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#Salud

Jóvenes argentinos desarrollan dispositivo para capturar microplásticos

Con el apoyo del profesor, la innovación filtra los desperdicios peligrosos para la salud humana liberados por el lavado de ropa.

Profesor(a)

Foto de Walter Acosta
Walter Acosta

Escuelas

Escuela de Educación Secundaria Técnica (EEST) Nº1 “Crucero A.R.A. General Belgrano
Ingeniero White, Buenos Aires, Argentina

Nombre del proyecto

Kartic Biofiltros

Áreas STEM

Ciencias, Ingeniería

Las más diversas fibras sintéticas (la mayoría derivadas de compuestos plásticos) se han convertido en un material muy habitual en la indumentaria contemporánea. Ya sea para lograr colores y texturas, o para abaratar el costo de la ropa, lo que pocos saben es que estas fibras terminan liberando microplásticos al lavarlas; y estas estructuras microscópicas acaban contaminando las aguas, que se utilizan para la plantación y para el consumo humano. Muy pequeños, de hasta 5 mm de diámetro, los microplásticos tardan entre 400 y 1000 años en desintegrarse, y cuando llegan a los seres vivos se alojan en sus cuerpos y tejidos, con efectos nocivos para la salud, aunque aún poco conocidos.

Este fue uno de los temas abordados en un seminario online abierto a la comunidad realizado por la Universidad del Sur, durante la pandemia del Covid-19. Invitados por el profesor de química Walter Acosta para asistir a la propuesta y observar cómo se desarrollan las actividades de discusión académica, los estudiantes Karla Bustamante, Agustín Mangüello y Victoria Wesner decidieron que necesitaban colaborar en el tema. Alumnos del profesor Walter en la licenciatura técnica en química de la Escuela de Educación Secundaria Técnica (EEST) Nº1 “Crucero A.R.A. General Belgrano” de la ciudad de Bahía Blanca, a 650 km de la capital Argentina, decidieron avanzar en un proyecto científico capaz de ofrecer algún tipo de respuesta al desafío.

Aunque estaba familiarizado con los conceptos de Aprendizaje Basado en Proyectos, Walter tenía poca experiencia práctica en la mediación de las actividades de autoría de los estudiantes. Pero cuando fue invitado, no solo se sumergió “de cabeza” en la experiencia, sino que transformó profundamente sus prácticas docentes a partir de ella. “Mis alumnos me enseñaron mucho con esta actividad. Mi práctica estuvo muy orientada a los contenidos y esta experiencia me mostró el poder del enfoque por proyectos, design thinking y STEM para transformar el aula”, celebra.

Todo realizado como una actividad extraescolar, en ocasiones después de clases, fueron muchos meses de dedicación por parte de todo el grupo. Para iniciar la propuesta, mediante grupos de WhatsApp, el profesor y el trío de estudiantes compartieron textos de referencia sobre el tema. Como tarea, luego de una fecha límite, los jóvenes debían leer y resumir los contenidos discutidos en breves encuentros durante el recreo o después de las clases. “Es necesario recordar que realizaron todo el proyecto al mismo tiempo que cumplían con la carga de trabajo y actividades de 12 materias”, argumenta Walter.

Movilizados por la literatura, los jóvenes comenzaron a construir hipótesis sobre las consecuencias de los microplásticos para el medio ambiente y las personas. Dado que ya se han encontrado partículas en el torrente sanguíneo de personas e incluso en la placenta de mujeres embarazadas, los jóvenes se preguntaron cuáles serían las posibles consecuencias a largo plazo de la contaminación en el cuerpo humano: los microplásticos podrían afectar las funciones de filtrado del cuerpo humano, ¿cómo riñones e hígado? ¿Cuáles son las posibles consecuencias? ¿Existe un límite de partículas para evitar problemas más graves? “Nuestra idea era que hicieran buenas preguntas y esbozaran hipótesis aunque no fueran capaces de probarlas o demostrarlas en este momento. ¡Y justamente esa es la propuesta de STEM! Hacer que los jóvenes abran la mente”, justifica el profesor.

Una vez que razonaron que alrededor del 35% de los microplásticos que se encuentran en las fuentes de agua, plantas y animales provenían del lavado de ropa, los jóvenes decidieron que necesitaban desarrollar una especie de filtro, de bajo costo y reutilizable, para lavadoras.

Antes de definir el compuesto filtrante, los jóvenes necesitaban construir el aparato que lo sujetaría, permitiendo que el agua fluyera y “capturara” las microestructuras plásticas. Fueron muchos dibujos en papel, revisión de mecanismos similares existentes y proyectos en software de diseño hasta llegar al prototipo. Para diseñar el instrumento en 3D, los jóvenes utilizaron Tinkercad, una aplicación web gratuita que permite el desarrollo de proyectos en 3D, electrónica y codificación. “Como estudiantes de química no estaban acostumbrados a usar herramientas de tecnologías digitales; y me sorprendieron mucho, tanto por la rapidez con la que aprendieron a usar la aplicación, como por la calidad y complejidad del diseño que desarrollaron”, explica el profesor. El prototipo impreso tiene una conexión para la entrada de agua de la manguera de desagüe de la lavadora, y una salida en su parte inferior. Desmontable, el instrumento puede ser reutilizado en múltiples lavados y posee estructuras de sellado, previniendo la posible pérdida de materiales.

