ideas para el aula

IDEAS PARA EL AULA
RESUMEN
Se propóneuna metodolog(a para preparar colecciones de arenas que contribuyan 'a la formación
geológica de estudiantes y docentes en niveles de enseñanza universitarios y no universitarios. Lacolección consta de dos tipos de muestras: unas con part(culas seleccionadas donde se estudian uno a
'uno los caracteres texturalesde los granos y otras en las que·se estudian parámetros que afectan
udimentos completos.
ª
ABSTRAeT
. A methodology. is proposed to prepare cotlections of sand that willcontribute
to the geological
training ofboth students and teachers at universiÍy as well as non-university
level. The collection will
contain two types' of samples :, some with selected particles, where lhe textural characteristics of the
grains can be studied one by one and others wich allow the study of the general parameters that affect
the sediment'as a whole.
I.INTRODUCCION
111. ESTRUCTURA
ARENAS
Motivar, potenciar actitudes investigadoras, facilitar la tarea de enseñar y de aprender
autónomamente, son' algunas de los principales
objetivos que nos llevan a promover la elaboración y recopilaCión de qiertos materiales que
puedan ser utilizados en cualquier ámbito o nivel de enseñanza relacionado con el conocimiento de la Geología (Carrillo y.Gisbert,
1988, 1990, 1991, 1992). En'esteartículo
se explica cómo realizar un B.D.A. de arenas (Bloque Didácticb Autóilomo en el sentido de
Castillo, Qisbert y Lahoz, (1990). Observar
arenas a la lupa binocular es un placer estético
para cualquier persona y constituye una forma
emocionante de descúbrirpequeños
e insospechados tesoros en miniatura; es además, un recurso para la investigación del entorno y tam~
bién puede introducimos en el mundo de las
interpretaciones geológicas.
DEL
B.D.A
SOBRE
El B.D.A. está constituido por un conjunto de muestras organizadas en "celdillas" y una
memoria explicativa. En las celdil1as las muestras se han preparado con dos criterios diferentes:
- En unas se pueden estudiar las características o parámetros que afectan a los granos o
partículas individualmente (textura superficial,
forma, brillo, composición mineral6gica, etc).
La preparación de estas celdillas es laboriosa·,
pues se eligen de uno en uno aquellos granos
que' tienen un parámetro común, por ejemplo :
granos esféricos o granos picoteados, etc.
- En' otras se estudian características que
afectan al conjunto de una muestra natural de
arenas (grado de selección d~ la muestra, área
fuente,etc.)
procedentes de diferentes medios
sedimentarios, áreas fuentes y tipos de transporte. Su elaboración no presenta dificultad
pues se trata de verter en la celdilla una peque~
ña cantidad de arena de un medio sedimentario
dado.
'
11. OBJETIVOS
El objetivo de este artíéulo es presentar un
esquema organizativo de unas arenas para su
uso didáctico. Procuraremos por tanto abreviar
aquellos aspectos o contenidos de carácter té9I1ico (técnicas dé manipulación, eté.) ogeológiéo que pueden,encontrarse en la bibliografía especializada.
Por supuest.o, la colección no incluye todos
los tipos posibles de arenas, ni tampoco se pretende que' sean muestras o "patrones tipo", lo
que sí se ha pretendido es mostrar una serie de
arenas suficientemente variada y con unas caracter{sticas fácilmente distinguibles, a fin de
que el observador tenga una idea general a par"
(1) I.B. Pablo Gargallo. Camino de Miraflores. 13, Zaragoza. 50,007.
(2)
DjJto. de Pétrolog(a. Universidad de Zaragoza. Pza. de San Francisco s/n. 50.003.
37
Enseñanzade las Cienciasde la TIerra,199,3. 1(1)
,
tir de la cual, poder abordar por sí mismo un
estudio más detallado.
.
una porción limitada del sedimento -el tamaño'
arena - fuera. de su contexto sedimentario, sin
tener en cuenta las estructuras sedimentarias,
los diferentes ciclos sedimentarios que pueden
haber afectado a un grano, etc.
