Experimentos
Extreme 4 kids - espaƱol

El propósito de los experimentos científicos es encontrar respuestas para preguntas concretas. A menudo los experimentos son largos, muy complicados y muy caros. Os presentaremos en detalle algunos de los experimentos que vamos a llevar a cabo en nuestra expedición.

Hemos diseñadounos cuantos experimentos sencillos para vosotros y vosotras, para que tengáis unas nociones de cómo se trabaja en ciencia. Vamos a explicar claramente qué preguntas queremos contestar con los experimentos, cómo formular una hipótesis sobre una cuestión, qué métodos vamos a utilizar y qué materiales necesitaremos. Realizaremos estos experimentos usando el sumergible y crearemos documentación precisa con fotos y vídeo. Pero antes de hacer todo esto, queremos saber de vosotros y vosotras los resultados que esperáis y el por qué. Explicaremos de forma exacta los resultados después de que hayamos hecho los experimentos.

La levadura visita el fondo del mar

La espuma de poliestireno y la presión


Alguna información sobre la levadura

Originalmente sabemos de la levadura porque la usamos para hacer pan, para elaborar cerveya y para hacer vino y todo ello desde hace unos pocos miles de años.

Sin embargo, el que la levadura son organismos vivos lo describió por primera vez Louis Pasteur (1822-1895) en su libro "Études sur la bière" (Estudios sobre la cerveza).

La levadura son hongos unicelulares, que crecen hasta un tamaño de 10 micrómetros (una décima parte de un milímetro). La levadura es heterótrofa, lo que significa que se alimentan de materia orgánica (azúcar, proteinas, grasas) producidas por otras criaturas. Usan oxígeno para romper el azúcar en agua y dióxido de carbono, y utilizan la energía liberada para su metabolismo. Si no hay oxígeno a su alrededor, las levaduras pueden vivir al menos por algún tiempo y con una menor división celular. Entonces, las levaduras convierten el azúcar en alcohol etílico que tiene un menor contenido energético (en vez de agua) y dióxido de carbono. A esto se le llama fermentación. Utilizamos el dióxido de carbono por ejemplo para hacer que suba la masa de pan, o para airear las bebidas. La levadura misma nos proporciona vitamina B. Los extractos de levadura se usan como saborizantes en la comida. En biotecnología se usan extractos estériles de levadura como medio de cultivo para otros tipos de hongos o bacterias.

Las levaduras se reproducen por gemación y por división celular (asexual) o por producción de esporas (sexual).


La levadura visita el fondo del mar

El origen de la palabra experimento es del latín, y significa intento, prueba, examen.

En ciencia usamos experimentos para responder una pregunta que tenemos acerca de la naturaleza. Las suposiciones de un experimento son que sabemos exactametne las condiciones bajo las que el experimento se hace (en el océano profundo por ejemplo, la presión, la temperatura del agua, la luz, etc) y que podemos reproducirlo. Cuando quieres hacer un experimento hay que seguir 3 fases. Tomemos el experimento con la levadura como ejemplo.

La primera fase comienza en la cabeza.

Pensamos la cuestión que queremos contestar, por ejemplo:

"¿Sobrevive la levadura durante unas pocas horas bajo las condiciones del océano profundo?" Ahora formulamos una hipótesis: una hipótesis es una suposición. Dado que sabemos algunas cosas sobre la levadura y sobre el océano profundo, suponemos que la levardura sobrevivirá.

"La levadura sobrevive a una estancia en el océano profundo de unas pocas horas".

Entonces pensamos cómo podemos probarlo y cómo investigarlo, lo que significa que pensamos sobre el método.

No sólo necesitamos saber "¿cómo lo hacemos?" sino que también necesitamos saber "¿Qué necesitamos para el experimento?" El material es de especial importancia cuando te encuentrás a bordo de un buque de investigación y estás en océano abierto durante unas pocas semanas. No podemos ir de compras y si se nos olvidó algo tenemos que pedírselo a nuestras o nuestros colegas (si es que lo tienen) o en el peor de los casos no podremos hacer nuestro experimento.