Foco en la investigación: la importancia de la experimentación

Como estudiantes de química, supervisados ​​por Walter, los jóvenes comenzaron a desarrollar pruebas de laboratorio para probar compuestos de filtro, siguiendo la literatura de referencia. Después de una serie de experimentos, llegaron al uso de carbón activado como la mejor opción disponible. El carbón activado tiene una estructura muy porosa con carga eléctrica negativa, capaz de atraer toxinas y productos químicos, como los microplásticos. Hubo varios experimentos, que requirieron, además de ser realizados, un cuidadoso estudio y discusión en grupo de los resultados. Los jóvenes probaron los compuestos y su eficacia tanto en la reducción de sulfatos como en la adhesión y reducción de microplásticos en el agua.

Con el apoyo de la mentoría de Samsung Solve for Tomorrow, los jóvenes pudieron avanzar en la comprensión sistemática de su invento para la sociedad. “No era solo un producto que estaban desarrollando, sino una respuesta a un desafío ambiental concreto, que impacta profundamente en la vida de las personas”, justifica Walter, llamando la atención sobre la importancia de la etapa de empatía de la trayectoria del proyecto. “Al experimentar realmente el escenario, los jóvenes tomaron el problema como propio, queriendo resolverlo; abrazándolo”, agrega.

Para el profesor, el apoyo de la tutoría también fue importante para dinamizar las relaciones del grupo, incluso formándose como profesor mediador. “Por más que lo intenté, me di cuenta de que los jóvenes en el aula no se sentían escuchados como en actividades como esta. Vi que la mentora del programa, Clara de Marcos, [coordinadora de proyectos de innovación social y ambiental en Tekuoia, socio de la técnica Solve for Tomorrow en el país] reconoció la voz que tenían, los animó a verse, a percibirse como líderes, impulsores del cambio”, explica. También enfatiza la importancia de las habilidades socioemocionales, especialmente la colaboración. “Tuvieron que aprender a trabajar juntos, a reconocer las fortalezas de cada uno y que necesitaban apoyo”, argumenta.

Aunque informal, el seguimiento a los jóvenes le dio a Walter ideas para iniciar un proceso de evaluación, creando rúbricas para monitorear los conocimientos adquiridos a través del aprendizaje por proyectos y las habilidades y actitudes que desarrollan durante el proceso. “Construí marcadores, que vengo usando en las clases regulares y al final del proceso, mis alumnos comenzaron a llenar un cuestionario, identificando lo que aprendieron, cuáles son las facilidades y desafíos de este tipo de propuestas, qué debo mejorar, qué debo mejorar como profesor, etc”, explica, indicando que para él, ese es el camino para avanzar en la calidad y pertinencia de los procesos educativos para los jóvenes.

¡Enfócate en la práctica!

Consulte la guía para profesores sobre cómo ayudar a los estudiantes a desarrollar un dispositivo para filtrar los microplásticos que se liberan en las lavadoras.

Empatía

Walter llama la atención sobre el aspecto de la empatía, incentivando a los jóvenes a reconocerse realmente en el problema a estudiar y eventualmente enfrentar, tanto a través de la revisión de la literatura como en el diálogo con la comunidad, incentivando a los estudiantes a compartir sus impresiones y construir una experiencia colectiva de reflexión y discusión sobre el tema.

Definición

Para avanzar en la definición del problema, el profesor apuesta por el eje fundamental del método científico: la construcción de hipótesis, buscando que, a partir de las preguntas, los jóvenes puedan avanzar en proposiciones y conjeturas sobre el tema, aunque no sean capaces de demostrarlos.

 

Ideación

Como apoyo a la ideación, Walter recomienda tanto que los jóvenes dibujen y creen maquetas de sus ideas, como que hagan uso de herramientas digitales disponibles de forma gratuita y que se apoyen en la planificación tecnológica necesaria para la construcción del prototipo.

 

Prototipo

En el caso de Kartic, el profesor recuerda que son dos prototipos en uno: el propio dispositivo y el material filtrante. Para los primeros, recomienda la impresión 3D, que en realidad permite materializar la idea del grupo; y para los filtros, indica la importancia de la experimentación y las pruebas de laboratorio controladas.

 

Testeo

El docente indica que es importante consensuar y construir con los jóvenes los aprendizajes esperados del proceso, tanto en relación con los componentes de ciencia trabajados, como a las experiencias vividas, actitudes y habilidades desarrolladas. Señala momentos de diálogo y, cuando sea posible, la aplicación de cuestionarios que evalúen la propuesta en su conjunto.

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