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LICENCIATURA EN EDUCACIÓN MATEMÁTICA Diseño, implementación y descripción de una actividad de estudio e investigación para las funciones definidas a trozos en el contexto del circuito del alcohol en el cuerpo humano Núcleo de Investigación en Educación en Ciencia y Tecnología NIECyT Departamento de Formación Docente Facultad de Ciencias Exactas Universidad Nacional de Centro de la Provincia de Buenos Aires UNCPBA

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LICENCIATURA EN EDUCACIÓN

MATEMÁTICA

Diseño, implementación y descripción de una

actividad de estudio e investigación para las

funciones definidas a trozos en el contexto del

circuito del alcohol en el cuerpo humano

Núcleo de Investigación en Educación en Ciencia y Tecnología

NIECyT

Departamento de Formación Docente Facultad de Ciencias Exactas

Universidad Nacional de Centro de la Provincia de Buenos Aires

UNCPBA

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Diseño, implementación y descripción de una

actividad de estudio e investigación para las

funciones definidas a trozos en el contexto del

circuito del alcohol en el cuerpo humano

Profesora Andrea Almada

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3

Agradecimientos

A la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional del Centro de la Provincia

de Buenos Aires por ser parte de mi formación como docente.

A mi directora Dra. María de los Ángeles Fanaro, por acompañarme en este camino tan

importante, a su paciencia. Gracias por todos los aportes intelectuales recibidos de tu

parte y sobre todo que nunca me dejaste bajar los brazos, al contrario siempre me daba

una palabra de aliento.

A la directora de la Escuela Técnica Nº2, Verónica Grazziani, que me dio la posibilidad de

desarrollar la implementación de este estudio y sobre todo a su confianza. También a los

aportes realizados por la docente de la orientación de química y a los estudiantes que

trabajaron con mucho compromiso y predisposición.

A mi marido Leandro que siempre me transmitió confianza y me acompañó en este gran

desafío.

A mis hijas Emilia y Martina que son mi sostén en todo.

A mi familia que siempre está.

A mis amigas que siempre me daban sus consejos y sobre todo a Patricia Gilabert, Pérez

Florencia y Castronovo Soledad que me han acompañado en algunas de las materias de la

licenciatura, corrigiéndome y dándome sus puntos de vista.

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4

Índice Resumen .............................................................................................................................................. 5

Capítulo 1: El problema de investigación ........................................................................................... 7

Justificación del problema de investigación y marco teórico adoptado .......................................... 7

Antecedentes del problema ........................................................................................................... 15

Objetivos de la investigación ........................................................................................................ 21

Objetivos generales ................................................................................................................... 21

Objetivos específicos................................................................................................................. 21

Preguntas de investigación ............................................................................................................ 21

Capítulo 2: Metodología de la investigación .................................................................................... 23

Descripción del ámbito de la implementación de la AEI .............................................................. 23

Capítulo 3: Modelo Praxeológico de referencia ............................................................................... 25

Introducción .................................................................................................................................. 25

Actividad inicial ............................................................................................................................ 25

Las cuestiones y las organizaciones matemáticas que tienen lugar .............................................. 26

Tipos de bebidas alcohólicas ......................................................................................................... 28

La modelización del circuito del alcohol en el cuerpo humano .................................................... 32

Cálculos de Alcoholemia Retrospectiva ....................................................................................... 53

Capítulo 4: La AEI y su implementación en aula ............................................................................. 58

Descripción de la AEI en función de las preguntas planteadas ..................................................... 58

Análisis de las síntesis individuales con el software AntConc.................................................... 110

Capítulo 5: Conclusiones ................................................................................................................ 114

Capítulo 6: Bibliografía .................................................................................................................. 119

Anexo 1: Primera salida del software AntConc (sin lematizar)...................................................... 123

Anexo 2: Segunda salida del software AntConc, luego del proceso de lematizado ........................ 142

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Resumen

Este trabajo se propone diseñar, implementar y describir los resultados de una Actividad de

Estudio e Investigación (AEI) para las funciones definidas a trozos, en el contexto del

estudio del consumo de alcohol y los efectos que produce en las conductas humanas. Estas

funciones, están prescriptas para ser enseñadas en el 4to. Año de la Escuela Secundaria

Argentina en el contexto de las Funciones, y su relevancia es considerable para el estudio

del límite y la continuidad de las funciones. Por lo tanto, se plantea la necesidad de

enseñarlas en un contexto de modelización, mediante una AEI que ofrezca a los estudiantes

la oportunidad de darle a estas funciones una razón para ser estudiadas. En este trabajo se lo

aborda a partir de una actividad de estudio de investigación, en la cual se privilegia a las

preguntas, esenciales en el proceso de construcción de conocimiento humano. Es conocido

que en la enseñanza escolar las preguntas fueron sustituidas directamente por sus

respuestas, lo que lleva a que los estudiantes aprendan respuestas a preguntas que

permanecen implícitas o que carecen de legitimidad y sentido. Esta reducción de la

enseñanza al estudio de respuestas en lugar de preguntas, conduce al fenómeno didáctico

que Chevallard (2004, 2007) ha descripto metafóricamente como “monumentalización” del

saber, y es lo que en este trabajo de tesis se pretende afrontar. Para ello, adoptando la

Teoría Antropológica de lo Didáctico de Yves Chevallard (1999, 2004, 2007, 2009, 2012,

2013) se propone diseñar la actividad y luego implementarla con un grupo de estudiantes de

quinto año de una escuela técnica de la ciudad de Tandil, cuya investigadora es la profesora

habitual del curso.

La AEI partió de la cuestión generatriz Q0: ¿Cómo la Matemática nos permite modelizar el

circuito del alcohol en el cuerpo humano?, y en base a las preguntas que tuvieron lugar

durante su implementación, los estudiantes lograron reencontrar a las organizaciones

matemáticas relativas a función lineal estudiada en años anteriores, y estudiar las funciones

lineales definidas a trozos, y las funciones “serrucho” o “diente de sierra”, nuevas para

estos estudiantes. Se analizaron las preguntas elaboradas por los estudiantes, y las

respuestas que ellos fueron construyendo, con relación al encuentro y/o reencuentro de las

nociones relativas a funciones lineales definidas a trozos. Esta AEI también permitió que

los estudiantes valoren la utilidad de la matemática, ya que el sentido de las funciones

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lineales a trozos se logró apreciar con la modelización de las distintas situaciones relativas

al consumo de alcohol.

Palabras clave: curvas de modelización para la concentración de alcohol en el cuerpo

humano- actividad de estudio e investigación- funciones lineales definidas a trozos-utilidad

de la matemática.

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7

Capítulo 1: El problema de investigación

Justificación del problema de investigación y marco teórico adoptado

El trabajo de esta Tesis consistió en el diseño, implementación y descripción de una

actividad de estudio e investigación para las funciones definidas a trozos en un contexto de

consumo de alcohol, para que el saber acerca de estas funciones, adquiera funcionalidad en

el contexto escolar.

Las funciones definidas a trozos, se presentan de manera muy laxa en los documentos

curriculares correspondientes al cuarto año de la educación secundaria Argentina, en el

contexto del eje “Algebra y estudio de funciones” donde, luego de la presentación del

concepto de función y la presentación de algunos ejemplos se menciona que “En el caso de

trabajar con funciones que modelizan problemas, se debe distinguir entre el dominio

natural (matemático de la fórmula) y el dominio propio de la situación que modeliza. Es

conveniente proponer la discusión sobre funciones con dominio discreto y también

funciones definidas a trozos” (Diseño curricular para la educación secundaria. Matemática

ciclo superior. 4to. Año (2010), pág. 20) Es decir, no se hace ningún énfasis en las

funciones definidas a trozos, ni se propone ningún tratamiento especial con ellas. Sin

embargo, estas funciones son sumamente importantes ya que gran cantidad de fenómenos

admiten una modelación local por medio de una función lineal (Hitt (2002), p.89).

Entendemos a un modelo matemático como un conjunto de relaciones funcionales que

permiten describir las características de un sistema o proceso real en términos matemáticos,

y consideramos a la modelización matemática fundamental en la enseñanza, dado su

potencial para describir situaciones y fenómenos tanto de la vida cotidiana como de nivel

más abstracto y complejo. Tal como señala (Hitt, 1996) los conceptos matemáticos surgen

en ciertos contextos, y el proceso de formalización de la matemática los descontextualiza.

Así una de las tareas del profesor es la recontextualización de los contenidos matemáticos

que se encuentran en los libros de texto, para su presentación en el aula; otra tarea es la

de repersonalizar los problemas tratados; en otras palabras, el profesor intenta que el

alumno tome como suyo el problema. (Hitt, 1996, p. 258). Ejemplos de modelizaciones con

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funciones a trozos son la población de una cierta ciudad en la función del tiempo, el costo

de un viaje en taxi como función de la distancia recorrida, el consumo de electricidad en un

mes, etc. Por su parte, el estudio de las características de las funciones definidas a trozos

adquiere relevancia cuando se estudian las nociones de límite y continuidad de las

funciones.

El rol de la modelización en la enseñanza de las matemáticas constituye actualmente una de

las cuestiones primordiales en la investigación en Educación Matemática y en la formación

inicial de profesores (véase por ejemplo el trabajo de Huincahué et al., 2018).

En este trabajo se adopta el marco teórico que ofrece la Teoría Antropológica de lo

Didáctico, y en este ámbito una de las formas de plantear la modelización ha sido la

siguiente: “Una vez enseñados los contenidos matemáticos básicos, ¿cómo conseguir que

las matemáticas se enseñen como una herramienta de modelización de situaciones, de tal

forma que la enseñanza no se organice únicamente en función de los contenidos

matemáticos sino de los problemas o proyectos que los estudiantes deben realizar?”

(Barquero, 2009, p. 30). Por su parte, la TAD considera que toda actividad matemática

puede ser interpretada como una actividad de modelización (Chevallard, Bosch y Gascón,

1997), aunque su forma de interpretarla difiera en ciertos aspectos de las formas más

habituales (Blum, 2002; Blum y Niss, 1991). En concreto Fonseca, Gascón y Olivera

(2014) proponen tres formas de interpretar la noción de “modelización matemática”:

(a) Se incluye la modelización intramatemática en la noción de “modelización”. Se

considera la modelización matemática de sistemas matemáticos (esto es, la modelización

intramatemática como, por ejemplo, la modelización algebraica de un sistema numérico o

geométrico) como una parte esencial de la actividad de modelización que es inseparable de

la modelización de sistemas extramatemáticos. Se considera la modelización como un

proceso de matematización progresiva de un sistema en el cual el primer modelo pasa a

jugar el papel de sistema (matemático) y así sucesivamente, lo que conduce a trabajar con

“modelos de modelos” del sistema inicial. Aparece así claramente el carácter recursivo de

la actividad de modelización matemática.

(b) Se postula que los modelos que se construyen en la modelización matemática tienen

estructura praxeológica y que la función de los modelos no tiene nada que ver con la de ser

una imagen fidedigna del sistema modelizado. El análisis de la actividad de modelización

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nos conduce a considerar los sistemas y modelos como entidades con estructura

necesariamente praxeológica. En efecto, el modelo epistemológico de la TAD no considera

la modelización de conceptos, ni de técnicas, ni de problemas aislados. Dada la naturaleza

dinámica de las praxeologías y la profunda interrelación entre sus componentes, no

podemos hablar de modelización de un componente de la praxeología independientemente

del resto de sus elementos. Se postula, en consecuencia, que toda modelización matemática

presupone la modelización de una praxeología en su totalidad mediante otra praxeología

matemática. En cuanto a la naturaleza de los modelos y su relación con el sistema

modelizado, sería ingenuo pensar al modelo como una copia o reproducción fotográfica del

sistema que modeliza; más bien éste es un añadido a dicho sistema, una construcción

artificial. Se enfatiza así que la principal función del modelo no es la de parecerse al

sistema que modeliza, sino la de aportar conocimientos sobre él y hacerlo de la forma más

económica y eficaz posible.

(c) Se interpreta la modelización matemática como un instrumento capaz de articular y dar

funcionalidad a la actividad matemática escolar. La TAD describe los procesos de

modelización como procesos de reconstrucción y articulación de organizaciones

matemáticas de complejidad creciente (Barquero, 2009) que necesariamente tienen que

partir de cuestiones problemáticas que se plantea una comunidad de estudio y que

constituyen la “razón de ser” de las organizaciones matemáticas.

Entonces, en la TAD la modelización matemática tiene un papel esencial en este proceso ya

que la producción de “respuestas provisionales” a la cuestión inicial Q0 requiere la

construcción de modelos, su utilización y el cuestionamiento de su ámbito de validez,

generando así nuevas cuestiones que, a su vez, requieren un nuevo proceso de

modelización.

Se propone en esta tesis, trabajar con un problema en el contexto del consumo de alcohol, a

fin de que los estudiantes puedan relacionar los conceptos y modelos matemáticos con otras

áreas del saber cómo por ejemplo en este caso, conceptos del ámbito de la química o la

biología. Por este motivo, la AEI se implementó en un curso de una escuela técnica, cuya

orientación es Química. Estas situaciones de consumo de alcohol, además de ser una

cuestión cada vez más preocupante en la sociedad actual sirven de contexto para introducir

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el estudio de función por tramos, o funciones definidas a trozos como usualmente se las

denomina.

Las funciones a trozos están definidas mediante varias fórmulas actuando cada una de ellas

en un intervalo diferente. Con más precisión, damos la definición siguiente:

Una función definida a trozos en los intervalos disjuntos I1,I2, . . . , Ik, es una función de la

forma f : I1 ∪ I2 ∪ · · · ∪ Ik → R

f1(x), si x ∈ I1

f(x) = f2(x), si x ∈ I2,

….

fk(x), si x ∈ Ik

donde f1 : I1 → R, f2 : I2 → R,. . . , fk : Ik → R son funciones obtenidas por operación o

composición de funciones elementales. Observemos que con esta definición se supone que

cada una de las funciones fk está definida en todos los puntos del intervalo Ik. El dominio de

una función definida a trozos será por tanto la unión de los intervalos I1, I2 y Ik. Decimos

que un punto x0 es un punto de cambio de definición cuando dicho punto es el extremo

final de uno de los intervalos Ik y al mismo tiempo el extremo inicial del siguiente

intervalo. Justo en esos puntos se produce un cambio de fórmula para la función de manera

que a la izquierda del punto tenemos una fórmula y a la derecha otra distinta. El estudio de

los puntos de cambio de definición es esencial para analizar las propiedades de una función

definida a trozos. No son abundantes los estudios de investigación acerca de la enseñanza

de este tipo de funciones, pero por ejemplo podemos citar a trabajos como los de Vernazza

y Tapia (2013) en el cual proponen la enseñanza de la función por tramos usando el

periódico y el software libre GeoGebra. En ese trabajo, parten de los diferentes registros de

representación semiótica de las funciones definidas a trozos, al integrar el periódico y

GeoGebra como contextos matemáticos para el diseño e implementación de una secuencia

didáctica.

Nuestro trabajo, a diferencia de éste último, se aborda desde la TAD, la cual sitúa la

actividad matemática, en consecuencia la actividad del estudio en matemáticas, en el

conjunto de actividades humanas y de instituciones sociales (Chevallard, 1999). Esta teoría

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plantea una redefinición del modelo de enseñanza tradicional y de la pedagogía dominante

en la cual la matemática se presenta como un conjunto de obras ya hechas, terminadas y

cerradas, incuestionables, a las que a lo sumo se puede visitar, produciéndose un fenómeno

que se denomina monumentalización del saber (Chevallard 2004). Como consecuencia de

este paradigma tradicional, aplicacionista y monumentalista, se produce el fenómeno

denominado: pérdida de sentido de las cuestiones matemáticas que se estudian o se

proponen explícita o implícitamente en una institución. Para enfrentar estos fenómenos la

TAD propone la utilización de un dispositivo didáctico llamado Actividades de Estudio e

Investigación (AEI). Con esta base, ya se han realizado varias investigaciones diseñando e

implementado distintas AEI, como por ejemplo las de Llanos, Otero y Gazzola (2011);

Marin (2012); Farías (2015); Berenguel (2017), Corica (2016) entre otros trabajos de esa

misma línea, con resultados alentadores para la enseñanza de la Matemática, En este trabajo

se diseñó una AEI con el foco en la modelización del circuito del alcohol en el cuerpo

humano, alrededor de la pregunta generatriz Q0: ¿Cómo la Matemática nos permite

modelizar el circuito del alcohol en el cuerpo humano? Se construyó el modelo

Praxeológico de referencia correspondiente, y luego se implementó la AEI diseñada,

realizando una descripción de su implementación, en términos de preguntas, respuestas

abordadas por los estudiantes y nociones matemáticas encontradas.

La TAD plantea una redefinición del modelo de enseñanza tradicional y de la pedagogía

dominante en la cual la matemática se presenta como un conjunto de obras ya hechas,

terminadas y cerradas, incuestionables, a las que a lo sumo se puede visitar, produciéndose

un fenómeno que se denomina monumentalización del saber (Chevallard 2004). Como

consecuencia de este paradigma tradicional, aplicacionista y monumentalista, se produce el

fenómeno denominado: pérdida de sentido de las cuestiones matemáticas que se estudian o

se proponen explícita o implícitamente en una institución. Uno de los dispositivos

didácticos que la TAD propone para enfrentar estos fenómenos es el de “Actividades de

Estudio e Investigación (AEI)”, ya que se asume que el saber matemático se construye

como respuesta a situaciones problemáticas y, que surge como el producto de un proceso de

estudio.

Las AEI están integradas por: las cuestiones vivas, una síntesis, que a su vez genera nuevas

cuestiones y los controles, que operan tanto en el análisis a priori como durante su

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implementación. Es necesario partir de una cuestión generatriz Q cuyo estudio produzca la

elaboración de una respuesta R, y ésta contenga los elementos esenciales de la organización

matemática a encontrar o reencontrar. De esta manera, las AEI constituyen un proceso de

estudio praxeologicamente finalizado, pues se impone la condición de que R contenga los

principales componentes de una organización matemática previamente determinada y

conocida de antemano por la institución escolar.

Lo que se busca en este trabajo es promover en los estudiantes una actividad matemática

que se acerque en la medida de lo posible, a la actividad matemática genuina: explorar,

conjeturar, formular preguntas, debatir, crear nuevos problemas, etc. Aquí se adopta una

concepción acerca de la matemática considerándola como un saber funcional, útil, y con

potencial para que los estudiantes se vinculen con ella de esta forma. Según la TAD la

actividad matemática es mucho más que la resolución de problemas: se trata de formular y

responder preguntas, desarrollar diferentes técnicas, realizar conjeturas, validar soluciones,

interactuar con otros miembros del grupo de estudio, cotejar resultados, técnicas,

validaciones, etc. En esta actividad matemática, poco habitual en los sistemas actuales de

enseñanza, la modelización matemática cobra una importancia vital. Esto implica un

proceso que se inicia con el abordaje de una pregunta inicial que constituye su razón de ser,

y que origina nuevas preguntas, lo cual permite ir conociendo o reconociendo las distintas

organizaciones matemáticas. El análisis de la situación inicial y la búsqueda de respuestas

constituyen el motor de la AEI.

