas a estudiantes de nivel universitario a quienes competen estas temaacuteticas Dicha estrategia tiene como base la implementacioacuten de los distintos tipos de problemas propuestos por Caballer (1997) desarrollados en tres distintas fases en las que los estudiantes elaboran el meacutetodo para su aplicacioacuten En el trabajo se encontroacute que los estudiantes lograron valorar la utilidad de la teacutecnica y desarrollaron los conceptos baacutesicos de potenciometriacutea desde el instrumento que se aplicoacute ademaacutes fue posible evidenciar el avance a partir del trabajo en resolucioacuten de problemas lo que indica que esta es una estrategia que se adecua para el desarrollo del trabajo en el laboratorioObjetivo general

Plantear un anaacutelisis experimental y teoacuterico de la teacutecnica incremental de potenciometriacutea de ioacuten selectivo desarrollando y aplicando un instrumento basado en la resolucioacuten de problemas en los cursos de quiacutemica analiacutetica Objetivos especiacuteficos

bull Determinar el estado del funcionamiento de los equipos correspondientes al trabajo

bull Ilustrar la teacutecnica de potenciometriacutea directa (curva de calibracioacuten) y de potenciometriacutea de ioacuten selectivo para el trabajo con el electrodo de fluoruro

bull Adecuar los meacutetodos incrementales de adicioacuten en potenciometriacutea de ioacuten selectivo para el trabajo con el ioacuten fluoruro

bull Disentildear y aplicar una cartilla basada en la resolucioacuten de problemas

DesarrolloLa electroquiacutemica y especiacuteficamente la potenciometriacutea son temaacuteticas tratadas en el desarrollo de

programas de pregrado y postgrado en donde se estudia el anaacutelisis quiacutemico instrumental sin embargo de acuerdo a las observaciones realizadas en estas caacutetedras es comuacuten que estas temaacuteticas sean abordadas desde un enfoque empiropositivista si es que se dan en la que las praacutecticas de laboratorio se reducen a trabajos de potenciometriacutea directa desconociendo el trabajo con electrodos de ioacuten selectivo y dentro de estos los meacutetodos incrementales

167


Este hecho conduce a dos problemaacuteticas la primera la falencia del trabajo en didaacutectica a nivel universitario pues aunque la discusioacuten al respecto se viene dando desde ya hace varios antildeos en el ambiente universitario y diversos autores han centrado su discurso en ella la praacutectica como tal se aleja constantemente de su real contextualizacioacuten en el aula (Diaz 1999) La segunda problemaacutetica se refiere al no empleo de meacutetodos incrementales para la determinacioacuten de iones especiacuteficos a pesar de la exactitud y la precisioacuten de esta teacutecnica en la que cabe resaltar su sencilla aplicacioacuten en cuanto a los equipos utilizados los reactivos y al manejo de muestras por dos razones en primer lugar porque se requiere una miacutenima cantidad de ellas y segundo porque no necesitan un tratamiento previo lo cual se evidencioacute en el trabajo con la orina en donde se simplificoacute el procedimiento al manipular directamente la muestra sin previa extraccioacuten

HipoacutetesisDe acuerdo al estudio de las problemaacuteticas expuestas se considera que es posible involucrar

estrategias didaacutecticas para el trabajo con meacutetodos incrementales en potenciometriacutea de ioacuten selectivo en este caso en particular la resolucioacuten de problemas que permitan contextualizar el discurso sobre didaacutectica universitaria en el aula de tal manera que los maestros universitarios desde esta realidad nos vemos abocados a trabajar desde las construcciones propias de los estudiantes ldquodebido a que cada quien construye las representaciones que organiza en estructuras conceptuales metodoloacutegicas actitudinales y axioloacutegicas desde su propia actividad cognoscitiva y en relacioacuten con su entorno socio cultural econoacutemico y poliacutetico entonces el ensentildear a leer y escribir necesariamente es la transformacioacuten de esas representaciones y estructuras para que sus lecturas en principio se aproximen a las que hacen los miembros de las comunidades respectivas de especialistas Asiacute pues lo didaacutectico se halla indisolublemente ligado a lo pedagoacutegicordquo (GALLEGO et al 1997130-131) Esta idea nos permite entender la importancia de la didaacutectica y de la aplicacioacuten de estrategias didaacutecticas en el desarrollo de las temaacuteticas en quiacutemica por la gran responsabilidad como maestros universitarios de ser verdaderos didactas sin olvidar la preparacioacuten en nuestra disciplina

Asiacute mismo consideramos que los meacutetodos incrementales han demostrado ser una estrategia importante en el anaacutelisis quiacutemico asiacute las cosas su estudio permitioacute trabajar sobre problemas de salud como es el caso de la fluorosis dental puesto que el ioacuten fluoruro se encuentra en trazas en diversas muestras y es posible identificarlo empleando el meacutetodo de adicioacuten estaacutendar propuesto en los meacutetodos incrementales

MetodologiacuteaComo ya se expuso la estrategia a seguir se dividioacute en tres fases la primera denominada fase

introductoria abordo los problemas cuestiones para la comprensioacuten del concepto de potenciometriacutea propiamente dicho

Puesto que la funcioacuten de los problemas cuestiones es el refuerzo y la aplicacioacuten de la teoriacutea Comprender los conocimientos conceptuales Ensentildear mediante ejemplos de aplicacioacuten directa de foacutermulas unidades entre otras y actividades de laboratorio que ilustran un fenoacutemeno o comprueban una ley (CABALLER 1997) consideramos pertinente el uso de este tipo de problemas para revisar los conceptos baacutesicos en potenciometriacutea Como primera medida se realizo un test de ideas previas por medio de una rejilla de conceptos en esta los estudiantes asociaban algunos conceptos baacutesicos de potenciometriacutea como son voltaje aacutenodo caacutetodo ioacuten pila conduccioacuten electroliacutetica potencial entre otros A partir de este test encontramos que los estudiantes presentaban algunas concepciones erradas que resultan comunes en este tema como es el caso de considerar ldquoaniones en el puente salino y transferencia de electrones de el caacutetodo al aacutenodordquo

168

(SANGER 1997 819) Asiacute mismo a partir del desarrollo de la rejilla los estudiantes comenzaron a motivarse por el trabajo en potenciometriacutea despueacutes de realizar el refuerzo correspondiente se aplico la segunda actividad que se relacionaba con el trabajo con la ecuacioacuten de Nernst los estudiantes hallaban el potencial de distintas celdas y comparaban la variacioacuten de los resultados de acuerdo a la actividad de las especies en cada caso Lo que permitioacute que los estudiantes se involucraran con caacutelculos potenciomeacutetricos baacutesicos para posteriormente desarrollar ejercicios con mayor complejidad Por uacuteltimo los estudiantes fabricaron una celda galvaacutenica en la que especificaban los componentes de la misma y como se da el flujo de electrones de esta manera se verifica la construccioacuten desde las concepciones erradas evidenciadas en el test de ideas previas

En la segunda fase denominada fase de aplicacioacuten se aplicaran los problemas ejercicios que involucran el concepto de potenciometriacutea

Teniendo en cuenta que estos problemas buscan el aprendizaje de modelos concretos de resolucioacuten problemas tipo o su resolucioacuten por etapas anaacutelogos con procedimientos de resolucioacuten ya establecidos claramente en las actividades de laboratorio experiencias para el aprendizaje de determinadas teacutecnicas y destrezas de manipulacioacuten obtencioacuten de datos entre otros (CABALLER 1997) las actividades que se implementaron eran guiadas por el maestro y desarrolladas por los estudiantes en esta fase inicialmente desarrollaron la potenciometriacutea directa desde lo teoacuterico con ejercicios tipo posteriormente se implemento la elaboracioacuten de curvas de calibracioacuten y el uso de estas con electrodos de ioacuten selectivo de esta manera se aplico la primera parte del trabajo con meacutetodos incrementales que consiste como primera medida en disentildear una curva de calibrado para verificar la pendiente para tal efecto se mezclan 1000 mL de cada patroacuten y 1000 mL de una solucioacuten TISAB (que conteniacutea un buffer de pH 50-55 y NaCl para el ajuste de la fuerza ioacutenica) De esta manera los estudiantes elaboran sus curvas de calibrado soluciones necesarias para la elaboracioacuten de la curva y sobre esta desarrollan trabajos de potenciometriacutea directa como el caacutelculo de concentracioacuten de fluor en la crema dental o de soluciones problema con concentraciones que se encuentre sobre la porcioacuten lineal de la curva de calibracioacuten

Figura 1 Curva de calibracioacuten 1 con electrodo combinado de fluoruro La uacuteltima fase que corresponde a la fase de investigacioacuten En la que se aplicaron los problemas

investigaciones para la solucioacuten de una situacioacuten problema como es el anaacutelisis de fluor presente en trazas Basaacutendonos en que estas actividades estaacuten dirigidas a la construccioacuten de conocimientos procedimentales y actitudes hacia la ciencia y sus meacutetodos de trabajo utilizacioacuten de una metodologiacutea de investigacioacuten aplicable a problemas muy diversos en actividades de laboratorio secuencias completas de planteamiento de problemas emisioacuten de hipoacutetesis disentildeos experimentales y anaacutelisis de resultados obtenidos (CABALLER 1997) se realizo la implementacioacuten de los meacutetodos incrementales como una alternativa para la solucioacuten de un problemas de salud como es el caso de la fluorosis dental El nivel de fluor en bebidas e incluso en orina se encuentra en trazas la potenciometriacutea directa es una estrategia inadecuada para el anaacutelisis de dicho ioacuten este es problema que se plantea inicialmente en esta fase a los estudiantes para proponer como alternativas de solucioacuten los meacutetodos incrementales desde sus dos variantes

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C urva de C a libracioacuten

y = - 58678x + 85116

R2 = 09999

00

200

400

600

800

1 000

1 200

-0400 -0200 0000 0200 0400 0600 0800 1 000 1 200 1 400

log Cppm

EmV


Adicioacuten EstaacutendarEn este caso se toma un volumen definido de la muestra se lee el potencial y posteriormente se

adiciona un volumen previamente definido del estaacutendar leyendo de nuevo el potencial Adicioacuten Muestra

Para esta se adiciona un volumen de muestra a un estaacutendar al cual se le ha calculado previamente el potencial se halla el potencial despueacutes de adicionar la muestra

Te sugerimos aplicar adicioacuten de muestra para las bebidas para esto hemos elaborado una ecuacioacuten que te seraacute uacutetil para hallar la concentracioacuten despueacutes de la adicioacuten De acuerdo con el problema a resolver es necesario aplicar la adicioacuten de muestra y por lo tanto realizar los caacutelculos necesarios para hallar la concentracioacuten con cada meacutetodo (ORION 1998)

Para el caso de adicioacuten estaacutendarEcuacioacuten de Nernst E1=E0 plusmnS log (CXfXkX) + ΔE0 donde E1 = potencial del electrodo E0 = potencial constante (que depende de la construccioacuten del electrodo) CX = concentracioacuten del ioacuten en la muestra fX = coeficiente de actividad del ion en la muestra kX = medida de la fraccioacuten no acomplejada del ioacuten en la muestra S = pendiente del electrodo ΔE0 = diferencia de potencial de difusioacuten en la fase de transicioacuten electrolito electrodo de referencia medido en la solucioacuten Despueacutes de la adicioacuten del estaacutendar la medida de la concentracioacuten del ioacuten aumenta ΔC y la segunda medida tiene como potencial E2=E0 plusmnS log (CX + ΔC) frsquoX krsquoX + ΔE0 Pero fX kX = frsquoX krsquoX y la diferencia entre E2 ndash E1 es ΔE = E2 ndash E1 = S

log ((CX + ΔC)Cx) 10ΔES = (CX + ΔC)Cx finalmente )10()110( S

ESE

VsVx

VsCsCx ∆∆

+minuslowast=

En forma similar para el caso de adicioacuten de muestra Vx

CsVsVxVsCsCx

S

E

lowastminuslowast+lowast=

∆

10)( para el

anaacutelisis de orina que es la actividad final en la fase de investigacioacuten es necesario desarrollar la adicioacuten de muestra y para orinas con altos niveles de fluor se implementa una teacutecnica maacutes de los meacutetodos incrementales que es la adicioacuten con curva de esa manera se verifica la concentracioacuten de la orina y la posibilidad de fluorosis en el paciente

Tabla 1 CURVA DE ADICIOacuteN MUESTRA 1 con electrodo combinado de fluoruros

170

MUESTRA 1C ppm F- 194

mL 50 ppm F- Є(mV) 10( єmx - AS)

00 1227 108610 943 344320 823 560630 738 791840 667 1056650 617 1294560 580 1504570 545 1734480 506 2032190 477 22862

Figura 2 Curva de adicioacuten 1 - muestra 1 - con electrodo combinado de fluoruro

ConclusionesLa resolucioacuten de problemas es una estrategia adecuada para el desarrollo de los meacutetodos

incrementales en potenciometriacutea de ioacuten selectivo por parte de los estudiantes universitarios permitiendo aplicar una estrategia distinta en pro del desarrollo de una didaacutectica universitaria asiacute mismo estos meacutetodos permiten la cuantificacioacuten de fluoruros en trazas por lo tanto se recomienda para el anaacutelisis de este ioacuten o de otros con caracteriacutesticas similares

Mediante la potenciometriacutea de ion selectivo con meacutetodos incrementales se pueden reforzar y consolidar en los estudiantes y profesores las ecuaciones (de Nernst principalmente) que rigen los principios baacutesicos y los paraacutemetros asociados (tales como fuerza ioacutenica o concentracioacuten analiacutetica del buffer) relativos a esta temaacutetica y conocer parte de la solucioacuten a problemas de salubridad como una proyeccioacuten adicional que conlleva su aplicacioacuten praacutectica

BibliografiacuteaDIacuteAZ Aacute ldquoDidaacutectica aportes para una poleacutemicardquo Rei Argentina Aique Grupo Editor 1995 ArgentinaGALLEGO R y PEacuteREZ R ldquoLa ensentildeanza de las ciencias experimentalesrdquo Colombia Cooperativa Editorial Magisterio 1997ORION INCREMENTAL TECHNIQUES WITH ION SELECTIVE ELECTRODES 1998SANGER Michel studentrsquos misconceptions in electrochemistry current flow in electrolyte solutions and the salt bridge en Journal of chemical education vol 74 No 7 Julio 1997