Método:

Se precinta la levadura viva en una bolsa de plástico, fijada en el exterior del sumergible y llevada durante la inmersión. La inmersión dura 8 horas, y la levadura está en una profundidad de 2500 metros durante 5 horas. Después de la inmersión, el cocinero del barco intentará hacer pan con la levadura.

Material:

Levadura, 3 bolsas pequeñas, cinta, presillas para los cables, sumergible con cámaras de video, cámaras fotográficas y luces, un cocinero, todos los ingredientes para el pan, utensilios del horno y de la cocina, papel, lápiz, cámara para documentar el hornado, tripulantes hambrientos o hambrientas (no estríctamente necesario, pero ¿puede ser que el pan de las profundidades marinas sepa diferente del pan de control?).

La segunda fase es la realización práctica.

Realizamos nuestro experimento.

1. Con anterioridad hemos dividido la levadura en 3 bolsas de plástico, tomamos una parte y la guardamos para luego - también para hacer pan con ella.

La razón para esto es que tenemos que asegurarnos de que la levadura está viva antes del experimento y que el cocinero puede hacer pan con ella. A esto se le llama un control positivo.

2. Ponemos la misma cantidad de levadura en 3 bolsas de plástico.

La razón para esto es que queremos asegurarnos de que el resultado del experimento no ha sido por azar. Para ello usamos réplicas. Podría ocurrir que la levadura se comporte accidentalmente de forma diferente de la habitual. O podría ocurrir que una de las bolsas tuviera un pequeño agujero y que no nos hayamos dado cuenta.

3. Fijamos las 3 bolsas de plástico en el exterior del Alvin y las llevamos hasta una profundidad de 2500 metros.

4. El cocinero prepara pan con la levadura del fondo marino y con la levadura de control.

La tercera fase es de nuevo con la cabeza.

Tenemos los resultados. Ahora evaluamos los resultados, extraemos nuestras conclusiones y voilá hemos respondido a nuestra pregunta.

¿Sobrevive la levadura a una excursión al océano profundo?

En ese caso, ¿qué podemos aprender de ello?

En ese caso, ¿en qué condiciones vive la levadura?

En caso contrario, ¿qué podemos aprender de ello?

En caso contrario, ¿qué pudo haber matado a la levadura, la alta presión, la oscuridad, la baja temperatura?


El experimento en la práctica

Como suele pasar la realidad difiere un poco de la teoría. Después de unas pocas discusiones con los pilotos del Alvin tuvimos que repensar el cómo llevar levadura con nosotras. Los pilotos nos contaron que el uso de bolsas de plástico no era muy buena idea, ya que siempre se rompen abriéndose por el aire que les queda dentro. Un contenedor de plástico tampoco servía, porque también les queda aire dentro, por lo que también se rompería. Al final no nos quedó sino usar las bolsas de plástico. Pat, el responsable de la expedición, tuvo la idea de que deberíamos llevar también algo de la masa de pan con nosotras.

        

                                      Masa de levadura bien empaquetada                        La levadura antes de la inmersión

Sin embargo, decidimos montar una bolsa doble precintada con la levadura y la otra con la masa entre la esfera de titanio y la pared externa en vez de en la cesta del sumergible.

        

                             Saco con la levadura y la masa de pan                                 Galvin monta el saco

Esto era sólo por seguridad. Imaginad, si la bolsa de plástico se rompe y se abre, la levadura y la masa podría no sólo manchar nuestras cajas sino que podría emborronar también las ventanas del Alvin.

El día antes de la inmersión convencimos al Jefe de Cocina Larry Jackson, que hace pan fresco diariamente, de que nos diera un poco de la masa de pan. Para prevenir que la masa no subiera antes de la inmersión, la pusimos en el frigorífico. A la mañana siguiente muy temprano, a las 6 en punto de la mañana, envolvimos la masa y la levadura apretadamente entre dos capas de plástico cada una. Tras lo cual fijamos el saco con varias presillas al sumergible.

A las 17h en punto, perfectamente ajustados a los horarios del Alvin, nos subimos al sumergible. El resultado fue el esperado. La bolsa con la levadura seca se rompió y el agua de mar se mezcló con la levadura formando un pegote.La bolsa con la masa también estaba reventada y la masa esparcida fuera del saco.

