El Vidrio. Un material con características particulares
Artículo extraído de la revista Didáctica Primaria N.º 35 (2022)
La Asamblea General de las Naciones Unidas (ONU) resolvió declarar el 2022 como Año Internacional del Vidrio. Este reconocimiento tiene por propósito destacar los aportes de este material en la vida cotidiana de las personas, la ciencia, la tecnología, el arte y el desarrollo de las comunicaciones, así como también su contribución para el cumplimiento de los objetivos para el desarrollo sostenible y el cuidado del ambiente.
Si miramos nuestro entorno más cercano, podemos apreciar cómo el vidrio forma parte de los objetos que nos rodean, pero también debemos reconocer la influencia de este material en el desarrollo de la ciencia y tecnología. El vidrio ha contribuido, por ejemplo, entre otras cosas, al conocimiento sobre las células, los microorganismos y las rocas a través del microscopio; a conocer el universo con el uso de los telescopios; o al avance de las telecomunicaciones a partir del uso de la fibra óptica. La variedad de usos que el hombre le ha dado al vidrio solo está limitada por su creatividad e ingenio y por las características de este material que es, a la vez, transparente, translúcido, hermético, aislante, impermeable, duro, frágil, resistente al daño químico, de baja reacción al fuego y resistencia al choque térmico, reciclable y estético.
Fernández Navarro, en su obra Evolución del vidrio a través de los tiempos, expresa que
… de todos los materiales empleados por el hombre es el vidrio el que, ya desde los albores de la Humanidad, le ha acompañado más fielmente a su paso por el mundo, permitiéndole conjugar siempre lo útil y lo bello
(Fernández Navarro, 2003, p. 3).
El mismo autor plantea que la importancia que han tenido los materiales en cada momento histórico ha sido de tal relevancia que le ha otorgado su nombre a largos períodos de tiempo en los que imperó su uso: Edad de Piedra, Edad del Bronce, Edad del Hierro. Y destaca que si bien el vidrio no ha dado su nombre a ningún período histórico ha estado presente en todos ellos incorporándose a la cultura de los pueblos, formando parte de sus expresiones artísticas y contribuyendo en la construcción de conocimientos científicos y tecnológicos.
Pero más allá de sus usos y características conocidas por todos, ¿qué es el vidrio y cómo se obtiene?
El vidrio es uno de los materiales más valiosos y versátiles de la civilización. Es también uno de los más antiguos: hay artículos de vidrio que datan del año 1000 a. C. El vidrio es un producto de fusión de materiales inorgánicos ópticamente transparentes que se ha enfriado a un estado rígido sin cristalizar. Por producto de fusión queremos decir que el vidrio se forma al mezclar dióxido de silicio fundido (SiO2), su principal componente, con compuestos tales como óxido de sodio (Na2O), óxido de boro (B2O3) y ciertos óxidos de metales de transición que le confieren color y otra propiedades. El vidrio se considera un sólido amorfo, ya que se forma con rapidez, pasando del estado líquido al sólido, debido a que se enfría muy rápido. Esto da lugar a que sus átomos o moléculas no tengan tiempo de alinearse por sí mismos y puedan quedar fijos en posiciones distintas a las de un cristal ordenado, careciendo, así, de una distribución tridimensional regular de átomos (Chany Goldsby, 2017).
Un poco de historia sobre su origen…
Su nombre proviene del latín virdis, que significa verde, y fue así denominado porque durante la época romana su tonalidad predominante era la de ese color.
Extraído y adaptado de: Navarro, J. M. F. (2003). El vidrio (Vol. 6). https://historiamateriales.ubuinvestiga. es/vidrio/#A-lo-largo-del-tiempo
Pensando en los aprendizajes
Trabajar con el Año Internacional del Vidrio nos abre un abanico de posibilidades para plantear actividades centradas en los aprendizajes de los niños sobre contenidos pertenecientes a distintas disciplinas (química, geología, física) y para potenciar el desarrollo de habilidades de pensamiento científico, conectando los conocimientos de ciencias con su contexto social para que sean percibidos por ellos como relevantes para su vida. Creemos que esta conexión contribuye a aumentar el interés y la motivación de los alumnos hacia las ciencias.
Considerar los aprendizajes en términos de progresión permite establecer diferentes rutas por las cuales se espera que los alumnos progresen en sus aprendizajes no solo en relación con la clase actual, sino también en relación con las clases anteriores y las posteriores. De esta manera, se visualiza el aprendizaje con una imagen más completa que contribuye a establecer vínculos entre los aprendizajes en los diferentes grados.
A continuación, compartimos algunos de los aprendizajes en los que se podría focalizar en los diferentes grados:
- Observar el mundo que nos rodea y percibir que existe una gran variedad de materiales y que estos se utilizan para muchos fines.