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CURVA DE ADICIOacuteN 1

y = 23758x + 97165R2 = 09991

0100200300

0 2 4 6 8 10

mL 50 ppm10

( E

mV

x -

A

S)


CONSTRUCCIOacuteN DE CONCEPTOS CIENTIFICOS DESDE LA RELACIOacuteN TEOacuteRICO-PRAacuteCTICA EN EL AULA Y LOS PROCESOS INDUSTRIALES

TRANSPOSICIOacuteN DE UN PROCESO INDUSTRIAL AL TRABAJO DEL AULA

J Lara Rico N J Ospina Chaacutevez J Ospina Paladines y M Saavedra Alemaacuten

Departamento de Quiacutemica de la Universidad Pedagoacutegica Nacional Bogotaacute-Colombia martha_saavedra73yahoocom

ResumenEl proyecto busca establecer relaciones directas entre el trabajo teoacuterico-practico del aula (ciencia

escolar) y los procesos industriales Este caso de relaciones entre la ciencia la tecnologiacutea y la educacioacuten en ciencias (CTSA) busca hacer una construccioacuten maacutes significativa de conceptos cientiacuteficos

Para desarrollar una metodologiacutea de esta naturaleza es necesario transponer un proceso industrial al trabajo en el aula para este caso seraacute la produccioacuten de levadura panificadora y bioetanol La transposicioacuten se inicia con una fase de anaacutelisis a nivel empiacuterico que consiste en estandarizar los procesos involucrados en la produccioacuten de levadura panificadora Saccharomyces Cerevisiae y bioetanol (purificacioacuten de la cepa produccioacuten de biomasa disentildeo y materializacioacuten de biorreactores y metodologiacuteas de control de calidad) a nivel de laboratorio escolar

Una vez lograda esta adaptacioacuten la fase consecuente es identificar los conceptos cientiacuteficos y su nivel de complejidad involucrados en cada etapa del proceso industrial

Como resultados se espera establecer niveles de complejidad para los conceptos establecidos de tal manera que de forma progresiva se aporte a la formacioacuten de individuos con estructuras conceptuales especiacuteficas que tengan la capacidad de interpretar su entorno desde estos mismos saberes y que tomen decisiones y solucionen problemas a traveacutes de la formulacioacuten de estrategias que involucren el conocimiento en biotecnologiacutea

La investigacioacuten en torno a las relaciones CTSA evidencian el cambio actitudinal del estudiante (Catebiel 2003) y el conseguir que el individuo sea capaz de conjugar sus conocimientos en ciencias en funcioacuten de obtener bienes y servicios a traveacutes del uso de sistemas bioloacutegicos y sus productos (esto a partir de las estrategias que formule para solucionar problemas y tomar decisiones) le hace maacutes competitivo

AbstractThis project looks for establish a direct relations hip between the theoretical ndash practical

classroom work (school ndash science) and the industrial process This case of relation between the science the technology and the education in science (STSE) look for a more significant construction of scientific concepts This kind of methodology is necessary transpose an industrial process to the classroom work to this case it will be the bakery yeast and bioetanol production The transposition begins with an analysis stays to an empirical level to involved of standardize the process in the bakery yeast production Sacchoromyces Cerevisiae and bioetanol (purification of the stump production of biomass design and materialize of bioreactors and methodologies of quality controls) in a school lab level

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Once getting this adaptation the consistent stage is identify the scientific concepts and the complexity level involve in each stage of the industrial process Like expected results establish complexity levels to the established concepts so in a progressive way it contributes to the attitude students changes to the formation of individuals with specific concept structures with capacity to interpret their environment from these same knowledge and take decisions and solve problems to get wealth and services through the formulation to strategies that involve the biotechnology knowledge

IntroduccioacutenDurante la deacutecada de 1980 surge la ciencia ensentildeada a traveacutes del modelo del descubrimiento

en la cual los estudiantes a partir de la observacioacuten experimental de los hechos llegan a descubrir la verdad cientiacutefica mediante la induccioacuten metodologiacutea y visioacuten que implica transmitir un modelo de ciencias que no corresponde a una construccioacuten humana que no reconoce una evolucioacuten a lo largo de la historia y que concibe una ciencia acabada y por lo tanto enmarcada dentro de un contexto estaacutetico e irreal

Teniendo en cuenta que en los uacuteltimos antildeos ha surgido una serie de transformaciones poliacuteticas sociales y econoacutemicas que han condicionado y tambieacuten determinado el desarrollo cientiacutefico y tecnoloacutegico y sabiendo que la naturaleza de la ciencia es compleja dinaacutemica y rigurosa la posibilidad de poder desarrollarla desde diferentes paradigmas investigativos exige que la educacioacuten en ciencias busque formar individuos con estructuras conceptuales especiacuteficas que tengan la capacidad de interpretar su entorno desde este saber y que tomen decisiones y solucionen problemas desde las estrategias formuladas a partir de los mismos En el caso de la educacioacuten en biotecnologiacutea se debe buscar que el individuo sea capaz de conjugar sus conocimientos en ciencias en funcioacuten de obtener bienes y servicios a traveacutes del uso de sistemas bioloacutegicos y sus productos (esto a partir de las estrategias que formule para solucionar problemas y tomar decisiones)

Lo anterior sentildeala que la labor docente gira en torno a guiar ese proceso de construccioacuten y cambio conceptual a guiar y optimizar las estrategias de solucioacuten de problemas y ejecucioacuten de procesos y a dirigir la contextualizacioacuten del saber cientiacutefico en la sociedad (en sus aspectos econoacutemicos eacuteticos culturales poliacuteticos etc) y el ambiente al que el mismo educando pertenece

Objetivo generalEstablecer relaciones directas (relaciones Ciencia Tecnologiacutea Sociedad y Ambiente) entre el

trabajo teoacuterico-practico del aula (ciencia escolar) y los procesos industriales (produccioacuten de biomasa y bioetanol) en funcioacuten de la construccioacuten y reconstruccioacuten significativa de conceptos cientiacuteficosObjetivos especiacuteficos

bull Estandarizar los procesos involucrados en la produccioacuten de levadura panificadora Saccharomyces Cerevisiae y bioetanol a nivel de laboratorio

bull Identificar los conceptos cientiacuteficos involucrados en cada etapa del proceso industrial

bull Diferenciar niveles de complejidad para los conceptos determinados en cada etapa del proceso

DesarrolloEstado del Arte

De no tener en cuenta que la educacioacuten en ciencias y su didaacutectica deben superar las paredes del campus acadeacutemico se cae en un alto riesgo de transformar la ensentildeanza-aprendizaje en una accioacuten mecaacutenica donde se transmiten ideas ya acabadas y abstractas (por cuanto no se ven desde un

173


contexto palpable) las cuales limitan en el educando el desarrollo de algunas habilidades (innovacioacuten argumentativas etc) es por esto que se deben generar ambientes instrumentos y metodologiacuteas para que el estudiante pueda identificar y establecer las relaciones entre el conocimiento cientiacutefico y su entorno logrando desarrollar un proceso de aprendizaje significativo en ciencias De aquiacute que uacuteltimamente se vengan desarrollado muchos estudios acerca de las relaciones ciencia tecnologiacutea sociedad y ambiente (CTSA) sobre todo desde la educacioacuten cientiacutefica lo cual queda evidenciado por la gran cantidad de trabajos artiacuteculos y de revisiones bibliograacuteficas publicadas de ahiacute que los trabajos sobre estos temas constituyan una liacutenea de investigacioacuten importante en didaacutectica de las ciencias

El movimiento que trabaja en torno al enfoque CTSA se ha venido desarrollando como una alternativa para conseguir contextualizar los conocimientos cientiacuteficos en el marco desde el cual surgen y es precisamente el contexto social-poliacutetico-cultural el contexto tecnoloacutegico y el medio ambiente Precisamente frente al enfoque CTSA Chaacutevez T (2003) describe coacutemo en el contexto mundial contemporaacuteneo los paiacuteses desarrollados avanzan en torno a la generacioacuten de conocimiento cientiacutefico tecnologiacuteas y productos la educacioacuten en ciencias se hace relevante Dentro de la resentildea que hace la autora se resalta que el origen del enfoque CTSA se da en el seno de la crisis de la ensentildeanza de las ciencias durante los finales de la deacutecada de 1980 debido a que los estudiantes no reteniacutean casi nada durante el proceso educativo de otro lado sentildeala que la ensentildeanza no llevada como un proceso interdisciplinario se hace obsoleta frente a la inundacioacuten del medio con grandes tecnologiacuteas y el avance del conocimiento e investigacioacuten cientiacutefica

Catebiel (2003) sentildeala que numerosos trabajos ponen en evidencia que docentes e investigadores tienden a dar por sentada una efectividad superior de la ensentildeanza contextualizada a partir de un enfoque CTS frente a la ensentildeanza disciplinar tradicional La ensentildeanza tradicional muestra una imagen de ciencia descontextualizada en la que no se tiene en cuenta sus interacciones con la tecnologiacutea y el entorno natural y social en que estaacute inmersa Esto tiene como consecuencia que la visioacuten de la quiacutemica y de los cientiacuteficos que tienen los estudiantes es distorsionada alejada del mundo real lo que puede constituir una de las causas de su actitud negativa hacia su estudio La autora muestra que al finalizar el antildeo lectivo los estudiantes al concluir el desarrollo de los contenidos correspondientes a un curso de quiacutemica con un enfoque de relaciones CTSA y dentro de un modelo didaacutectico que promueve el cambio metodoloacutegico y actitudinal consiguen un cambio de concepcioacuten de ciencia maacutes real y vinculada con las situaciones cotidianas De este modo tambieacuten se observan avances muy positivos de los estudiantes respecto a su actitud en las clases de quiacutemica

Chaacutevez T (2003) sentildeala algunas de las contribuciones del movimiento de educacioacuten en CTSA como ejemplo que abre el campo de la reflexioacuten sobre las ciencias ponieacutendolas en relacioacuten con la produccioacuten tecnoloacutegica y la dinaacutemica social valoriza la responsabilizacioacuten y participacioacuten ciudadana en los debates relativos a las ciencias y la tecnologiacutea promueve una dinaacutemica educativa de las ciencias interdisciplinaria y sisteacutemica y se interesa en promover una visioacuten sisteacutemica histoacuterica y contextual de las ciencias y de las tecnologiacuteas

ProblemaSi se reconoce que la ensentildeanza tradicional no toma en cuenta las interacciones de la ciencia con

la tecnologiacutea y con el entorno social y natural en el que los estudiantes estaacuten inmersos resulta que la versioacuten ensentildeada de las ciencias estaacute un tanto alejada del mundo real por lo que se hace necesario crear estrategias que superen estas limitaciones y que conlleven a mostrar una imagen de ciencia maacutes acorde al contexto social en el que se encuentran los estudiantes mediante la integracioacuten de la relacioacuten CTSA en un entorno educativo que lleve a un proceso de aprendizaje praacutectico significativo en donde se le posibilite tanto al profesor como al estudiante ser participe del proceso de construccioacuten y reconstruccioacuten de conceptos mediado por dicha interaccioacuten

174

De lo anterior surge una pregunta central iquestCoacutemo conseguir que fenoacutemenos cotidianos y procesos ndashindustriales- puedan ser llevados transpuestos o implementados dentro del quehacer acadeacutemico para conseguir contextualizar teoriacutea y experimentacioacuten en funcioacuten de un aprendizaje significativo

HipoacutetesisSe puede conseguir aprendizaje significativo al establecer relaciones evidentes entre la teoriacutea y el

trabajoacute praacutectico propio de la educacioacuten en ciencias y los procesos industriales (relaciones CTSA)Un proceso industrial es susceptible de ser analizado para identificar sus principios teoacutericos y

teacutecnicos El estudio del proceso industrial desde sus referentes teoacutericos y teacutecnicos permiten relacionar el aspecto teoacuterico el praacutectico y el mismo industrial y su implicaciones e impactos en la sociedad y el ambiente este es un caso de las relaciones entre la ciencia la tecnologiacutea la sociedad y el ambiente

Experimentacioacuten y discusioacutenInicialmente se puede pensar que este trabajo se fundamenta en un paradigma positivista ya que

se empieza a trabajar aparentemente con un aspecto meramente praacutectico Maacutes sin embargo para establecer relaciones entre la teoriacutea y la praacutectica de laboratorio (a nivel educativo) con el entorno (sociedad industria medio ambiente) y en funcioacuten de hacer significativo el proceso para construir y reconstruir conceptos cientiacuteficos es necesario hacer una transposicioacuten del proceso industrial Dicha transposicioacuten busca hacer que un proceso que inicialmente se da a grandes escalas y dimensiones sea viable para el trabajo acadeacutemico el cual depende de las condiciones especiacuteficas de la comunidad o institucioacuten en la que se va a desarrollar

La fase experimental consiste en adaptar y estandarizar un proceso industrial a las posibles condiciones de laboratorio a nivel educativo Esto incluye estandarizar la purificacioacuten y preservacioacuten de la cepa de Saccharomyces Cerevisiae estandarizar el proceso de produccioacuten de biomasa (levadura panificadora) estandarizacioacuten del proceso de produccioacuten de bioetanol disentildear y materializar los biorreactores para la produccioacuten establecer metodologiacuteas de control de calidad

Paralelo al trabajo de adaptacioacuten y estandarizacioacuten del proceso industrial se busca identificar los conceptos involucrados con cada etapa del mismo y establecer niveles de complejidad de cada concepto Lo que se busca con esto es poder establecer queacute conceptos cientiacuteficos (de la quiacutemica microbiologiacutea biologiacutea fiacutesica) se pueden aprender al estudiar un proceso como estos y de acuerdo con los niveles de complejidad establecidos poder enfocar la metodologiacutea a los diferentes niveles educativos