Dentro del punto de vista general del conocimiento matemático, se propone la noción de

organización praxeológica matemática o praxeología matemática (o simplemente

organización matemática) como modelo básico para describir el conocimiento matemático.

La noción de praxeología matemática corresponde a la concepción del trabajo matemático

como estudio de tipos de problemas o tareas problemáticas. Pero éste no es el único aspecto

del trabajo matemático. En efecto, el matemático no aspira únicamente a plantearse buenos

problemas y resolverlos, sino que pretende, además, caracterizar, delimitar e incluso

clasificar los problemas en “tipos de problemas”, entender, describir y caracterizar las

técnicas que utiliza para resolverlos hasta el punto de controlarlas y normalizar su uso, se

propone establecer las condiciones bajo las cuales éstas funcionan o dejan de ser aplicables

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y, en última instancia aspira a construir argumentos sólidos y eficaces que sostengan la

validez de sus maneras de proceder.

El saber matemático aparece así organizado en dos niveles:

- El primer nivel es el que remite a la práctica que se realiza, la praxis o saber-

hacer, es decir, los tipos de problemas o tareas que se estudian y las técnicas

que se construyen y utilizan para abordarlos.

- El segundo nivel recoge la parte descriptiva, organizadora y justificadora de la

actividad, que llamaremos logos o, simplemente saber. Incluye las

descripciones y explicaciones que se elaboran para hacer inteligibles las

técnicas, esto es, el discurso tecnológico (la razón, logos, de la técnica y, en

última instancia, el fundamento de la producción de nuevas técnicas) y la

teoría que da sentido a los problemas planteados, permite interpretar las

técnicas y fundamentar las descripciones u demostraciones tecnológicas.

De ahí proviene la noción de praxeología, que resulta de la unión de los dos términos praxis

y logos. Tipos de tareas, técnicas, tecnología y teoría son pues las cuatro categorías de

elementos que componen una organización o praxeología matemática.

En la TAD las formas de organizar la enseñanza escolar de la matemática, se describe en

términos de praxeologías didácticas. En particular, en los diversos procesos de construcción

matemática se pueden identificar aspectos invariantes. Así, el proceso de estudio se sitúa en

un espacio determinado por seis momentos didácticos:

1° Momento del Estudio: es el primer encuentro con la organización, tal encuentro puede

tener lugar de varias maneras, pero un modo de encuentro inevitable, consiste en encontrar

la organización a través de al menos uno de los tipos de tareas.

2° Momento del Estudio: es el de la exploración del tipo de tareas, de la elaboración de una

técnica relativa al tipo de tareas. El estudio y la resolución de un problema de un tipo

determinado va a la par con la construcción de al menos un embrión de técnica, a partir del

cual una técnica más desarrollada podrá emerger.

3° Momento del Estudio: Es el de la construcción del entorno tecnológico – teórico relativo

a la técnica. En este momento se debe constituir de manera que permita justificar, explicar

y producir las técnicas iniciales, las nuevas técnicas y las relaciones entre ambas.

Este momento está en interrelación con cada uno de los otros momentos.

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4° Momento del Estudio: Es el del trabajo de la técnica, que debe mejorar la técnica

volviéndola más eficaz y más fiable.

5° Momento del Estudio: Es el de la institucionalización que tiene por objeto precisarlo que

es exactamente la organización matemática, distinguiendo los elementos que, habiendo

concurrido a su construcción, no le hayan sido integrados y, por otra parte, los elementos

que entraran de manera definitiva en la organización matemática.

6° Momento del Estudio: Es el de la evaluación que se articula con el momento de la

institucionalización, se examina lo que se ha aprendido, momento de verificación. En este

momento debe ponerse el acento en la evaluación de la eficacia, la pertinencia y la

fecundidad de la modelización utilizada.

El diseño de una AEI se inicia buscando una “situación del mundo” que parezca una

cuestión problemática cuya resolución permita o incluso requiera la reconstrucción de la

organización matemática en cuestión.

Una vez que la situación ha sido presentada a la comunidad, se inicia un proceso de estudio

que, como todos, puede describirse funcionalmente mediante los momentos o dimensiones

de dicho proceso. En el caso de las AEI es importante subrayar que el momento del primer

encuentro se retrotrae a una cuestión generatriz, en lugar de iniciarse con una tarea escolar

ya depurada. Esto significa que la cuestión generatriz de una AEI, aunque sea sugerida por

el profesor, no está perfectamente formulada sino que deberá evolucionar y “refinarse” a

medida que es abordada por la comunidad de estudio. Tampoco es una cuestión que pueda

resolverse llevando a cabo una tarea escolar previamente establecida y con una respuesta

predeterminada. De hecho, las respuestas tentativas que vayan surgiendo deberán poder ser

contrastadas por la propia comunidad de estudio, en lugar de delegar al profesor la

responsabilidad de dicha evaluación. Este carácter adidáctico de la situación se refleja

especialmente a lo largo del momento exploratorio que, a pesar de estar más o menos

dirigido por el profesor, debe estar “guiado”, en todo caso, por la propia construcción de las

respuestas tentativas y por la interacción con un medio adidáctico capaz de contrastar la

validez de estas.

Antes de diseñar e implementar la AEI es fundamental construir un Modelo Praxeológico

de Referencia (MPR) (Chevallard, 1999). Este modelo consiste en la identificación, análisis

y descripción de todas las obras (matemáticas y extra matemáticas) que podrían estudiarse,

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investigarse, construirse y/o reconstruirse al abordar la búsqueda de respuestas a la

pregunta generatriz y a sus derivadas.

Antecedentes del problema

En la última década se han llevado a cabo varias investigaciones que desde la TAD intentan

abordar el problema de la monumentalización utilizando distintos dispositivos didácticos,

entre ellos la AEI, para estudiar distintos saberes escolares. Por ejemplo en Corica (2016)

se presenta un recurso de enseñanza propuesto para la escuela secundaria que comienza con

el análisis de una situación que requiere comparar planes de compañías que ofrecen el

servicio de telefonía celular. Se trata de analizar una situación cercana a cualquier

ciudadano, donde ni los datos ni las variables están completamente determinados de

antemano. En esta propuesta, se requiere comparar tarifas de telefonía celular analizando el

estado actual de compañías en Argentina. Toma como pilar la TAD y plantea que la

actividad matemática es más que resolver problemas: se trata de formular y responder

peguntas, desarrollar diferentes técnicas, realizar conjeturas, validar soluciones, interactuar

con otros miembros del grupo de estudio, cotejar resultados, técnicas, validaciones, etc. Es

requisito fundamental en esta propuesta, romper con la concepción atomizada de la

matemática y dar lugar a recorrer diversas organizaciones matemáticas según las

necesidades del estudio. En este trabajo se profundizó el estudio sobre técnicas algebraicas

que derivaron en la formulación de diversos modelos, pero también pueden emplearse otras

técnicas como ser gráficas y aritméticas. Las técnicas gráficas pueden ser utilizadas tanto

para contrastar información que se obtenga mediante técnicas aritméticas o algebraicas. Así

también para obtener información a partir de su interpretación, que posteriormente se puede

contrastar con otras técnicas. La autora sostiene que es de vital importancia no privilegiar

una técnica sobre las demás, sino focalizar en el carácter de función explicativa de la

técnica (es correcta, adecuada y eficaz) junto a la función justificativa (es útil para el hacer

de la tarea que se encuentra resolviendo, permitiendo resolver de manera efectiva).

También podemos mencionar el trabajo realizado por Bonacina, Teti, Haidar, Bortolato y

Philippe (2014) de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, Univ. Nacional

de Rosario, donde plantearon un “dispositivo didáctico para la enseñanza funcional de las

matemáticas: Las actividades de estudio e investigación – AEI”. Los investigadores

presentan un avance en el diseño de dispositivos didácticos con los que dar cuenta de la

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siguiente problemática: lograr una enseñanza funcional de la Matemática; o sea, una

enseñanza que proporcione al estudiante los conceptos y técnicas necesarias para dar

respuesta a situaciones problemáticas, no se limite a una presentación desarticulada y

carente de sentido de los mismos. El modelo didáctico lo constituye la Teoría

Antropológica de lo Didáctico, dentro del cual reconocemos dos conceptos de utilidad para

los fines perseguidos: los Recorridos de Estudio e Investigación (REI) y las Actividades de

Estudio e Investigación (AEI). En particular, y en esta instancia, presentaron una AEI

diseñada en torno a la noción de función y con el objetivo de dar respuesta al fenómeno

didáctico de la falta de articulación entre las distintas formas de representar funciones. De

acuerdo al trabajo que han realizado llegaron a la conclusión que se observaba una mejora

en cuanto al reconocimiento de las diferentes técnicas existentes para abordar una tarea, a

discernir criterios para elegir la más apropiada. Finalmente, estimaron importante remarcar

que el desarrollo habitual del curso transcurre dentro del paradigma monumentalista o de

visitar saberes, claramente opuestos a la pedagogía de la investigación y del

cuestionamiento del mundo que propone la TAD y a la cual adherimos, lo que no facilita

nuestra tarea; que, no obstante ello, insistimos en buscar formas o modos de trabajar acorde

con la meta propuesta: conseguir que los conocimientos matemáticos que enseñamos en los

cursos universitarios no se reduzcan a un conjunto desarticulado de conceptos y técnicas

carentes de sentido.

También el trabajo realizado por Corica y Marin (2015) reporta resultados del diseño e

implementación de una Actividad de Estudio e Investigación para el estudio de ángulos

inscriptos y cuadriláteros cíclicos en la escuela secundaria con el empleo del software

Geogebra. La primera implementación realizada de la AEI fue una prueba piloto, describió

las técnicas y el entorno tecnológico-teórico empleado por los estudiantes. De acuerdo a lo

trabajado, plantea no haber logrado que los estudiantes propongan nuevas cuestiones ante

las resoluciones que iban obteniendo. Lo que sí logró es que se responsabilicen de las tareas

elaborando y validando las técnicas propuestas. Los estudiantes resolvieron situaciones que

permitieron desarrollar razonamientos propios del trabajo geométrico. A través del empleo

de software permitió que los estudiantes exploren construcciones dinámicas. En

conclusión, las investigadoras justifican que si bien la noción de AEI es una alternativa

incompleta y limitada, se trata de una propuesta viable en la escuela secundaria y que

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permite comenzar a enfrentar el problema de la monumentalización e instalar algunos

elementos de la pedagogía de la investigación.

También se encuentran investigaciones destinadas a enseñar matemática vinculada con

otros campos disciplinares. Por ejemplo, los trabajos de Farabello, Espino, Pascal y

Tesouro (2013), llevado a cabo en la Facultad de Bromatología de la Universidad de Entre

Ríos. Los investigadores se propusieron integrar Matemática y Química a través de una

actividad experimental consistente en la medición de la absorbancia de la luz en muestras

de agua con diferentes concentraciones conocidas de nitritos para obtener una curva de

calibración (ajuste lineal por el método de mínimos cuadrados). El fin de la misma era para

lograr una colaboración útil necesaria para que los docentes de una asignatura conozcan en

qué pueden ser útiles para las otras y sepan plantear las situaciones problemáticas de un

modo accesible para los otros docentes. Para ello, lo ideal es el trabajo en forma conjunta y

asociada, de forma tal que no resulte una mera superposición de conceptos, sino de una

verdadera integración (García & Santos, 2000). Llegaron a la conclusión que la posibilidad

de realizar una experiencia en el laboratorio de química en la clase de matemática resultó

muy atractiva para los alumnos y muy cercanas a su contexto.

También en el trabajo de Fonseca Bon, Gascón Pérez y Oliveira Lucas (2013), se planteó el

“Desarrollo de un modelo epistemológico de referencia en torno a la modelización

funcional”. En este trabajo presentaron el diseño matemático de una pequeña parte de un

modelo epistemológico de referencia que, una vez completado, donde buscaban sustentar la

organización didáctica de un proceso de estudio que incluya: el desarrollo de la

modelización funcional con parámetros, la razón de ser del cálculo diferencial elemental en

la última etapa de secundaria y los primeros desarrollos del cálculo en varias variables en la

universidad. Los estudiantes ya disponían de la derivada como herramienta de trabajo para

mostrar el desarrollo progresivo y la completación relativa de las praxeologías matemáticas

que se construyen a medida que se avanza en los diferentes niveles de la modelización

funcional. La propuesta se hace en el ámbito de la Teoría Antropológica de lo Didáctico y

constituye una pequeña contribución al objetivo didáctico de situar la modelización

matemática como un instrumento que permite articular y dar sentido a la matemática

escolar. Partió de una cuestión situada en el ámbito de las Ciencias de la Salud y, más

concretamente, de una cuestión relativa a la concentración de un medicamento en el

Page 18: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

18

torrente sanguíneo. Mostraron que el proceso de modelización funcional que da respuesta

progresiva a esta cuestión (y a las que se derivan de ella) permite reestructurar, articular y

dar sentido a los contenidos matemáticos relativos a la modelización funcional que

aparecen en los últimos años de la enseñanza secundaria y en los inicios de la enseñanza

universitaria. Se buscaba como conseguir que los conocimientos matemáticos que se

estudian, inicia de un MER, partiendo de una cuestión generatriz.

Consideraron que de entre las múltiples cuestiones con sentido y con legitimidad funcional

y social, y dada la importancia de recientes investigaciones de modelos matemáticos en el

ámbito de las Ciencias de la Salud, se podría estudiar la siguiente generatriz: (consistía que

con la finalidad de erradicar una epidemia se inyectó una determinada cantidad de

medicamento a una población de individuos infectados) Qo: ¿Cómo podemos estudiar la

variación de la concentración del medicamento en el torrente sanguíneo de estos pacientes?

Se trata de una cuestión con gran poder generador, intencionadamente muy abierta, que

además de no proporcionar ningún dato numérico tampoco especifica cuáles son las

variables que habría que tomar en consideración para describir el sistema.

Finalmente, entre otros trabajos tenemos el de Aravena, Caamaño, y Giménez (2008),

donde presentan “Modelos Matemáticos a través de proyectos”. Realizan una introducción

señalando la enseñanza en un establecimiento municipalizado de una escuela secundaria

chilena. Los investigadores observaron que no había articulación de los contenidos en el

aula, donde se orientaba a un ámbito puramente matemático, basado en ejercitaciones y el

manejo de algoritmos, ofreciendo una escasa vinculación con problemas del mundo real y

de las ciencias. Esto trae como consecuencia que los estudiantes no conciban la utilidad de

la matemática en su proceso de formación (Aravena, 2002).

Consideraron que la aplicación e integración en matemática a través del modelaje de

situaciones, ayuda a la motivación, ya que aquellos alumno que no manifiestan un interés

por la matemática puede ser persuadidos a aprender matemáticas por las aplicaciones, de

ahí que sea vista como una herramienta para solucionar problemas prácticos (Griffiths &

Howson, 1974), como forma de evitar aprendizajes incorrectos, la forma de como la

matemática es utilizada a veces en las clases muestra que esta la posibilidad de que los

Page 19: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

19

alumnos adquieran nociones groseras e incorrectas, como una tendencia a memorizar

fórmulas que no son comprendidas(Griffiths & Howson, 1974).

El trabajo de proyectos se ha convertido en una vía prometedora para elevar los

aprendizajes matemáticos de los estudiantes. Desde esta perspectiva, se reconoce su

importancia como estrategia metodológica pertinente para el desarrollo de capacidades y

habilidades necesarias en el mundo actual, potenciándose aún más si se trabaja con la

modelización de situaciones reales (Abrantes, 1994). Por lo tanto, ofrecer situaciones

concretas permite organizar e interpretar información y datos; describir relaciones

matemáticas; enfrentar problemas con soluciones múltiples; entender la aplicabilidad de los

conceptos y procesos; analizar e interpretar problemas a través de la matemática; entender

nuevas ideas; incorporar conocimientos; asimilar información, y adaptarse a los cambios

tecnológicos y científicos. Según el enfoque metacognitivo, desarrolla la creatividad y el

interés por el descubrimiento; el transversal, que propicia el desarrollo de habilidades

comunicativas orales y escritas (Alsina, 1998; Aravena, 2001) y la comprensión del rol que

asumen las matemáticas en una sociedad moderna y postmoderna (Niss, 1992; Keitel, 1993;

Abrantes, 1994; De Lange, 1996; William & Ahmed, 1997; Alsina, 1998; Aravena, 2001;

Gómez, 2002).

Tal aspecto es muy importante en la formación de los alumnos, ya que se pretende

desarrollar un sentido, una visión en la forma de relacionarse con la nueva información que

haga que su aprendizaje vaya siendo relacional y comprensivo (Alsina, 1998; Aravena,

2001). También se considera que esta metodología de trabajo favorece el empleo creativo

de la información porque permite relacionar el conocimiento y su campo de aplicación,

vincular ideas de otras áreas para lograr nuevos conceptos, asociar necesidades y recursos,

así como resolver problemas sobre la base del conocimiento disponible (Letelier, López y

Martínez, 1994; Aravena, 2001).

El trabajo de proyectos tiene como punto de partida la selección de una situación real que

esté en estrecha relación con la temática de estudio y sea susceptible su formulación en

términos de una función polinómica (lineal, cuadrática, lineal por tramos). Consiste en

resolver un problema real a través del proceso de modelizar una situación que involucre una

investigación en terreno, a fin de que los estudiantes puedan asociar los conceptos y

procesos matemáticos con otras áreas del saber.

Page 20: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

20

Los resultados y análisis han permitido corroborar que un trabajo sustentado en la

modelización prepara a los estudiantes para que tengan una participación activa en el

ámbito social y cultural. Esta forma de trabajo permite que adquieran una visión integrada

de la matemática, reconozcan su utilidad para resolver problemas del medio, además de que

comprendan y valoran la utilidad de los conceptos y procesos. Dicho aspecto cobra

relevancia porque una de las dificultades en el aprendizaje de la matemática radica en la

comprensión y la utilidad de los conceptos cuando se presentan fuera de contexto.