2. Objetivos:
Se han preparado 60 celdillas monográficas de arenas que muestran los siguientes aspectos:
- 3 sobre aspectos descriptivos texturales
de superficie: brillantes, mates e intermedios.
~ 6 sobre forma: 2 relativos a esfericidad
(alta y baja) y 4. relativos aredondez
(angulosos, subangulosos, subredond~ados y redondeados).
- 17 sobre contenido mineral: diferentes
tipos de cuarzo (brillante, lechoso, intermedio
o picoteado, rosa, volcánico, agata y ópalo),
feldespato, micas (blanca y negra), turmalina,
olivino, granates, cenizas volcánicas, vidrio
volcánico, escoria volcánica, yeso y calcita.
- 15 sobre contenido en fósiles o/y microc
fauna: foraminíferos planctónicos, foraminíferos benctónicos, radiolarios, ostrácodos,' fragmentos de erizos marinos, de bivalvos, de gasterópodos marinos, de gasterópodos lacustres,
de briozoos, espículas de esponjas, dientes de
ardilla y dientes de peces.
.
- 2 sobre selección:
mala selección.
buena selección
y
- 9 sobre área fuente:
mal, 3 volcánicas (proximal,
tal), 3 metamórficas (ídem),
termedia-distal)
y 1 de área
ya, duna).
1 granítica proxiintermedia y dis1 sedimentaria (infuente distal (pla-
- 5 sobre el agente que los ha transportado: 1 eólico, 1 de río, 2 de playa (con y sin carbonatos) y 1 de torrente.
- 3 de sedimentos poco elaborados: lSue10 sobre el Buntsandstein, 1 sedimento salino y
lde cenizas volcánicas.
En la Memoria se han contemplado los siguientes apartados:
.
1. Introducción:
En la ·que se hace referencia a las representaciones más comunes que diferentes personas pueden tener al oír hablar de arena. Se dan
algunas definiciones de arena, up.a clasificación
general de las rocas sedimentarias detríticas y
una clasificación de arenas (Samitas). Por último se advierte sobre las limitaciories que supone .para la interpretación geológica el estudio de
Aprender Geología tiene diferentes significados según el grado de conocimientos previos,
motivación, necesidad de aplicar lo aprendido
etc, de las. personas que abordan dicha tarea,
que puede' ir desde los profesionales en la materia y estudiantes de la carrera de CC. Geológicas, hasta el profesorado de niveles no universitarios,. estudiantes de estos niveles o población
en general. Un material cOmO el que nosotros
present.amos sirve para todos estos niveles,
siempre que se establezcan los objetivos y la
metodología adecuados a cada un~ de ellos.
En la Universidad
servirá para:
el estudio
de arenas
~ Reconocer los diferentes constituyentes
de. las arenas: mineralogía, microorganismos,
fragmentos esqueléticos de seres vivos de mayor tamaño,.pattículas
de materia orgánica,etc.
. - Conocer formas, textura superficial, color, etc., como parámetros cualitativos que pue- .
den determinarse por simple observación y que
resultan imprescindibles
para hacer una descripción de los elementos que constituyen el esqueleto de cualquier roca detrítica.
- Adquirir criterios de interpretación sobre la historia del sedimento a partir de las características anteriores (área fuente, agente de
transporte, intensidad y duración del mismo,
condiciones hidrodinámicas en el momento del
depósito, características de ese medio de sedimentación, etc.).
.- Aprender significativamente
de petrografía sedimentaria.
conceptos
- Desarrollar destrezas de preparación de
muestras: preparación de las celdillas, levigados y otras técnicas.
En la Enseñanza Secundaria el estudio de
arenas, puede enfocarse hacia er aprendizaje de
procedimientos
científicos
(Borrás y Rodríguez, 1989) o integrarse
en· el contexto de una
pequeña"investigación,
contribuyendo a la adquisición significativa de diferentes tipos de
contenidos:
a) Referidos a hechos, conceptos y principios:
~ Adquirir el concepto de "arena".
- Potenciar la
ceptos "orgáriico" e
gánica de naturaleza
nica" (de naturaleza
-
discriminación de los con"inorgánico", "materia ormineral" y "materia orgáorgánica).