La diferenciacioacuten de niveles de complejidad en un mismo concepto se hace por cuanto no es lo mismo la profundizacioacuten que se a estudiantes de los diferentes niveles Entonces no es lo mismo el nivel de profundidad sobre la Teoriacutea Celular que tiene un estudiante de 9 antildeos de edad y en el nivel primario a la profundidad conceptual que tiene un estudiante universitario que finalmente alcanzaraacute un tiacutetulo de bioacutelogo auacuten cuando se trata de la misma temaacutetica y los mismos conceptos

En Colombia el Ministerio de Educacioacuten Nacional ha establecido unos lineamientos curriculares en los que se demarcan contenidos especiacuteficos y estaacutendares de calidad para los niveles educativos baacutesico (primario y secundario) y medio de igual manera ha establecido estaacutendares miacutenimos de calidad para el nivel superior Estos lineamientos y estaacutendares especifican lo miacutenimo que el estudiante debe saber y ser capaz de hacer (hellip) es una descripcioacuten de lo que el estudiante debe lograr en una determinada aacuterea grado o nivel (hellip) trata de orientar los contenidos de la ensentildeanza y establecer cuaacuteles son esos miacutenimos conocimientos y destrezas que cada nintildeo debe aprender en su respectivo grado Desde esta perspectiva se tiene un punto de partida para establecer hasta queacute nivel de complejidad se llega con cada uno de los conceptos y temaacuteticas determinadas en cada fase del proceso de produccioacuten de biomasa y bioetanol en cada nivel educativo

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Comentarios finalesDando trascendencia al sistema del aula y para sacarlo de una visioacuten reduccionista se debe tener

en cuenta que el mundo actual exige que las personas que terminen un proceso educativo posean manejo de unos conocimientos (en teacuterminos de alfabetizacioacuten cientiacutefica y tecnoloacutegica) posean actitudes y valores que permitan innovar para poderse desenvolver en una sociedad que se encuentra en una revolucioacuten sociocultural basada en ciencia y tecnologiacutea En tanto los conocimientos cientiacuteficos que forman parte de la cultura humana y que son adquiridos en el ambiente educativo no pueden ser aprendidos sin conocer el contexto y las implicaciones en la cuales se desarrollaron no pueden ser una simple unioacuten de ideas que carezca de la representacioacuten o ilustracioacuten de los nexos fundamentales para el desarrollo de un saber cientiacutefico

Si se considera el trabajo experimental como un ambiente en el que no se propicie el repeticionismo y exhibicionismo conceptual y teoacuterico se puede acercar mas al estudiante a la comprensioacuten de conocimientos especiacuteficos y de su mismo entorno

BibliografiacuteaCATEBIEL (2003) Ensentildeanza de la quiacutemica con un enfoque CTS su vinculacioacuten con el cambio actitudinal de los estudiantes Tecneacute Episteme y Didaxis TE∆ Nuacutemero extra 1ordm Congreso Sobre Formacioacuten de Profesores de CienciasCATEBIEL y CORCHUELO (2005) La formacioacuten del profesor investigador durante el estudio de los problemas socialmente relevantes una mirada desde el enfoque Ciencia Tecnologiacutea y Sociedad CTSCHAacuteVEZ T (2003) El lugar de la ciencia y de la tecnologiacutea en la cultura occidental y su relacioacuten con la educacioacuten en ciencias y en tecnologiacutea aportes y liacutemites del movimiento de educacioacuten en ldquociencia tecnologiacutea y sociedad (CTS) y una visioacuten hacia el futuro Tecneacute Episteme y Didaxis TE∆ Nuacutemero extra 1ordm Congreso Sobre Formacioacuten de Profesores de CienciasMINISTERIO DE EDUCACIOacuteN NACIONAL Estaacutendares curriculares un compromiso con la excelencia [en liacutenea] [Colombia] 2002 [consultado noviembre de 2005] Disponible en World Wide Web httpwwwmineducaciongovco1621article-87872html y httpwwwmineducacion govco1621article-87317html

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CONSTRUCCIOacuteN DE CONCEPTOS CIENTIacuteFICOS DESDE LA RELACIOacuteN TEOacuteRICO-PRAacuteCTICA EN EL AULA Y LOS PROCESOS INDUSTRIALES

PROPUESTA DE HERRAMIENTA DIDAacuteCTICA

G Garciacutea Contrerasa J Tovar Gaacutelveza y M Saavedra Alemaacuten b

a Corporacioacuten Conciencia Global b Departamento de Quiacutemica de la Universidad Pedagoacutegica Nacional Bogotaacute Colombia martha_saavedra73yahoocom

ResumenEl proyecto consiste en llegar a la formulacioacuten de una metodologiacutea que permita la construccioacuten

y reconstruccioacuten de conceptos en ciencias de manera significativa integrando el trabajo teoacuterico-practico del aula (ciencia escolar) con los procesos industriales

La propuesta metodoloacutegica que a traveacutes de este trabajo se desarrollaraacute se fundamentaraacute en la propuesta para construccioacuten de conceptos desde el estudio de procesos hecha por Ladino O Y y Tovar G J C (2005) La propuesta hecha por los autores diferencia tres etapas que permiten que el estudiante desarrolle actividades que le aproximen al trabajo investigativo que incluyan praacutecticas de laboratorio como fase experimental de su investigacioacuten (aceptando la validez de establecer un paralelo entre la ciencia escolar y el trabajo cientiacutefico propiamente dicho) y que le permitan evaluar constantemente su evolucioacuten o cambio conceptual

Para tal objetivo y desde los fundamentos mencionados se estableceraacute una metodologiacutea general que integre el trabajo acadeacutemico con el trabajo industrial Seguido y de acuerdo con el nivel educativo se dirigiraacute la metodologiacutea a la construccioacuten de conceptos cientiacuteficos por niveles de complejidad

Finalmente como herramienta didaacutectica se editara una cartilla-guiacutea con la metodologiacutea de integracioacuten teoriacutea-praacutectica en el contexto de un proceso industrial (para este caso se trabajaraacute alrededor de la produccioacuten de levadura y bioetanol) fundamentada en la metodologiacutea descrita

Como resultados se espera que la cartilla-guiacutea permita que el estudiante se enfoque a ciertos conceptos y a determinado grado de complejidad de acuerdo a su nivel educativo Metodoloacutegicamente el estudiante seraacute guiado por actividades precedentes al trabajo de laboratorio para lograr la identificacioacuten y evaluacioacuten de conceptos previos de microbiologiacutea para la fundamentacioacuten teoacuterica en funcioacuten de la construccioacuten de estructuras cognitivas iniciales y para la planeacioacuten ademaacutes seraacute guiado por protocolos de ejecucioacuten de procesos estandarizados y por actividades pos laboratorio para evaluacioacuten de cambio conceptual y reconstruccioacuten final de conceptos en microbiologiacutea industrial

AbstractThe project looks for to establish direct relations between the theoretical work I practice of the

classroom (scholastic science) and the industrial processes This case of relations between science the technology and the education in sciences (STSE) looks for to make one more a construction more significant of scientific concepts

In order to develop a methodology of this nature it is necessary to transpose an industrial process to the work in the classroom for this case it will be to make bread leavening production and bio-ethanol The transposition begins with a phase of analysis at empirical level that consists of standardizing the processes involved in the leavening production Saccharomyces Cerevisiae and bio-ethanol (purification of the stock production of biomass design and materialization of

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bioreactors and methodologies of quality control) at level of scholastic laboratory As results are hoped to establish levels of complexity for the established concepts in such a way that of progressive form it is contributed to the formation of individuals with specific conceptual structures that have the capacity to interpret their surroundings from these same saberes and which they make decisions and they solve problems through the formulation of strategies that involve the knowledge in biotechnology

IntroduccioacutenLa buacutesqueda de una educacioacuten en ciencias que sea coherente con el mismo desarrollo y dinaacutemica

de las ciencias ha venido generando propuestas metodoloacutegicas que permiten relacionar los principios teoacutericos y praacutecticos habituales del proceso de ensentildeanza-aprendizaje de las ciencias con el entorno social poliacutetico econoacutemico y ambiental De esta manera se busca establecer metodologiacuteas de construccioacuten y reconstruccioacuten conceptual que esteacuten apoyadas en procesos con enfoque investigativo y considerando que el trabajo en los laboratorios dedicados al aprendizaje y los materiales didaacutecticos relacionados (como guiacuteas de laboratorio talleres matrices de trabajo metodologiacuteas de construccioacuten de informes etc) cumplen con las funciones que cumple la dimensioacuten experimental del quehacer cientiacutefico (Martiacutenez y Molina 2005) Considerando este paralelo entre el trabajo teoacuterico-praacutectico propio de la ensentildeanza-aprendizaje de las ciencias y el mismo proceso de la ciencia es posible que se consiga contextualizar el saber cientiacutefico con el entorno tecnoloacutegico social y el ambiente

Objetivo generalDesarrollar un instrumento didaacutectico a partir de una metodologiacutea que permita integrar el trabajo

teoacuterico-praacutectico del aula (de la educacioacuten en ciencias) y los procesos industriales con un enfoque investigativo

Objetivos especiacuteficosbull Disentildear una propuesta metodoloacutegica general que integre el trabajo teoacuterico-praacutectico en el

contexto de un proceso industrial con una aproximacioacuten al trabajo investigativo

bull Editar una guiacutea-cartilla con la metodologiacutea de integracioacuten teoriacutea-praacutectica y el proceso de produccioacuten de levadura y bioetanol que sea acorde con niveles de complejidad conceptual y niveles educativos


Desde el paradigma de aprendizaje significativo de Ausubel (1997) y la psicologiacutea cognitiva se han desarrollado numerosas investigaciones desde las cuales se ha rescatado la necesidad de realizar un proyecto de aula en el cual el profesor dirija el proceso de aprendizaje de los estudiantes a partir de la identificacioacuten de sus estructuras conceptuales y cognitivas Dicha metodologiacutea se ha enfocado a conocer las ideas previas y alternativas del estudiante para poder crear mecanismos de trabajo en torno a la construccioacuten yo reconstruccioacuten de conceptos y asiacute conseguir en ellos un aprendizaje real y significativo de los diferentes modelos o teoriacuteas cientiacuteficas (Diaz F y Hernaacutendez G 1999 Rodriacuteguez M 2004) En la ensentildeanza y el aprendizaje de las ciencias experimentales desde las elaboraciones epistemoloacutegicas de Popper Kuhn y Lakatos (Gallego y Peacuterez 2003) se ha podido concebir el aprendizaje como un cambio o una reconstruccioacuten conceptual actitudinal y metodoloacutegico permitiendo dejar de lado cada vez maacutes el aprendizaje mecanicista centrado en la memorizacioacuten

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Gil D y Valdeacutes P (1996) han puesto hincapieacute en torno a la problemaacutetica de las praacutecticas de laboratorio que solo se centran en el repeticionismo y exhibicionismo conceptual y teoacuterico Conseguir que se genere un ambiente praacutectico que permita aprendizaje significativo ha llevado a considerar la eficacia de la metodologiacutea y los aportes que pueden ofrecer las herramientas didaacutecticas asociadas (guiacuteas de laboratorio talleres matrices de trabajo metodologiacuteas de construccioacuten de informes etc)

Varios aportes del paradigma del aprendizaje por investigacioacuten han permitido avanzar en el conseguir que el trabajo de laboratorio de la ensentildeanza en ciencias se aproxime al proceso investigativo cientiacutefico aludiendo a las visiones epistemoloacutegicas constructivistas (Gallego y Peacuterez 2003 Fariacuteas y Molina 2005) Los aportes del movimiento ciencia tecnologiacutea sociedad y ambiente (CTSA) han permitido resaltar las relaciones entre los referentes teoacutericos de la ciencia con su contexto histoacuterico permitiendo hacer maacutes significativa la ensentildeanza de las ciencias Otros aportes proponen concebir el trabajo experimental como parte de un proyecto investigativo pero incluyendo los principios del aprendizaje significativo al establecer estrategias de aprendizaje fundamentadas en la cognicioacuten del estudiante (Ladino y Tovar 2005a)

ProblemaUno de los problemas de la didaacutectica de las ciencias es conseguir construccioacuten y reconstruccioacuten

de los conceptos de manera significativa es decir que se parta de las estructuras mentales que posee el individuo La buacutesqueda de esta significancia sugiere partir con el proceso de ensentildeanza desde los saberes previos del educando de lo que le rodea y desde los contextos sociales

A nivel del trabajo praacutectico se encuentra otra problemaacutetica en torno a la metodologiacutea con que se trabaja en el laboratorio (ejecucioacuten de oacuterdenes consignadas en protocolos) y la dificultad con que se encuentran los estudiantes para interpretar guiacuteas de trabajo (Insausti M 1997) Este panorama muestra que el trabajo en el laboratorio no es muy efectivo para el logro de un aprendizaje significativo por cuanto no manifiesta la aplicacioacuten del aspecto teoacuterico al igual que la simple exposicioacuten de conceptos en un aula de clases Finalmente esto lleva a reconsiderar la utilidad o caraacutecter de indispensable de las praacutecticas de laboratorio para la ensentildeanza de las ciencias (Barberaacute O Valdeacutes P 1996) Con la ensentildeanza tradicional que no toma en cuenta las interacciones de la ciencia con la tecnologiacutea y con el entorno social y natural en el que los estudiantes estaacuten inmersos la versioacuten ensentildeada de las ciencias estaacute alejada del mundo real por lo que se hace necesario crear estrategias que conlleven a ver la ciencia en su contexto social y que propicien un entorno educativo que lleve a un proceso de aprendizaje praacutectico y significativo

Para el presente proyecto se plantean como directrices las siguientes preguntas iquestCoacutemo contextualizar y favorecer el desarrollo del saber cientiacutefico a traveacutes de estrategias didaacutecticas que involucren el trabajo experimental de manera significativa iquestCoacutemo la contextualizacioacuten de este saber cientiacutefico podriacutea ser funcional para el desarrollo de actitudes favorables para el aprendizaje y en teacuterminos de obtener bienes y servicios

HipoacutetesisA traveacutes del trabajo de laboratorio concebido como el paralelo empiacuterico del quehacer educativo

frente al trabajo praacutectico cientiacutefico y contextualizado dentro de una serie de actividades que le aproximan a procesos investigativos y que tengan en cuenta los procesos cognoscitivos del educando eacuteste uacuteltimo puede construir y reconstruir conceptos cientiacuteficos de manera significativa