- Reconocer características de los materiales sólidos, comparar e identificar qué tienen en común (unidad) y en qué se diferencian (diversidad).
- Describir las diferencias que existen entre distintos tipos de materiales e identificar las propiedades que caracterizan a cada material.
- Relacionar las propiedades de los materiales con su uso.
- Seleccionar un material con base en las propiedades adecuadas para desempeñar una función determinada (por ejemplo, dejar pasar la luz, retener un líquido, ver a través de él, etc.).
- Caracterizar una familia de materiales a través de sus propiedades.
- Distinguir entre las características de un objeto y las de los materiales que lo forman.
- Reconocer que existen diferentes tipos de materiales y distintos tipos de objetos; y que dos objetos que tienen un mismo uso pueden estar formados por materiales diferentes, de la misma manera que dos objetos de diferente uso pueden estar formados por el mismo material, así como un mismo objeto puede estar formado por varios materiales.
- Reconocer propiedades de la materia y utilizar modelos que permitan explicar que:
- un material puede estar formado por más de un componente, aunque estos no se observen a simple vista;
- los sólidos pueden cambiar de estado cuando se aumenta la temperatura;
- materiales que se pueden formar mediante procesos geológicos naturales o fabricar a partir de la mezcla de varias sustancias sometidas a condiciones particulares;
- que hay materiales totalmente reutilizables o reciclables que no pierden sus propiedades y que este proceso implica un ahorro de energía y contribuye a disminuir la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera;
- mediante procesos tecnológicos que implican cambios físicos y/o químicos, las propiedades de los materiales pueden modificarse;
- hay materiales que por sus propiedades contribuyen al avance tecnológico, a la generación de conocimiento científico o a la expresión artística.
Pensando en la enseñanza
Compartimos posibles actividades que podrían ayudar a construir algunos de los aprendizajes antes mencionados.
1Diferenciamos objetos de materialesAl trabajar en los niveles iniciales es importante lograr que los estudiantes puedan diferenciar que una cosa es el objeto y otra, el material. Muchas veces, los alumnos reconocen objetos sin detenerse a observarlos y describirlos por su material, o también que hay características similares según el material. Para ello, una actividad de indagación de estas ideas puede poner a los alumnos en situación de clasificar objetos. ConsignaReunidos en equipos, observen lo que tienen en su mesa de trabajo y piensen en una forma de agruparlo. Una vez que hayan hecho los grupos, tienen que comunicarles a los demás compañeros por qué los agruparon de ese modo. Para esta actividad, una opción para el maestro puede ser utilizar objetos que sean de madera, de plástico y uno de vidrio. Creemos que es importante que en esta instancia de trabajo se validen todas las agrupaciones que tengan una razón comunicada por cada equipo, ya que la consigna estaría cumplida por los alumnos. |
2El material: un criterio para clasificar objetosEsta segunda actividad se piensa para que el docente guíe al grupo a centrar la atención en un criterio en particular: agrupar de acuerdo al material. En el caso de que la instancia anterior haya surgido de los alumnos, igualmente puede llevarse adelante para destacar esta razón para ordenar. Si en la clase no ha surgido aún este criterio, entonces es una interesante oportunidad para problematizar con los estudiantes acerca de cuál pudo ser la razón que dio origen a esos grupos, y trabajar las características que tienen en común los objetos en cada categoría. ConsignaObserven los grupos que se formaron en la mesa de trabajo y respondan:
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3Características del vidrio como material sólidoA partir de este momento es posible detenerse a identificar características que tienen en común los objetos de vidrio y en qué se diferencian de los demás materiales (plástico y madera). El vidrio es un material duro, en general frágil y transparente. Estas características pueden ser trabajadas en clase, en próximas instancias. Por ejemplo, se pueden comparar vasos de vidrio y vasos de plástico para observar que los primeros prácticamente no están rallados y presentar esa característica como dureza de un material sólido. Del mismo modo, puede pensarse con los alumnos por qué a los niños pequeños no se les ofrecen vasos de vidrio y sí a los niños más grandes o a los adultos, como forma de llegar a otra característica, como la fragilidad. Finalmente, puede trabajarse con una característica principal, como la transparencia. Luego de la identificación de estas tres características sobresalientes del vidrio, es posible plantearle a la clase una instancia de trabajo que ponga a los estudiantes en situación de relacionar características con función, para analizar en qué casos conviene que un objeto sea confeccionado de vidrio o no. |