Identificar l;)omponentes de las arenas:
mineralogía, microorganismos, etc.
- Advertir diferencias entre arenas: composicionales, texturales, etc.
- Enriquecer y consoliQar la red de conceptos geo16gicos: erosi6n, transporte, sedimentaci6n, formaci6n de rocas sedimentarias,
etc.
.".. Consolidar conceptos estructurantes de
las ciencias -Unidad, Diversidad;
Cambio e
Interaccionesen un nuevo contexto.
- Aplicar el Principio del Actualismo.
-Conocer
las aplicaciones
fabricaci6n de vidrio, etc.
de las arenas:
b) Referidos a Procedimientos y destrezas:
- Utilizar instruméntos y técnicas oportunas para la identificación y exploraci6n (lupa
binocular, levigados, etc.).
- Buscar explicaciones
características observadas.
geol6gicas
a las
c) ReferidosaAciitudes:
- Motivar actitudes favorables al conocimiento del medio.
-Adquirir
una actitud favorable hacia la
Geología como ciencia que contribuye a la
comprensi6n de la· naturaleza y de la historia
.del planeta.
.
- Desarrollar actitudes de tipo científico:
Búsqueda de informaci6n, cuestionamiento de
lo obvio, etc.
.
--' Valorar la importancia económica de las
arenas.
cantos, etc. En el caso de sedimentos tamañolimo y arcilla (inferior) la lupa pierde resolución
y nos sería imposible distinguir estas caracte~
rísticas.
InCluimos en este apartado:
4.1. Textura superficial:
dividuales.
4.2. Forma:
de los granos in-
de lqs granos individuales .
4.3 Selecci6n: del conjunto de la muestra.
~~
También sería posible incluir estudios so.
.
- El color: por comparaci6n con la Carta
Internacional de Colores (Rock Color ChartSistema Munsell).
- El tamaño: separando las fracciones 21 mm, 1-0,5 mm, 0;5-0,25mm,
0,25-0,125
mm y 0,125-0,0625 mm.
- El contenido en carbonatos:
Calcímetro de Bernard.
a partir del
.
4.1. Textura superficial.
. Se entiende por textura superficial, los accidentes presentes en la superficie de un clasto
o grano. Se· introduce una reflexi6n sobre el
brillo como percepci6n visual, y' por tanto en
gran parte subjetiva y para simplificar el problema se justifica la consideraci6nde
los granos como "brillantes" o "mates", reservando el
término "intermedios" para aquellos granos de
dudosa asignaci6n a alguno de los anteriores y
para los granos picoteados.
4.2. Forma.
Se puede describir como el conjunto de la.s
características geométricas tridimensionales del
grano.
3. Métodos:
'se explican las técnicas seguidas para la
preparación de los distintos patrones a partir de
muestras de arenas o, más estrictamente, de sedimentos no consolidados. Estas técnicas, son:
granulometrías
(por tamices o por decantación),para
separar fracciones de diferente tamaño, o granos .de diferentes formas, así como
separaci6ri densimétrica y manual. En caso de
muestras .consolidadas sería necesaria su disgregaci6n mecánica y/o química, de cuyas técnicas no nos hemos ocupado.
~
4. Aspectos descriptivos de las arenas:
.
4.0. Introducci6n:
Aunque lo aplicamos a sedimentos tamaño
arena, estos aspectos son extensibles a sedimentos de mayor tamaño de grano como gravas,
Se propone el análisis de dos aspectos de
la forma muy concrytos: la esfericidad y la redondez.
4.2.1. Esfericidad.
Relaciona la forma del grano con la de una
esfera de igual volumen. Como sabemos la forma .de la esfera se caracteriza por su equidi~
mensionalidad, es decir, en todas las,direcciones presenta el mismo desarrollo.
Normalmente tanto la esfericidad como la·
redondez de la que hablaremos más adelante; se
determinan cualitativamente mediante comparaci6ncon unas gráficas. Una de las más utiliza"
, das es la de Pówers, en la que se combinan am~
bos parámetros esfericidad y redondez.
Las muestras preparadas incluyen los .dos
extremos: alta y bajaesfericidad.
Entre estos
dos extremos hay una gama infinita de situaciones intermedias.