La significancia puede conseguirse al orientar la metodologiacutea del proceso hacia el establecimiento de relaciones evidentes entre la teoriacutea y el trabajoacute praacutectico propio de la educacioacuten en ciencias y de procesos industriales reales (un caso de las relaciones CTSA)

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La metodologiacutea que conduce dichas actividades (propuesta didaacutectica) puede ser planteada en una cartilla-guiacutea que gira en torno al desarrollo de un proceso industrial

Metodologiacutea y discusioacutenPara proponer actividades a traveacutes de un desarrollo metodoloacutegico que consigan establecer

relaciones entre la teoriacutea y la praacutectica de laboratorio (a nivel educativo) con el entorno (sociedad industria medio ambiente) en funcioacuten de hacer significativo el proceso para construir y reconstruir conceptos cientiacuteficos se busca relacionar los fundamentos que ha propuesto la comunidad de especialistas en torno al aprendizaje por investigacioacuten el alto grado de significancia que se consigue al involucrar el saber cientiacutefico con el contexto social y ambiental (relaciones CTSA) y algunos de los fundamentos de la cognicioacuten

La primera fase que se estaacute llevando a cabo es la determinacioacuten y caracterizacioacuten de tres momentos generales en el proceso de ensentildeanza-aprendizaje Ladino y Tovar (2005a) proponen momentos pre-laboratorio en los que se busca que el estudiante construya referentes teoacutericos frente a una problemaacutetica planteada en un contexto de un proceso quiacutemico dichos momentos incluyen una etapa de planificacioacuten por parte del estudiante de su plan metodoloacutegico investigativo Los momentos consecuentes seguacuten los autores son los de implementacioacuten de la etapa praacutectica (de laboratorio) de la investigacioacuten de los estudiantes los momentos pos-laboratorio giran en torno a la evaluacioacuten del proceso de fundamentacioacuten formulacioacuten metodoloacutegica y de construccioacuten conceptual ademaacutes del anaacutelisis del trabajo praacutectico en siacute mismo

Desde lo que se ha planteado se tiene en cuenta estos momentos referenciados en el primero se tendraacute en cuenta los fundamentos de la teoriacutea ausubeliana lo que lleva a la evaluacioacuten de las estructuras conceptuales y cognitivas ya existentes del estudiante se ha incluido un componente que permita desarrollar algunas habilidades metacognitivas y se involucraraacuten principios que le permitan al estudiante identificar un problema formular hipoacutetesis y establecer estrategias de solucioacuten a dicho problema En el segundo momento se estableceraacuten directrices que incluyen la etapa experimental (para este caso la produccioacuten de biomasa y bioetanol) y la identificacioacuten de los conceptos cientiacuteficos que en su ejercicio se pueden desarrollar ademaacutes de las actividades complementarias determinadas por la solucioacuten del problema Finalmente en el tercer momento de la metodologiacutea se continuaraacute con la aplicacioacuten de los fundamentos del aprendizaje por investigacioacuten en el que se busca que el estudiante desarrolle procesos de anaacutelisis de su trabajo investigativo de definicioacuten de conclusiones y de divulgacioacuten el aspecto metacognitivo involucrado le permitiraacute al estudiante evaluar su posible cambio conceptual sus estrategias de solucioacuten de problemas y le daraacute herramientas para que reflexione sobre la reformulacioacuten de sus estrategias

Este proyecto como continuacioacuten del proyecto titulado Construccioacuten de conceptos cientiacuteficos desde la relacioacuten teoacuterico-praacutectica en el aula y los procesos industriales transposicioacuten de un proceso industrial al trabajo del aula (desarrollado por integrantes de este mismo grupo de investigacioacuten - Lara R Ospina Ch Ospina P y Saavedra A-) se retomaraacute los conceptos y niveles de complejidad conceptual identificados y establecidos en cada etapa del proceso de produccioacuten de biomasa y bioetanol esto con el fin de tener una herramienta didaacutectica general que se pueda dirigir de manera especiacutefica a diferentes niveles educativos

Comentarios finalesEl que estudiantes y docentes aborden problemas relevantes de manera integradora

contemplando un contexto social y ambiental permite que promueven la integracioacuten de comunidades de cooperacioacuten desarrollar la creatividad y sobre todo que desde la academia se contribuya a la solucioacuten de problemas sociales Estas caracteriacutesticas de la educacioacuten en ciencias fundamentada en relaciones CTSA ademaacutes de contextualizar el saber cientiacutefico aproxima al trabajo escolar al trabajo investigativo

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Ademaacutes de generar estrategias de aprendizaje que sean coherentes con la naturaleza de la ciencia y de la sociedad y ambiente en que estaacute inmersa se debe buscar que las mismas sean coherentes con los principios del aprendizaje significativo contemplando el estado inicial de las estructuras mentales del estudiante su evolucioacuten y las posibilidades para que el estudiante adquiera autonomiacutea en estos procesos

Bibliografiacutea

AUSUBEL D P Psicologiacutea Educativa Un punto de vista cognoscitivo Meacutexico Ed Trillas 1997 BARBERAacute O y VALDEacuteS P (1996) El Trabajo Praacutectico en la Ensentildeanza de las Ciencias Una Revisioacuten Ensentildeanza de las Ciencias Vol 14 nordm 3 pp 365-379DIacuteAZ F G HERNAacuteNDEZ H M HIGUERA DE R I MUNtildeOZ C A RUBIO DE R L SAacuteNCHEZ A M VARGAS LL M (1999) Anaacutelisis Microbioloacutegico de Alimentos (Manual de Procedimientos) Imprenta del INS (Min Salud) 2ordf Ed Bogotaacute-ColombiaFARIacuteAS y MOLINA (2005) Conocimiento de la importancia del trabajo experimental en la ensentildeanza de la quiacutemica en la educacioacuten secundaria Tecneacute Episteme y Didaxis TE∆ Nuacutemero extra 2ordm Congreso Sobre Formacioacuten de Profesores de CienciasGALLEGO y PEacuteREZ (2003) El problema del cambio en las concepciones epistemoloacutegicas pedagoacutegicas y didaacutecticas Universidad Pedagoacutegica Nacional Bogotaacute DCGIL P D y VALDES C P (1996) La Orientacioacuten de las Praacutecticas de Laboratorio como Investigacioacuten Un ejemplo Ilustrativo Ensentildeanza de las Ciencias Vol 14 nordm 2 pp 155-163INSAUSTI M J (1997) Anaacutelisis de los Trabajos Praacutecticos de Quiacutemica General en un Primer Curso de Universidad Ensentildeanza de las Ciencias Vol 15 nordm 1 pp 123-130LADINO Y y TOVAR GAacuteLVEZ J C (2005) Construccioacuten de Conceptos Alrededor de Procesos Quiacutemicos Una Propuesta Metodoloacutegica De Laboratorio Como Investigacioacuten Tecneacute Episteme y Didaxis TE∆ Nuacutemero extra 2ordm Congreso Sobre Formacioacuten de Profesores de CienciasMARTIacuteNEZ MOLINA y VILLAMIL (2005) Aproximacioacuten del trabajo experimental a la ensentildeanza por investigacioacuten Tecneacute Episteme y Didaxis TE∆ Nuacutemero extra 2ordm Congreso Sobre Formacioacuten de Profesores de CienciasRAMIacuteREZ Q y TUAY S (2005) El Modelo de Ensentildeanza por Investigacioacuten un anaacutelisis lakatosiano Tecneacute Episteme y Didaxis TE∆ Nuacutemero extra 2ordm Congreso Sobre Formacioacuten de Profesores de Ciencias

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DIAGNOacuteSTICO PARA LA MODIFICACIOacuteN DE PLANES DE ESTUDIO DE LAS CARRERAS DE QUIacuteMICA DE LA FACEN UNCA

V Quiroga A Filippin y L de la Quintana

Comisioacuten Curricular Departamento Quiacutemica Facultad de Cs Exactas y Naturales Universidad Nacional de Catamarca Catamarca (CP 4700) Argentina vquirogaarnetcomar

anafiliarnetcomar

ResumenLos reajustes de los Planes del Teacutecnico Quiacutemico Universitario (1997) Profesorado en Quiacutemica

(1999) y Licenciatura en Quiacutemica (1997) introducidos en el antildeo 2002 permitieron detectar inconvenientes en su estructura e implementacioacuten surgiendo la necesidad de realizar cambios

En el marco del Programa de Transformacioacuten Curricular (PTC) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FACEyN) UNCa puesto en marcha en el antildeo 2003 la Comisioacuten Curricular del Departamento Quiacutemica realizoacute un diagnoacutestico y anaacutelisis de los Disentildeos Curriculares empleando distintos instrumentos y fuentes de datos que sirvieron de base para la elaboracioacuten de la modificacioacuten de los planes

Del anaacutelisis de los informes y documentos surgen como debilidades generales la presencia de las asignaturas fijas Ingleacutes y Computacioacuten en los primeros antildeos restando carga horaria y espacio fiacutesico a las materias especiacuteficas y el dictado de Quiacutemica General en un cuatrimestre siendo insuficiente por su extensioacuten e importancia Como fortalezas se puede sentildealar el recurso humano profesional marco teoacuterico de las materias ajustadas al nivel de otras universidades y la existencia de condiciones para el establecimiento de un Ciclo Baacutesico Comuacuten para las tres carreras

Se analizoacute el contexto de la titulacioacuten propuesta de los posibles cambios estructurales y funcionales como asiacute tambieacuten el anaacutelisis de la estructura de los Planes de Estudios A partir de ello se detectaron vaciacuteos en las diferentes aacutereas del conocimiento de las carreras que debiacutean ser subsanados agregando nuevos espacios curriculares que colaboren en la formacioacuten disciplinar integral del futuro profesional

Diagnosis for the curriculum modification in the career of chemistry of the FACEyN UNCa

AbstractReadjustments of the curricula in Chemical University Technician (1997) Professorship in

Chemistry (1999) and Licentiate in Chemistry (1997) that were introduced in 2002 were useful to detect inconveniences on its structure and implementation It arises then the need to introduce changes In the frame of the Curricular Transformation Program (CTP) of the school of Exact and Natural Sciences (FACEyN) UNCa that have worked since 2003 the Curricular Board of the Department of chemistry made a diagnosis and analysis of the Curriculum designs using different instruments and data from many sources which served as a base to elaborate the changes on plans Having being finished the analysis of reports and documents It arises on their overall weaknesses the presence of English and Computation as fixed subject in the first years which reduce time and space to the specific subject and to the teaching of General Chemistry I in a mid-term period resulting insufficient due to its extension and importance As positive aspects it can be pointed out the professional human resource the theoretical frame of the subjects which are adjusted to the

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level of other universities and the existence of conditions for the settlement of Basic Common Cycle for the three careers It as analyzed the context of the degrees in the career possible structural and functional changes and also the analysis of the curriculum structure From this an emptiness was detected in the different fields of knowledge of the careers which must be solved by adding new curricula spaces that help the whole formation on the subject of the future professional Key words university curriculum modification plans of study careers chemistry

IntroduccioacutenLos tiempos actuales nos conducen a reflexionar sobre la necesidad de buscar nuevas opciones

curriculares autoevaluar transformar los programas de nuestras instituciones educativas cualquiera sea su nivel y caraacutecter como asiacute tambieacuten acreditar sus procesos de formacioacuten investigacioacuten extensioacuten y docencia

Las nuevas opciones de buacutesqueda contextualizadas en distintas direcciones permitieron orientar de diferentes formas la investigacioacuten curricular el anaacutelisis de la problemaacutetica educativa en las instituciones formales la autonomiacutea de los centros educativos la necesidad de encontrar calidad y excelencia en sus ofertas la acreditacioacuten de las mismas y de sus programas acadeacutemicos la consolidacioacuten de los proyectos educativos institucionales las nuevas estructuras acadeacutemico-administrativas las nuevas tendencias pedagoacutegicas las tecnologiacuteas de punta el desarrollo cientiacutefico las nuevas concepciones sobre la pedagogiacutea la didaacutectica el curriacuteculo la evaluacioacuten son algunos de los contextos a tener en cuenta para realizar aproximaciones curriculares actualizadas y mejorar la calidad de los procesos de autoevaluacioacuten autorregulacioacuten y acreditacioacuten institucional

Los cambios de modelos y disentildeos curriculares tradicionales se fundamentan en las nuevas propuestas de gestioacuten curricular las cuales son divergentes con la formacioacuten enciclopedista superficial y descontextualizada de la realidad nacional e internacional En este marco la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEyN) de la Universidad Nacional de Catamarca (UNCa) a traveacutes de su Programa de Transformacioacuten Curricular (PTC) se abocoacute a la tarea de anaacutelisis diagnoacutestico y reformulacioacuten de los disentildeos curriculares (DC) vigentes seguacuten el Plan de Gobierno 2003-2007 de lo cual surgieron los actuales planes que se implementaron a partir del antildeo 2005 La comisioacuten curricular (CC) del Departamento Quiacutemica (DQ) tuvo a su cargo el anaacutelisis de las titulaciones para Teacutecnico Quiacutemico Universitario Profesorado en Quiacutemica y Licenciatura en Quiacutemica

ObjetivoEste trabajo tiene como objetivo socializar los criterios de evaluacioacuten y puntos de anaacutelisis que se

usaron para construir un diagnoacutestico que refleje la situacioacuten actual sobre las estructuras de los planes de estudio y funcionamiento de las carreras del DQ atendiendo al contexto en que se desarrollan y que sirvioacute de base para la modificatoria de los planes

Desarrollo La CC del DQ de la FACEyN UNCa trabajoacute analizando los planes de estudio de las carreras de

grado Licenciatura en Quiacutemica (plan 1997 modificatoria 20197 - 08202) Profesorado en Quiacutemica (plan 1999 modificatoria 08202) y de pregrado Teacutecnico Quiacutemico Universitario (plan 1997 modificatoria 08202)

Los criterios que se tuvieron en cuenta para la construccioacuten de los instrumentos y la seleccioacuten de las fuentes fueron colaboracioacuten inter-caacutetedra anaacutelisis de programas de estudio asistencia a reuniones de departamento cumplimiento en la presentacioacuten de documentacioacuten cumplimiento con el cronograma acadeacutemico colaboracioacuten con la promocioacuten de las carreras articulacioacuten investigacioacuten

