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Responsable:
Elena Moreno González de Eiris
M. Esther Sanz Montero
J. Pablo Rodríguez Aranda
Centro: Universidad Complutense de Madrid (UCM)
Facultad de Ciencias Geológicas
Fuente:
Dirigido a: ESO y Bachillerato
Material
 Cuatro bandejas de
plástico con rebordes
elevados. El tamaño
puede variar entre 500
y 1500 cm². Pueden
servir las típicas
bandejas de laboratorio
para disección
o las bandejas
de charcutería. Canicas de diferentes
colores y tamaños
de nácar o cristal. Bolas de acero
de rodamientos
de un tamaño similar
a las canicas. Conviene
que haya un número
importante de bolas
de cada tipo, al menos
100, para desarrollar
mejor la actividad. Dos imanes de unos
25 cm² de superficie
que se pueden hacer
uniendo varios imanes
pequeños. Velcro. Pegamento. Opcional: pintura
plástica para colorear
las bolas.
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Observación de muestras
de biominerales a diferentes
escalas: visual, lupa binocular
y microscopio óptico.
Se aprecia la bandeja
utilizada para la visualización
de los estados de la materia. |
Fundamento científico
La formación de minerales en los ambientes sedimentarios donde pueden vivir los microorganismos
tiene lugar principalmente por precipitación química a partir de disoluciones
acuosas. De acuerdo con la teoría cinético-molecular, la mayoría de los procesos sedimentarios
de génesis mineral se producen por cristalización, al unirse de una manera ordenada,
para constituir un sólido, las distintas partículas, esencialmente iones, que se encontraban
dispersas en la masa de agua.
En algunos casos, la unión de dichas partículas puede verse favorecida mediante procesos
fisicoquímicos inorgánicos, como la evaporación; pero en otros, la precipitación se puede
facilitar o inducir gracias a determinados microorganismos (formación de biominerales).
Desarrollo
El objetivo de esta actividad es visualizar los procesos de precipitación química y ver cómo
las bacterias pueden facilitar dichos procesos.
Los átomos, moléculas, iones y partículas en general estarán representados por bolas de diferentes
colores y tamaños; y los ambientes, por bandejas de plástico donde las bolas se
podrán mover libremente o con limitaciones.
Las bolas que representen los iones positivos tendrán pegados dos cuadraditos de velcro de
ganchitos, y las bolas que realicen del papel de aniones llevarán pegados dos cuadraditos
de velcro de terciopelo. Las bolas de partículas de agua no tendrán nada pegado. Por otro
lado, las partículas usadas para explicar los estados de la materia tampoco llevarán velcro.
1. En primer lugar, se dispondrá una bandeja para explicar los estados de la materia, según
la teoría cinético-molecular, y que los minerales se forman por cristalización, generalmente
ordenando en un sólido las partículas que con anterioridad se movían libremente
o estaban desordenadas. En el estado gaseoso habrá pocas partículas y agitaremos la
bandeja con rapidez. El estado líquido incluirá el doble de partículas que el anterior y
se agitará la bandeja más despacio. En el sólido, la bandeja se encontrará en reposo
y todas las partículas estarán unidas.
2. En segundo lugar, se modelizará una disolución en la que habrá tres tipos de partículas:
agua, iones positivos e iones negativos. Se agitará la bandeja y se comprobará lo difícil
que es unir los iones para formar un mineral sólido.
3. En tercer lugar, se representará la precipitación química facilitada
por el proceso de evaporación. Las partículas serán
similares al caso anterior, pero las moléculas de agua serán
de acero. Se dispondrá de un imán de un cierto tamaño, al
que se disfrazará de «Sol». De este modo, se apreciará que,
conforme se eliminen moléculas de agua, atraídas por el
imán, resulta más fácil la unión de los iones para formar minerales.
Este caso y el anterior se pueden realizar en la misma
bandeja.
Bandeja donde se representa la precipitación
facilitada por la evaporación.
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4. Por último, en cuarto lugar, se representará la precipitación
bioinducida. Para ello, se dispondrá también de un juego de
partículas similar al de los dos casos anteriores, pero con los
iones positivos constituidos por material de hierro. Se disfrazará
un imán a modo de bacteria. Cuando se introduzca
la «bacteria» en la bandeja, atraerá a los iones positivos
y facilitará la unión de partículas para formar minerales en
su entorno.
Precipitación química relacionada con microorganismos,
formación de biominerales.
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¿Qué hizo el visitante?
En algunas ocasiones se permitía a los visitantes agitar las bandejas, con el consiguiente
riesgo de derramar las bolas por el suelo. El simple hecho de atraer las bolas de acero con
los imanes resultaba divertido para los estudiantes. Los profesores de instituto comentaban
la facilidad de realizar la actividad en una posible práctica de gabinete y preguntaban
dónde podrían conseguir un guión detallado. Hay que tener cuidado al separar las bolas
pegadas con velcro para no despegarlo; basta con sujetarlo al tirar.
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