.
4.2.2. Redondez.
. La redondez
expresa
la suavidad
de los
contornos y describe su grado de curvatura.
Como ocurre también para otros aspectos descriptivos, se han elaborado índices matemáticos
para cuantificar este aspecto. Sin embargo estos
índices son laboriosos de obtener y más aún en
el caso de arenas, siendo la única aplicaci6n la
de un posible tratamiento
estadístico poi lo
que, como ocurría con la esfericidad, hacemos
una descripci"6n cualítativa a partir de la comparaci6n con la gráfica de P6wers.
4.3. Selecci6n.
Como las arenas incluyen granos de tamaño comprendido entre 2mm. y 1/16mm., es fácil .
comprender que en una muestra podemos tener
granos de distinto tamaño, aún cuando se encuentren dentro del rango de la arena. Esto tiene un significado hidrodinámico importahte que
se discute someramente más adelante al tratar
de los agentes de transporte.
Se acompañan las escalas gráficas de selecci6n (Beard y Weyl, 1973) que permiten una
matización de este parámetro en diez escalones.
5. Contenido mineral:
La determinaci6n mineralógica de las arenas puede permitirnos estudiar el origen y la
historia del sedimento. Los minerales de nuestra colecci6n no se han elegido con el mismo
criterio; en unos casos han sido elegidos por su
importancia geo16gica, mientras. que en otros
ha sido por su facilidad de separaci6n a partir
de las muestras que hemos estudiado.
Un breve resumen especial para este artículo, sobre las características de algunos minerales seleccionados sería:
-Cuarzo.
El único polimorfo cristalino
termodinámicamente
estable en condiciones sedimentarias. Por su dureza· y estabilidad es el
compónente más id6neo para el estudio textural
y variaciones comparativas de sedimentos, ya
que aún siendo el mineral más estable y abundante (es el constituyente detrítico más común
en las arenas, pudiendo llegar a constituir hasta
el 100 % de la muestra) puede sufrir variaciones
por disoluci6n, corrosi6n, despulido, ffacturaci6n, etc. Su origen son las rócas ígneas y metam6rficas
cuarzosas
así como sedimentos
cuarzosos preexistente s (principalmente areniscas).
.
-Feldespato.
Por su abundancia y significado es el segundo componente de las arenas.
Las rocas ígneas contienen proporciones similares de cuarzo y feldespato, sin embargo en los
sedimentos, este se reduce a la cuarta parte del
contenido en cuarzo. Por tanto es menos estable
que aquel, siendo más evidente este hecho en
sedimentos antiguos.
- Micas clásticas o autigénicas.
- Fragmentos
de rocas (representan
a la
roca de la que proceden):
. ficas, etc.
volcánicas,
metam6r-
- Minera1es pesados (drc6n, turmalina,
granate). Minerales accesorios secundarios que
raramente sobrepasan el1 % y por lo general
forman menos del 0,1% de la roca.
6. Contenido en organismos:
El contenido en organismos puede llegar
hasta el 90 %. La mayoría de las veces serán
fragmentos de caparazones y conchas que no se
pueden clasificar. Queda abier.ta la posibilidad
de elaborar una clasificaci6n del grado de rotura y/o redondeamiento de los fragmentos.
Z Areafuente. (El origen del sedimento):
Se hace una introducci6n sobre factores
que influyen en el tipo de sedimento que se va a
formar a partir de un área madre determinada
(naturaleza de esta, composici6n mineral de loS
granos -tesistatos,
etc- así como forma y textura superficial de los mismos) y posteriormente se estudian las características de diferentes
tipos de área fuente.
8. Agentes de transporte:
Se revisan las características de diferentes
agentes (agua, vIento, etc.) y sus respectivas
modalidades (río, playa, etc.) y las improntas
que producen en los sedimentos. Así.mismo se
reflexiona sobre sedimentos en que el transporfe ha sido escaso o inexistente como los suelos
o que a pesar de tener un transporte largo no
han sido afectados (cenizas volcánicas).
9. Relación de muestras de sedimentos y procedencia:
1....:Area fuente granítica proximal:
de Perram6n, Benasque,España.