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ndash docencia participacioacuten en proyectos interdisciplinarios participacioacuten en actividades de extensioacuten (dictado de cursos servicios de anaacutelisis asesoramiento teacutecnico-cientiacutefico evaluaciones de trabajos cientiacuteficos etc) capacitacioacuten continua auto evaluacioacuten con respecto al desempentildeo de la caacutetedra seguacuten la perspectiva del alumno

Entre los puntos de anaacutelisis para cada una de las titulaciones se consideroacute el grado de implicaciones o compromiso institucional de la comunidad educativa del departamento con la titulacioacuten el contexto general de la Universidad su demanda estructura acadeacutemica y las relaciones externas Se examinaron y valoraron los objetivos de los planes vigentes en relacioacuten a los de la unidad acadeacutemica y de la universidad su adecuacioacuten al perfil que demanda el mercado laboral el grado de viabilidad como asiacute tambieacuten los procedimientos establecidos para el seguimiento y revisioacuten de los mismos

ResultadosDel anaacutelisis de la informacioacuten surgen las siguientes debilidades generales

bull Caacutetedras con un docente para el desarrollo teoacuterico y praacutecticobull Bajo nuacutemero de egresados y prolongacioacuten de los antildeos de estudio bull Cursado simultaacuteneo de maacutes de una carrera bull Materias muy extensas para el reacutegimen cuatrimestral bull Falta de incorporacioacuten de nuevas tecnologiacuteas informaacuteticas en el desarrollo de las caacutetedras

Reacutegimen de correlatividades a veces inadecuado bull Existencia de condicionalidad que habilita al alumno cursar materias sin cumplir con las

correlativas del plan (avance ficticio en la carrera) bull La presencia de las asignaturas Ingleacutes y Computacioacuten le restan carga horaria y espacio fiacutesico a

materias especificas bull Escasa infraestructura y equipamiento inadecuado e insuficiente bull El dictado cuatrimestral de Quiacutemica General no es coherente con la extensioacuten de la mismabull Ausencia en la curriacutecula de praacutecticas profesionales en entidades Puacuteblicas yo Privadas bull Ausencia de Quiacutemica Ambiental en las carreras Licenciatura y Teacutecnico Quiacutemico Toxicologiacutea

Quiacutemica Legal Microbiologiacutea Tecnologiacutea de los Alimentosbull Planes de Estudio (PE) que no responden a las necesidades regionales por que en su curriacutecula

faltan asignaturas orientadas por ejemplo a la mineriacutea a las agroindustrias a los servicios puacuteblicos etc En el profesorado hay demasiadas materias pedagoacutegicas en los primeros antildeos y faltan praacutecticas de laboratorio

bull Se discrimina el nivel acadeacutemico que se da al teacutecnico estructurando programas con menor peso en lo disciplinar que lo que se ensentildea a profesores y licenciados

Como fortalezas se destacan en general en las tres carreras

bull Un elevado porcentaje de docentes que articulan investigacioacuten-docencia participan en proyectos interdisciplinarios en actividades de extensioacuten se capacitan continuamente cumplen con la presentacioacuten de documentacioacuten y el desarrollo del cronograma acadeacutemico y que tienen formacioacuten de posgrado

bull Marco teoacuterico de las materias troncales ajustadas al nivel de otras universidades bull Bibliografiacutea actualizada bull Existencia de condiciones suficientes para establecer un ciclo baacutesico comuacuten en 1er Antildeo y 2do

Antildeo de las tres carreras del DQ 184

La existencia de las titulaciones del DQ tiene difusioacuten en todo el aacutembito universitario aunque las asignaturas del Aacuterea Quiacutemica de las otras Facultades de la UNCa no estaacuten a cargo de los Quiacutemicos de la FCEyN y algunas asignaturas del Aacuterea estaacuten dictadas por profesionales con otra formacioacuten disciplinar

Las titulaciones se ven condicionadas por el contexto socio-econoacutemico una gran mayoriacutea de los estudiantes debe simultaacuteneamente trabajar y estudiar lo que retarda el avance en la carrera

Se carece de estudios y datos prospectivos de demanda y de nivel de empleo de los graduados del DQ pero se sabe que la mayor fuente de empleo es la docencia un menor porcentaje hace docencia e investigacioacuten y en menor proporcioacuten simultaacuteneamente docencia investigacioacuten y tareas administrativas Dado a que la docencia es una salida laboral inmediata no se requiere un estudio exhaustivo de la oferta laboral para justificar la continuidad del profesorado

Analizando las relaciones de intercambio y colaboracioacuten que mantiene la FCEyN con organismos y universidades con titulaciones ideacutenticas o similares u organismos de su entorno se advierte que existe una tendencia a crecer en las relaciones interinstitucionales contribuyendo al fortalecimiento e insercioacuten de las carreras en el medio difundiendo y reconociendo las titulaciones

En cuanto a la estructura de los PE los perfiles de formacioacuten adoptados superan ampliamente a los objetivos y metas plasmados en los DC son coherentes con los alcances e incumbencias de las titulaciones pero tal como estaacuten estructurados no garantizan que el egresado obtenga el perfil deseado En cuanto a su coherencia interna se advierte que algunas asignaturas en las grillas no guardan la debida ubicacioacuten por ejemplo Quiacutemica Orgaacutenica II se dicta en forma paralela a Quiacutemica Bioloacutegica debiendo estar antes Quiacutemica Orgaacutenica II Otro ejemplo es el caso de las Quiacutemicas Analiacuteticas la Quimiometriacutea y la Metodologiacutea de la Investigacioacuten debiendo dictarse primero las Quiacutemicas Analiacuteticas luego la Metodologiacutea y la Quimiometriacutea No existen itinerarios de pregrado y grado en las titulaciones Las carreras estaacuten estructuradas independientemente no obstante se contempla la posibilidad de equivalencias de asignaturas para permitir la movilidad de una carrera a otra Se observa una distribucioacuten equilibrada en cuanto a la cantidad de asignaturas y carga horaria por cuatrimestre y por antildeo Los planes son factibles en el tiempo previsto aunque en la Licenciatura el Trabajo Final requiere maacutes de un antildeo para su ejecucioacuten y presentacioacuten dado que demanda recursos e infraestructura no siempre disponibles

Las praacutecticas que se desarrollan dentro de cada asignatura si bien son muy importantes y necesarias no resultan suficientes por cuanto cubren parcialmente lo declamado en los perfiles profesionales y en los alcances e incumbencias de las titulaciones En los PE no se discriminan las posibles praacutecticas ni el grado de distribucioacuten de las mismas a excepcioacuten del Profesorado en Quiacutemica que cuenta con las praacutecticas docentes Los docentes procuran equilibrar las horas de teoriacutea y praacutectica No obstante se advierte un gran vaciacuteo en las praacutecticas profesionales en licenciados y teacutecnicos no contemplaacutendose asignaturas que garanticen un egresado que responda a las demandas locales y regionales Su formacioacuten es muy general

De acuerdo a lo que reflejan los contenidos miacutenimos existen avances cientiacuteficos teacutecnicos no incluidos sin embargo los contenidos de los programas analiacuteticos siacute los incluyen y se actualizan perioacutedicamente con bibliografiacutea de vanguardia Por otro lado el acceso a internet a traveacutes de paacuteginas de otras universidades nacionales y extranjeras permite comparar los criterios de seleccioacuten secuenciacioacuten y adecuacioacuten de contenidos en la elaboracioacuten de los programas Todo esto sin perder de vista los contenidos miacutenimos de los planes Es un criterio frecuente para la reformulacioacuten de los programas las dificultades falencias potencialidades y necesidades observadas por el docente en el desempentildeo de los alumnos

Existe planificacioacuten del periacuteodo de docencia con la previsioacuten del horario semanal para la misma conformacioacuten de mesas de exaacutemenes mensuales distribucioacuten de espacios fiacutesicos y recursos seguacuten el nuacutemero de alumnos Este uacuteltimo aspecto es el maacutes difiacutecil de planificar por la escasez de los mismos Se cuenta con normas acadeacutemicas que orientan la planificacioacuten de la ensentildeanza y que generalmente se respetan

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Es de destacar la voluntad institucional para mejorar la realidad acadeacutemica la gran participacioacuten de los alumnos en grupos de investigacioacuten constituidos la existencia de eventos cientiacuteficos de nivel nacional e internacional en el aacutembito de la FACEyN y de la UNCa la relacioacuten docente-alumno que se caracteriza por un fluido intercambio los grupos de investigacioacuten constituidos en relacioacuten a las actividades de las caacutetedras y las carreras de postgrado y revista cientiacutefica con referato con que cuenta la FACEyN

Propuestas de mejoraDe acuerdo a las debilidades advertidas se considera necesario ajustar los planes de estudio de

modo que se contemplen espacios para el desarrollo de nuevos contenidos y capacidades en funcioacuten de las demandas de la regioacuten

La formacioacuten en las materias troncales comunes debe guardar el mismo nivel acadeacutemico para las tres titulaciones Esto se veriacutea facilitado con la implementacioacuten de un Ciclo Baacutesico Comuacuten para las tres Carreras del departamento en consonancia con el trabajo por Aacuterea optimizariacutea el uso del espacio fiacutesico y los recursos existentes y permitiriacutea la movilidad de los alumnos dentro de la institucioacuten y a otras instituciones educativas Se precisa revisar el reacutegimen de correlatividades y eliminar la condicionalidad Para mejorar el marco contextual en el que se insertan las titulaciones se proponen cambios tanto de caraacutecter estructural como de funcionamiento Incorporar el caraacutecter semipresencial para el cursado de asignaturas en el ciclo superior En cuanto a los perfiles de los egresados se deberiacutean definir teniendo en cuenta el desarrollo agropecuario minero e industrial de la Provincia para lo cual la incorporacioacuten de materias optativas permitiriacutea la adaptacioacuten y flexibilizacioacuten del Curriacuteculo

Seriacutea conveniente la creacioacuten de centros de Investigacioacuten y Desarrollo como unidades operativas en campos estimados relevantes y prioritarios dedicados a estudios intensivos investigacioacuten especializada produccioacuten de propuestas y transferencia de resultados tambieacuten la inclusioacuten en la paacutegina web de la Facultad de una bolsa de trabajo que exhiba la oferta y demanda de profesionales de las distintas titulaciones la instauracioacuten de regiacutemenes de pasantiacuteas becas rentadas y convenios institucionales tendientes a facilitar el acceso laboral

Para resolver el problema de Quiacutemica General que es cuatrimestral y muy extensa se considera pertinente otorgarle mayor carga horaria y dividirla en Quiacutemica General I (1er Cuatrimestre 1er Antildeo) y Quiacutemica General II (2do Cuatrimestre 1er Antildeo)

En cuanto a Computacioacuten e Ingleacutes la propuesta consiste en eliminarlas de las grillas y exigir exaacutemenes de suficiencia Seriacutea conveniente que la facultad ofreciera cursos gratuitos tales como Computacioacuten Nivel I Word Excel Internet Computacioacuten Nivel II Simulacioacuten Paquetes estadiacutesticos Soft Especiacuteficos Ingleacutes Nivel I Traduccioacuten y comprensioacuten de textos de Quiacutemica Ingleacutes Nivel II Produccioacuten de Textos de Quiacutemica en Ingleacutes La oferta deberiacutea ser permanente con cursos intensivos en ambos semestres lo que facilitariacutea su cursado y aprobacioacuten

Fuentes documentales consultadasEstatuto de la UNCa Septiembre de 2003Programa de Gobierno FACEN 2003-2007 Catamarca primavera 2003Disentildeos Curriculares aprobados por Resolucioacuten del CS de la UNCa 003197 02498 modificatoria 20197 08202 y Resolucioacuten del CS de la UNCa 000797 modificatoria 08202 Actas de reuniones del Departamento QuiacutemicaResultados de proyectos de investigacioacuten del Programa de Calidad y Mejora de la FACEyN

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LOS CONTENIDOS DE QUIacuteMICA EN LA ESTRUCTURA DEL SISTEMA EDUCACIONAL DE LA PROVINCIA DE CHUBUT

Luz Arancibia Luciacutea Lladser y Cristina Hajek

Colegio Universitario Patagoacutenico Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco(9000) Comodoro Rivadavia Chubut Argentina luzunpataeduar

ResumenLa ley federal de educacioacuten 24195 promulgada en el antildeo 1993 establece un disentildeo estructural

para la educacioacuten argentina que comprende los siguientes nivelesEducacioacuten inicial comprende un ciclo obligatorio de un antildeo de duracioacutenEducacioacuten general baacutesica comprende tres ciclos EGB1 EGB2 EGB3 Los contenidos baacutesicos comunes dispuestos por la ley incluyen a la disciplina quiacutemica inmersa en el aacuterea de ciencias naturalesEducacioacuten polimodal comprende cinco modalidades Comunicacioacuten Arte y Disentildeo Humanidades y Ciencias Sociales Economiacutea y Gestioacuten de las organizaciones Produccioacuten de bienes y servicios Ciencias naturales

Los contenidos baacutesicos orientados incluyen al aacuterea de quiacutemica en la modalidad de ciencias naturales en dos aspectos Quiacutemica I en la que se desarollan los siguientes contenidos tabla perioacutedica configuracioacuten electroacutenica nuacutemero de oxidacioacutenoacutexido reduccioacuten y termoquiacutemica Quiacutemica II en la cual se retoman aspectos de las moleacuteculas orgaacutenicas y de las ciencias de la tierra tales como cristalografiacuteaEducacioacuten superior incluye Carreras de profesorados universitarios y no universitarios Carreras de tecnicaturas y de licenciaturas

El presente trabajo busca descubrir la presencia de nuestra disciplina en el disentildeo curricular de la estructura educacional de la provincia del Chubut

Objetivo El presente trabajo busca descubrir la presencia de saberes propios de la Quiacutemica en el disentildeo curricular de la estructura educacional de la provincia del Chubut

IntroduccioacutenLa quiacutemica es una ciencia eminentemente experimental que se manifiesta en tres nivelesla

observacioacuten mediante los sentidos las representaciones mediante siacutembolos y ecuaciones y la intepretacioacuten mediante explicaciones y teoriacuteas