4Un poco de historia sobre el origen del vidrioEl texto que aquí presentamos permite abordar ideas en relación con que los materiales pueden estar formados por más de un componente (aunque a simple vista no se identifiquen), que los sólidos y los líquidos pueden cambiar de estado cuando se aumenta o disminuye la temperatura, respectivamente, y que hay materiales que se pueden generar de forma natural o fabricar, como es el caso del vidrio, a partir de la mezcla de varias sustancias, cuando estas se someten a altas temperaturas. Trabajar con la síntesis del vidrio posibilita ampliar el concepto de cambio de estado como una propiedad de todos los materiales. Entender que un material sólido, como lo es una roca silícea, cuando se la somete a altas temperaturas (1500 grados centígrados, aproximadamente) cambia su estado pasando de sólido a líquido ayuda a trabajar una gran idea de la ciencia escolar en relación con las sustancias, como que estas pueden cambiar su forma de estar cuando son sometidas a determinadas condiciones de presión o temperatura, idea generalmente trabajada en la escuela solo a partir de los cambios de estado del agua. Si bien partir de ejemplos cotidianos y observables por el niño favorece la comprensión y el aprendizaje, si nos quedamos solo con ese ejemplo podemos correr el riesgo de construir una idea restringida del proceso. Otra gran idea que se puede trabajar es en relación con que la sustancias se pueden mezclar y que dependiendo de las propiedades de las sustancias que se mezclen podemos distinguir o no, a simple vista, sus componentes (mezcla heterogénea-mezcla homogénea), que no pierden su identidad. ConsignaDespués de leer el texto, intercambien con sus compañeros y respondan las siguientes preguntas:
Texto para trabajar con los niños:
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5El telescopio: un instrumento que contribuyó a revolucionar el modelo de universoCon esta actividad, se podría abordar la idea de que hay materiales que por sus propiedades contribuyen al avance tecnológico y a la generación de conocimiento. En este caso, pensar en el telescopio como uno de los instrumentos que revolucionó la concepción que se tenía del universo permite vincular el avance de la tecnología con la producción de conocimiento científico. El texto que presentamos a continuación habilita a trabajar sobre el valor de la invención del telescopio como un instrumento que posibilitó realizar nuevas observaciones y recabar nuevas evidencias que fueron utilizadas como sustento del modelo heliocéntrico defendido por Galileo. Estas evidencias se transformaron en pruebas que fueron utilizadas como argumentos para validar un modelo de universo que tenía fuertes detractores en el siglo XVII. Texto para los niños: La invención del telescopio marcó un antes y un después en la evolución de la astronomía y la ciencia en general. Se cree que el primer telescopio fue creado por el fabricante de lentes de vidrio Hans Lippershey, en Holanda, durante los primeros años del siglo XVII. Según una de las historias asociadas al descubrimiento, los hijos de Lippershey jugaban con un par de lentes de vidrio en su taller cuando notaron que, con cierta combinación de ellas, el tamaño de los objetos lejanos se ampliaba. Lippershey observó ese fenómeno y ofreció el invento en secreto a la Corona de su país, dado su indiscutible valor estratégico. En las demostraciones que siguieron, se hallaba un amigo de Galileo Galilei, que a su regreso a Italia le comunicó con gran entusiasmo lo que había visto en ellas. Esto sucedió CIENCIAS NATURALES / DIDÁCTICA 27 en noviembre de 1609, y Galileo, sin perder un momento y habiendo imaginado cómo se podría lograr el mismo efecto, comenzó a experimentar con las lentes de vidrio de un amigo suyo, fabricante de anteojos. Así logró, en pocos días, reproducir el fenómeno de la amplificación de objetos lejanos, pensando de inmediato en su aplicación al estudio del firmamento. Para montar las lentes de vidrio de su primer instrumento, Galileo empleó un viejo tubo de órgano, y en la noche del 6 de enero de 1610 estrenó su telescopio al apuntarlo a la Luna, las estrellas y el planeta Júpiter, que podía verse al anochecer. Además de ser el primer hombre en ver los cráteres de la Luna y cientos de estrellas de escasa magnitud jamás vistas antes, su descubrimiento más importante fue el de los satélites de Júpiter, cuya observación durante varios días ratificó la teoría heliocéntrica de Copérnico y le hizo escribir su famoso tratado Sidereus Nuncius, que de inmediato circuló por toda Europa. La existencia de los satélites de Júpiter mostraba que el girar alrededor de otro astro era Extraído y adaptado de https://www.astronomiaonline. com/2013/09/la-historia-del-telescopio/ Preguntas que pueden orientar la reflexión en los alumnos:
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Referencias bibliográficas
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2017). Química (12a. ed.). http://ebookcentral.proquest.com
Navarro, J. M. F. (2003). El vidrio (Vol. 6). Editorial CSICCSIC Press.
CSIC CULTURA CIENTÍFICA. La ONU aprueba la celebración
del Año Internacional del Vidrio en 2022. https:// www.csic.es/es/actualidad-del-csic/la-onu-aprueba-la-celebracion-del-ano-internacional-del-vidrioen-2022
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ANGELINA RODRÍGUEZ Y DONALDO CONDE
Maestros y formadores en Ciencias Naturales.
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