                                   

                La masa de levadura después de la aventura oceánica profunda          La levadura que vino desde 2500 metros de profundidad

                                                                                Masa y levadura después de todo

Al menos había quedado suficiente masa para cocinarla. Larry rápidamente le añadió harina, porque la mezcla de la masa con el agua de mar era un poco delgada.

               

                                                     Jerry un poco escéptico                                Jerry amasando

              

                                        El toque final                                                                    Veremos...

En el horno. Después de una hora tenemos nuestro resultado -el primer pan oceánico profundo del mundo. No era tan grande como el pan de control del día anterior, pero después de todo: tenía aspecto de pan.

              

                                             Tiene aspecto de pan                                                            … huele a pan

Nos preguntábamos, ¿sabe igual o está un poco salado? Bettina, Sabine, Sigrid y yo hacíamos de degustadoras.

                 

                                           … tiene tacto de pan                                                           … y sabe como el pan

Como podéis ver todas lo probamos y llegamos al consenso de que no está tan aireado y sustancioso como el pan normal pero al menos sabía a pan.

Jerry rechazó intentarlo con nuestra levadura seca. Nos dijo que habría piyya esta noche y que no podía arriesgarse a hacer masa de pizza con nuestra levadura seca. Toda la tripulación esperaba ansiosa la cena y si la fastidiaba habría un motín. Así que vamos a llevarnos la levadura de vuelta a casa con nosotras.

Si quieres probarla tan sólo escríbenos y ta la mandamos.

Resultado

Ahora está la pregunta que queríamos responder. ¿Sobrevive la levadura a un viaje al océano profundo?

Sí, la levadura sobrevive por lo que podemos ver de la masa de pan.

La cuestión sin resolver es, ¿sobrevive también la que estaba en forma de masa seca?

En ese caso, ¿qué podemos aprender de ello?

Hemos aprendido que las bolsas de plástico no son adecuadas para envolver en el océano profundo, porque se rompen. Además le masa de pan subió durante el viaje a las profundidades. Probablemente incluso barias veces, y esto es siempre malo para la masa, según nos contó Larry. La masa era relativamente pequeña y la levadura estaba todavía inactiva cuando la sacamos del refrigerador. La temperatura exterior era de unos 25°C por la mañana temprano. La temperatura del agua superficial era de 28°C. Estas temperaturas descendieron de forma continuada con la profundidad creciente, pero la levadura tuvo suficiente tiempo para activarse mientras fijabamos el saco al Alvin, durante el descenso y el ascenso del sumergible y durante la recuperación al final de la inmersión.

Resultado: La levadura no muere a causa de la alta presión, de la oscuridad o de las bajas temperaturas. Por lo menos no durante 5 horas. Además el agua salada no daña a la levadura.


Un experimento con levadura para la escuela

Aquí hay un experimento con levadura que puedes hacer en la escuela.

Pregunta: ¿Sobrevive la levadura a la oscuridad y al frío?

Hipótesis: La levadura sobrevive a la oscuridad y al frío.

Material:

Globos, levadura seca, azúcar, agua, refrigerador, un armario o cajón, cinta métrica, papel, lápiz, reloj.

Método:

1. Pon en cada globo un paquete de levadura seca, añade 3 terrones de azucar, añade 0,5 litros de agua y cierra los globos con un nudo ajustado.

Para los globos del frigorífico usa agua fría para que la levadura tenga la temperatura correcta desde el principio 2. Mide el perímetro de cada globo.

3. Pon algunos de los globos en el frigorífico. Esta es la comprobación de si la levadura puede sobrevivir a las bajas temperaturas y a la oscuridad del océano profundo.

Pon algunos de los globos en un cajón a temperatura ambiente. Esta es la comprobaciäon de si la levadura crece en la oscuridad.

El resto de los globos permanecerán en la luz a temperatura ambiente. Estos son los controles.

4. Espera y observa que pasa con los globos.

5. Saca los globos del frigorífico y exponlos al calor.

¿Qué es lo que ocurre cuando la levadura del globo se calienta?

