¿Cómo funciona la separación de basuras? (Instrucción para los alumnos)

Experimento - Medios didácticos para experimentar/Experimento 10+/¿Cómo funciona la separación de basuras?/¿Cómo funciona la separación de basuras? (Instrucción para los alumnos)
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Autor	Ulrich Mauch, Andreas Rathgeber
Área	Ciencias Naturales
Nivel y/o grado	Básico
Tipo de licencia	CC BY-SA
Formato	pdf, doc
Responsable de curación	Editor
Última actualización	2018/10/26
Localización	https://medienportal.siemens-stiftung.org/es/experimento-10-b3-como-funciona-la-separacion-de-basuras-107376

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Descripción del recurso

El experimento consta de tres experimentos parciales:

• La separación de una mezcla de sustancias sólidas compuestas de arena y hierro
• ¿Es posible separar la mezcla de arena, plástico, agua y sal?
• El principio de la separación de aluminio de otros metales no ferrosos

Para cada experimento parcial, los alumnos y alumnas obtienen en primer lugar un resumen de los materiales empleados, así como indicaciones de seguridad. A esto le sigue una guía paso a paso detallada sobre el modo de realizar el experimento. Una vez realizado, se invita a los alumnos y alumnas a que apunten sus observaciones. A partir de preguntas concretas se pasa a la evaluación de los resultados del experimento. Por último se plantean preguntas para profundizar en el experimento.

Notas:

• Observe las indicaciones de seguridad incluidas en las instrucciones, así como las normas de seguridad vigentes en el colegio y coméntelos con las alumnas y alumnos.

La separación de materiales en función de la densidad y el magnetismo

Necesitan una hoja de papel para apuntar las observaciones que hagan. Los experimentos se llevarán a cabo en equipos y antes de empezar deberían haber leído las instrucciones. Preparen de antemano todos los materiales necesarios.

En los experimentos se trata de probar los principios básicos de la separación de residuos para la reutilización de materias primas.

La separación de una mezcla de sustancias sólidas compuestas de arena y hierro

Aparatos y materiales

• 3 vasos de plástico (transparente), 500 ml
• Polvo de hierro, lata
• Papel de filtro o de diario
• 1 cuchara de café
• 1 imán (permanente), rectangular
• 1 bolsa de plástico de 3 ltrs. (de PE)
• Arena de cuarzo (“arena para filtrar”)
• 1 recipiente de plástico

Atención: Al acabar el experimento, los materiales deben ser devueltos o eliminados siguiendo las instrucciones del profesor.

Advertencias de seguridad

Los materiales sólo pueden utilizarse según las instrucciones del experimento o las que dé el profesor o la profesora.

Realización del experimento

Fig 1. Trabajar con un imán revestido como “aspirador de hierro”.

• En primer lugar deben hacer la mezcla de arena de cuarzo y de polvo de hierro.
• Mezclen aprox. 1 cucharada de café de arena y aprox. 1/2 cucharada de polvo de hierro en el recipiente de plástico.
• Ahora separen el hierro de la arena. Para ello metan el imán en la bolsa de plástico.

Ojo: la bolsa tiene que ser completamente hermética y no debe tener cortes o fisuras. (¡En caso de que las virutas de hierro entren en contacto directamente con el imán, es casi imposible quitarlas por completo!)

• Ahora “aspiren” el suelo del recipiente pasando por encima con el imán revestido.
• A continuación, coloquen el imán revestido con el polvo de hierro sobre un vaso vacío de 500 ml. Al sacar ahora el imán de la bolsa se caerán las partículas de hierro en el vaso.
• Coloquen nuevamente el imán en la bolsa y “aspiren” una vez más la arena en el recipiente, hasta que casi no se vean partículas de hierro.
• Dejen caer ahora todo el polvo de hierro nuevamente en el vaso.
• Llenen un vaso vacío de 500 ml con la arena limpia.
• Cuando observen ahora el vaso con las virutas de hierro, verán que todavía queda algo de arena. La arena se había entremezclado con las virutas de hierro.
• Viertan ahora el polvo de hierro que todavía contiene algo de arena en el recipiente y vuelvan a “aspirar” el polvo de hierro con un imán revestido, colocándolo nuevamente en un vaso. La arena restante en el recipiente la añaden a la arena ya limpia que se encuentra en el otro vaso.
• Si vuelven a repetir este procedimiento, al trabajar cuidadosamente tendrían que obtener arena y polvo de hierro puros.
• El polvo de hierro vuelve a juntarse siguiendo las instrucciones del profesor para ser utilizado en experimentos posteriores.