Río Aguas
2,3. - Area fuente volcánica proximal:
de Níjar, Almería, España.
Torrente
.
4. - Area fuente volcánica proximal ácida: Rambla Morr6n Genoveses, Cabo de Gata, España.
5.-Area fuente metam6rfica proximal: Rambla
Abla-Escuyar,
Baza, Almería, España.
6. - Xrea fuente metam6rfica proximal: Torrente Canilles-Abla,
Baza, Almería, España.
7. - Area
Port-Bou,
fuente metam6rfica
Gerona, España.
distal:
Playa
8. - Area fuente sedimentaria: Terrazas fluviales, río. Ebro, Torrero, Zaragoza,
España.
9. -Area fuente distal: Playa~duna Pilat, Arcachon, Francia.
10.- Agente de transporte
Rissani, Marruecos.
e6lico: Duna Erg de
11.- Agente de transporte
acuoso, río:
Ebro, Figueruelas, Zaragoza, España.
Río
12.- Agente de transporte acuoso, playa con
restos orgánicos: Playa de Gijón, Asturias, España.
13. - Agente de transporte acuoso, playa con restos orgánicos: Playa Punta Prima, Menorca,
España.
de Mineralogfa de Vana. Ed .. Reverté. Barcelona.
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(1974). Lilboratory
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14.-Agente de transporte acuoso, playa sinrestos orgánicos: Playa El Puig, Valencia, España.
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Amsterdam. 102 pp:
15.-Agente
de transporte
acuoso,
Schonach, Gerlos, Tirol, Austria.
Krinsley, D.H. (1973). Atlas of Sand Surface Textures. Cambridge Earth ScL Series 91 pp.
torrente:
16.-Arena de suelo: Suelo en Albarracín,
ruel, España.
17.-Sedimento
España.
Te-
salino: Salinas, Cabo de Gata,
18.-Cenizas
volcánicas: Cenizas
volcán Santa Helena, U.S.A.
volcánicas,
/0. Bibliografta de la. memoria:
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Vatan, J.M. (1967). Manuel de Sedimentologie. Ed.technip. Paris. 397pp.
IV. DATOS TECNICOS
1. Las arenas: La colección ha sido realizada a partir de arenas procedentes de toda la
geografía española y mundial, en parte recogida por'nosotros mismos y en parte recibida de
numerosos corresponsales extranjeros (coleccionistas de arenas -Sand Collectors International- que las remiten gratuitaJ11ente a cambio
de otras muestras. La suscripci6n a la asociación es de 5 $/añó). El contacto para recibir la
ficha de inscripción, .la lista de. personas a las
que cambiary un boletín, es:
Mr. Horst Windisch; de quien tenemós dO$
direcciones:
a) ..P.O. Box 17237, Groenkloof
South Africa 0027.
Pretoria,
b) 30 Van Wouw Sf,Groenkloof
South Africa 0181.
Pretoria,
2. Elaboración de celdillas El soporte de
estas celdillas puede ser de distinta naturaleza:
puede adquirirse en el mercado o ser fabricado
por nosotros mismos a partir de diferentes ma- .
teriales. Una posibilidad es la de cartones que
agujereamos con un troquel de tamaño conveniente, pegando posteriormente
un cartoncito
por debajo que haga de base y un plástico o cubre por arriba; otra es en celdilla s de plástico
de las utilizadas para colecciol1ar monedas;
también hay quien pega los granos uno a uno en
portas para microscopio, etc.
Para personas o instituciones interesadas
en adquirir un B.D.A. elaborado, existen estudiantes de CC. Geol6gicas en la Universidad de
Zaragoza dispuestos a su rea1izaci6n. La direcci6n de contacto sería la de los autores de este
artículo.
V. CONCLUSIONES
En caso de querer adquiridas, advertir que
es necesario comprar, una cantidad mínima de
500 unidades que salen por un precio aproximado de 30 ptas. la unidad. La direcci6n que nosotros conocemos es:
Un B'.D.A. de arenas puede contribuir al
aprendizaje aut6nomo o dirigido de conceptos
geol6gicos relacionados con l!l descripci6n y la
interpretaci6n de los sedimentos.