Con respecto a la enseñanza de las funciones definidas a trozos, no se encuentran

demasiadas investigaciones, pero podemos comentar que el trabajo de Leguizamón y

Caidedo (1999) donde las autoras se centran en el aspecto algebraico de las funciones a

trozos, exponiendo una estrategia didáctica para ayudar en la comprensión y manipulación

de este tipo de funciones, enfatizando el carácter activo de toda función, sin utilizar las

funciones como modelización de funciones. Por otra parte, el trabajo de Tesis de Maestría

de Caro Acevedo (2013) presenta una propuesta de enseñanza sobre la modelación de

funciones por tramos en el último año de la escuela secundaria colombiana, desde el marco

del aprendizaje significativo. En su propuesta se buscaba que cuando los estudiantes se

encuentren un problema de funciones donde se le presenten condiciones, identifiquen el

modelo que representa el problema como una expresión algebraica, siguiendo los pasos

propuestos por George Pólya para solucionar problemas (comprender el problema, pensar

en un plan, ejecutar el plan y mirar hacia atrás). Según el autor, los resultados de las

pruebas con los estudiantes se compararon estadísticamente, evidenciando la pertinencia de

las actividades implementadas. Finalmente, hacemos mención al trabajo de tesis de

Licenciatura de Vernazza y Tapia (2013) también de Colombia, donde los autores

elaboraron una propuesta de enseñanza de la función a trozos partiendo de contextos reales

tomados del periódico, con el objetivo de que los estudiantes puedan comprender la

información que es emitida a un público general. El trabajo fue realizado utilizando como

marco teórico en la dimensión cognitiva principalmente a la Teoría de las Representaciones

semióticas de Duval y en la dimensión didáctica, a la Teoría de Situaciones de Brousseau.

La secuencia fue implementada utilizando el GeoGebra para trabajar diferentes registros de

representación semiótica a un conjunto de estudiantes que conocían la función afín y lineal,

Page 21: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

21

con lo cual la propuesta permitió afianzar y ampliar el concepto de función. A nivel

universitario, estudios como los de Gatica y otros (2011) dan cuenta de la relevancia del

estudio de las funciones definidas a trozos para la comprensión del concepto de continuidad

de funciones.

Objetivos de la investigación

Objetivos generales

Estudiar la posibilidad enseñar las funciones definidas a trozos en la educación

secundaria, para recuperar su sentido y apreciar la potencialidad de los modelos

matemáticos y su aporte en la contribución de la funcionalidad de la matemática.

Utilizar la Actividad de Estudio e investigación como herramienta para enfrentar los

fenómenos de la monumentalización del saber matemático y de la pérdida de

sentido.

Objetivos específicos

Construir un modelo praxeológico de referencia (MPR), que permita abordar de la

pregunta generatriz Q0. ¿Cómo la Matemática nos permite modelizar el circuito del

alcohol en el cuerpo humano?

Diseñar e implementar una actividad de estudio e investigación (AEI) para estudiar

las funciones definidas a trozos en la modelización del circuito del alcohol en el

cuerpo humano.

Implementar la AEI en un curso de una escuela secundaria de Tandil

Describir los resultados de la implementación en términos de preguntas y respuestas

de los estudiantes con relación a los saberes encontrados.

Preguntas de investigación

¿Qué características tendría que tener un modelo Praxeológico de referencia que

permita estudiar la modelización matemática del circuito del alcohol en el cuerpo

humano y dar cuenta de sus efectos en las conductas humanas?

¿Qué actividades y tareas se pueden ofrecer a los estudiantes para que puedan

realizar la actividad de estudio e investigación?

Page 22: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

22

¿Cómo es el funcionamiento de la Actividad de Estudio cuando se la implementa en

un curso de Matemática, en términos de preguntas y respuestas de los estudiantes?

Page 23: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

23

Capítulo 2: Metodología de la

investigación

La investigación es de tipo cualitativa, se busca describir el proceso de implementación de

la AEI en un curso de una escuela secundaria de Tandil. Como parte de la descripción y el

análisis se identificación de las variables didácticas- matemáticas a partir de las cuales

comenzaron a generar la familia de tareas que conformaría la AEI, lo cual hizo necesario

elaborar un Modelo Praxeológico de Referencia (MPR), de acuerdo al marco teórico

adoptado.

La implementación se llevó a cabo en un curso de quinto año del nivel superior de la

escuela secundaria de Técnica Nº2 integrado por 17 estudiantes entre 16 y 17 años en un

curso de 5to Año de la Escuela Secundaria Técnica Nº2 orientación Química, en la ciudad

de Tandil, donde el investigador es docente de esa institución. El curso fue seleccionado

intencionalmente porque se buscaba que estudiantes y profesora estuviesen familiarizados,

y que la profesora fuera la que implementara la AEI que había diseñado previamente,

evitando así la variable profesor en el análisis. Se seleccionó deliberadamente la modalidad

de Química, entre otras modalidades que ofrece la institución, debido a que se considera

que los estudiantes tienen una formación afín a la temática a tratar, en lo referido a la

composición química del alcohol, etc.

Se recolectaron todas las producciones de los estudiantes en lápiz y papel, realizadas clase a

clase, que luego fueron digitalizadas y se registró un audio general de cada clase. Las notas

de campo del docente-investigador se registraron para poder identificar lo desarrollado en

cada clase. Con base a estos registros, se realizó la descripción de la implementación, en

términos de preguntas y respuestas.

Descripción del ámbito de la implementación de la AEI

La institución es de gestión pública de la ciudad de Tandil, cuenta con varias orientaciones

la cuales son:

Maestro Mayor de Obra

Analista Programador

Page 24: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

24

Electromecánico

Técnico Químico

Automotores.

La duración total es de 7 años, en el último año los alumnos realizan sus pasantías en

distintos lugares de la ciudad de Tandil, al finalizar el año deben realizar la presentación y

defensa de proyecto de acuerdo a lo que ellos hayan elegido para trabajar durante todo el

año. Los estudiantes ya salen con un título de técnico y hay estudiantes que se insertan en el

mundo laboral y otros continúan una carrera universitaria.

Durante la implementación de la AEI, el grupo se organizó en sub grupos, de entre 4 y 6

integrantes cada uno. Las clases se desarrollaron en el aula cotidiana, en principio se pensó

que sería muy bueno contar con el uso de la sala de computación pero no fue posible por

restricciones institucionales a ajenas a la investigación y los estudiantes utilizaron como

herramienta de investigación sus teléfonos celulares o bien traían información desde la

casa. La actividad se realizó durante los meses de octubre y noviembre del año 2017, con

un total de 15 clases de una o dos horas reloj de duración distribuidas en dos clases

semanales. La profesora a cargo del curso es la investigadora, y quien trabajó con los

estudiantes durante todo el ciclo lectivo.

Se elaboró un modelo praxeológico de referencia (MPR), para analizar los posibles

recorridos de la AEI a desarrollar y el efectivamente desarrollado.

La actividad de estudio e investigación propuesta comienza tiene como pregunta generatriz

Q0: ¿Cómo la Matemática nos permite modelizar el circuito del alcohol en el cuerpo humano?

El análisis de las repuestas posibles de Q0 determina los distintos recorridos potenciales

generados por las preguntas derivadas de Q0 a las que llamaremos Qi.

A través de las Qi, se buscará implementar la organización matemática que consideren

adecuada y logren relacionar una con otra.

Se realizaron observaciones de las clases, recopilando los datos de los estudiantes, informes

diarios de los estudiantes, es decir las resoluciones de los estudiantes día a día y las síntesis

personales solicitadas por el profesor, un cuestionario construido por el investigador y una

reflexión final por parte de los estudiantes.

Page 25: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

25

Capítulo 3: Modelo Praxeológico de

referencia

Introducción

El estudio se realizó a partir del análisis de una situación inicial para poder comenzar con la

AEI. Con ella no se pretende llegar a un resultado único ni inmediato, sino que se plantea

como una problemática disparadora para investigar y realizar un estudio por parte de los

estudiantes desde sus conocimientos matemáticos previos, y de otras ciencias (química,

biología y física).

Actividad inicial

Se planteó a los estudiantes la siguiente actividad:

Un grupo de amigos van a un restaurant, comieron y bebieron más de lo normal. Luego de

un corto tiempo de la última copa, se fueron en auto, colisionan con otro auto estacionado,

sin sufrir lesiones mayores. Producto del susto y los nervios, sin prestar atención a testigos

oculares del hecho, se refugiaron en una de las casas, para evitar el control de

alcoholemia, y ser multados por la policía ante el hecho de conducir luego de beber. Un

tiempo posterior efectivamente son encontrados y se les practica el test de alcoholemia.

¿Cómo se puede saber si la colisión fue consecuencia exclusiva del alcohol ingerido o no?

¿Sirve de algo “escapar” para evitar el análisis de sangre para conocer su alcoholemia?

Formulamos un conjunto de posibles preguntas que se desprenden de esta problemática

inicial, y que podría dar origen a distintas nociones matemáticas a encontrar o reencontrar:

¿Cómo conocer el contenido de alcohol en la sangre? ¿De qué factores depende?

¿Qué es la graduación alcohólica de una bebida y cómo conocerla?

¿Cómo estimar la concentración de alcohol?

¿Cómo se puede describir la evolución de la concentración de alcohol en el cuerpo a

medida que pasa el tiempo? ¿De qué factores depende?

¿Cómo impacta la cantidad de comida en el estómago en la concentración de

alcohol?

Page 26: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

26

¿Cuál es la cantidad de alcohol permitido para conducir? ¿Cómo lo podemos

calcular analítica y gráficamente?

¿Cómo predecir efectos de la concentración de alcohol en sangre a medida que pasa

el tiempo? ¿Se puede realizar un gráfico que represente de esta situación?

¿Cómo interpretar la velocidad de absorción y eliminación de alcohol en el cuerpo?

Realizar un análisis de varias etapas de absorción y eliminación hasta lograr una

concentración del alcohol cero. ¿Se puede realizar un gráfico que represente de esta

situación?

¿Cómo hacer retrospecciones sobre la cantidad de alcohol ingerida a partir de

mediciones actuales?

¿Cómo se sabe cuánto fue el alcohol ingerido a partir de los resultados de las

pruebas corrientes de alcoholimetría?

¿Cómo interpretar los resultados de los test de alcoholemia?

¿Después de cuánto tiempo ya no hay alcohol en el cuerpo? ¿De qué factores

depende?

Las cuestiones y las organizaciones matemáticas que tienen lugar

A partir del problema inicial y de las cuestiones derivadas, los estudiantes pueden recorrer

las diferentes praxeologías, a partir del estudio de la generatriz Q0: ¿Cómo la Matemática nos

permite modelizar el circuito del alcohol en el cuerpo humano?

El estudio de la pregunta generatriz, lleva al estudio de las siguientes OM:

OM1: Unidades (Volumen, peso, densidad)

OM2: Operaciones con números racionales

OM3: Regla de tres simple. Porcentaje

OM4: Función Lineal

OM5: Estudio de funciones (Dominio, imagen, Máximo o mínimo, ceros, ordenada

al origen, intervalo de crecimiento y de decrecimiento)

OM6: Sistemas de ecuaciones

OM7: Ecuaciones

OM8: Función lineal definida por tramos

Page 27: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

27

OM9: Función “serrucho” o “diente de sierra”

OM10: Intervalos de la variable dependiente y la independiente

Para llegar al estudio de cada una de las OMs anteriores, partimos de una problemática

inicial para que los estudiantes puedan reencontrar las organizaciones que les eran

conocidas, y a su vez, encontrar y estudiar las nuevas, como es el caso de las funciones

lineales definidas a trozos.

Para interpretar un resultado de una prueba de alcohol, primero debe entenderse cómo se

mide el alcohol en bebidas alcohólicas y cómo se mide en el cuerpo (Newman Flanagan,

2003). Por eso, esta pregunta origina las siguientes derivadas:

A su vez, para abordar a Q1, surgen los siguientes interrogantes:

Se utiliza el alcohol etílico (el nombre químico del alcohol que consumimos) es una

pequeña molécula soluble en agua que es fácilmente absorbida y distribuida por la sangre a

través de todos los componentes que contienen agua del cuerpo (Newman Flanagan, 2003).

Para responder a esta pregunta, desde la misma investigación, se consultó a varias fuentes

de información como sitios de internet de dominio confiable (universidades o institutos de

investigación que difundieran este conocimiento), así como también textos de difusión

científica publicados en revistas de investigación. Por ejemplo, algunas fuentes consultadas

fueron: Apuntes de Cátedra de Toxicología y Química Forense. Facultad de Ciencias

Exactas. Universidad de Morón (Argentina); Material de difusión acerca del Alcohol y la

Q0: ¿Cómo la Matemática nos permite modelizar el circuito del alcohol

en el cuerpo humano?

Q1: ¿CÓMO SE MIDE EL ALCOHOL EN UNA BEBIDA

ALCOHÓLICA?

Q1.1: ¿QUÉ TIPO DE ALCOHOL SE UTILIZA?

Q1.2: ¿CÓMO SE CALCULAN LOS GRAMOS ABSOLUTOS DE

ALCOHOL EN UNA BEBIDA?

Page 28: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

28

Conducción, elaborado por el Ministerio del Interior y la Dirección general de tráfico de

España, síntesis publicadas en el Department of Pharmacology and Systems Therapeutics

de la Mount Sinai School of Medicine (New York), etc.

De acuerdo al Material de difusión acerca del Alcohol y la Conducción, elaborado por el

Ministerio del Interior y la Dirección general de tráfico de España (capítulo 1: “Alcohol,

conducción y accidentes de tráfico”) primero tenemos que definir los tipos de bebidas

alcohólicas:

Tipos de bebidas alcohólicas

La presencia de alcohol en una bebida es el aspecto diferencial, por ello hablamos de

bebidas alcohólicas. Estas pueden ser bebidas fermentadas y bebidas destiladas.

La bebida fermentada procede de un fruto o de un grano (uva, manzana, cebada)

que, por la acción de levaduras, ha sufrido una fermentación alcohólica. Durante ese

proceso, la mayor parte de los azucares se transforman en alcohol.

A las bebidas que han sufrido fermentación alcohólica y, posteriormente, son

sometidas a un proceso de destilación, se las conoce como bebidas destiladas (brandy,

whisky, ron, ginebra y licores en general) que tienen mayor contenido en alcohol que las

bebidas fermentadas.

A continuación se presenta la Tabla 1 en la cual se presentan las principales bebidas

alcohólicas y los grados que suelen tener –puede haber diferencias entre marcas-. También

se presenta el volumen que contiene una consumición tipo, la cantidad en gramos de

alcohol absoluto que contiene esa consumición tipo.

Tabla 1: Algunas bebidas alcohólicas con sus respectiva graduación alcohólica, el volumen que contiene una

consumición “tipo”, la cantidad en gramos de alcohol (absoluto) que contiene esa consumición tipo que

suelen tener. Fuente: Material de difusión acerca del Alcohol y la Conducción, elaborado por el Ministerio del

Interior y la Dirección general de tráfico de España (Obtenido de

http://www.dgt.es/PEVI/documentos/catalogo_recursos/didacticos/did_adultas/alcohol.pdf l)

Q1.2.1: ¿QUÉ FACTORES FÍSICOS INTERVIENE EN LOS

CÁLCULOS?

Page 29: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

29

Tipo de bebida Volumen Graduación alcohólica

rango (graduación media)

Gramos de alcohol

absoluto por consumición

Fermentadas

Vino Vaso=100

ml

10-15 (12) 9,6 gramos

Cerveza Caña=200ml 4-9 (5) 8 gramos

Sidra Vaso=

100ml

3-8 (5) 8 gramos

Cava Vaso=100ml 10-15 (12) 9,6 gramos

Destiladas

Ginebra Copa=50ml 40-42 (40) 16 gramos

Ron Copa=50ml 40-42 (40) 16 gramos

Whisky Copa=50ml 40-45 (42) 16,6 gramos

La proporción de alcohol puro (conocida como soluto) de una bebida alcohólica, para un

volumen dado de la misma, se denomina grado alcohólico. Por ejemplo, un litro de vino de

12 grados alcohólicos contiene 12 ml de alcohol puro por 100 de vino, en consecuencia hay

en 1 litro (1000ml) de vino, 120ml de alcohol puro. Es decir que los grados alcohólicos

serían como el equivalente de, en el caso del vino, 12% V/V, nuevamente 12 ml de alcohol

puro por 100 de vino.

De la misma manera, en un litro de cerveza de 5 grados, alcohólicos contiene 5 ml de

alcohol puro por 100 de cerveza, en consecuencia hay en 1 litro de cerveza, 50ml de

alcohol puro. Es decir que los grados alcohólicos serían como el equivalente de, en el caso

de la cerveza, 5% V/V, nuevamente 5 ml de alcohol puro por 100 de cerveza.

Como el alcohol, en las bebidas alcohólicas, es el soluto, y en este caso es medido en ml ya

que es un líquido, pero para los cálculos siguientes debemos conocer en masa (en gramos)

Page 30: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

30

su cantidad, por lo que debemos conocer su densidad que es de 0,8 g/ml. Quiere decir que

al ingerir 10 ml de alcohol puro equivale a 8 gramos.

Dado que el peso específico del alcohol es de 0.8 g/cm3 (la densidad del alcohol), para

transformar la cantidad de alcohol consumida en ml de alcohol absoluto a gramos de

alcohol absoluto se utiliza la siguiente fórmula:

Gramos de alcohol = cantidad en mililitros x graduación alcohólica x 0.8

100

Es decir, en un litro de vino de 12 grados alcohólicos hay 96 gramos de alcohol absoluto:

en un litro de vino de 12 grados un 12 por 100 es de alcohol puro, es decir, 12 centilitros

(120 cm3), que multiplicado por 0.8 nos da 96 gramos.

Gramos de alcohol = 1000 x 12 x 0.8 = 96 GRAMOS.

100

Esta cuestión conduce a plantearse previamente la siguiente:

Según Álvarez y Del Río (2001) la alcoholemia es la cantidad de alcohol que hay en la

sangre después de beber alcohol. Es proporcional a la cantidad que se bebe y a la

mayor o menor concentración de alcohol en la bebida que se toma.

La alcoholemia se mide en gramos de alcohol por cada litro de sangre (g/l) o su

equivalente en aire espirado. Aunque dos personas beban la misma cantidad de alcohol

es muy poco probable que alcancen la misma tasa de alcoholemia o que lo hagan en el

mismo momento. Incluso si es una misma persona la que toma alcohol en dos días

distintos, la tasa de alcoholemia que alcance también puede variar.

La absorción del alcohol depende directamente de la velocidad a la que se beba. Cuanto

más rápido se tome la bebida, mayor será la velocidad de absorción y la cantidad total de

alcohol que pase a la sangre. Por ello, para evitar efectos indeseados, es recomendable

Q2: ¿CÓMO SE MIDE EL ALCOHOL EN LA SANGRE?