En su abordaje es necesario por lo tanto conocer ambos mundosel macroscoacutepico doacutende lo observado es ponderable y el microscoacutepico que nos permite interrogarnos y explicar las propiedades de la materia a traveacutes de las unidades fundamentales que la conforman (aacutetomos y moleacuteculas)

En este trabajo se describe un detalle de la presencia de contenidos de quiacutemica en el disentildeo educativo de la provincia del Chubut con la finalidad de facilitar a los docentes de las carreras de Educacioacuten Superior el conocimiento acerca de los contenidos previos que los alumnos traenFundamentacioacuten

La ley federal de educacioacuten 24195 promulgada en el antildeo 1993 establece un disentildeo estructural para la educacioacuten argentina que comprende los siguientes niveles

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EDUCACION INICIAL considerando obligatorio iniciar la escolaridad a partir de los 5 antildeos En los CBC del Nivel Inicial el ambiente se describe como un conjunto de factores y sucesos de diversa iacutendole en el cual se desenvuelven los nintildeos en eacutel se crean y se construyen sus conocimientos cotidianos

La propuesta para el nivel incial les propone convertir esas experiencias cotidianas en objetos de conocimiento estableciendo nuevos significados cuestionando sus ideas las que aunque muchas veces erroacuteneas corresponden a su edad y son pasos necesarios para ir acercaacutendose a un mayor conocimiento del mundo realEDUCACIOacuteN GENERAL BAacuteSICA la misma comprende tres ciclos EGB1 EGB2 EGB3

Los contenidos baacutesicos comunes dispuestos por EL CONSEJO FEDERAL DE EDUCACION incluyen a la disciplina quiacutemica inmersa en el aacuterea de ciencias naturales

La disciplina aparece en el primer y segundo ciclo EGB1 y EGB2 sin caraacutecter disciplinar como una primera experiencia con el mundo de las ciencias su descubrimiento e interaccioacuten con las observaciones maacutes comunes de la naturaleza que nos rodea

La secuenciacioacuten de los contenidos conceptuales en el EGB3 que incluye 7 8 y 9 antildeo presenta el estudio de los siguientes temas- contenidos de seacuteptimo antildeo el agua el aire propiedades macroscoacutepicas la materia y sus propiedades macroscoacutepicas como masadensidad conductividad teacutermica- contenidos de octavo antildeo modelo atoacutemicoelectrones y nuacutecleospropiedades electricas de la materiaIones y moleacuteculassimbologiacutea tabla perioacutedicacompuestos orgaacutenicosmacromoleacuteculas alcoholeshidratos de carbono- contenidos de noveno antildeo materiales inorgaacutenicos y orgaacutenicos naturales artificailes y especiales Iones moleacuteculas neutras macromoleacuteculassoluciones aacutecidas y alcalinas pH Electroacutelisis del agua Funciones orgaacutenicas alcoholes aacutecidosaminas hidratos de carbono liacutepidos y proteiacutenas Moleacuteculas complejas hemoglobina clorofila enzimas

El enfoque es de aacuterea denominada Ciencias Naturales con perfiles docentes de Profesores de Ciencias Naturales o de Biologiacutea para la ensentildeanza En particular la ensentildeanza de las ciencias naturales estaacute dada desde una orientacioacuten global y cualitativa dirigida en el primer y segundo ciclo de la EGB a despertar la curiosidad cientiacutefica y el intereacutes por el mundo de las ciencias En el Tercer Ciclo deberaacute asumir su funcioacuten orientadora ya que este uacuteltimo tramo de EGB es de caraacutecter obligatorio Es en este ciclo en el que se introducen saberes de quigravemica desde el agraverea pero en funciograven del perfil profesional del docente del cursoEDUCACIOacuteN POLIMODAL Se organiza con una formacioacuten de fundamento que incluye Contenidos Baacutesicos Comunes determinados por el Consejo Federal de Educacioacuten y Formacioacuten Orientada (modalidades)

Los(CBC) contenidos baacutesicos comunes a todas las modalidades tienden a lograr una competencia cientiacutefica baacutesica que articule conceptos metodologiacuteas de trabajo y actitudes relacionadas con la produccioacuten y la aplicacioacuten de conocimientos en este campo En general en los disentildeos analizados en diferentes escuelas de la Provincia los CBC de Quimica se organizan en un solo espacio curricular que generalmente se desarrolla en el Primer antildeo de los tres que constituyen el Nivel

En lo referente a los aspectos de la disciplina en particular propone contenidos referidos a la estructura de los materiales y sus propiedades y presenta un tratamiento de las transformaciones quiacutemicas a traveacutes de un enfoque introductorio de los conceptos de equilibrio y velocidad de reaccioacuten que inicie a los estudiantes en el uso de modelos cuantitativos

Los contenidos conceptuales propuestos son los siguientes188


-Estructura de la materia modelos atoacutemicos de Bohr niveles de energiacutea de los electrones uniones covalentes y forma molecular nuacutecleo atoacutemico energiacutea liberada en las reacciones nucleares Transformaciones y reacciones quiacutemicasoacutexido reduccioacuten-aacutecido-base velocidad de reaccioacutencalor de reaccioacuten medio acuoso

Los contenidos baacutesicos orientados (CBO) preven la divisioacuten de la educacioacuten polimodal en cinco modaliades diferentes a saber

-Comunicacioacuten arte y disentildeo-Humanidades y Ciencias Sociales-Economiacutea y gestioacuten de las organizaciones-Produccioacuten de bienes y servicios-Ciencias naturales Solo en dos de las cinco modalidades la quiacutemica continua con relaciones que profundizan la

comprensioacuten de los procesos de la naturaleza y de las nuevas tecnologiacuteas y de la interaccioacuten del ser humano con ellos desde una perspectiva multidisciplinaria

Ellas son Ciencias Naturales y Produccioacuten de Bienes y serviciosLos contenidos baacutesicos orientados (CBO) a desarrollar en la modalidad Ciencias Naturales

suponen una profundizacioacuten y contextualizacioacuten de los conocimientos plantaeados en los CBC de la formacioacuten general de fundamento (FGF) tendiente a proporcionar una formacioacuten cientiacutefica integradora

Los contenidos son-Estructura y propiedad de la materia propiedades conductibilidad solubilidad estados de

agragcioacuten cambios de estado sistemas materiales Soluciones concentracioacuten de las soluciones-Nivel atoacutemico molecular modelo atoacutemico niveles energeacuteticos de los electrones tabla perioacutedica

de los elementos uniones quiacutemicas el aacutetomo de carbono estructura y funciones bioloacutegiacutecas de sus derivados macromoleculares Reaccciones quiacutemicas energiacutea de las reacciones quiacutemicas entalpiacutea calor de reaccioacuten velocidad de reaccioacuten cineacutetica quiacutemica Producto ioacutenico del aguapH oacutexido reduccioacuten

Ciclos biogeoquiacutemicos recursos naturales y reciclado de materiales Uniones quiacutemicas orbitales atoacutemicos y moleculares Uniones dipolo-dipolo puente de hidroacutegeno El aacutetomo de carbono caracteriacutetiacutesticas grupos funcionales interacciones intermoleculares

Biomoleacuteculas azuacutecares liacutepidos y poteiacutenas ADN fotosiacutentesis fermentacioacuten metabolismoLos contenidos baacutesicos orientados en la modalidad produccioacuten de bienes y servicios se refieren

a elementos considerados como insumos generales de los procesos productivos a saber los materiales y la energiacutea y la informacioacuten para la elaboracioacuten de las actividades productivas que se desarrollan en la actualidad

Los contenidos conceptuales propuestos para esta modalidad son Estructura quiacutemica y caracterizacioacuten de distintos tipos de materiales materias primas naturales orgaacutenicas e inorgaacutenicas semielaboradas y sinteacuteticas Comportamieno y propiedades de los materiales soacutelidos liacutequidos y gaseosos Aleaciones ferrosas y no ferrrosas aluminio vidrio ceraacutemicas fibras textiles El agua y los hidrocarburos materiales modernos plaacutesticos ceraacutemicos nuevos

En estos espacios se efectuan las profundizaciones de los conceptos vistos durante EGB tales como tabla perioacutedica aacutetomo moleacutecula estados de oxidacioacuten y reactividad grupos funcionales

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Estos contenidos se encuentran incluidos en el espacio de tecnologiacutea de los materiales en el cual se detallan la estructura y comportamiento de los materiales asiacute como las transformaciones que sufren los mismos durante los procesos que se detallan en la modalidadEDUCACION SUPERIOR incluye Carreras de profesoradosuniversitarios y no universitarios y Carreras de tecnicaturas y de licenciaturas

Las carreras que se dictan en la Facultad de Ciencias Naturales son geologiacutea farmacia bioquiacutemica licenciatura en medio ambiente profesorado de quiacutemica licenciatura en quiacutemica profesorados y licenciatura en biologiacutea enfermeriacuteaen todas ellas deben encontrarse presentes los contenidos que se detallan a continuacioacuten Sistemas materiales Estructura atoacutemica Estados de la materia clasificacioacuten perioacutedica Gases reales Equilibrio quiacutemico y de electrolitos coloides y cromatografiacutea Equilibrio ioacutenico Soluciones propiedades coligativas Uniones quiacutemicas Electroquiacutemica Termoquiacutemica Fotoquiacutemica RadioquiacutemicaEDUCACIOacuteN CUATERNARIA Suponen una Formacioacuten de Grado como requisito para la admisioacuten y se vinculan a la profundizacioacuten y especializacioacuten de saberes En la UNPSJB se ofrece tal especificidad a traveacutes carreras de maestriacuteas y doctorados especializados en diferentes aacutereas los cuales se desarrollan en convenios con instituciones nacionales y extranjeras e incluyen altas especializaciones de los doctorandos en aacutereas teacutecnicas y especiacuteficas de su formacioacutenConclusiones

Se observa en los ingresantes a las carreras de ciencias naturales disparidades en cuanto a la presencia de contenidos propios a la disciplina en cuestioacuten

- Procedencia de modalidades que no profundizaron los saberes de Quiacutemica quizaacute por una desorientacioacuten inicial en la eleccioacuten que los adolescentes hacen entre 3ordm Ciclo y Polimodal De la informacioacuten recabada la preparacioacuten para la eleccioacuten de la modalidad no constituye un espacio de trabajo sistemaacutetico en EGB Las elecciones las hacen los alumnos o sus familias mayormente en funcioacuten de las caracteriacutesticas generales de la escuela la proximidad al hogar o la facilidad para conseguir una vacante (frente a escuelas maacutes requeridas que otras) Esta heterogeneidad de apropiacioacuten de saberes baacutesicos acarrea enormes dificultades a los estudiantes en el primer antildeo de la carrera por la complejidad de los contenidos la falta de apropiacioacuten de saberes previos la escasa articulacioacuten Polimodal-Nivel Superior y la carencia de haacutebitos de estudio independiente que se advierte en los ingresantes

- Diferentes progamas de estudios auacuten en las misma modalidad Ya que las modalidades se diversifican en distintos Itinerarios formativos que focalizan en sectores del conocimiento mayormente en los relativos a la salud y el medio ambiente sin llegar a fortalecer el conocimiento disciplinar de la Quiacutemica

- Carencia de uniformidad en el dictado de contenidos de la disciplina tanto a nivel de metodologiacuteas como de explicitaciones analiacuteticas de los programas Los CBC indican grandes ejes de conocimiento pero no prescriben organizacioacuten del programa desde aspectos epistemoloacutegicos

- Orientacioacuten de otras modalidades que poseen quiacutemica tales como producioacuten de bienes y servicios pero cuyos contenidos son orientados a otros aspectos de la quiacutemica tales como aplicaciones industriales etc sin partir de los conceptos baacutesicos

- Se debe ademaacutes considerar la necesidad de fortalecer un enfoque disciplinar en polimodal en maacutes de un antildeo en todas las modalidades en virtud de asegurar que los contenidos baacutesicos de la disciplina puedan incorporarse de manera gradual y continua

BibliografiacuteaDisentildeo Curricular de primer segundo y tercer ciclo de la educacioacuten general baacutesica 1997 Versioacuten definitiva Ministerio de Cultura y Educacioacuten de la provincia del Chubut

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iquestVALE UNA IMAGEN MAacuteS QUE MIL PALABRAS

Gladys Machado Jorge Ripoli y Silvia Pastorino

AEPEQ Departamento Ciencias Baacutesicas Facultad Regional La Plata Universidad Tecnoloacutegica Nacional La Plata (1900) Argentina gmachadofrlputneduar

ResumenConsiderando al medio audiovisual como una valiosa herramienta en el proceso de ensentildeanza-

aprendizaje se realizoacute una experiencia en la caacutetedra de Quiacutemica General con alumnos de primer antildeo de la carrera de Ingenieriacutea Industrial

El viacutedeo es posiblemente uno de los medios audiovisuales que puede ser utilizado de maacutes diversas formas en la ensentildeanza Para que un aprendizaje deje de ser memoriacutestico debe convertirse en una representacioacuten de la realidad ciertos conceptos o procedimientos pueden ser comprensibles para el alumno cuando se visualizan La imagen facilita el acceso a la abstraccioacuten y corrige o evita la formacioacuten de falsos conceptos

El criterio para incluir este medio audiovisual estuvo relacionado con su concordancia con la necesidad pedagoacutegica No importoacute si se trataba de un medio de uacuteltima tecnologiacutea Soacutelo se lo utilizaba como una tecnologiacutea para la ensentildeanza y con los fines que especifica la mismaPalabras clave medio audiovisual viacutedeo ensentildeanza-aprendizaje

AbstractAudiovisual media is a valuable tool in the teaching-learning process An experience was

developed in General Chemistry with first year students in Industrial EngineeringThe image facilitates the abstraction avoiding missconcepts Its use produced increased

understanding of processes and concepts

Introduccioacuten

El proceso de ensentildeanza-aprendizaje estaacute sujeto cada vez maacutes a experiencias e imaacutegenes en el que se intenta que el alumno sea su propio conductor por lo tanto se adaptan estas nuevas tecnologiacuteas a sus necesidades y una correcta incorporacioacuten son los recursos audiovisuales

