La olla bruja y la enseñanza de la

LA OLLA BRUJA Y
LA ENSEÑANZA DE
LA FÍSICA EN LA
ESCUELA.
Propuesta de enseñanza
de Inicial a 6º año.
Mtra. Gabriela Salsamendi.
RECURSO: OLLA
BRUJA
¿Qué
es?
Es una cocina por acumulación de calor de
construcción casera.
Es básicamente un termo donde se coloca
una olla con el alimento previamente
hervido para que termine allí de cocinarse.
La “magia” está en completar la cocción
del alimento y economizar energía
haciendo uso del calor contenido en el
propio alimento.
Es además una solución idónea para
reducir el consumo de energía sin
afectar los niveles de confort, a la vez
que ofrece soluciones favorables tanto
desde el punto de vista ecológico
como económico (reducción de
emisiones de GEI, reducción de las
cuentas de energía, alimentación más
saludable, etc.).
POSIBLES PROPUESTAS DE
ENSEÑANZA.
Desde la ciencia:
En BIOLOGÍA se puede trabajar desde la nutrición
y la salud en los humanos.
En QUÍMICA permite trabajar los estados de
agregación, los cambios de estado, los sistemas,
las
propiedades
intensivas,
propiedades
macroscópicas de la materia.
En FÍSICA podemos abordar las propiedades de
los materiales, los cambios de temperatura, la
diferencia entre calor y temperatura, la
transferencia de energía por calor, la energía y su
conservación, la energía interna de los sistemas.
POSIBLES PROPUESTAS DE
ENSEÑANZA.
Desde las ciencias sociales:
En HISTORIA permite trabajar la sucesión y
ordenación del tiempo en las actividades
cotidianas, las culturas amerindias que usaron
artefactos parecidos, las guerras mundiales en las
que también se usaron las cocinas por retención, la
dependencia económica.
En GEOGRAFÍA abordaremos los usos de las
tecnologías, la comunidad local, las actividades
productivas artesanales, el uso responsable de los
bienes ambientales, el cambio climático, el efecto
invernadero, la desigualdad social y el acceso a la
energía.
POSIBLES PROPUESTAS DE
ENSEÑANZA.
En MATEMÁTICA se puede trabajar todo lo
relacionado con las recetas (precios, cantidades,
calorías). También la medición de los intervalos de
tiempo y de las temperaturas y su registro en
gráficas. Permite trabajar geometría en la
construcción del aparato.
En LENGUAJE podemos abordar los textos
instructivos con la receta o con la construcción de
la olla, la lectura de artículos relacionados y
escritura de folletos, etc.
Propuesta:
Construcción y uso de una olla bruja.
Actividad coordinada entre un grupo de 1º
y un grupo de 6º.
Contenidos programáticos:
1º: Las propiedades de los materiales, los
buenos y los malos conductores de
energía térmica.
6º: La energía y su conservación. La
energía interna de los sistemas, la energía
térmica y la temperatura.
CONSTRUCCIÓN DE LA OLLA.
SELECCIÓN DE MATERIALES.
Taller en 1º año. Materiales buenos y malos
conductores de calor. Los alumnos seleccionan los
malos conductores que actuarán de aislantes de la
caja (madera o cartón, espuma plast, bolas de
papel de diario, lana).
Se trabaja en 6º el concepto de calor como energía
en tránsito para que le expliquen a los más chicos
cómo funciona la olla.
A los docentes nos surgen las preguntas:
- ¿Qué es la energía?
- ¿Cómo trabajarla en la escuela?
VAMOS A LO TEÓRICO:
¿ENERGÍA O ENERGÍAS?
“… en la física de hoy no sabemos lo que es la
energía”. R.P. Feynman
Y si en los ámbitos de la ciencia no se cuenta con
una definición, ¿será posible dársela a los
escolares?
Entonces pretendemos acercar a los niños al
concepto desde lo cotidiano, desde las formas en
que la energía se manifiesta. En esta propuesta es
la energía térmica la que permite cocinar los
alimentos en la olla bruja. Y esa energía llegó al
alimento al proporcionarle calor.
LOS PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA.
Hay situaciones donde la ENERGÍA se TRANSFIERE ----pero se CONSERVA
Modelo corpuscular
Estados de la materia
Cambios de estado
Calor y temperatura
Equilibrio térmico
¿Qué diferencia hay
entre TRANSFERIR y
TRANSFORMAR?
Ley de conservación de la
Energía.
Significado de ley natural.
Concepto de fuente.
Y en general… se
DEGRADA. ¿Por qué en
general y no siempre?
(Extraído de “…y sin embargo se puede enseñar ciencias naturales”
Mª Dibarboure.)
¿QUÉ ES EL CALOR?
Es energía en tránsito que se transfiere de un
objeto a otro cuando tienen contacto y cuando
tienen energías térmicas diferentes. El calor es la
energía térmica en tránsito. Es el desorden de
energías cinéticas del movimiento aleatorio de los
corpúsculos que forman una sustancia.
Le mostramos a los niños que el calor y el frío son
conceptos que para la física no existen, son
sensaciones. Para la física un cuerpo puede tener
más o menos energía térmica.
La temperatura es la medida de esa energía
térmica. Es una propiedad que describe la
agitación de los corpúsculos de un cuerpo o
sistema.
¿QUÉ ES EL CALOR?