Q2.1: ¿QUÉ ES LA ALCOHOLEMIA?

Page 31: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

31

que si se bebe, se lo haga pausadamente y que se espacie en el tiempo las bebidas a

consumir. También se recomienda intercalar alguna bebida no alcohólica entre dos

bebidas alcohólicas. La absorción del alcohol es más lenta en bebidas fermentadas (como

la cerveza o el vino) que en las destiladas (como la ginebra, el ron o el whisky). Además,

el alcohol tomado junto a bebidas gaseosas (como la tónica o ciertas bebidas de cola) o

tomada caliente puede favorecer la rapidez de aparición de la alcoholemia.

La rapidez de absorción del alcohol depende de la cantidad que llegue al intestino

delgado, por lo que la presencia de alimentos en el estómago es una variable muy

importante. Cuando el tubo digestivo está vacío, la cantidad de alcohol que pasa a la

sangre es mayor y lo hace de forma más rápida. Por ello, no es nada recomendable

consumir alcohol sin haber comido nada. La distribución y concentración del alcohol es

diferente en una persona gruesa que en una persona de menos peso. Con lo cual, una

persona delgada puede obtener una mayor tasa de alcoholemia con la misma cantidad de

alcohol ingerido que una persona gruesa.

La alcoholemia es pues, un indicativo del grado de impregnación alcohólica que presenta el

Sistema Nervioso, por lo que podemos pensar que a medida que aumenta dicha

alcoholemia, mayor será la disfunción del Sistema Nervioso y mayores las repercusiones a

nivel conductual.

La alcoholemia se incrementa en función de la cantidad de alcohol ingerido, la cual

dependerá a su vez de la graduación alcohólica de cada bebida. Así, una vez calculada la

cantidad de alcohol ingerida, se puede obtener el grado de alcoholemia aplicando esta otra

fórmula: alcoholemia = grs. de alcohol puro de la bebida ingerida / (peso en Kg. x 0.7 en

varones o 0.6 en mujeres)

En cualquier caso, este resultado siempre será aproximado. El grado real de alcoholemia -

medido en gramos de alcohol por litro de sangre- se obtiene directamente a través de un

análisis de sangre o indirectamente mediante el aire espirado. La concentración de alcohol

Q2.2: ¿CÓMO SE CALCULA LA CONCENTRACIÓN ALCOHÓLICA

EN UNA PERSONA?

Page 32: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

32

en la sangre dependerá de todas las variables que enunciamos, y por tanto será distinta

en diversos sujetos y en condiciones distintas.

Fue Widmark, químico sueco quien en 1932 enunció que el metabolismo del alcohol

transcurre orgánicamente a una velocidad constante, pero lenta. Para poder averiguar el

grado de alcohol máximo en sangre que se alcanzará luego de ingerir alcohol, propuso

una fórmula con la que fue posible poder saber la cantidad de alcohol en la sangre y

seguir su evolución. Es por eso por lo que la curva que modeliza el circuito de alcohol en

sangre también se denomina “curva de Widmark”. Así, se estableció que:

( ) ( )

( ) ( )

Dónde:

C representa a la concentración de alcohol en la sangre

A representa a la masa (cantidad) de alcohol ingerida en g

R representa el factor de distribución en individuo

varones: 0,68 a 0,70

mujeres o varones jóvenes: 0,55 a 0,60

lactantes o niños pequeños: 0,75 a 0,80

M es la masa de la persona en kg (kilogramos).

Si el alcohol se absorbe más rápidamente de lo que está siendo eliminado, la

concentración del alcohol aumentará con el tiempo. Si la absorción y las tasas de

eliminación son iguales, la concentración de alcohol se mantendrá constante y una fase

de pico más larga resultará.

En Argentina la ley no permite la conducción de vehículos si la «tasa de alcoholemia»

supera los 0,5 gramos por litro en sangre (o 0,25 mg/L de aire espirado).

La modelización del circuito del alcohol en el cuerpo humano

Encontrar un modelo que permita describir el circuito del alcohol en el cuerpo humano es la

respuesta a la cuestión:

Page 33: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

33

Ludwin (2011) analiza el contenido de alcohol en sangre, y plantea un conjunto de

ecuaciones diferenciales para describir el contenido del alcohol en la sangre en función

del tiempo, luego integra las ecuaciones para obtener una solución general. Las

ecuaciones de la solución general dependen de tres parámetros libres: la concentración

inicial de alcohol en el estómago después de la ingesta, la tasa de absorción de alcohol

en el torrente sanguíneo y la velocidad a la que el hígado metaboliza el alcohol. El autor

se propuso modelar el procedimiento del etanol en el cuerpo humano mediante el

siguiente esquema de reacción:

A=>B=>C (1)

Donde A representa la concentración de alcohol en el estómago, B representa la

concentración de alcohol en la sangre y C se representa la concentración de

subproductos en la sangre después de que el alcohol es metabolizado por el hígado.

Junto con la reacción anterior, se propone que la cinética de la reacción son los pasos de

primer orden para que:

(2)

y

(3)

Donde A y B representan las concentraciones de especies A y B dadas las condiciones

iniciales ( ) y ( ) . El autor presentó los datos experimentales en Tabla 1

para determinar la función B(t) y la modelización de la función a partir de la tabla, como

se puede observar en la Figura 1.

Tabla1: Concentración de alcohol en sangre según pasa el tiempo para un sujeto de 75 kg después de

beber 15 ml de alcohol al 95 %.

Q2.3: ¿CÓMO DESCRIBIR LA ALCOHOLEMIA A TRAVÉS DEL

TIEMPO?

Page 34: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

34

Tiempo (minutos) Concentración de

alcohol en sangre

(mg/L)

0 0

10 150

20 200

30 160

45 130

80 70

90 60

110 40

170 20

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 45 80 90 110 170

C

o

n

c

e

n

t

r

a

c

i

ó

n

d

e

a

l

c

o

h

o

l

e

n

s

a

n

g

r

e

(

g

/

l)

Tiempo (minutos)

Page 35: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

35

Figura 1: Curva que pasa por los puntos obtenidos experimentalmente que representa el recorrido del

alcohol en sangre para un sujeto de 75 kg después de beber 15 ml de alcohol al 95 %, según los autores

del trabajo mencionado en esta sección

Con el fin de determinar el nivel de alcohol en sangre B (t) explícitamente debemos

primero resolver las ecuaciones diferenciales (2) y (3). Después de separar las variables

en (2) tenemos:

( )

Por lo tanto, integramos y usemos la condición inicial dado ( ) , para obtener:

( ) ( ) ( )

Es más conveniente expresar la ecuación (5) como:

( )

Sustituyendo (6) en (3) se obtiene la siguiente ecuación diferencial lineal del primer

orden:

( )

Puesto que (7) es una ecuación diferencial lineal de primer orden es bien sabido que la

solución es de la forma:

( ) ∫ [∫( ∫ ) ] ( )

La realización de la integración en (8) junto con la condición inicial B(0)=0 produce:

( ) (

) ( ) ( )

Page 36: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

36

Usamos un solucionador de Excel para encontrar que los valores

( )

Minimizando el error absoluto medio cuando los valores de B (t) se ajustan con los datos

experimentales dados en la Tabla 1.

Tabla 2: La tabla muestra el nivel de alcohol en sangre para el modelo de sujeto versus teórico con los

mejores parámetros de ajuste A0, k1 y k2. Obtenida del trabajo citado en este apartado

Tiempo

(minutos)

Concentración de alcohol en

sangre (mg/L) (experimental)

Concentración de alcohol en

sangre (mg/L) (modelo)

0 0 0

10 150 147,54

20 200 172,95

30 160 161,38

45 130 129,99

80 70 70,99

90 60 59,49

110 40 41,74

170 20 14,41

Los resultados de la ecuación de modelado (9) se ilustran en la Tabla 2. Los autores

ajustaron la ecuación (9) a los datos al minimizar las diferencias individuales en los valores

calculados frente a los valores experimentales. Esto se logró utilizando la herramienta de

solución en Microsoft Excel con los datos que se muestran en la tabla anterior. Excel

Page 37: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

37

produjo los valores dados para las constantes, y se encontró que la precisión promedio del

modelo era. Este modelo resultó ser razonablemente preciso para predecir la concentración

en un momento dado. Siguiendo los métodos descritos en este informe, se puede decir con

seguridad que este es un modelo matemático confiable para describir el contenido de

alcohol en la sangre. Esto implica que la ruta metabólica del etanol está bastante bien

descrito usando una cinética simple de primer orden. Esto representa un ejemplo levemente

sorprendente de cómo un sistema aparentemente complicado, como uno biológico, se puede

dividir en partes más pequeñas y aproximarse con modelos matemáticos.

Al mismo tiempo, los autores reconocen que este experimento también tiene fallas

potenciales en su capacidad de hacer predicciones, y por lo tanto en su utilidad. Las

constantes obtenidas a través de los datos no van a ser el mismo para dos temas, van a

variar según el peso, el tamaño de la materia estómago, cantidad de sangre en el sistema del

sujeto, función hepática de dicho sujeto y muchos otros variables potenciales. Como tal, el

autor expresa que esta técnica representa un buen método para la interpolación información

de datos experimentales dados, pero se debe realizar más investigación para probar su

confiabilidad para una población general. Los resultados sugieren que el modelo predijo los

valores experimentales con un promedio exactitud de 94, 4%. Dada la precisión

relativamente alta de los valores calculados, se puede decir con seguridad que el modelo

fue exitoso al describir el nivel endógeno de alcohol en la sangre del sujeto.

Por su parte, según Newman Flanagan (2003) la farmacocinética del alcohol etílico se

define como el comportamiento del alcohol en el organismo, desde su ingreso (etapa

ascendente) en él hasta su eliminación (etapa descendente); comprende cuatro etapas o

fases: fase de absorción, fase de distribución, fase de metabolismo y fase de eliminación.

El circuito del alcohol una vez ingresado en el cuerpo humano, se puede analizar por partes

según la función que realiza el organismo. Así, se tienen dos fases principales:

Q2.3.1: ¿Cómo se construye e interpreta la función de la concentración de

alcohol?

Page 38: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

38

1- Fase ascendente:

Fase de absorción

Absorción es reconocida como el proceso de mover el alcohol de fuera del cuerpo hacia

dentro del torrente sanguíneo donde se puede distribuir por todo el cuerpo. Como una

pequeña molécula completamente soluble en agua, el alcohol etílico es absorbido en el

revestimiento mucoso del tracto digestivo.

En contacto con el tracto digestivo, el alcohol se absorbe por simple difusión en el

revestimiento mucoso y luego en la sangre. La cantidad absorbida en cualquier sitio dado

depende de la superficie, del espesor del revestimiento y el suministro de sangre. A

diferencia de la mayoría de las otras sustancias ingeridas, el alcohol no es digerido y puede

ser absorbido sin cambios directamente al revestimiento del estómago. Sólo el 20-25 % del

alcohol ingerido es absorbido de esta manera porque el estómago tiene una superficie

relativamente pequeña y suministro de sangre limitado. El 75-80% restante del alcohol es

rápido y absorbe eficazmente cuando sale del estómago y entra en el pequeño intestino, que

tiene una gran superficie y rico suministro de sangre.

Previamente se plantea las preguntas:

y

Según Flanagan (2003), debido a que el alcohol se absorbe rápidamente una vez que llega

al intestino delgado, cualquier cosa que retrasa el estómago de vaciar su contenido en el

intestino delgado disminuirá la velocidad de absorción del alcohol. La más rápida absorción

se produce cuando el estómago está vacío. Las bebidas diluidas tardan un poco más en

absorberse. El alcohol concentra (superior al 40% en volumen) actúa como irritante al

revestimiento gástrico y se mantendrá en el estómago hasta que pueda diluirse. Bebidas

alcohólicas que contienen ingredientes que requiere digestión, tales como bebidas

carbonatadas, también pueden ralentizar la absorción algo. La absorción también puede

Q2.3.1.1: ¿Qué variables se relacionan?

Q2.3.1.3: ¿En qué tiempo se llega a la concentración máxima de alcohol en

sangre?

Page 39: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

39

verse afectada por el estado emocional, shock y medicamentos que afecta la función del

estómago y la condición general de la gastrointestinal tracto. El factor más importante que

afecta la absorción es la presencia de alimentos en el estómago concurrentes con el alcohol.

Los alimentos requieren digestión y cualquier alcohol atrapado en las partículas de

alimentos toma más tiempo para la absorción. El alcance del efecto depende de la cantidad

y tipo de alimento. El retraso en la absorción causa una concentración de alcohol pico más

baja que dura más tiempo comparado con el consumo con el estómago vacío.

Las tasas de absorción y los tiempos varían considerablemente entre sujetos, incluso dentro

del mismo sujeto en momentos diferentes bajo condiciones similares.

Las concentraciones máximas son generalmente alcanzadas dentro de 30 a 60 minutos de la

cesación de beber.

Debido al rápido aumento inicial de CA después de beber, la mayor parte del pico CA se

alcanza dentro de los primeros 30 minutos. Esto es verdad sí o no los alimentos están

presentes, aunque los alimentos pueden afectar la magnitud de la concentración máxima.

Cuando el alcohol se consume sucesivamente con el tiempo, como situación social de

consumo de alcohol, las concentraciones máximas de 30 minutos de la última bebida e

incluso puede ser alcanzada antes de la última bebida que está terminado.

A continuación en la Figura 2, se puede observar como varía la curva cuando tiene el

estómago lleno o vacío. Es importante observar la variación del punto máximo de la

función

Figura 2: Análisis de acuerdo si tienen o no el estómago vacío o lleno después de consumir alcohol. Imagen

extraída de “Alcohol toxicology for prosecutors”. Fuente: Flanagan (2003)

Page 40: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

40

Fase de distribución

Una vez absorbido, el alcohol se distribuye de modo uniforme por todo el organismo a

través de la sangre. Entre 30 y 90 minutos tras finalizar la toma o ingesta de alcohol aparece

los niveles más altos en sangre. A través de la sangre llega a todos y cada uno de los

órganos del cuerpo.

Existe una buena correlación entre los niveles de alcohol en sangre y los efectos que

produce este en el organismo. Es decir, a partir de los niveles de alcohol en sangre se puede

predecir qué efectos está produciendo el alcohol en el organismo.

Debido a que el alcohol es completamente soluble en agua, la CA en el conjunto cuerpo es

directamente proporcional al contenido total de agua corporal que varía de persona a

persona. Los individuos obesos tienen menos agua por kilo de peso corporal que los

individuos de construcción promedio porque las células de grasa contienen poca agua. Las

mujeres tienden a tener una mayor proporción de grasa corporal que los hombres.

Alrededor del 68 % del peso corporal medio de un varón es debido al agua corporal,

mientras que el porcentaje es del 55% para las mujeres promedio.

En general, cuanto más pesada es una persona, mayor es la cantidad de alcohol que debe ser

consumido para alcanzar una concentración específica del alcohol en el cuerpo.

La concentración relativa de alcohol en cualquier fluido o tejido es también directamente

relacionado con su contenido de agua.

Es posible aproximar la fase ascendente modernizándola con una parte de una función

lineal creciente donde podemos analizar desde que la persona comenzó a consumir alcohol

hasta llegar a su concentración máxima. Entonces, para la construcción de esta función es

necesario conocer su pendiente y la ordenada al origen, como dijimos anteriormente como

el recorrido se inicia cuando comienza a ingresar alcohol al cuerpo por lo tanto la

concentración es cero en el tiempo cero. Primer punto es el par ordenado (0; 0), por lo tanto

Q2.3.1.4: ¿Qué factores influyen en el tiempo que se llega a la

concentración máxima de alcohol en sangre?

Q2.3.1.2: ¿Qué función se puede construir?

Page 41: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

41

la ordenada al origen es 0, lo cual es coherente pues se estaría en el caso de una función de

proporcionalidad directa. Ahora nos faltaría conocer la concentración máxima en un tiempo

determinado que se va tener en cuenta de acuerdo a si consumió alcohol con el estómago

vacío o lleno, lo cual nos va a permitir analizar el dominio (estómago lleno o vacío) y la

imagen (variando la concentración máxima, sexo y peso de la persona) y de esta manera

obtener el otro par ordenado para poder encontrar la pendiente y por construir la función

lineal de la fase ascendente. A continuación se presenta un ejemplo:

Supongamos que tenemos una persona de 60 kg y conocemos lo que había consumido, 3

vasos de cerveza y 1 whisky junto a lo comido.

Primera cuestión: ¿Cuántos gramos absolutos ingresaron al cuerpo?

( ) ( ) .

Segunda cuestión ¿Cuál es la alcoholemia?

Tercera cuestión: ¿Cuál es la función que podría modelizar la fase ascendente?

Si aproximamos esta fase con una función lineal, tenemos dos puntos que pertenecen a esta

función, y por lo tanto a partir de ellos se puede encontrar la expresión algebraica de la

recta que pasa por estos dos puntos:

( ) ( )

Cuarta cuestión: ¿Cuál es la expresión algebraica de la función lineal que pasa por estos

dos puntos?

( )

Entonces, tenemos que hallar la pendiente:

( )

En la Figura 3 representamos la modelización de la función lineal de la fase ascendente.

Page 42: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

42

Figura 3: Modelización de la función lineal de la fase ascendente. Fuente: elaboración propia

Realizando un análisis de la función, podemos observar que el dominio es: [ ] y la

imagen [ ], como dijimos anteriormente el dominio cambia al modificar si la persona

consumió con el estómago vacío o lleno y la imagen también se modifica se considera otro

el sexo, o el mismo sexo pero con otro peso. Esto es, una modificación de la concentración

alcohólica, incide en un cambio en la imagen y en la pendiente de la recta (la inclinación de

la recta).

2- Etapa descendente

Fase de metabolismo

El metabolismo del alcohol es el conjunto de reacciones químicas que se producen en las

células del organismo para “destruir, degradar o simplificar” las moléculas de etanol,

facilitando su eliminación y evitando que el alcohol permanezca en el organismo de manera

indefinida.

En estos procesos se degrada entre un 90% y 98% del alcohol que se ingiere. Este

metabolismo, que se realiza mayoritariamente en el hígado, y en menor medida en el

Q2.3.1.5: ¿En qué tiempo se llega a la concentración mínima de alcohol en

sangre?

Page 43: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

43

estómago, consiste en la oxidación del alcohol y se realiza con una velocidad constante y

apenas modificable. El metabolismo del alcohol es un fenómeno constante

(aproximadamente se degradan unos 120 miligramos por kg de peso y hora, o unos 8 - 12

mililitros de alcohol absoluto por hora, o unos 8-10 gramos de alcohol absoluto por término

medio en una persona de 70 kg de peso) y no depende de la cantidad del mismo que haya

en la sangre.