Acorde al avance tecnoloacutegico del siglo XXI el docente no debe resistirse al cambio rechazando enfaacuteticamente el uso de este material pero tampoco creer que maacutegicamente su sola utilizacioacuten puede transformar el proceso de ensentildeanza aprendizaje fanatismo que le impida desarrollar mecanismos criacuteticos frente a este recurso

Hay que saber sacar el mejor provecho de las nuevas tecnologiacuteas realizando una criacutetica permanente sobre sus aspectos positivos y negativos encontrando el adecuado uso pedagoacutegico de las mismas

iquestVALE UNA IMAGEN MAacuteS QUE MIL PALABRASLa tecnologiacutea audiovisual aumenta notablemente la retencioacuten de la informacioacuten La TV es uno de

los medios que incrementan maacutes la aceptacioacuten de los contenidos y la captacioacuten de datos Esto que se observa a diario en la informacioacuten recibida por nuestra sociedad y por la cual muchas veces se ve inducida en sus distintas actitudes de vida es interesante aplicarla en la educacioacuten

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Una imagen motiva estimula y refuerza el proceso de ensentildeanza aprendizaje En la actualidad la calidad audiovisual despierta intereacutes y agrado y muchas veces gana e inclina la voluntad del espectador Es en este sentido en que debe aprovecharse en la transmisioacuten de un contenido porque acrecienta la mayor retencioacuten de la informacioacuten por parte del alumno y en algunos casos la percepcioacuten de la imagen les ayuda a comprender el mismo Dado que hay temas en los cuales la representacioacuten viva es eficaz en la interpretacioacuten de un fenoacutemeno o en la visioacuten de un objeto microscoacutepico En este aspecto es la uacutenica forma de acercar al alumno a la realidad y no simplemente abandonarlo a la abstraccioacuten individual que en la mayoriacutea de los casos es erroacutenea

Por otra parte modifica el rol la funcioacuten que tiene el profesor Le da oportunidad de incorporar otras actividades desarrollando una nueva estructura de clase distinguiendo la transferencia en la informacioacuten aumentando la comunicacioacuten o hacieacutendola diferente mejorando de cualquier modo la praacutectica docente

La eleccioacuten del audiovisual adecuado al tema que se va a ensentildear la utilizacioacuten de organizadores previos es decir partes de la informacioacuten que cumplan la funcioacuten de ayudar a los receptores a relacionar el nuevo contenido con el que ellos ya poseen en su estructura cognitiva Al principio de la mostracioacuten puede ser importante para facilitar el aprendizaje significativo del contenido (los realizadores de televisioacuten dicen que los minutos iniciales son los maacutes importantes para motivar a los receptores en el tema) Si se quiere cimentar el aprendizaje o auacuten mejor luego de la mostracioacuten uacutetil para aplicar la praacutectica de torbellino de ideas que luego de un debate llevaraacute a elaborar la respectiva conclusioacuten Esta uacuteltima experiencia que debe ser totalmente protagonizada por los alumnos soacutelo conducida por el profesor sirve para que se aprehenda se haga propio el conocimiento

El criterio en la adecuacioacuten didaacutectica y el nivel de los alumnos es otro de los puntos a tener en cuenta por el profesor El rendimiento que ofrece este recurso depende de la oportunidad en que se lo utilice y en coacutemo se lo implemente Y es en este contexto en donde se debe evitar la resistencia a su utilizacioacuten en el aacutembito educativo ya que es un excelente colaborador Y es en esto uacuteltimo en lo que hay que poner eacutenfasis Ninguacuten recurso por maacutes novedoso y tecnoloacutegico que sea podraacute reemplazar la figura del profesor que visto desde las distintas oacutepticas de las pedagogiacuteas se transforma en conductor guiacutea o transmisor de conocimientos

Los medios audiovisuales son un valiosiacutesimo instrumento de formacioacuten educativa si se los utiliza junto a la orientacioacuten conceptual de un tema soacutelo adquieren sentido en funcioacuten de ese objetivo

MetodologiacuteaDe las variadas funciones que ofrece el medio audiovisual en este caso el viacutedeo se eligioacute

experimentar conFacilitador de la comprensioacutenretencioacutenhellipcomprender saber imaginar y reconstruir Los modernos aparatos de grabacioacuten de

imaacutegenes y sonidos aportan a su modo materiales para la imaginacioacuten En consecuencia tambieacuten el docente debe utilizarlos como factores estimulantes y desencadenantesrdquo

ldquoes necesario desarrollar procesos de aprendizaje en los estudiantes Bruner (1990) para que eacutestos comprendan iquestcoacutemo nos apropiamos del conocimiento de queacute valores y por queacute desde estas tecnologiacuteas

una expresioacuten profunda de la cultura democraacutetica Exige que nos hagamos conscientes de coacutemo desarrollamos nuestro conocimiento y todo lo conscientes que podamos de los valores que nos llevan a adoptar nuestras perspectivas Exige que nos hagamos responsables de iquestcoacutemo conocemos y por queacute (Bruner 1990)

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Ahora bien iquestcual es el tiempo idoacuteneo que debe de durar un viacutedeo didaacutectico Se debe tener presente una serie de consideraciones entre otras que puedan adecuarse a cada situacioacuten pedagoacutegica

bull caracteriacutesticas de los receptores

bull contenidos transmitidos

bull el disentildeo interno del viacutedeo

bull el ritmo del viacutedeoSiacute podemos sentildealar de acuerdo con las aportaciones de la psicologiacutea del procesamiento de la

informacioacuten y de la percepcioacuten memoria y atencioacuten que el tiempo medio general adecuado puede ser de 20-25 minutos para estudiantes universitarios

ExperienciaDesarrollamos un estudio sobre la utilizacioacuten del viacutedeo como instrumento de conocimiento para

el aprendizaje del contenido Gestioacuten Ambiental por los alumnos de 1ordm antildeo de Quiacutemica General pertenecientes a la carrera de Ingenieriacutea Industrial

Se mostroacute a los alumnos un viacutedeo de Contaminacioacuten ambiental Se realizoacute una comparacioacuten entre aquellos alumnos que evaluaron sin haber tenido orientacioacuten conceptual de aquellos que siacute la tuvieron

Sin restar que motiva ver lo que se estaacute aprendiendo y lo cubre de vistosidad sobre todo si la asignatura es complementaria al perfil mismo de la ingenieriacutea elegida como no se puede obviar que la imagen es eficaz colaboradora cuando es difiacutecil verbalizar algunas situaciones

De una muestra de 42 alumnos el 16 habiacutea leiacutedo los apuntes correspondientes y asistido a la clase teoacuterica (ver Fig1)

En aquellos poseedores de conocimientos previos se observoacute una mayor precisioacuten en las respuestas en el momento de la evaluacioacuten como asiacute tambieacuten la utilizacioacuten de estrategias y un mejor uso del vocabulario especiacutefico

Con respecto al 84 restante y en cuanto a informacioacuten recibida a traveacutes del viacutedeo solamente se tuvo en cuenta al considerar como correctas aquellas respuestas que integraban otros contenidos Se observoacute la dispersioacuten en el tratamiento de las mismas en el resto de los alumnos (ver Fig 2)

En todo caso mejoroacute la actitud de los alumnos hacia los temas medioambientales193

Fig 1 Alumnos poseedores de conceptos previos

84

16

1

2

siacute

no

ConclusioacutenComo complemento a los aprendizajes realizados tanto individuales como en las sesiones de

clase (Nuevas tecnologiacuteas en el aula Bartolomeacute 1999)Lo importante del viacutedeo son sus sistemas simboacutelicos coacutemo eacutestos se relacionan con determinadas

habilidades cognitivas de los alumnos y su insercioacuten dentro de un plan curricularCon la estrategia puesta en funcionamiento no soacutelo se lograron los objetivos propuestos en la

asignatura para este contenido sino que ademaacutes se profundizoacute mucho maacutes que en cursos anteriores es decir que existioacute un cambio cuantitativo y cualitativo en forma concreta en el desarrollo de esta experiencia

Los alumnos se vieron beneficiados en un mejor uso del vocabulario especializado en la capacidad de relacioacuten y transferencia de los aprendizajes a otros contenidos (ecologiacutea y quiacutemica pura)

El viacutedeo no sustituye al profesor pero impone cambio en su funcioacuten pedagoacutegica asiacute aquellas tareas maacutes mecaacutenicas como impartir conocimientos informaciones quedaraacuten confiadas a las nuevas tecnologiacuteas para dejar al maestro las tareas maacutes humanas como motivar conductas orientar trabajo de los alumnos resolver dudas etc ya que en estas tareas el profesor es insustituible

Bibliografiacutea

Las tecnologiacuteas audiovisuales en el curriacuteculo de ciencias Ministerio de Educacioacuten y Ciencia CNICE Recursos Didaacutecticos webmastercnicemeces Cebriaacuten Herreros M El viacutedeo educativo 1987Ferreacutes i Prats J Viacutedeo y educacioacuten 1988 Martiacutenez Saacutenchez F Produccioacuten de viacutedeo y televisioacuten con fines educativos y culturales 1992Nadal MA y Peacuterez V Los medios audiovisuales al servicio del centro educativo 1991Molina El viacutedeo uso pedagoacutegico y profesional en la escuela 1990Treffel T Presente y futuro del audiovisual en educacioacuten Kapelusz SA Buenos Aires

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Fig2 Respuestas correctas

83

17

1

2

si

no


wwwcontenidoscomproyectos-educativosviacutedeowwweducadiscomarviacutedeohtmMillaacuten Paredes S La inclusioacuten de la tecnologiacutea audiovisual en la ensentildeanza producto de los cambios tecnoloacutegicos La importancia de la educacioacuten por la imagen por medio del viacutedeo las grabaciones y el aprendizaje interactivo por ordenador La necesidad de cuidar la presentacioacuten de la informacioacuten evitando la sobrecarga de conocimientosBruner J (1990) Actos de significado Maacutes allaacute de la revolucioacuten cognitiva Alianza MadridCebrian de la Serna M y otros (1991) Medios y Recursos Didaacutecticos Universidad de MaacutelagaCabero J (1988) Tecnologiacutea Educativa Utilizacioacuten didaacutectica del viacutedeo PPU BarcelonaCaacutetedra UNESCO de Educacioacuten a Distanciawwwunedescatedraunesco-ead publicuedpbc04pbcII_4htm

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INTEGRANDO QUIacuteMICA FIacuteSICA Y BIOLOGIacuteA EN AGRONOMIacuteA

Ester Zamuner Moacutenica Murcia Claudia Giletto Marta Losada

Departamento Introduccioacuten a la Ciencias Agrarias Facultad de Ciencias Agrarias UNMdP Balcarce (B7620EMA) Provincia de Buenos Aires Argentina fisicabalcbalcarceintagovar

ResumenCon el objetivo de integrar conceptos de quiacutemica fiacutesica y biologiacutea se incorporoacute un Trabajo

Praacutectico en el curso de Quiacutemica Analiacutetica General que se dicta en el segundo cuatrimestre del primer antildeo de la carrera Ingenieriacutea Agronoacutemica en la Facultad de Ciencias Agrarias UNMdP Para interpretar el Trabajo Praacutectico es necesario que los alumnos cuenten con conocimientos adquiridos en Biologiacutea General y Botaacutenica Morfoloacutegica e Introduccioacuten a la Fiacutesico-Quiacutemica Se integraron conceptos de conductividad eleacutectrica y membranas bioloacutegicas para determinar en forma indirecta la calidad germinativa de muestras de semillas La medicioacuten de la conductividad eleacutectrica en la solucioacuten de imbibicioacuten de las semillas es utilizada rutinariamente en laboratorios de anaacutelisis para inferir el probable desempentildeo germinativo de diferentes muestras en condiciones de siembra Se aplica durante los proceso de produccioacuten almacenaje y comercializacioacuten de semillas que son aacutembitos de incumbencia del Ingeniero Agroacutenomo En la experiencia de laboratorio los alumnos debieron determinar la conductividad eleacutectrica de muestras de semillas de soja (Glycine max L) con diferente porcentaje de germinacioacuten y relacionar ambas variables Para ello tomaron cuatro repeticiones de 50 semillas y las sumergieron en 250 mL de agua desionizada Luego las incubaron durante 24 h en caacutemara a 25 ordmC para posteriormente medir la conductividad eleacutectrica (S cm-1) de la solucioacuten de imbibicioacuten Con los resultados obtenidos los alumnos completaron un registro de observacioacuten discutieron y elaboraron conclusiones La instancia final de puesta en comuacuten y discusioacuten colectiva fue importante porque permitioacute que todo el curso se enriqueciera con las observaciones y anaacutelisis realizados por cada equipo de trabajoAbstract

The aim of this experience is to integrate chemistry physic and biology concepts incorporating a laboratory practice in Analytic Chemistry This subjet is included in the first year of Agronomic Engineering of Mar del Plata National University To understand the laboratory practice it is necessary that the students have knowledge about Biology Botany Physics and Chemistry concepts Electric conductivity and biological membranes concepts are integrated in order to determine indirectly the germinative seed quality Electric conductivity in seed incubation solution is used routinely in laboratories of seed quality to determine probable germinative capacity of different samples under field conditions This concept is used in production storage and commercialization of seeds which are part of Agricultural Engineer concerns In the laboratory experience electric conductivity and germination percentage of soya (Glycine max L) seed samples were related Small groups of students took four replications of 50 seeds submerged in 250 mL of distilled water and incubated during 24 hs at 25ordmC Later electric conductivity (mmhos cm-1) of the imbibition solution was measured The results were registered in a table discussed and elaborated conclusions The final instance of collective discussion was important because it allowed that the whole group was enriched with the observations and analysis carried out by the other studdents

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IntroduccioacutenLa ensentildeanza debe atender tanto al aprendizaje de contenidos especificos como al desarrollo de

capacidades y valores El aprendizaje colaborativo de los alumnos con el docente es importante en la formacioacuten de dichos aspectos Si bien las explicaciones del docente juegan un rol importante en la ensentildeanza hay que tener en cuenta que el aprendizaje es producto fundamental de las actividades de comprensioacuten que el alumno realice el aprendizaje es una consecuencia del pensamiento (Perkins 1997)