Explicación:

En los globos la levadura tiene todo lo que necesita para vivir: comida y agua, por lo que crece y se divide. Al hacerlo produce el gas dióxido de carbono, que infla los globos. Puedes medir el perímetro de los globos y calcular cuanto gas ha producido la levadura por minuto.

La levadura en el frigorífico no deberá haber hecho nada o casi nada, porque hace demasiado para su metabolismo. Cuando saques la levadura al calor, también la levadura del frigorífico debería comenzar a producir gas.

La luz no juega ningún papel en el metabolismo de la levadura.

Visita:

http://www.eduvinet.de/mallig/bio/Pilze/hefe.htm

Allí encontrarás algunas sugerencias para experimentos con levadura.


La espuma de poliestireno bajo presión

Pregunta: ¿Qué le pasa a un vaso de espuma de poliestireno bajo presión?

Hipótesis:

Como la presión es efectiva en todas las direcciones el vaso encogerá.

Método:

El vaso de espuma de poliestireno será fijado en el exterior del sumergible y llevado durante la inmersión. Ésta durará 8 horas, el vaso estará a 2500 metros durante 5 horas. Después de la inmersión mediremos el tamaño, el volumen y la apariencia del vaso.

Material:

Vaso de espuma de poliestireno, presillas para los cables del sumergible (equipado con videocámara, cámara fotográfica y luces), regla, Vaso de espuma de poliestireno con marcas para la medición, microscopio binocular, papel y lápiz.

Experimento:

1. Fijamos los vasos de espuma de poliestireno en el exterior del Alvin.

2. Navegamos hasta la profundidad deseada, donde los vasos están expuestos a la presión y las cámaras de vídeo y fotográficas registran lo que les ocurre a los vasos.

3. Volvemos a la superficie.

4. Examinamos los vasos: Un vaso de control, que ho ha sido expuesto a la presión, un caso para seccionar para examinarlo con el microscopio y un vaso que convervamos para mostrarlo y contar la experiencia.

Medimos el tamaño.

Medimos el volumen.

Examinamos la superficie con el microscopio binocular y tomamos una fotografía.


El experimento de la espuma de poliestireno

El experimento de la espuma de poliestireno será llevado a cabo durante la inmersión número 4265. Queremos observar como se comporta la espuma de poliestireno bajo las altas presiones de las grandes profundidades. La espuma de poliestireno es un material sintético, que sacó al mercado ya en 1951 la compañía alemana BASK. El material de base son pequeñas perlas de poliestireno, que se obtiene del petróleo a través de un procedimiento muy complicado. Las perlas como de azúcar se forman con la ayuda de un agente espumificante y de calor, y se convierten en pequeñas bolitas. Estas bolitas pueden ser forzadas a aquirir casi cualquier forma a base de calor y de presión. La espuma de poliestireno en sí contiene un 98% de aire. Es muy adecuada para material de aislamiento y para embalar. Pero también están hechos de espuma de poliestireno muchos artículos cotidianos. Por ejemplo, de decoración, o los vasos para las fiestas.

Hoy vamos a llevar algunos de esos vasos a las profundidades. Para que mantengan la forma, los rellenamos apretadamente con toallitas de papel. El piloto Pat fija uno de los vasos en la canasta del Alvin y orienta una cámara de vídeo hacia él, antes de la inmersión. Además del vídeo, Monika tomará dotos del vaso a 100 metros, 200 metros y 350 metros de profundidad.

¿Es esperable que se deforme el vaso? En ese caso, ¿de qué manera?

Esta es la respuesta: Los vasos de espuma de poliestireno se reducen considerablemente de tamaño bajo las altas presiones.

Explicación: La elevada presión del agua fuerza al aire a salir del material plástico. Monika informa que no es necesario bajar el vaso hasta 2500 metros de profundidad. El vaso comienza a encoger mucho antes y casi ha alcanzado el tamaño que puedes observar en la foto a 300 metros. Ya no decrece más, incluso a profundidades mayores.

        

                       Vaso de espuma de poliestireno después de la inmersión                  Tamaño usual y encogido

 
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