Este metabolismo tan solo se modifica por el peso de la persona, por diferencias genéticas

y, en menor grado, por el hábito de beber.

En este sentido el alcohol es una sustancia excepcional. Son muy pocas las sustancias

conocidas cuyo metabolismo transcurre a velocidad constante independientemente de la

cantidad presente (lo que técnicamente se denomina cinética de orden cero).

¿Qué pasa en las mujeres?

A nivel de la mucosa gástrica la actividad de la enzima implicada en la oxidación del

alcohol (la enzima alcohol-deshidrogenasa) es menor en las mujeres que en los hombres.

Por ello, de todo el alcohol que se ingiere, una pequeña cantidad es degradada en el

estómago en los varones, pero no en las mujeres, lo que contribuye a explicar porque en

ellas se alcanzan mayores niveles de alcohol en sangre que en ellos cuando se consume la

misma cantidad de alcohol.

Fase de eliminación

El alcohol se elimina del cuerpo a través del metabolismo, la excreción y evaporación. El

metabolismo representa aproximadamente el 95 % del alcohol de eliminación. Las enzimas

actúan sobre moléculas de alcohol para cambiarlas en otros compuestos, estos subproductos

se metabolizan adicionalmente.

El alcohol deshidrogenasa (ADH) en el hígado es la enzima que es principalmente

responsable del metabolismo del alcohol. ADH también se encuentra en el estómago forro,

causando la eliminación de una pequeña porción de una dosis de alcohol antes de que tenga

la oportunidad de ser absorbido.

El alcohol también se excreta sin cambios a través de la orina, lágrimas, sudor, semen y

saliva.

Page 44: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

44

Cada gota de orina que se produce y se agrupa en la vejiga refleja la concentración de

alcohol de la sangre circulante en ese momento.

Debido a que el alcohol tiene una alta presión de vapor a las temperaturas corporales, el

alcohol se evaporará de la sangre a los pulmones y se excretará en la respiración,

permitiendo que se mida en una muestra de aliento.

Tasa de eliminación

Según Flanagan (2003), biológicamente se determinó que el ritmo de eliminación es una

constante, que expresa la cantidad de alcohol eliminado por minuto y por kg peso

(aproximado e independiente de lo que haya bebido la persona). La tasa de eliminación es

de 0,15 gramos de alcohol por hora.

Debido a que el metabolismo es responsable de la gran mayoría de la eliminación, no es

una manera práctica para que un sujeto lo modifique. Mientras la sangre fluya hacia el

hígado, el alcohol continuará siendo metabolizado.

De la misma manera que se aproximó la etapa ascendente del recorrido del alcohol desde

que comenzó a ingerir hasta llegar a su concentración máximo, se puede aproximar la fase

descendente con una parte de una función decreciente, considerando que biológicamente el

ritmo de eliminación es constante, que expresa la cantidad de alcohol eliminado por minuto

y por kg peso. Este dato se acepta en la comunidad científica, cuyo valor de tasa de

eliminación es 0,15 gramos de alcohol por hora.

Por lo tanto, aceptando la modelización de la fase descendente con una función lineal

decreciente, teniendo el punto máximo y buscando el par ordenado donde nos indica que

concentración de alcohol es cero, es decir la raíz de la función, podemos construir la

función lineal descendente.

Ejemplo:

Como dijimos anteriormente la tasa de eliminación se acepta con 0,15 gramos de alcohol

por hora.

A continuación se realiza el cálculo de la función descendente:

Page 45: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

45

Como ya había pasado una hora desde que comenzó a consumir el total es:

( )

Tenemos ahora los dos puntos:

( ) ( )

A partir de los puntos ahora vamos a calcular la pendiente y la ordenada:

( )

(

) (

) ( )

(

) ( )

( ) 𝟏 𝟏𝟐 𝟏𝟓

En la Figura 4 se presenta la función lineal decreciente que modeliza la etapa descendente

a partir del cálculo algebraico realizado anteriormente representando cómo va

disminuyendo el alcohol en la sangre de una persona, a medida que transcurre el tiempo.

Figura 4: Fase descendente desde el punto máximo hasta llegar a cero. Fuente: elaboración propia

Como se puede notar, la situación permite modelarse con tramos de funciones lineales, lo

cual presenta un potencial didáctico para enseñar las funciones definidas a trozos, ya que

nos permite realizar el recorrido del alcohol en el cuerpo de una persona desde que

Page 46: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

46

comenzó a ingerir hasta que llegó a ser cero la concentración alcohólica, como se

representa en la Figura 5.

{

Figura 5: La función en tramos del recorrido del alcohol en el cuerpo de una persona desde que comenzó a

ingerir alcohol hasta que lo elimina totalmente. También se graficó la función constante y= 0,5 que representa

la cantidad máxima permitida por la ley, para la conducción de automóviles. Fuente: elaboración propia.

Para calcular la intersección entre las rectas de las dos etapas y la función constante

(y=0,5), se realiza de la siguiente manera:

Etapa ascendente

Se toma la función de la etapa ascendente (C (t)=0,97t) y se igual a la cantidad de alcohol

que una persona puede tener en sangre para conducir el automóvil (0,5 g/l):

Este resultado nos indica el tiempo que le lleva para llegar a la concentración alcohólica

permitida para conducir, pasado ese tiempo ya no cuenta con los reflejos porque no tiene la

cantidad permitida.

Etapa descendente:

De la misma manera se toma la función de la etapa descendente (C (t)=1,12-0,15t) y se

igual a 0,5:

Page 47: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

47

El resultado obtenido nos indica que pasado ese tiempo la persona va a tener la cantidad de

alcohol en sangre permitido para conducir.

En el caso de la ingesta continua de alcohol, las fases de absorción y eliminación no

terminan de desarrollarse completamente, con lo cual la situación queda representada por

funciones lineales a tramos que se van solapando. Gráficamente se obtiene una función

similar lo que se conoce como “función serrucho” o función “diente de sierra”, aunque en

este caso no se conserve la simetría característica de este tipo de funciones.

Si se realiza la construcción de etapas sucesivas de absorción y eliminación hasta que la

concentración de alcohol sea eliminado en un tiempo determinado de acuerdo a lo que haya

ingerido la persona.

Por ejemplo, supongamos que Juan ha bebido alcohol, llegó a tener una concentración

máxima de alcohol en sangre de 0,97 g/l a la hora de haber terminado de beber. Durante

una determinada cantidad de horas no consume, lo cual la concentración comienza a

descender (etapa de eliminación), que modelizada la siguiente función en tramos:

( ) {

Pero pasando las tres horas decide consumir nuevamente, por lo tanto la concentración en

ese momento sin consumir era de:

( )

( )

Q2.4: ¿CÓMO SE PUEDE MODELIZAR LA SITUACIÓN DE BEBER

ININTERRUMPIDAMENTE?

Page 48: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

48

Este resultado nos indica que a las tres horas la persona tiene una concentración alcohólica

de 0,67 g/l.

Luego consume tres cervezas, que equivalen a 24 gramos de alcohol absoluto, se calcula la

concentración alcohólica y da como resultado:

Esto lleva a que la concentración total vuelva a aumentar, sumando la concentración que

tenía con la que consumió y da un total de:

CATOTAL=0,67g/l + 0,57g/l = 1,24g/l.

Ahora se modeliza la función en tramos ( ):

Etapa ascendente de la función 𝟐( )

Para buscar la pendiente tenemos los siguientes puntos: P1=( ), nos indica la cantidad

de alcohol que tenía a las 3 horas y P2=( ), la cantidad de alcohol que tenía la

persona pasada las 4 horas, que ya fueron calculados anteriormente.

Se calcula la pendiente:

Ordenada al origen:

Por lo tanto la función en la etapa ascendente de ( ) es:

( ) 𝟏 𝟓

A las 4 horas llega a su concentración máxima nuevamente, la misma es de:

( )

Page 49: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

49

CAmax= 1,24 g/l

Por lo tanto a las cuatro horas llegó a una concentración alcohólica máxima de 1,24 g/l.

Etapa ascendente de la función 𝟐( )

Tasa de eliminación= 0,15 g de alcohol por hora

Para determinar el tiempo que tarda la persona en eliminar totalmente el alcohol en sangre,

se realiza el siguiente cálculo:

0,15 g----------1hora

1,24 g-----------

h

Aclaración: Es 12,3 h porque pasaron 4 horas desde que comenzó a consumir, entonces es:

8,3 h+4h=12,3h. Este resultado nos indica el tiempo que le lleva al individuo a eliminar

totalmente el alcohol en la sangre.

Ahora tenemos los dos puntos para poder modelizar la función:

( ) ( )

Calculamos la pendiente:

Ordenada al origen:

(

)

Page 50: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

50

Por lo tanto la función queda modelizada de la siguiente manera:

A continuación se puede observar la función representada en la Figura 6. Se puede notar la

modelización de dos funciones en trozos, ( ) y ( ) teniendo en cuento los puntos

máximos de cada una, el tiempo máximo y el dominio y la imagen de las funciones a trozos

correspondientes.

( ) {

( ) {

>

Figura 6: Análisis de la ingesta de alcohol mediante la modelización de funciones en trozos. La línea punteada

nos indica que si no hubiera consumido más, la eliminación de alcohol hubiera sido a las 7 horas 40 minutos

aproximadamente. Fuente: elaboración propia.

Según Ferrari (2008) la extrapolación retrógrada es el proceso de estimar una concentración

de alcohol medida en un momento posterior a la toma. La estimación y el testimonio de un

experto en el juicio sólo será tan buena como el cuándo se produzca un retraso entre el

momento del accidente y la prueba, una exhaustiva investigación policial es primordial.

Q2.5: ¿CÓMO SE REALIZA EL CÁLCULO RETROSPECTIVO?

Page 51: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

51

Partes importantes de la historia de beber con fines de extrapolación retrógrada son el

consumo de alcohol en la hora anterior a la infracción y cualquier consumo después de la

infracción pero antes de la prueba. Sabiendo dónde último consumidor del alcohol y su

distancia al lugar de detención puede proporcionar una estimación mínima del tiempo hasta

la última bebida. Del mismo modo, en la línea de tiempo y la evaluación de la

disponibilidad de alcohol desde el momento de un accidente momento en que el policía se

puso en contacto con el demandado ayudará a la probabilidad de consumo de alcohol

después del accidente.

Uso de la extrapolación retrógrada

Se elimina el alcohol, estimando el CA máximo. Recuerde que mientras el alcohol esté

presente en el cuerpo está siendo eliminado. Por lo tanto, el primer paso en una

extrapolación retrógrada es estimar la cantidad de alcohol eliminada en el tiempo entre el

delito y la prueba. Multiplicar el número de horas transcurrido por la tasa de eliminación.

Puede utilizarse una tasa media, recordando que la tasa real puede ser mayor o menor que

el promedio indicado. Esta cantidad calculada debe ser añadida al resultado de la prueba ya

que representa el alcohol presente en el tiempo del delito, pero eliminada antes de que se

tomara la prueba.

Medido CA + [(Tiempo de prueba-Tiempo de conducción)x 0,015]=Máximo CA.

ALCOHOL NO ABSORBIDO: estimación de la CA mínimo. El mínimo de la CA en el

momento de la conducción se obtiene restando el efecto de no absorbido alcohol de la

máxima CA previamente calculada. Sustraído se calcula utilizando la fórmula Widmark

dada anteriormente.

Máximo CA-(efecto del alcohol no absorbido)= CA mínimo.

Para estimar el efecto del alcohol no absorbido, estimar la cantidad de alcohol y su efecto

sobre una persona del peso, género y constitución corporal. El alcohol toma tiempo para ser

absorbido después de dejar de beber.

La cantidad de tiempo que toma es muy variable, difícil de predecir e imposible de

determinar después del hecho.

Page 52: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

52

El hecho de que gran parte de una dosis de alcohol es absorbida dentro de los primeros 30

minutos de los límites de consumo la medida en que el alcohol no absorbido puede afectar a

un cálculo.

Esto es cierto incluso si la comida está presente en el estómago. Además, recuerde que en

sociales y prolongadas, el pico CA se alcanza en breve después, o incluso antes, la último

bebida está terminado. Los estudios han demostrado la mayoría de los casos, el aumento de

CA después de una bebida no es mayor que 0,02 en una variedad de condiciones de

dosificación, incluyendo alimentos en el estómago.

Esto hace que sea poco probable, aunque no imposible, que el historial para explicar una

gran diferencia entre una CA en el momento de la conducción y el momento de la prueba.

Si se puede determinar que el último el consumo de alcohol ocurrió una hora o más antes

de la absorción se habría completado esencialmente y no habría habido la cantidad de

alcohol consumida dentro de 30 a 60 minutos antes de la ofensa tiene la mayor relevancia

forense.

Beber después del incidente

Los demandados pueden alegar que alcohol fue consumido después de un accidente, por

ejemplo, para “calmar sus nervios”.

Los efectos del alcohol post-incidente se puede estimar usando las mismas técnicas para el

alcohol no absorbido. La magnitud del efecto dependerá todavía de la cantidad de alcohol

consumido, peso corporal, sexo, tiempo de consumo, etc. En este caso, sin embargo, el

efecto del alcohol consumido se resta del valor máximo preliminar CA estimación. Es

importante considerar todavía el efecto del no absorbido alcohol o consumido antes del

incidente en este cálculo.

Intente siempre proporcionar a su experto bastante información para realizar una

estimación previa al testimonio. De esta manera, el fiscal puede el impacto del consumo

posterior al incidente antes de tiempo. En algunos casos, la cantidad de alcohol

supuestamente consumida es insuficiente para situar al demandado por debajo del nivel en

el momento de conducir. En otros casos, aunque el presunto consumo pondría al

Page 53: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

53

demandado por debajo del nivel, se puede demostrar que la cantidad supuestamente

consumida es altamente improbable dado los otros hechos conocidos del caso.

Cálculos de Alcoholemia Retrospectiva

En el primer tercio del siglo pasado, se había observado que el metabolismo del alcohol

transcurría orgánicamente a una velocidad constante, lentamente e independientemente de

la concentración. Widmark había calculado que la velocidad de metabolización era de 0.15

gramos de alcohol por litro de sangre y hora. La ecuación generada a partir de sus estudios

es, ampliamente utilizada con fines forenses. Principalmente se aplica para: 1) Estimar la

cantidad de bebida alcohólica ingerida a partir del conocimiento de la concentración etílica

en sangre. 2) Conocer el tenor de alcohol en sangre en un tiempo “t” anterior a la toma de

muestra (Cálculo retrospectivo o retrógrado) y 3) Efectuar proyecciones sobre el guarismo

en sangre según las cantidades de Etanol ingeridas.

El alcohol contenido en las bebidas alcohólicas se absorbe preferentemente por el yeyuno

ileon, alcanzando en breve el torrente sanguíneo dada su fácil difusión por las membranas

biológicas.

La desintoxicación bioquímica es progresiva, dura aproximadamente entre 8 a 10 horas

(algunos autores han informado 6-7 horas y otros hasta 14 horas (13,41). El ritmo de

eliminación depende del coeficiente de etiloxidación, que expresa la cantidad de alcohol

eliminado por minuto y por kilogramo de peso en un sujeto dado, cualquiera sea su

concentración. Este coeficiente es llamado “constante β de Widmark”.

En el gráfico de la Figura 7 la primer parte indica una alcoholemia ascendente, que se

manifiesta en la etapa de absorción de alcohol desde el tracto gastrointestinal a la sangre y

dura entre 90 a 120 minutos aproximadamente. Si la absorción es rápida (como sucede con

las bebidas de alta graduación alcohólica o libación en estado de ayunas) la curva de

absorción semejará más una vertical (línea trazos cortados a la izquierda). Caso contrario,

por ejemplo cuando se encuentran alimentos en el estómago al momento de la libación,

poseerá menor pendiente. La zona de meseta indica un equilibrio entre el ingreso por

difusión y eliminación oxidativa.

Page 54: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

54

Figura 7: El gráfico ilustra una curva típica de absorción- eliminación, mediante las determinaciones de

etanol en sangre (alcoholemia), y el tiempo transcurrido desde el acto de ingesta. Fuente: Ferrari (2008)

Lo antedicho ha sido confirmado con las experiencias del investigador sueco AW Jones

quien refiere una experiencia publicada en el año 1984 en la que estudió 48 voluntarios

sanos a los que se administró 0,68 g/KG de etanol mediante la toma de whisky. En esta

contribución el autor ilustra con 48 gráficos el comportamiento de la curva absorción-

eliminación. En algunos casos se observa la rápida absorción del etanol en pocos minutos y

en otros en cambio se observan una línea ascendente con meseta próxima a los 120

minutos.

Prolongando hacia atrás la línea correspondiente a la eliminación, hasta cortar el eje de

ordenadas, obtendremos el valor Co, correspondiente a la alcoholemia máxima teórica,

suponiendo absorción inmediata y total de todo el Alcohol. Este valor debería ser igual a la

dosis de alcohol tomada por Kg de peso del individuo. Pero, experimentalmente se

comprobó que esto no sucede, sino que la relación D/Co es aproximadamente 0.7 para

hombres y 0.6 para mujer, debido a la desigual distribución del etanol en los diferentes

tejidos corporales. Esta relación D/Co suele definirse como Volumen de Distribución.

El coeficiente β puede obtenerse mediante la relación: ΔC/ Δt, es decir:

β= ΔC/ Δt.

La importancia del coeficiente β radica en que permite efectuar cálculos retrógrados de

alcoholemia y determinar el alcohol ingerido por un individuo.

En un principio se creyó que β era constante, pero con el tiempo, los estudios

experimentales arrojaron nueva luz, en relación a la verdadera cinética que presenta el

Page 55: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

55

alcohol etílico. Hoy se admite que ciertos hábitos o patologías, pueden variar el valor de la

constante β.

Es importante tener en cuenta que los cálculos en que involucramos β, sólo tienen validez

en la etapa de eliminación, es decir, en la rama descendente de la curva absorción -

eliminación.

Existe discrepancia entre los autores sobre la exactitud de los cálculos retrospectivos.

Algunos indican que los numerosos factores que influyen en β, no proporcionan datos

fidedignos para aplicarlos matemáticamente con exactitud. En cambio otros apoyan la

validez del cálculo pero advierten la necesidad de efectuar dos determinaciones de

alcoholemia, sucesivas, para asegurar que se está en la etapa neta de eliminación.

Si observamos la curva de eliminación podemos aplicar el concepto geométrico de la

tangente del ángulo (cateto opuesto / cateto adyacente) es decir:

Despejando se obtiene que:

Ct = C

m + β · t

Siendo:

Ct: alcoholemia en el momento del hecho.