La motivacioacuten juega un rol fundamental en la voluntad del alumno para realizar las tareas de aprendizaje Para su generacioacuten influyen tanto la significacioacuten psicoloacutegica de los contenidos como el tipo de actividades que se propongan Particularmente son favorables aquellas praacutecticas que implican niveles importantes de desafio curiosidad y control de la propia actividad (Larkin y Chabay 1996) Las experiencias de laboratorio aplicadas a situaciones reales en el aprendizaje de las ciencias experimentales resultan un elemento motivador que favorece la integracion conceptual

Con el objetivo de integrar conceptos baacutesicos de Quiacutemica Fiacutesica y Biologia se propuso la implementacioacuten de un trabajo praacutectico relacionando conceptos de conductividad electrica y membranas bioloacutegicas para la determinacioacuten de la calidad germinativa de semillas

Desarrollo del trabajo praacutecticoLa clase de trabajo praacutectico fue incorporada en el cronograma de actividades del ciclo lectivo

2005 de la asignatura Quiacutemica Analiacutetica General que se dicta en el primer antildeo de las Carreras Ingenieriacutea Agronoacutemica Licenciatura en Produccioacuten Animal Licenciatura en Produccioacuten Vegetal y Licenciatura en Ciencia y Tecnologiacutea de los Alimentos pertenecientes a la Facultad de Ciencias Agrarias-UNMdP

Para realizar la experiencia en el laboratorio en cada comisioacuten de trabajos praacutecticos los alumnos fueron separados en dos grupos Cada grupo contaba con los siguientes materiales Agua desionizada o destilada vasos de precipitados de 250 mL y dos muestras de semillas de la misma especie con poder germinativo (PG) conocido y diferente Ademaacutes el laboratorio contaba con conductiacutemetro con constante de electrodo (A y L) = 10 caacutemara de temperatura controlada a 25ordmC plusmn 1 estufa de secado y balanza con una aproximacioacuten de centeacutesima de gramo

Los alumnos debieron seguir la teacutecnica de laboratorio que se detalla a continuacioacuten para realizar la experiencia y analizar los resultados para elaborar conclusiones Los datos de conductividad obtenidos en cada grupo fueron relacionados con los valores conocidos de PG de las muestras de semillas y comparados entre ellos Teacutecnica

1) De cada muestra de semillas tomar y pesar cuatro repeticiones de 50 unidades

2) Determinar la conductividad ( C ) del agua desionizada la misma debe ser menor de 3-5 microScm-1

3) Colocar cada repeticioacuten en el interior del vaso de precipitado conteniendo aproximadamente 100 mL de agua desionizada y tapar

4) Dejar las semillas en imbibicioacuten durante 24 hs en caacutemara a 25ordmC 5) Retirar las repeticiones de la caacutemara y esperar 30 minutos para determinar la C

6) Calibrar el conductiacutemetro con una solucioacuten de KCl (001 N) La lectura deberaacute ser de 1273 microS cm-1 a 20 ordmC o de 1408 microS cm-1 a 25 ordmC

7) Agitar las muestras aproximadamente 10-15 s previamente a la determinacioacuten de C 197


Advertencia para evitar errores en la lectura no colocar el electrodo del conductiacutemetro sobre las semillas

8) Corregir cada lectura dividieacutendola por el peso de la muestra para determinar la C en microS cm-1

g-1 de semilla9) Volcar los datos en una tabla y graficar10) Extraer conclusiones relacionando PG y C presentar informe escrito

Al finalizar el trabajo praacutectico cada grupo presentoacute sus resultados a sus pares y docentes Estos fueron analizados y elaboradas las conclusiones en comuacuten En la Tabla 1 se presentan los datos obtenidos por cada grupo y en la Figura 1 se muestra la relacioacuten entre el PG y la conductividad

Tabla 1 Datos obtenidos por cada grupo de alumnos MUESTRA 1

PG()

Peso (g)

C(microS cm-1)

Cpeso(microS cm-1 g -1)

Repeticioacuten 1 68 1133 28333 2507Repeticioacuten 2 80 1137 19723 1734Repeticioacuten 3 70 1203 29203 2427Repeticioacuten 4 78 1089 20303 1864

MUESTRA 2PG()

Peso (g)

C(microS cm-1)



Figura 1 Relacioacuten entre el Poder Germinativo (PG) y la conductividad (C)

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P G ( )

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M u e s t r a 1 M u e s t r a 2

y = - 0 2 6 x + 4 1 0 3

R 2 = 0 7 8

ConclusioacutenLa instancia final de puesta en comuacuten y discusioacuten colectiva fue fundamental ya que permitioacute

que todo el grupo de alumnos se enriqueciera con las observaciones y anaacutelisis realizados por cada equipo de trabajo Ademaacutes favorecioacute la integracioacuten de los conceptos de las disciplinas involucradas con una metodologia de uso habitual en el aacutembito profesional del ingeniero agroacutenomo

Bibliografiacutea

CROCKFORD H S KNIGTH 1975 Fundamentos de Fiacutesico-Quiacutemica Seacuteptima impresioacuten Compantildeiacutea Editorial Continental SA Meacutexico 1169 pDE ROBERTIS E D P HIB J Fundamentos de Biologiacutea celular y molecular El Ateneo Buenos Aires 421 p LARKIN H Y CHABAY RW 1996 La investiacioacuten sobre la ensentildeanza del pensamiento cientiacutefico Implicaciones para la ensentildeanza basada en computadoras Recopilacioacuten de Resnick Lauren B Y Klopfer Leopold E Curriculum y cognicioacuten Madrid Ed AIQUEPERKINS D 1997 La escuela inteligente Espantildea GedisaRAVEN P H EVERT R F EICHORN S E 1992 Biologiacutea de las plantas Reverteacute S A Barcelona Espantildea 773 pSKOOG D A WEST D N 1974 Fundamentos de Quiacutemica Analiacutetica Editoral Reverteacute S A Meacutexico 501 p

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The main purpose of this paper is to preliminary asses the alteration of the physicochemical properties of the affected soil by the hydrocarbon industry

Keywords total hydrocarbons soil contamination oil industry impact degree thesis


perteneciente a la Escuela Superior de Salud y Ambiente de la Universidad Nacional del Comahue se contempla la realizacioacuten de un trabajo de Tesis cuyo objetivo es la integracioacuten de los conocimientos adquiridos en las distintas aacutereas que conforman la carrera aplicaacutendolos al tratamiento de una problemaacutetica regional

En las uacuteltimas deacutecadas la actividad humana ha sido responsable de diversos cambios adversos en el medio ambiente En la regioacuten del alto Valle de Riacuteo Negro y Neuqueacuten la actividad Hidrocarburiacutefera ha producido y produce alteraciones en el suelo inherentes a ella tanto en forma accidental como por malas praacutecticas operativas desarrolladas en el pasado En consecuencia se afectan las propiedades fiacutesicas y fisicoquiacutemicas del suelo producieacutendose una degradacioacuten del mismo


IntroduccioacutenEn la curriacutecula de la carrera de Licenciatura en Saneamiento y Proteccioacuten Ambiental

perteneciente a la Escuela Superior de Salud y Ambiente de la Universidad Nacional del Comahue se contempla la realizacioacuten de un trabajo de Tesis Dicha Tesis tiene como objetivo la integracioacuten de los conocimientos adquiridos en las distintas aacutereas que conforman la carrera aplicaacutendolos al tratamiento de una problemaacutetica regional

En las uacuteltimas deacutecadas la actividad humana ha sido responsable de diversos cambios adversos en el medio ambiente En la regioacuten del alto Valle de Riacuteo Negro y Neuqueacuten la Explotacioacuten Hidrocarburiacutefera junto a la Fruticultura son las principales actividades econoacutemicas La actividad hidrocarburiacutefera ha producido y produce alteraciones en el suelo inherentes a ella tanto en forma accidental como por malas praacutecticas operativas desarrolladas en el pasado En consecuencia se afectan las propiedades fiacutesicas y fisicoquiacutemicas del suelo producieacutendose una degradacioacuten del mismo

El suelo y subsuelo constituyen un recurso natural difiacutecilmente renovable integrados al escenario donde ocurren los ciclos biogeoquiacutemicos hidroloacutegicos y las redes troacuteficas ademaacutes de ser el espacio donde se realizan las actividades agriacutecolas ganaderas y soporte de la vegetacioacuten Por otra parte desempentildean funciones entre la que destacan su papel como medio filtrante durante la recarga del manto acuiacutefero La contaminacioacuten por hidrocarburos en suelos conlleva a la alteracioacuten de sus propiedades fisicoquiacutemicas (Loacutepez 2001 9) Se han determinado incrementos en materia orgaacutenica alteraciones en el pH (Plice 1948 413) cambios en las propiedades mecaacutenicas del suelo (Evgin 1989 715) como asiacute tambieacuten mayor actividad microbioloacutegica en suelos impregnados con hidrocarburos (Dobson 1964 536)

Los riesgos que una alteracioacuten grave de la calidad del suelo puede suponer para la salud puacuteblica los ecosistemas la productividad de las explotaciones y la integridad de edificaciones e infraestructuras alcanzan en ocasiones una magnitud tal que constituyen razoacuten suficiente para restringir los usos actuales y futuros del terreno

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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

2 005 3880 3752 128

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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

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C (

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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

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P G ( )

C (

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y = - 0 2 6 x + 4 1 0 3

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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

2 005 3880 3752 128

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PG()

Peso (g)

C(microS cm-1)



MUESTRA 2PG()

Peso (g)

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P G ( )

C (

S c

m-1 g

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y = - 0 2 6 x + 4 1 0 3

R 2 = 0 7 8



Bibliografiacutea


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Ruth Miriam Loewy











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AlumnoGRUPO 1




Manzana blanco










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NIVEL UNIVERSITARIO



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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

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Susana J Risso














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y = - 58678x + 85116

R2 = 09999

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PG()

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C(microS cm-1)



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P G ( )

C (

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-1)


y = - 0 2 6 x + 4 1 0 3

R 2 = 0 7 8



Bibliografiacutea


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Manzana blanco










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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

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y = - 58678x + 85116

R2 = 09999

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P G ( )

C (

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-1)


y = - 0 2 6 x + 4 1 0 3

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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

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y = - 58678x + 85116

R2 = 09999

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P G ( )

C (

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y = - 0 2 6 x + 4 1 0 3

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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

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P G ( )

C (

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y = - 0 2 6 x + 4 1 0 3

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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

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y = - 58678x + 85116

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P G ( )

C (

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y = - 0 2 6 x + 4 1 0 3

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son













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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

2 005 3880 3752 128

3 002 3880 3830 5




159

















160

Bibligrafiacutea


161



Susana J Risso














162















163







164

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5 6 7 8

Nutrientes

Pers

onas

461

94 94

12205 235 264

29

21

0

25

50

75

100

Energiacutea

Prote

iacutenas

Hie

rro

Calci

o

Vit

A

Vit

B1

Vit

B2

Nia

cina

Vit

C

d

e co

ber

tura

Bibliografiacutea


165



DE PROBLEMAS








166













167









168






169


y = - 58678x + 85116

R2 = 09999

00

200

400

600

800

1 000

1 200

-0400 -0200 0000 0200 0400 0600 0800 1 000 1 200 1 400

log Cppm

EmV








ESE

VsVx

VsCsCx ∆∆

+minuslowast=


CsVsVxVsCsCx

S

E


∆

10)( para el



170



00 1227 108610 943 344320 823 560630 738 791840 667 1056650 617 1294560 580 1504570 545 1734480 506 2032190 477 22862






171


y = 23758x + 97165R2 = 09991

0100200300

0 2 4 6 8 10

mL 50 ppm10

( E

mV

x -

A

S)














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176















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Bibliografiacutea


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anafiliarnetcomar









182











183
























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187

























189










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Introduccioacuten






191











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84

16

1

2

siacute

no







Bibliografiacutea


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1

2

si

no



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PG()

Peso (g)

C(microS cm-1)



MUESTRA 2PG()

Peso (g)

C(microS cm-1)




198

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0

P G ( )

C (

S c

m-1 g

-1)


y = - 0 2 6 x + 4 1 0 3

R 2 = 0 7 8



Bibliografiacutea


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VpH∆




152



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0

02

04

06

08

1

12

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pH

alfa

i

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0

2

4

6

8

10

12

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0 10 20 30 40 50 60 70 80


pH




Bibliografiacutea


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Introduccioacuten












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son













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E (mV) teor- E (mV) exp1 01 3880 3668 212

2 005 3880 3752 128

3 002 3880 3830 5




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Bibligrafiacutea


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Susana J Risso














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0

20

40

60

80

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1 2 3 4 5 6 7 8

Nutrientes

Pers

onas

461

94 94

12205 235 264

29

21

0

25

50

75

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Energiacutea

Prote

iacutenas

Hie

rro

Calci

o

Vit

A

Vit

B1

Vit

B2

Nia

cina

Vit

C

d

e co

ber

tura

Bibliografiacutea


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DE PROBLEMAS








166













167









168






169


y = - 58678x + 85116

R2 = 09999

00

200

400

600

800

1 000

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-0400 -0200 0000 0200 0400 0600 0800 1 000 1 200 1 400

log Cppm

EmV








ESE

VsVx

VsCsCx ∆∆

+minuslowast=


CsVsVxVsCsCx

S

E


∆

10)( para el



170



00 1227 108610 943 344320 823 560630 738 791840 667 1056650 617 1294560 580 1504570 545 1734480 506 2032190 477 22862






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y = 23758x + 97165R2 = 09991

0100200300

0 2 4 6 8 10

mL 50 ppm10

( E

mV

x -

A

S)














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Bibliografiacutea


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anafiliarnetcomar









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Introduccioacuten






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siacute

no







Bibliografiacutea


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si

no



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PG()

Peso (g)

C(microS cm-1)



MUESTRA 2PG()

Peso (g)

C(microS cm-1)




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1 0

1 5

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2 5

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5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0

P G ( )

C (

S c

m-1 g

-1)


y = - 0 2 6 x + 4 1 0 3

R 2 = 0 7 8



Bibliografiacutea


199

PLAN DE TESIS DE GRADO PARA LA CARRERA DE …

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