Plásticos Mernick, P. Salvador Rueda 17,
29.016 Málaga y el teléfono (952) 21.27.20 a
nombre de Miguel Mérida. (La referencia para
pedir las celdilla s es E-150).
Por otra parte para alumnado de EEMM
aporta posibilidades para la realizaci6n de trabajos prácticos de Geología (pequeñas investi~
gaciones), relacionados con el descubrimiento
del medio.
'
Su elaboraci6no
adquisici6n puede convenir a: Dptos. de Geología (Petrología, Estratigrafía)" para la enseñanza universitaria,
y a
Centros de Profesores (CEP) para contribuir a
laformaci6n
permanente del, profesorado, así
como a los centros educativos en que se imparten EEMM.
VI. BIBLIOGRAFIA
Borrás, A. y Rodríguez, A. (1989). Análisi
de sorres de medis sedimentaris. Un enfoca':
ment práctic i multidisciplinar en el laboratori.
Segon Sympósium sobre 1'ensenyament de les
Ciéncies Náturals, pp. 582-588. Tarragona.
3. Las bandejas para almacenar las celdiHas: Se pueden utilizar distintos métodos. En
nuestro B.D.A. original elaboramos bandejas
de madera en las que las celdillas iban encajadas y dejábamos una pequeña muesca para introducir el dedo (foto 1). Posteriormente vimos
más fácil partir de paneles de cartén duro y sujetar cada celdilla con dos gomas que atravesaran elcart6n .
4. Los botes para contener/intercambiar
arenas utilizamos botecitos de plástico (de los
que contienen carretes de fotografíaf», que demandamos en comercios del ramo.
Con el fin de tener suficiente cantidad de
arena para manipular en el laboratorio con estudiantes, conviene tener de cada muestra, al
menos uno de estos botecitos.
5. ,Las cajas para celdillas y botecitos (depende del grado de presentaci6n, que queramos
dar al trabajo) Nosotros utilizamos cajas com"
pradas en tiendas de "bricolage" con un valor
aproximado de 1.600 ptas.lunidad.
Carrillo, L. y Gisbert, J. (1988). Algunas
refIexione's sobre la creaci6n de Centros de Recursos de Ciencias Bxperimentales
en los
CEPs: Investigaci6n de un modelo para la enseñanza-aprendizaje de la Geología. VI Jornadas
de Estudio sobre Investigación en la Escuela.
Sevilla.
'.
Carrillo L. y Gisbert, J. (1991). Jornadas
de encuentro para la difusi6n y evaluaci6n de
recursos didácticos en la enseñanza/aprendizaje
de la Geología. Actas 1 Simposio Ens. de las
CC.EE. Madrid.
Carrillo, L. y Gisbert, 1. (1992). Enseñar y
aprender Geología. Enseñanza de las Ciencias
de la Tierra. Rev. de la AEPECT, nO O,' pp. 5-9.
Castillo, E.; Gisbert, 1. y Lahoz, C.
(1990). Bloques Didácticos Aut6nomos autogenerados con el método activo-solidario:
Ejemplos en la didáctica de la Petrología. VI Simpo- .
sio EnS. de la Geología, pp. 433. Puerto de la
Cruz. Tenerife.
Gisbert, 1. y Carrillo, L. (1990) Exitos y
fracasos del método activo-solidario:
algunas
reflexiones 'sobre la investigaci6n en la acci6n
de la enseñanza de la Petrología en la Universidad. Actas VI Simposio Ens. Geol. Tenerife,
49-.-59 .•
Foto 2: Granos de Mica negra ~n los que puede observarse
exagonal de las mismas.
el hábito
Foto 5: Arenás de granos angulosos. Obsérvese la composición de
los mismos, que junto a la textura, indican el origen volcánico de esta arena"(mineral translúcido= Cuarzo; mineral blanco: Cuarzo·o
Feldespato; granos ·vesiculares· oscuros : Pumita).
NOTA: Agradecemos a E. Villas-Dpto.
de Paleontología
inestimable en larealizaci6n de las fotografías. •
de la Universidad~de
Zaragoza,
su ayuda