Se debe distinguir también entre los conceptos de
calor y energía interna de una sustancia. El flujo de
calor es una transferencia de energía que se lleva
a cabo como consecuencia de las diferencias de
temperatura. La energía interna es la energía que
tiene una sustancia debido a su temperatura, que
es esencialmente a escala microscópica la energía
cinética de sus moléculas.
El calor se considera positivo cuando fluye hacia el
sistema, cuando incrementa su energía interna. El
calor se considera negativo cuando fluye desde el
sistema, por lo que disminuye su energía interna.
VOLVEMOS A LA OLLA BRUJA
¿Cómo cocina?
Se basa en los conceptos antes explicados acerca de la energía térmica.
Se trata de un sistema aislado en el que no hay tránsito de energía
térmica fuera del sistema, no hay calor negativo.
Repasemos:
Un sistema abierto: es cuando existe un intercambio de masa y de
energía con los alrededores; es por ejemplo, un coche. Le echamos
combustible y él desprende diferentes gases y calor.
Un sistema cerrado: es cuando no existe un intercambio de masa con el
medio circundante, sólo se puede dar un intercambio de energía; un reloj
de cuerda, no introducimos ni sacamos materia de él. Solo precisa un
aporte de energía que emplea para medir el tiempo.
Un sistema aislado: es cuando no existe el intercambio ni de masa y
energía con los alrededores; ¿Cómo encontrarlo si no podemos
interactuar con él? Sin embargo un termo lleno de comida caliente es una
aproximación, ya que el envase no permite el intercambio de materia e
intenta impedir que la energía (calor) salga de él.
Es en este sistema aislado en que el calor se concentra
en el alimento.
El movimiento corpuscular continua por mayor tiempo
que si el alimento tomara contacto con el aire y este le
ganara energía.
Revisemos
el principio de conservación de la
termodinámica:
Primera Ley de la Termodinámica
Esta ley se expresa como:
Eint = Q - W
Cambio en la energía interna en el sistema = Calor
agregado (Q) - Trabajo efectuado por el sistema (W)
Para entender esta ley, es útil imaginar un gas
encerrado en un cilindro, una de cuyas tapas es un
émbolo móvil y que mediante un mechero podemos
agregarle calor. El cambio en la energía interna del gas
estará dado por la diferencia entre el calor agregado y
el trabajo que el gas hace al levantar el émbolo contra
la presión atmosférica.
¿QUÉ ES LA TERMODINÁMICA?
Es la rama de la Física que describe los estados de
equilibrio a nivel macroscópico. Como ciencia
fenomenológica, la termodinámica no se ocupa de
ofrecer una interpretación física de las magnitudes.
La primera de ellas, la energía interna, se acepta
como una manifestación macroscópica de las leyes
de conservación de la energía a nivel microscópico,
que permite caracterizar el estado energético del
sistema macroscópico. El punto de partida para la
mayor parte de las consideraciones termodinámicas
son sus principios, que postulan que la energía
puede ser intercambiada entre sistemas en forma de
calor o trabajo, y que sólo puede hacerse de una
determinada manera.
En el sistema aislado olla bruja la cocción del
alimento se efectiviza porque el calor no tiene
adonde escapar, no hay transferencia de
energía térmica posible.
El calor se concentra en el alimento.
Como los alimentos se cocinan a una
temperatura entre 60 y 100 ºC mientras la
temperatura de la olla se conserve entre estos
valores los alimentos se van a cocinar.
No importa que tipo de cocina se use para
iniciar la cocción de los alimentos (a gas,
eléctrica, a leña, a queroseno).
Se les propone a los alumnos de 6º construir la
olla bruja a partir de los materiales que los más
chicos
encontraron
que
eran
malos
conductores de calor.
Lo hicieron con una caja de cartón, cubierta por
dentro con bolas de papel y una galera
invertida de cartón que contenía la olla
esmaltada.
Arriba la cubrieron con un almohadón que
también actúa como aislante.
¡Ahora a probarla!
RECETARIO
Había que comenzar a cocinar para probar
cada receta y medir los tiempos de cocción de
los alimentos. Probamos y armamos esta tabla:
PARA TERMINAR…
Esta propuesta se basa en una secuencia de conceptos, no de
actividades.
El problema inicial surge en el intento de cocinar sin la cocina y sin
el sol (porque no siempre podemos cocinar en cocinas solares).
Cuando empezamos a pensar en ollas brujas, nos enfrentamos a
la selección de materiales aislantes.
La secuencia de conceptos entonces sería algo así:
ENERGÍA ENERGÍA TÉRMICA EQUILIBRIO TÉRMICO CONSERVACIÓN
POR ÚLTIMO…
El reto de enseñar física en la escuela sólo tiene sentido si estamos
convencidos de que estudiarla es la manera de ampliar la forma en
que se observa el mundo que nos rodea.
La ciencia y la tecnología son distintas entre sí. La ciencia se ocupa
de reunir conocimientos y de organizarlos. La tecnología permite al
hombre usar esos conocimientos para fines prácticos.
En este caso la olla bruja (tecnología) nos permite vivir la física.
En este recorrido tuvimos que arriesgarnos a los errores para que los
conceptos físicos fueran comprendidos por los niños.
Sin dudas la física tiene que entrar a las aulas desde inicial a 6º y esta
propuesta apunta a eso.
“¡Triste época la nuestra! Es más fácil desintegrar un átomo que
un prejuicio”. - Albert Einstein (1879-1955)
Que el prejuicio no sea enseñar Física en la escuela…