Cm

: alcoholemia en el momento de la toma de muestra.

t: tiempo transcurrido desde el momento del hecho al de la toma de muestra (t2

- t1).

Respecto de la cantidad de alcohol “A” en el organismo al momento del hecho:

A= Ct · p · r

Siendo:

p: peso del individuo.

r: constante de Widmark, que relaciona la concentración de etanol en el cuerpo /

concentración en sangre.

Page 56: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

56

Sustituyendo en la ecuación la expresión correspondiente a Ct, hallada más arriba:

A = (Cm

+ β · t) · p · r

A continuación, mediante un ejemplo, procederemos a calcular la alcoholemia retrospectiva

y la cantidad de alcohol en el cuerpo, que nos permitirá inferir cuanta bebida alcohólica de

una graduación determinada pudo haber tenido el imputado en el momento del hecho

delictivo.

Supongamos que se trata de un homicidio culposo por accidente vehicular en el que el

conductor es detenido y la muestra sanguínea extraída seis horas después del hecho. El

informe de Laboratorio arroja el siguiente valor: 0.8 gramos de alcohol etílico por 1000 ml

de sangre. Aplicando la fórmula para obtener la alcoholemia en un tiempo t de seis horas:

Ct= C

m + β · t

Cm

: en g. por 1000 ml.

β: 0.0025 en g / min / Kg

t: tiempo en minutos.

Ct= 0.8 + 0.0025 · 360

Ct= 0.8 + 0.90

Ct= 1.70 g por 1000 gr de sangre = 1.70 g/L

Este valor de 1.70 g/L será la alcoholemia teórica en el momento del hecho, si

fehacientemente estamos en la etapa de eliminación. Para asegurarse que un individuo se

encuentra en la etapa de eliminación al momento de la primera toma de muestra, debería

realizarse una segunda extracción sanguínea luego de una hora aproximadamente. A veces

esto no es posible y debemos deducirlo del testimonio.

En la Figura 8 se presenta un esquema del MPR, con sus respectivas preguntas derivadas de

la pregunta inicial, las obras matemáticas que permite encontrar y/o reencontrar, y los tipos

de tareas involucrados.

Page 57: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

57

Figura 8: Esquema del MPR reconstruido

Page 58: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

58

Capítulo 4: La AEI y su implementación

en aula

Descripción de la AEI en función de las preguntas planteadas

La AEI se llevó a cabo en un grupo integrado por 17 estudiantes de quinto año de la escuela

EET N º 2 de la ciudad de Tandil, y se trabajó en las horas de matemática.

Para la implementación los estudiantes se dividieron en 5 grupos (G1, G2,…G5), cada uno

fue armado de acuerdo a sus afinidades. La investigación fue llevada a cabo por la

profesora del curso, y cuyo papel fue de observadora participante.

Podemos observar la implementación del primer momento didáctico donde se presenta una

tarea, a través de una problemática inicial que será analizada en el transcurso del encuentro

para que los estudiantes vayan buscando los distintos interrogantes que permita dar origen a

las distintas “Qi”.

En el trabajo cotidiano se permitió a los estudiantes utilizar los teléfonos celulares como

herramienta de búsqueda de información.

Durante la implementación de la AEI, se fueron planteando actividades por parte de la

profesora y también de los estudiantes, para poder ir respondiendo a cada uno de los

cuestionamientos.

El trabajo comenzó a partir de la problemática inicial propuesta por la profesora:

Un grupo de amigos van a un restaurant, comieron y bebieron más de lo normal. Luego de

un corto tiempo de la última copa, se fueron en auto, colisionan con otro auto estacionado,

sin sufrir lesiones mayores. Producto del susto y los nervios, sin prestar atención a testigos

oculares del hecho, se refugiaron en una de las casas, para evitar el control de

alcoholemia, y ser multados por la policía ante el hecho de conducir luego de beber. Un

tiempo posterior efectivamente son encontrados y se les practica el test de alcoholemia.

¿Cómo se puede saber si la colisión fue consecuencia exclusiva del alcohol ingerido o no?

¿Sirve de algo “escapar” para evitar el análisis de sangre para conocer su alcoholemia?

Cada grupo realizó la lectura de la problemática y los estudiantes se plantearon preguntas

del estilo:

Page 59: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

59

¿Cuánto tarda el alcohol en ir a la sangre?

¿Es el mismo tiempo para todas las bebidas?

¿Cuánto tarda en irse del organismo totalmente?

Estos fueron los interrogantes más comunes entre todos los grupos.

La profesora les indicó que para poder llegar a responder los interrogantes propuestos por

ellos, es importante partir de la siguiente pregunta:

En los siguientes dos encuentros, también se pusieron en práctica el primer momento donde

se plantean varias tareas, cómo Q1.1, Q1.2, Q1.2.1, donde abordaron dichos interrogantes, y

llevó a que los estudiantes vivieran el momento “exploratorio”. Ellos se encargaron de

buscar en internet información que les era necesario para poder abordar la búsqueda de los

gramos absoluto de cada bebida y también encontrar las relación entre las unidades

(volumen, masa y capacidad), hasta llegar a la tabla que consensuaron todos los grupos que

se encuentra en la Figura 9. Luego para Q1.2, Q1.2.1, volvieron al momento exploratorio para

poder encontrar información de las distintas bebidas que ellos iban a considerar y el grado

alcohólico de cada una y la densidad que tienen el alcohol etílico, etc. Los estudiantes

utilizaron técnicas como cálculo de porcentaje y regla de tres simple hasta llegar a construir

entre todos los grupos la tabla que iban a utilizar durante todos los demás encuentro

(bebida, capacidad o volumen, grado alcohólico y gramos absoluto de cada una de acuerdo

a él volumen seleccionado). Esto llevó a que los estudiantes incorporen el tercer momento

de estudio “entorno tecnológico-teórico”, ya que tuvieron que ir trabajando la técnica

porque observaban que no llegaban a la respuesta de la Q1.2. Los estudiantes del G1 fue el

único que se quedó en el momento exploratorio porque no llegaron a mejorar la técnica

para poder llegar a la respuesta (Figura 10) y los demás grupos pudieron llegar hasta cuarto

momento, donde justificaron, mejoraron y volvieron más eficaz y fiables las técnicas

(Figuras 11 y 12).

La profesora les propuso los siguientes interrogantes para que puedan abordar la

pregunta Q1.

Q1.1: ¿Qué tipo de alcohol se utiliza?

Q1.2: ¿Cómo se calculan los gramos absolutos de alcohol en una bebida?

Q1: ¿CÓMO SE MIDE EL ALCOHOL EN LAS BEBIDAS

ALCOHÓLICAS?

Page 60: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

60

Q1.2.1: ¿Qué variables físicas intervienen en el cálculo?

El interrogante Q1.1 fue conversado entre los estudiantes y la profesora, no hubo dificultad

en la respuesta y todos consensuaron que era el alcohol etílico. También comentaron los

estudiantes que hay otro alcohol llamado Metanol, conocido con el nombre de alcohol

metílico. Este alcohol, también conocido como alcohol de madera, alcohol metílico o

alcohol de quemar, es el alcohol más sencillo. A temperatura ambiente se presenta como un

líquido ligero (de baja densidad), incoloro, inflamable y tóxico que se emplea como

anticongelante, disolvente y combustible, claramente no es el alcohol que compone las

bebidas alcohólicas.

Luego la profesora les preguntó a los estudiantes por la densidad del alcohol etílico, y como

ellos no la tenían presente, la buscaron en internet y encontraron que era 789 kg/m3.

Sin

embargo, los estudiantes no estaban familiarizados con esas unidades y lo pasaron a las

unidades de gramo por centímetro cúbico, resultando la densidad: 0,789 g/cc.

Para poder responder a la pregunta Q1.2, se trajeron a la discusión los conceptos de

capacidad, volumen y masa con sus equivalencias, que llevó a que la profesora realice el

interrogante Q1.2.1.

Los grupos buscaron las equivalencias en internet, ayudándose con sus teléfonos celulares.

En la Figura 9 presenta un ejemplo de la tabla de equivalencias que todos los grupos

consensuaron, necesaria para abordar Q1.2.

Figura 9: Equivalencias realizadas por el G4. Donde se divide en tres columnas, la primera tenemos V

(volumen), la segunda C (capacidad) y M (masa) y en las filas la relación correspondiente entre cada una de

ellas.

De esta manera pudieron responder Q1.2.1, y poder continuar en la búsqueda de la respuesta

al interrogante Q1.2.

Luego, la profesora les propuso que buscaran los datos necesarios para realizar el cálculo

de los gramos absolutos de alcohol según el volumen de cierta bebida consumida. Todos

Page 61: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

61

recordaron que ya habían obtenido para varias bebidas, su graduación, un cierto volumen y

la densidad del alcohol. En base a esto, cada grupo comenzó a probar con la fórmula de

densidad que ya conocían:

Donde m representa los gramos de alcohol que contiene cada bebida alcohólica, v el

volumen que se va considerar que se beberá de cada una de ellas y δ es la densidad del

alcohol (redondeada a 0,8 g/cc)).

A partir de la fórmula obtuvieron el valor de la masa (m), despejando de la expresión

Pero se daban cuenta que no podían especificar para que bebida estaban calculando, asique

comenzaron a preguntarse cómo podían llegar a los gramos absoluto de cualquier bebida.

Solamente uno de los grupos (G1) no logró dar respuesta a la cuestión, quedando solamente

la respuesta como se presenta en la Figura 10

Figura 10: Cálculos realizados por el G1, utilizando solamente la fórmula de densidad, sin poder llegar a una

respuesta

El resto de los grupos, lo hizo de dos formas: el grupo G3 explicitó el uso de la regla de tres

simple para dar respuesta, y los grupos G2, G4 y G5 resolvieron directamente realizando

los cálculos correspondientes, como se muestra a continuación.

Page 62: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

62

Los estudiantes del grupo 3 utilizaron la técnica de regla de tres simple. Comenzaron

realizando el siguiente razonamiento: “tengo

, de la cual obtengo la masa

(m= 40 gramos), pero ahora tengo que saber de qué bebida es, entonces tomo la primera

bebida que seleccionamos entre todos (vodka cuya graduación es 40°). Si el 100 % son 40

gramos, cuantos gramos son el 40% (que es la graduación alcohólica de la bebida).

Entonces multiplicando 40 x 40 gramos y al resultado divido 100 obtengo los gramos

absolutos del vodka (m=16 gramos)”. Puede observarse este procedimiento en la Figura

11, junto al cálculo para las demás bebidas.

Figura 11: Cálculos realizados por G3, donde se muestra como utilizaron la técnica de la regla de tres simple

para llegar a los gramos absolutos de cada una de las bebidas.

Los grupos restantes directamente multiplicaron la densidad del alcohol, por el volumen

considerado, por la graduación alcohólica correspondiente dividida por 100, obteniendo

directamente el resultado. La Figura 12 presenta una resolución de este tipo, de la cual se

puede notar que el razonamiento que está por detrás es el mismo (proporcionalidad directa)

pero realizado directamente utilizando porcentajes.

Page 63: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

63

Figura 12: Cálculos realizados mediante el porcentaje por G2

Es importante tener en cuenta que los propios estudiantes fueron buscando las técnicas

adecuadas para ir resolviendo las tareas, intentando encontrar respuesta al interrogante Q1.2.

Entre las dificultades que los estudiantes presentaban era en las unidades por ejemplo, en

como las tenían que simplificar, lo cual requirió la ayuda de la profesora. Luego, en las

operaciones con racionales no presentaban dificultades.

Una vez finalizadas todas las operaciones, los estudiantes consensuaron que los volúmenes

pueden ser modificados, lo que no se modifica es la graduación de cada bebida porque es

característica de la misma.

Como producto del consenso, se institucionalizó una tabla que describe cada bebida, con su

volumen, grado y gramos absolutos. Un ejemplo de esta tabla, es presentada en la Figura

13.

Page 64: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

64

Figura 13: Tabla construida por los estudiantes de G1

Los primeros dos encuentros el trabajo fue al encuentro de las siguientes obras

matemáticas: porcentaje, números racionales, regla de tres simple y relaciones entre

volumen, masa y capacidad.

En el tercer encuentro se presentó Q2, que fue planteada por los alumnos y la profesora, ya

que ellos presentaban gran curiosidad por conocer cómo se mide el alcohol en la sangre.

Por medio de este interrogante el objetivo fue hacer vivir a los estudiantes el primer

momento, ya que volvieron a la problemática inicial, ya que cada grupo debía elegir la

cantidad de personas que iban en el vehículo (mínimo dos) y sus características. Así, el

grupo G1 consideró que en el vehículo iban tres personas y describieron de cada uno lo que

había consumido, el peso, la edad, la altura y el sexo, como se presenta en la Figura 14.

Q2: ¿CÓMO SE MIDE EL ALCOHOL EN LA SANGRE?

Page 65: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

65

Figura 14: Integrantes elegidos por el G1

En el grupo G3 también tomaron tres integrantes y realizaron la descripción de cada uno,

como se observa en la Figura 15.

Figura 15: Integrantes elegidos por el G3.

En cambio el G4 tomó dos integrantes y también realizaron lo que habían consumido y si

tenían el estómago vacío o no, lo podemos observar en la Figura 16.

Page 66: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

66

Figura 16: Integrantes elegidos por el G4.

Por último tenemos al G2, ellos eligieron cuatro integrantes y realizaron una descripción

más minuciosa de cada uno de ellos, como se observa en la Figura 17

Figura 17: Trabajo realizado por el G2.

Es importante tener en cuenta que la profesora solo les dijo que plantearan cuantas personas

iban en el vehículo, los demás datos corriendo por cuenta de los estudiantes porque ellos

consideraron que eran importantes para poder ir encontrando respuesta a Q2, con ayuda de

lo logrado en la Figura 13 que fue trabajado en los dos primeros encuentros.

Una vez que los estudiantes propusieron los integrantes de cada vehículo, lo que habían

consumido y otros datos que ellos consideraron que eran necesarios, se planteó:

Page 67: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

67

Para abordar los interrogantes se tuvo en cuenta todo lo que habían logrado en los

encuentros anteriores, es decir la tabla que se diseñó en la Figura 13. Esto llevó a que los

estudiantes vuelvan al momento de exploración, donde elaboraron nuevas técnicas para

poder responder a Q2.1, y llegar a la respuesta (concentración de alcohol en la sangre), como

lo podemos observar en las Figuras 18, 19 y 21. En las Figuras 22 y 23 los G2 y G4,

realizaron un trabajo más detallado del trabajo de la técnica, cuando calcularon la dosis de

alcohol absoluto consumido por las personas involucradas en el problema inicial.

A partir del interrogante los estudiantes consideraron importante determinar si las personas

habían comido o no, la edad, el peso, el sexo, aunque en este momento no supieran la

influencia exacta de cada uno de estos factores en el cálculo.

Los propios estudiantes se preguntaron cuáles son los efectos físicos y psicológicos del

alcohol en sangre. Para ello, buscaron información, y como producto de esta búsqueda se

consensuó la tabla que se presenta a continuación.

ALCOHOLEMIA (GRAMOS/LITRO) EFECTOS FÍSICOS Y PSICOLÓGICOS

0,2-0,3 Ligera elevación del estado de ánimo.

0,5-0,6 Relajación, calor, disminución del tiempo

de reacción y de la coordinación fina.

1,4-1,5 Alteración mayor del control físico y

mental: habla y visión difíciles.

2 Pérdida del control motor (requieren de

ayuda) confusión mental.

3 Intoxicación severa, control consciente

mínimo.

4 Inconsciencia, umbral del estado de coma.

5 Como profundo.

6 Muerte por depresión respiratoria.

Q2.1: ¿Que es la alcoholemia?

Q2.2: ¿Cómo se calcula la concentración de alcohol en una persona?

Page 68: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

68

Se buscó con esta actividad, que los estudiantes tomen conciencia y que transmita a sus

pares todo lo que puede producir el alcohol, si el mismo se consume en exceso. En este

momento los estudiantes expresaron su sorpresa ante los graves efectos del alcohol (aún en

bajas concentración en sangre), y la posibilidad de entrar en un coma alcohólico y hasta

morir.

En el cuarto encuentro se fue leyendo la información que cada uno había encontrado en

internet acerca de Q 2.1 y Q 2.2 la profesora fue anotando en el pizarrón los datos que los

estudiantes consideraban que eran necesarios para calcular la concentración de alcohol en la

sangre:

Cantidad de gramos de alcohol absoluto

Peso de la persona

Sexo

Si la persona había comido o no

Uno de los estudiantes tenía la curiosidad de saber cuál es la cantidad máxima permitida de

alcohol en sangre para poder conducir. Fácilmente encontraron en internet que el valor es

0,5 gramos de alcohol por litro de sangre (0,5 g/l).

En este momento la profesora enfatizó que para conducir lo ideal es no consumir ninguna

bebida con alcohol, puesto que siempre existe una disminución de los reflejos cuando se

bebe.

A continuación la profesora propuso anotar en el pizarrón la fórmula que los estudiantes

habían encontrado en internet para realizar el cálculo de la concentración de alcohol

máxima que tendrá una persona luego de haber consumido alguna bebida alcohólica:

C: concentración de alcohol máxima en el cuerpo [g/l]

d: dosis de alcohol ingerido [gramos]

m: Peso de la persona [kg].

r: constante de distribución del alcohol en el cuerpo. Representa como el etanol se

distribuye en el cuerpo una vez ingerido. Esta constante depende del sexo de la persona,

Page 69: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

69

dado que el porcentaje de grasa corporal en cada uno es distinto, ya que las mujeres tienden

a tener mayor concentración de grasa corporal que de agua, con respecto a los hombres.

Este se mide en [l/kg]. Para cada caso se tiene:

r= 0,7 l/kg (hombre) r= 0,6 l/kg (mujeres)

Luego los estudiantes retomaron los datos propuestos inicialmente en la cuestión acerca de

cómo se mide el alcohol en sangre, analizando cada dato, las unidades, como se

relacionaban y con qué unidades quedaba el resultado final, y como se interpretaba éste.

Luego realizaron los cálculos correspondientes para llegar a la concentración de alcohol en

cada caso.

En la Figura 18 se puede observar los cálculos realizados por el G1. Los estudiantes

llegaron a la conclusión que las condiciones propuestas por ellos, hacían que la persona

para manejar el vehículo (Leticia) estaba entre los valores permitidos.

Figura 18: Cálculos realizados por el G1.

El G3 llego a la conclusión que ninguna de las tres personas que iban en el auto podía

manejar, ya que todos los integrantes superaban el valor permitido. En la Figura 19 se

presentan sus cálculos.

Page 70: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

70

Figura 19: Cálculos del G3.