Observación

Escriban sus observaciones de forma resumida.

Evaluación

Expliquen cómo se pueden separar la arena y el hierro, en función de qué propiedades.

Preguntas

¿Se podrían separar también la arena de cuarzo y el hierro en base a su densidad?

¿Es posible separar la mezcla de arena, plástico, agua y sal?

Aparatos y materiales

• 3 vasos de plástico (transparente), 500 ml
• 1 vaso de plástico, 100 ml
• Multímetro digital
• Papel de filtro o de diario
• 1 cuchara de café
• Sal de mesa
• Juego de cable de medición banana/cocodrilo, en rojo y negro, respectivamente
• 2 clavos (de acero, “hierro”)
• 1 bolsa de plástico de 3 ltrs. (de PE)
• Arena de cuarzo (“arena para filtrar”)
• 1 tijera
• Agua
• si hace falta, pañuelos de papel para secar el vaso entre medio

Atención: Al acabar el experimento, los materiales deben ser devueltos o eliminados siguiendo las instrucciones del profesor.

Advertencias de seguridad

Los materiales sólo pueden utilizarse según las instrucciones del experimento o las que dé el profesor o la profesora.

En este experimento por favor tengan en cuenta los siguientes peligros:

• en el puesto de trabajo no debe haber materiales que puedan dañarse con agua.
• ¡tengan cuidado al usar la tijera!

Realización del experimento

• Ahora hacemos la mezcla de arena, plástico, agua y sal. Para ello corten primero una franja del borde superior de la bolsa de polietileno y córtenla en pedacitos pequeños de aprox. 2 mm de espesor. Mezclen los pedacitos en el recipiente con la arena y 1/2 cucharada de café de sal. Pongan la mezcla en un vaso de 500 ml, con 1/3 lleno de agua.
• Ahora quiten los pedacitos de polietileno con la cuchara y colóquenlos sobre el filtro o el papel de diario para que se sequen. Junten los pedacitos siguiendo las instrucciones del profesor, es posible que puedan volver a ser utilizados.
• Decanten, es decir, viertan ahora el agua que está por encima de la arena en un vaso de 500 ml.
• Llenen con esta agua aprox. la mitad de un vaso de 100 ml.
• Viertan en el segundo vaso de 100 ml agua destilada o agua de la llave limpia.
• Ahora midan con los dos clavos como electrodos y el multímetro la resistencia primero del agua limpia y luego del agua decantada. Regulen la resistencia de forma que obtengan la mejor solución.

Nota importante: Los clavos deben estar a la misma distancia en todas las mediciones.

• 

  Fig 2. Nuestra mezcla de arena, plástico, agua y sal.

• 

  Fig 3. Medición de la resistencia de la solución acuosa.

Observación

Escriban sus observaciones de forma resumida.

Evaluación

a) Expliquen cómo se pueden separar la lámina de polietileno y la arena, en función de qué propiedades.

b) Expliquen por qué hay una diferencia tan grande entre la resistencia o conductividad del agua limpia y la del agua decantada.

Preguntas

a) Busquen otras propiedades de materiales que sirvan para la separación de materiales.

b) Expliquen por qué es tan difícil separar por un lado los metales no ferrosos como aluminio, cobre, latón, estaño o zinc de metales ferrosos y, por el otro, de cristal, papel o plásticos.

c) Hagan propuestas sobre cómo separar los sólidos disueltos en agua (p. ej., sales) del agua.

El principio de la separación de aluminio de otros metales no ferrosos

En este experimento se trata de mostrar que para los procedimientos de separación con frecuencia se aprovechan dos o más propiedades físicas diferentes. Aquí se recurre a la repulsión magnética generada en un metal no ferroso debido a corrientes de Foucault inducidas.

Aparatos y materiales

• Rollo de papel de aluminio
• 1 regla o escuadra
• 1 imán de neodimio, muy potente
• 1 recipiente de plástico
• 1 tijera
• Agua

Atención: Al acabar el experimento, los materiales deben ser devueltos o eliminados siguiendo las instrucciones del profesor.

Advertencias de seguridad

Los materiales sólo pueden utilizarse según las instrucciones del experimento o las que dé el profesor o la profesora.