Este grupo se manifestó curioso respecto a si era posible saber en qué momento esta

concentración en sangre disminuiría hasta llegar al valor permitido para conducir sin

riesgos. Esto no se abordó en este encuentro, sino en el siguiente.

Es importante destacar que los estudiantes además de realizar el cálculo de la concentración

de alcohol de cada persona, remarcaron lo que cada persona había comido (mucho, poco o

nada), como se puede observar en la Figura 19. Esto fue importante porque más adelante

sería tenido en cuenta.

El Grupo 5, propuso que en el auto iban cinco personas, de edades, pesos e ingestas de

comida y de alcohol muy diferentes como se presenta en la Figura 20. Ellos calcularon la

concentración máxima para cada persona, pero sin explicitar como habían obtenido el valor

de los gramos de alcohol absoluto (d), como se muestra en la Figura 21.

Page 71: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

71

Figura 20: Cantidad de personas que consideraron los estudiantes del G5.

Figura 21: Cálculos realizados por el G5

En las Figuras 22 y 23, correspondientes a los Grupos restantes (G2 y G4) se puede notar

como los estudiantes detallaron la forma de calcular el valor de d, y luego la concentración

y sus conclusiones.

Page 72: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

72

Figura 22: Cálculos realizados por el G2

Figura 23: Cálculos realizados por el G4

A partir de todas las conclusiones realizadas en el encuentro, la profesora en el quinto

encuentro considero interesante proponer el siguiente interrogante:

Page 73: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

73

Por medio de dicho interrogante, se buscó que los estudiantes recuperaran algunos

conocimientos (análisis de funciones), que era necesario para poder abordar los

interrogantes que están a continuación, lo cual llevo a que los estudiantes vivieran los

momentos del primer encuentro y el momento “exploración”, fueron ubicando puntos en

el plano, analizar el punto máximo y el recorrido del alcohol en una persona desde que

comenzó hasta casi la eliminación total del mismo.

Para responder a esta pregunta la profesora propuso a los estudiantes analizar un conjunto

de datos obtenidos de un estudio real de una persona cuyo peso era 75kg había consumido

15ml de alcohol, presentando una tabla con tiempos y concentraciones de alcohol, como se

muestra en la parte superior de la Figura 24. Los estudiantes representaron los pares

ordenados en un sistema de coordenadas, uniendo los puntos y concluyeron que: se parte de

un tiempo y concentración cero, y luego a medida que aumenta el tiempo se produce un

incremento en la concentración, llegado al punto máximo, y luego la curva comienza a

descender debido a que la persona deja de consumir hasta que llega a que el alcohol sea

cero en un tiempo determinado, aunque esto no estuviera reflejado en la tabla de datos

ofrecida.

En ese momento intervino la profesora agregando que como la función primero crece y

luego decrece es natural la presencia de un punto máximo, y éste era el tiempo de 20

minutos y llega a una concentración máxima de 200 mg / litros, como se puede notar en el

gráfico de la Figura 24 realizado por el Grupo 1.

Q2.3: ¿Cómo se describe la alcoholemia a través del tiempo?

Page 74: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

74

Figura 24: Construcción del gráfico a partir de los datos proporcionados por la profesora, realizado por uno de

los grupos

Luego la profesora en el encuentro seis les propuso el estudio de la función matemática que

representa la concentración de alcohol en sangres según pasa el tiempo:

A partir de la interpretación de la función graficada, la profesora realizó un conjunto de

preguntas para que los estudiantes pudieran reencontrar las organizaciones matemáticas

estudio de funciones y función lineal:

Q2.3.1.1: ¿Qué variables se relacionan?

Q2.3.1.2: ¿Qué función se puede construir?

Q2.3.1.3: ¿En qué tiempo se llega a la concentración máxima de alcohol en sangre?

Q2.3.1.4: ¿Qué factores influyen en el tiempo en el que se llega a la concentración máxima de

alcohol en sangre?

Q2.3.1.5: ¿En qué tiempo se llega a la concentración mínima de alcohol en sangre?

Se retoma el primer momento planteando nuevos interrogantes Q2.3.1.1, Q2.3.1.2, Q2.3.1.3,

Q2.3.1.4, Q2.3.1.5 para poder responder a Q2.3.1, esto llevo a que los estudiantes vivan el

momento exploratorio con un determinado tipo de tareas, por ejemplo encontrar cual es la

Q2.3.1: ¿Cómo se construye e interpreta la función de la concentración de

alcohol?

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75

variable que se relacionaban con la concentración máxima. Una vez encontrada (tiempo),

los estudiantes pudieron continuar con la próxima tarea, como encontrar los pares

ordenados que le permitiera buscar la pendiente, ordenada y de esta manera llegar a

responder Q2.3.1.2. Los estudiantes vivieron el momento “tecnológico-teórico” y también en

el cuarto momento, donde trabajaron la técnica, donde a partir de la ecuación de la recta

que pasa por dos puntos pudieron modelizar la función, y volver más eficaz y fiable las

mismas y llegar a construir la función lineal en la fase ascendente.

Además los estudiantes fueron explorando los nuevas tareas, como cambiarle el peso de la

persona involucrada en la problemática, si había comido o no y el sexo, lo cual se puede

identificar que predomina al primer momento y luego al momento exploratorio donde

buscaron nuevas técnicas para poder analizar si cambiaba la inclinación de la recta, el

dominio o la imagen. Esto llevo también a que vayan mejorando las técnicas hasta llegar a

la construcción de un entorno tecnológico- teórico que justifica las técnicas puestas en

funcionamiento y permitió elaborar nuevas técnicas.

Por lo tanto se pudo institucionalizar con los estudiantes la utilidad del análisis de la

función, la importancia de definir e interpretar el dominio y la imagen y de que depende la

inclinación de la recta, interpretando también que significa tener mayor o menor pendiente

(Figuras 25 a 29).

Hasta este momento, los estudiantes habían calculado la concentración máxima. Luego se

necesitó establecer el tiempo donde llegará a su concentración máxima y uno de los

estudiantes dijo que aproximadamente es 90 minutos, basándose en una búsqueda en

internet. La profesora les instaló la duda de si ese valor no se modificaría si la persona

había consumido bebida alcohólica con estómago lleno o vacío. Concluyeron que el tiempo

varía entre 60 a 90 minutos para estómago lleno y 30 a 45 minutos si tenía el estómago

vacío, esto siempre en forma aproximada dado lo complejo del sistema metabólico del ser

humano.

Pero les faltaba conocer en qué momento ocurriría esto, para cada caso concreto es decir

cuánto tiempo habría pasado desde el inicio de la ingesta. Esto instala la necesidad de

contar con una función que relacione el tiempo con la concentración de alcohol. Mirando el

gráfico obtenido antes en el ejemplo, la profesora y los estudiantes consensuaron que la

primer etapa (creciente) podría ser una función lineal, cuya pendiente debe ser positiva y la

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76

ordenada al origen es el cero (tomando como referencia que el cero del tiempo corresponde

al fin de la toma, es decir al último momento de la ingesta de la bebida)

En la Figura 25 podemos observar como los estudiantes del G1 fueron realizando los

cálculos de cada uno de los integrantes del problema para llegar a la concentración máxima

de alcohol que tenía cada uno. Luego en la parte superior de la Figura 26 se puede observar

que los estudiantes realizaron el análisis de dos personas de distintos sexo y observaron que

se modificaba la concentración máxima ya que la mujer tiene una concentración mayor de

0,12 g/l y el hombre de 0,10g/l, por lo tanto cambia la imagen y no el dominio de la

función.

En la parte del medio de la misma Figura se puede notar que los estudiantes realizaron el

análisis de dos personas del mismo sexo pero de pesos diferentes y llegaron a la conclusión

que se modificaba nuevamente la imagen: así la persona que pesa más tiene una

concentración máxima de 2,57 g/l y la persona que tiene menos peso la concentración

máxima alcanzada es de 3,22 g/l. Por último en la parte inferior de la Figura 26 se presenta

cómo los estudiantes realizaron el análisis de una misma persona si había consumido con el

estómago vacío o lleno y analizaron que ahora sí se modificaba el dominio, ya que la que

no había comido llegaba más rápido a la concentración máxima: a los 45 minutos llegó a

una concentración de 3,62 g/l mientras que si había comido antes de consumir alcohol el

tiempo para llegar a la concentración máxima fue a los 90 minutos con la misma

concentración alcohólica.

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77

`

Figura 25: Cálculos realizados por el G1

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78

Figura 26: En la parte superior de la Figura se presenta el análisis realizado por los estudiantes para dos

personas de distinto sexo, en la parte del medio el análisis de la misma persona con distinto peso. En la parte

inferior se puede observar el análisis de una misma persona si se había alimentado antes de consumir o no.

Un análisis en la misma dirección, menos desarrollado, fue el realizado por los estudiantes

del G3. Este consistió solamente en analizar si la persona había comido o no, y escribieron

ambos dominios e imagen, para cada caso. A pesar de no dejar registro escrito, los

estudiantes de este grupo expresaron que la variación se daba sólo en el dominio, ya que la

concentración alcohólica máxima no varía pero se llega antes si el estómago está vacío,

como se puede notar en la Figura 27.

Page 79: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

79

Figura 27: Cálculos realizados por el G3

Luego los estudiantes realizaron el análisis de las funciones para los cálculos que habían

hecho, y luego realizaron los cálculos y las funciones ahora variando el peso de las

personas, como se presenta en la parte inferior de la Figura 28. Así, llegaron a la conclusión

que las rectas no tenían la misma inclinación y se ayudaron con una tabla de valores que

construyeron ellos mismos, para ir observando cómo se daba la variación (tiempo y

concentración de alcohol).

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Figura 28: Gráfico del G3 a partir de los cálculos realizados en la Figura 19.

Por último los alumnos del G4, fueron calculando la pendiente de cada recta relacionando

lo que había consumido cada persona y el tiempo. Ellos compararon que pasaba si era

varón o mujer y observaron que la mujer al consumir los mismo que el varón llega a una

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81

concentración mayor, por lo tanto llegaron a la conclusión que varía la imagen de la

función, como se muestra en la Figura 29

Figura 29: Las distintas técnicas utilizadas por el G4 para realizar el análisis correspondiente.

El grupo G2 y G5 realizó un análisis similar, llegando a conclusiones parecidas al resto.

Por lo tanto se logró responder los interrogantes Q2.3.1.1, Q2.3.1.2, Q2.3.1.3 y Q2.3.1.4 y llegar a la

respuesta de la primera parte de la pregunta Q2.3.1, que consistió en el análisis completo de

la etapa ascendente.

En el séptimo encuentro la profesora retomó el proceso fisiológico de la eliminación del

alcohol, conversado en encuentros anteriores, resaltando el tiempo que tarda el alcohol en

eliminarse completamente del cuerpo. Los estudiantes plantearon sin dificultades que se

trataría de una decreciente, por lo tanto, su pendiente debe ser negativa.

La profesora sugirió comenzar el análisis colocando el tiempo en cero, y no a continuación

del análisis precedente, por una cuestión de construcción de la función a tramos, que ellos

no conocían aún, y se planeaba realizar a partir de las funciones por separado. La cuestión a

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82

responder ahora es Q2.3.1.5: ¿En qué tiempo se llega a la concentración mínima de alcohol en

sangre?

Un problema previo para responder esta cuestión se presentó cuando los estudiantes no

sabían cómo hallar la pendiente, y para no desviar el foco de la cuestión la profesora les

dijo que ésta viene dada por el llamado coeficiente “β” que depende del sexo, ya que si es

varón toma el valor de 0,0025 g/l.min y si es mujer 0,0026 g/l.min. En este contexto, la

profesora les comentó que biológicamente se sabe que el ritmo de eliminación es una

constante, que expresa la cantidad de alcohol eliminado por minuto y por kg peso

(aproximado e independiente de lo que haya bebido la persona), pero que en ese momento

no harían el cálculo con esta taza, sino directamente trabajarían con la pendiente de la

función lineal descendente, dada.

Los estudiantes, conociendo la pendiente de la curva, y la concentración máxima realizaron

el cálculo del tiempo. Para esto, los estudiantes recuperaron en ese momento el concepto de

raíz y entonces para responder a la pregunta, debían igualar a cero la función. Con pocas

dificultades los estudiantes lograron hallar el valor buscado, resolviendo la ecuación lineal.

Como se puede observar en la Figura 30, los estudiantes del G1, realizaron el cálculo de

cada raíz igualando la función a cero. En la parte superior de la Figura se puede observar

como calcularon el tiempo que tarda “Leticia” para eliminar el alcohol y fue alrededor de

46 minutos. Del lado derecho, de la parte superior utilizaron la técnica de la regla de tres

simple para pasar a horas, ya que según ellos le resultaba más sencillo graficar. De la

misma realizaron el cálculo para “Lisa” y “Lena”.

El G1, fue utilizando distintas técnicas para construir la función de eliminación a partir de

los datos que tenían. Lo primero que buscaron fue la ordenada al origen y llegaron a la

conclusión que era la concentración máxima de alcohol que tiene la persona.

Los estudiantes observaron que la inclinación no variaba, ya que la pendiente era la misma,

porque ellos habían analizado para tres personas del sexo femenino.

También en la misma Figura, los estudiantes señalaron el tiempo en la que en que las

personas involucradas llegaron a la cantidad permitida de alcohol para conducir, en la

intersección de las funciones lineales decrecientes (fase descendente) con la función

constante y=0,5. Para la persona que llamaron “Leticia”, que había consumido menos de lo

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83

permitido para conducir (0,12 g/l) no señalaron la intersección, porque no existía, como se

puede observar en la Figura 30.

Figura 30: Trabajo realizado por el G 1.

Los estudiantes del G3 y G4 realizaron un análisis semejante a los estudiantes del G1,

pero a diferencia de éste, estos estudiantes sí explicitaron la ecuación que dio origen al

valor obtenido, como se muestra en la Figura 31 y 32.

Page 84: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

84

Figura 31: Cálculos realizados por los estudiantes del G3. Además de calcular el tiempo en que tarda en

eliminar el alcohol en la sangre, también realizaron los cálculos para encontrar el tiempo en que los

integrantes del problema llegan a tener la concentración alcohólica permitida para manejar.

En este caso, se puede observar en la Figura 32 cómo los estudiantes del G4, también

calcularon el tiempo en que tarda en eliminarse la concentración de alcohol en la sangre,

pero ellos trabajaron todo en minutos. Además trazaron la recta constante y=0,5 y de cada

persona indicaron el punto de intersección entre ambas rectas, por ejemplo para Marta

debían pasar 273 minutos para llegar a la concentración de alcohol permitida para conducir,

y para Carlos debían pasar 468 minutos, ya que él había consumido 1,67g/l y Marta 1,21g/l.

Page 85: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

85

Figura 32: Arriba: Cálculos realizados por los estudiantes de G4 para conocer el tiempo en tarda en que la

concentración alcohólica sea igual a cero. Centro: Los gráficos realizados por los mismos estudiantes para

cada función, incluyendo la función constante (y=0,5). Abajo: Cálculos del tiempo en que tarda cada persona

en llegar a tener la concentración alcohólica permitida para conducir (0,5 g/l).

Los estudiantes del G2, calcularon el tiempo que cada una de las personas tarda en eliminar

totalmente el alcohol de la sangre, planteando la ecuación, de forma similar al grupo

anterior, pero en este caso, sin señalar los puntos de intersección de las funciones con la

Page 86: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

86

función constante. Los estudiantes de este grupo tomaron personas de distintos sexo, por lo

tanto la pendiente de eliminación cambia, pero esto no se nota ya que es mínima la

diferencia entre ambas pendientes, como se puede observar en la Figura 33. Por último

realizaron el cálculo de cuánto tiempo es necesario para que la persona llegue a la

concentración máxima permitida para conducir, resolviendo la ecuación y obtuvieron la

respuesta señalándola en el punto (3,3 horas; 0,5 g/l), pero no trazaron la recta y=0,5. Ellos

tomaron a la persona que denominaron “León” porque era la única persona que tenía una

concentración mayor a la permitida para conducir, todos los demás integrantes no había

alcanzado la concentración superior o igual a 0,5 g/l. Notemos que los estudiantes

realizaron estos cálculos correctamente, pero con poca explicitación de los procedimientos,

como se puede apreciar en la Figura 33.

Figura 33: Cálculos y gráfico realizados por los estudiantes del G2.

Por último los estudiantes del G5 realizaron un trabajo similar a los estudiantes del G4.

Page 87: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

87

A través de la tarea planteada anteriormente, tuvo como prioridad el primer encuentro,

donde los estudiantes fueron analizando las tareas para poder llegar a la eliminación total

del alcohol en sangre. Ellos fueron poniendo en práctica algunas técnicas, como igualando

a cero la ecuación y despejando hasta llegar al tiempo que le lleva al individuo a eliminar el

alcohol en sangre (CA=0), y en otro caso igualando al valor permitido para poder conducir

y así obtener el tiempo en que llega la CA=0,5 por lo tanto los estudiantes experimentaron

con el momento tecnológico-teórico justificando las técnicas a través del grafico de las

funciones y llegaron a la institucionalización de la raíz de la función, función constante y la

intersección entre dos rectas.

Una vez resueltas las tareas anteriores, la profesora le propuso realizar el gráfico donde se

integren ambas etapas, para representar en un mismo gráfico la función que modeliza el

circuito de alcohol en el cuerpo.

En base a lo trabajado en los encuentros anteriores, se repasó lo que se había trabajado,

como por ejemplo lo que pasaba si variaban el tiempo donde se llegaba a la concentración

máxima de alcohol, es decir si en la función se cambia el dominio o la imagen. La

profesora les propuso construir una función donde involucre ambas etapas en un mismo

sistema de ejes cartesianos, modelizando el recorrido desde que una persona comienza a

tomar hasta la eliminación total del alcohol en el cuerpo.

Además de la función en tramos que construyeron inicialmente, los estudiantes realizaron

cálculos variando el sexo, el tiempo en que se llega a la concentración máxima y el peso de

la persona y estudiaron de esa forma, como esto influía en la forma de la función (la

pendiente de la función de la etapa ascendente, el dominio, la imagen, la raíz).

Una vez lograda la función en tramos, graficaron las función constante y=0,5, para analizar

en qué momento de la etapa ascendente llega al permitido para poder conducir y en la etapa

descendente también.

En la Figura 34, se puede observar el trabajo realizado por los estudiantes del G2. Ellos no

representaron algebraicamente la función en tramos, sólo graficaron los dos tramos lineales

en el sistema de coordenadas cartesianas, a partir de la información disponible.