En este experimento por favor tengan en cuenta los siguientes peligros:

• en el puesto de trabajo no debe haber materiales que puedan dañarse con agua.
• ¡tengan cuidado al usar la tijera!
• El imán de neodimio no puede estar cerca de soportes de datos magnéticos como, p. ej., tarjetas bancarias.

Realización del experimento

• Recorten un cuadrado de 20 x 20 cm del papel de aluminio preparado y dóblenlo según las instrucciones que figuran en el anexo formando un octágono.
• Prueben si el octágono de aluminio es atraído por el imán.
• Llenen el recipiente de plástico de agua.
• Coloquen ahora el octágono de aluminio sobre la superficie del agua. Muevan el imán lentamente a una distancia de aprox. 1 cm, formando un círculo en el sentido de las agujas del reloj sobre el “paquete de aluminio”. Procuren mantener siempre la misma distancia.
• Cambien la velocidad y el sentido del movimiento del imán(circular, en contra del sentido de las agujas del reloj).

Fig 4. Sobre el octágono de aluminio se mueve el imán de forma circular.

Observación

Escriban sus observaciones de forma resumida.

Evaluación

a) ¿Qué sucede con el octágono de aluminio en la superficie del agua?

¿Por qué no se hunde el papel de aluminio doblado?

b) ¿Qué pasa con el octágono de aluminio por la influencia del movimiento del imán?

c) ¿Cambia algo al cambiar la velocidad o el sentido del movimiento?

d) Intenten explicar la influencia del imán sobre el octágono de aluminio.

(Un consejo: ¿Qué pasa si un campo magnético se mueve por un conductor eléctrico?

¿Y qué efecto magnético se produce si fluye corriente por un conductor eléctrico?)

e) ¿Qué tiene que ver el experimento con el fenómeno de las corrientes de Foucault?

Preguntas

a) Comprueben en casa o en el colegio la composición de la basura doméstica y cómo se reparte sus componentes.

Si tienen conexión a internet: b) Expliquen tras investigarlo, cómo se aprovecha el principio de la separación mediante las corrientes de Foucault en la separación de basuras y el reciclaje de metales a partir de los residuos.

c) Investiguen cómo se aprovecha en la industria y la técnica la creación de corrientes de Foucault.

d) La recuperación de materias primas a partir de la basura tiene especial sentido si se realiza dicha separación de manera eficiente desde un punto de vista energético o si se trata de materiales cuya producción requiere un alto consumo de energía. Busquen ejemplos para esta “regla”.

e) Un proceso interesante de reciclaje es la recuperación y el tratamiento de materias primas a partir los envases llamados Tetra Pak. Investiguen de qué materiales se componen y diseñen su propio procedimiento de separación.

f) ¿Qué posibilidades tienen las empresas industriales, p. ej., una planta automovilística, para evitar generar residuos innecesarios?

Anexo: Así se dobla un octágono con papel de aluminio

Estas instrucciones pertenecen al experimento parcial 2 titulado “el principio de la separación de aluminio de otros metales no ferrosos”.

1. Tomen un cuadrado de papel de aluminio (de aprox. 20 cm x 20 cm) y dóblenlo con cuidado por la mitad, formando un rectángulo. Entre las capas debería quedar algo de aire.

2. Doblen nuevamente el rectángulo por la mitad para obtener nuevamente un cuadrado.

3. Repiten los pasos 1 y 2 de forma que al final vuelvan a tener un cuadrado compuesto por 16 capas (véase la foto).

4. Ahora doblen cada una de las cuatro esquinas hacia adentro y aprieten las esquinas para que queden bien planas.

5. Ya está listo el octágono.

Comentarios adicionales

©Siemens Stiftung 2016, Contenido licenciado bajo CC BY-SA 4.0 internacional

Destrezas fonológica que consiste en dividir los fonemas o sílabas de una palabra.

En el continuo de coaching es el rol de ser muy directo y enseñar, mostrar, guiar, etc.

Las “promesas” que los miembros de un equipo hacen uno al otro sobre su comportamiento.

Conjunto de acciones (formas de actuar o de resolver tareas), con un orden, plan o pasos, para conseguir un determinado fin o meta. Se trata de saber hacer cosas, aplicar o actuar de manera ordenada para solucionar problemas, satisfacer propósitos o conseguir objetivos. Forman los contenidos procedimentales.