En la parte superior de la Figura 34 los estudiantes graficaron las funciones

correspondientes a las situaciones de cada una de las personas que estaban involucradas en

la problemática y marcaron dos de ellas para realizar el análisis correspondiente (“León” y

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“Susana”). En la parte inferior de la Figura realizaron el gráfico de “Leoncito” (cuyo peso

supusieron que era menor que el de “León”). Sin embargo, no lograron representar esta

situación, ya que la concentración máxima alcanzada no fue sensiblemente menor, como

debería haber sido. Cuando analizaron el caso de “Susana”, suponiendo que había ingerido

comida, el gráfico tampoco representa adecuadamente esto, ya que deberían haber

representado la función con la misma concentración máxima, en menor tiempo.

Por último los estudiantes no realizaron el análisis al trazar la función constante (y=0,5),

sólo marcaron el punto en la etapa ascendente y no indicaron el tiempo, como se puede

notar en el gráfico de la parte inferior de la Figura 34.

Figura 34: Gráficos realizados por los estudiantes del G2.

A diferencia del G2, los demás grupos además de resolverlo gráficamente, también

construyeron la función en forma algebraica, en tramos. A continuación en las Figuras 35 a

38 veremos el trabajo realizado por los distintos grupos.

Page 89: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

89

En la Figura 35 y 36 se puede observar todo el análisis planteado por los estudiantes del

G5 y G4, ambos grupos trabajaron las funciones en sistemas cartesianos distintos. En la

Figura 35 los estudiantes de G5 sólo consideraron una persona para analizar (porque ellos

habían propuesto originalmente cinco personas involucradas en el accidente). Allí se puede

notar como los estudiantes variaron si tenía estómago vacío o lleno, por lo que se puede

observar que cambia el dominio y el intervalo, del lado derecho de la Figura el estómago

estaba vacío por lo tanto el tiempo en que llega a la concentración máxima es de 45

minutos y del lado izquierdo, el estómago estaba medio lleno antes de beber, por eso el

tiempo en llegar a la concentración máxima era mayor (65 minutos). Luego el tiempo en

que tarda en eliminar todo el alcohol de la sangre es el mismo, se puede ver en la Figura

como los estudiantes realizaron los cálculos para encontrarlo (1800 minutos; 0 alcohol en

sangre).También se puede observar en la Figura 35 que los estudiantes utilizaron una tabla

de valores para poder observar cómo va siendo la eliminación a medida que pasa el tiempo

y también se puede ver que no llegaron a terminar la construcción de la gráfica porque no

les alcanzo la hoja, en realidad tendrían que haber trabajado en horas para que pudieran

llegar hasta la intersección con el eje x (raíz).

Figura 35: Trabajo realizado por los estudiantes del G5.

Del lado derecho de la Figura 35 se muestra como los estudiantes además, expresaron

coloquialmente todo lo que analizaron analíticamente.

En la Figura 36, los estudiantes del G4 tomaron a las dos personas supuestamente

involucradas por ellos, y a diferencia de los del G5, aparte de analizar si tenía estómago

lleno o vacío, también analizaron dos personas de distintos sexo y peso (“Marta” y

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90

“Marto”) y observaron que cambiaba la concentración alcohólica. Al pesar menos, la

persona tiene mayor concentración (1,96 g/l) como se puede observar del lado derecho de

la Figura 36, y al pesar más tiene menor concentración (1,50 g/l). En ese caso no cambia el

tiempo porque en ambos caso consumió con el estómago vacío.

Los estudiantes de este grupo no realizaron los cálculos para saber en qué momentos los

integrantes estaba con la cantidad de alcohol permitido para manejar (y=0,5), ni tampoco lo

indicaron en la Figura.

Figura 36: Trabajo realizado por los estudiantes del G4.

El grupo 3 hizo un análisis similar, como se muestra en la Figura 37:

Page 91: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

91

Figura 37: Trabajo realizado por los estudiantes del G3

El G1 realizó el análisis de acuerdo al peso de las personas, como se presenta en la Figura

38. A diferencia de los demás grupos, ellos realizaron los nuevos gráficos que

representaban a las modificaciones, montadas sobre los gráficos antes obtenidos, es decir

recuperando los cálculos originales. Ellos realizaron una variación en el peso de la persona

sin modificar el sexo ni la cantidad de alcohol ingerida, y lo representaron en una

concentración alcohólica menor, para el caso de “Lisa”; por lo tanto el tiempo de

eliminación del alcohol en la sangre también se modificó (mayor peso tarda 16 horas

aproximadamente y menor peso tarda alrededor de 20 horas, como se puede apreciar en las

raíces Figura 38). También analizaron si la persona había comido o no antes de beber y

observaron que cambiaba en tiempo en llegar a la concentración máxima y los intervalos

(estómago vacío 45 minutos, estómago lleno 90 minutos), pero el tiempo de eliminación es

el mismo (23 horas aproximadamente). Esto se muestran en la parte de abajo de la Figura

38.También trazaron la recta y=0,5, pero no indicaron ningún valor.

Page 92: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

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Figura 38: En la parte de arriba se observan los gráficos de las funciones correspondientes a cada

una de las situaciones planteadas por los integrantes del G1. En la parte de abajo se presentan

algunos de los cálculos que ellos mismos realizaron para poder construir las respectivas funciones.

Cabe destacar que los estudiantes construyeron las expresiones de las funciones nuevas en

base al conocimiento del efecto de cada parámetro en la función, como se puede observar

en la parte inferior de la gráfica de las funciones lineales a trozos.

De esta forma, antes de finalizar la clase se institucionalizó la expresión algebraica y la

forma gráfica de la “función a trozos”, analizando la importancia del dominio de esta

función. Para llegar los estudiantes fueron experimentando distintas técnicas, como

encontrar los intervalos para poder modelizar la función en tramos, lo cual tuvieron en

cuenta el punto máximo de la concentración y el tiempo para llegar a la misma, que algunas

Page 93: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

93

ya las habían implementado en los encuentros anteriores (fase ascendente y fase

descendente por separado). Estos llevó a que los estudiantes que les permitirá emplear el

momento tecnológico-teórico, justificando dichas técnicas y elaborando nuevas técnicas

para indicar los intervalos de la función y por modelizarla gráficamente y luego llegar a la

institucionalización (función en tramos).

Al finalizar el encuentro la profesora les pidió que realizaran una síntesis de todo lo que

habían hecho hasta ahora. Esto es importante, ya que los estudiantes deben recuperar el

sentido de lo que hicieron hasta ahora, explicitarlo, relacionar todos los conceptos, etc.

Así cada estudiante construyó su síntesis, con distintos grados de interpretación de lo que

habían realizado. En algunos casos, simplemente “transcribieron las fórmulas” con

interpretaciones muy pobres, como se muestra en la Figura 39 de un estudiante del G1 y en

cambio, en otros casos, realizaron una construcción muy rica en conceptos y relaciones

como se muestra por ejemplo la de un alumno del grupo G5 en la Figura 40.

Page 94: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

94

Figura 39: Realización de la tarea de síntesis, realizada por una alumna del G1

Figura 40: Tarea de síntesis, realizada por un estudiante del G5

Page 95: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

95

En este momento, la profesora propuso un nuevo problema, para que los estudiantes

pudieran aplicar los conceptos de la función a trozos, en una situación más amplia, que es el

caso de la ingesta continua.

La profesora planteó la necesidad de construir una función nueva, pero basada en la que ya

habían trabajado, y por una cuestión de tiempo les sugirió que debían contemplar la

construcción de, como máximo dos etapas de absorción y dos de eliminación, hasta que su

concentración llegara a cero. Esto acota la forma de la función “serrucho” o función “diente

de sierra”, y delimita el problema. Fueron reviviendo los distintos momentos, desde el

encuentro con un determinado tipo de tareas (la construcción de la nueva función en tramos

que se relaciona con la ya construida en el encuentro anterior), experimentar las técnicas,

justificarlas y perfeccionarlas (establecer la nueva ingesta de alcohol, la construcción de la

nueva función) e institucionalizar (relacionarla con la ya construida) la modelización de la

situación de beber continuamente (función “serrucho” o “diente de sierra”).

En las Figuras 41 y 42 se presenta la formulación podemos de los estudiantes del G1 y G3,

ellos trasladaron a esta situación los datos que habían obtenido anteriormente, es decir

cuando respondieron al interrogante Q2.3.1 (¿Cómo se construye e interpreta la función de la

concentración de alcohol?). En la Figura 41 se muestra la formulación y los cálculos

realizados por los estudiantes del G1, en la parte superior copiaron todo lo que ya había

construido para “Lisa” en la función en tramos, y en la parte inferior agregaron otra función

donde vuelve a tomar pasada las dos horas un vaso de whisky, por lo tanto pasado los 120

minutos la concentración bajo a 2,88 g/l y luego pasada una hora vuelve a subir debido a lo

que había consumido (3,1 g/l) y luego pasado los 240 minutos comienza a descender hasta

pasar casi un día para la concentración alcohólica sea nula.

Q2.4: ¿CÓMO SE PUEDE MODELIZAR LA SITUACIÓN DE BEBER

CONTINUAMENTE?

Page 96: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

96

Figura 41: Función “serrucho” elaborada por los estudiantes del G1 para representar la ingesta

continuada de alcohol

Por otro lado tenemos la formulación realizada por los estudiantes del G3, como se muestra

en la Figura 42. Este fue el único grupo que consideró que tardaría una hora media en llegar

a la concentración máxima ya que la persona involucrada en el problema había comido

demasiado antes de consumir alcohol, luego comenzó a descender hasta pasado los 150

minutos con una concentración alcohólica de 0,76 g/l, ya que luego comenzó a consumir

nuevamente alcohol y lo hizo con exceso (vodka, tequila y ginebra), por lo tanto la

concentración llegó a su máximo de 2,23g/l (0,76g/l+1,11g/l) en 240 minutos (150 + 90).

Pasado los 240 minutos la concentración comienza a disminuir hasta llegar a cero en un

tiempo de casi 19 horas.

Page 97: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

97

Figura 42: Función “serrucho” elaborada por los estudiantes del G3 para representar la ingesta

continuada de alcohol

Los otros grupos (G2, G4 y G5), realizaron los cálculos nuevamente, con nuevos datos,

como se puede apreciar en las Figuras 43 a 46 (grupos G2, G4 y G5 respectivamente).

Así, como lo muestra la Fig. 43, el G2 realizó el análisis de una persona del sexo

masculino, donde había comido antes de consumir, por lo tanto a los 60 minutos tenía una

concentración alcohólica de 1 g/l. Pasados los 60 minutos comienza a descender la

concentración alcohólica, ya que la persona no había consumido más alcohol. Luego de las

dos horas, contando la primera que ya había consumido suman un total de 180 minutos

comienza a consumir nuevamente, en ese momento la concentración había disminuido

hasta 0,55 g/l. Pasados los 180 minutos la concentración comienza a subir nuevamente

hasta llegar a los 0,8 g/l en una hora que sumado a lo anterior son 240 minutos. Luego la

concentración comienza a descender hasta llegar a 0, ya que la persona no consumió más

alcohol y le llevó 560 minutos para alcanzarlo. En la parte superior de la Figura se puede

observar el gráfico donde en la variable independiente utilizaron horas en vez de minutos,

lo cual equivalen aproximadamente a 9, 3 horas.

Page 98: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

98

Figura 43: Función “serrucho” elaborada por los estudiantes del G2 para representar la ingesta

continuada de alcohol

Por su parte, los estudiantes del G4, propusieron analizar el caso de una persona del

sexo femenino. En la parte superior de la Figura 44 se puede observar la primera

función en tramos, construida a partir de lo que había consumido. En este caso ellos

supusieron que la ingesta había sido con el estómago lleno con lo cual a los 60

minutos llegó a tener una concentración máxima de 1,5 g/l, como se puede notar en

la parte inferior de la Figura 44. Pasada la hora se puede notar que la concentración

de alcohol comienza a disminuir (ya que la persona no consumió ninguna bebida

alcohólica), es decir que habían pasado 120 minutos. Luego ellos supusieron que la

persona vuelve a consumir, por lo tanto hasta los 120 minutos tenía una

concentración de 1,1g/l, que después comienza a subir nuevamente hasta los 180

minutos que fue de 0,4 g/l (supusieron la ingesta de tres cervezas) sumado a los

anterior vuelve a tener una concentración máxima de 1,5 g/l. Pasados los 180

minutos la concentración comienza a descender ya que no consumió más y entonces

llegaron a la conclusión que en aproximadamente 750 minutos se eliminó todo el

alcohol en la sangre.

Page 99: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

99

Figura 44: Gráfico y cálculos realizados por el G4

Por último el análisis realizado por los integrantes del G5 indica que estos

estudiantes supusieron el caso de una persona del sexo masculino, donde tenía una

concentración máxima de 4,5g/l y como también supusieron que no había ingerido

comida antes de beber, alcanzó la concentración máxima a los 45 minutos. Luego

durante una hora, supusieron que la persona no consumió nada, por lo tanto la

concentración comenzó a bajar hasta alcanzar una concentración de 4,23 g/l a los

105 minutos, y pasado este tiempo volvió a consumir nuevamente (1 whisky) y su

concentración subió nuevamente a 4,45 g/l (resultado de que ya tenía 4,23 g/l más lo

que había consumido 0,22 g/l) en un total 150 minutos. Después la persona no

consumió más alcohol y le llevó muchísimo tiempo en llegar a una concentración de

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100

alcohol igual a cero, ya que había consumido mucho alcohol, le llevó

aproximadamente 1930 minutos que equivalen más a menos 32 horas. Es

interesante notar que si bien antes se comentaron los valores en sangre y los efectos

fisiológicos en el cuerpo humano, en este momento los estudiantes no se percataron

que la cantidad presupuesta en el problema, excedía ampliamente los valores de

concentración de alcohol en sangre que hacen posible la vida humana. En las

Figuras 45 y 46 se presentan las resoluciones de estos estudiantes.

Figura 45: Cálculos realizados por los estudiantes del G5.

Figura 46: Gráfico realizado por los estudiantes del G5 a partir de los cálculos realizados en la Figura

45.

Page 101: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

101

En este momento, era necesario realizar el cierre de todo lo estudiado, así el objetivo de la

profesora fue buscar la vivencia del momento de evaluación que se articula con el

momento de la institucionalización para dar solución a la problemática inicial, con lo cual

la última cuestión por abordar fue:

Este interrogante se hizo funcionar además, como instrumento de evaluación, ya que los

estudiantes debían recuperar los conceptos, técnicas, procedimientos e interpretaciones de

la curva que modeliza el circuito del alcohol en el cuerpo humano. La profesora les

comentó a los estudiantes que este problema es conocido en casos judiciales y legales como

“cálculo retrospectivo” dada la importancia que tiene esto en la parte judicial para ver

cuando se detiene una persona que ha cometido un accidente que grado de alcoholemia

tenía en el momento que cometió el accidente. En estos casos, como primer paso, se le

extrae sangre, se mide la alcoholemia en ese momento y luego en base a éste, se calcula la

alcoholemia en el momento del accidente (de ahí el nombre de retrospectivo).

Así, se retomó la problemática inicial, que fue la disparadora. La profesora les propuso

retomar la siguiente expresión para da cuenta de la alcoholemia en el momento del

accidente:

Fácilmente se puede notar que se trata de la expresión de la función lineal de la

concentración alcohólica en función del tiempo en la fase de eliminación, pero como ahora

se conoce la concentración en el tiempo t (la que ofrece el análisis realizado) y se asume

que se conoce el tiempo, lo cual permite de esa forma conocer la concentración máxima

alcanzada, que es la nueva incógnita del problema. Para lograr variedad en las respuestas de

los estudiantes, la docente propuso a cada grupo un tiempo de toma de muestra de sangre

distinto, un sexo y una concentración y tiempo máximos como dato, a partir de sus

resoluciones y propuestas anteriores:

Grupo Sexo Tiempo en alcanzar

la concentración

máxima

Concentración

máxima de alcohol

alcanzada

Q2.5: ¿CÓMO SE RESUELVE LA SITUACIÓN INICIAL DE LOS

AMIGOS?

Page 102: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

102

G1 Femenino 60 3,22

G2 Masculino 60 1

G3 Masculino 90 1,14

G4 Femenino 40 1,5

G5 Masculino 45 4,5

Finalmente la profesora planteó a los estudiantes la escritura de una conclusión final acerca

de la pregunta del problema que dio origen a todo el estudio realizado (¿Qué opinas acerca

de la estrategia para evitar la multa?).

Si bien tuvieron algunas dificultades iniciales para abordar el problema, pudieron sortear

los obstáculos, como se puede apreciar en sus resoluciones. En la Figura 47 se presentan las

resoluciones del G1. Así, realizaron el cálculo retrospectivo, que arrojaba un valor de 1,972

g/l de concentración máxima, tomando como punto de partida que el accidente había sido 4

horas antes (este dato fue dado por la profesora, para llegar a un consenso con todo el grupo

y no se dispersaran los cálculos). A partir de este cálculos los estudiantes podían conocer

cuál era la concentración en el momento del accidente, a ellos les arrojo un valor de 2,59

g/l, lo cual llegaron a la conclusión que no tenía el valor de alcohol permitido en sangre,

como lo podemos observar en la parte superior de la Figura 47. Igualmente ellos antes de

realizar el cálculo ya habían dicho que en el momento de la extracción ya no podían

manejar, por lo tanto cuando había sido el accidente era imposible porque iba a tener mayor

concentración.

Luego los estudiantes realizaron el gráfico de la función en tramos que ellos modelizaron

a partir del par ordenado (1; 3,22), (el tiempo y la concentración de alcohol que había

tenido en cuenta la profesora en el momento de elegir una de las personas involucradas en

la problemática), lo podemos observar en la parte central de la Figura 47 que les indicaba

el tiempo en que llegaba a su concentración máxima, y señalaron en el gráfico el momento

que había sido el accidente (240; 2,59) y la hora de la multa (8;1,972), que lo calcularon a

partir de la función construida por ellos como se puede notar en la parte inferior de la

Figura 47 y de esta manera pudieron verificar gráficamente lo que habían hecho

analíticamente en el punto anterior. Luego calcularon el momento en donde la CA=0

Page 103: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

103

concluyendo que alrededor de 20 horas recién el cuerpo estaría libre de alcohol, que

también se puede observar en la parte inferior de la Figura 47.

Por último, realizaron la conclusión que lo podemos observar en la Figura 48. Como se

puede notar, matemáticamente es correcto pero la conclusión no tiene ninguna

consideración ética acerca de las consecuencias del acto de la ingesta inadecuada de alcohol

y las consecuencias nefastas que esto provoca.

Figura 47: Los cálculos realizados por el G1.

Figura 48: Conclusiones obtenidas por el G1 a partir de la problemática inicial y los cálculos realizados

Figura 47.

Page 104: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

104

En la Figura 49 podemos observar el trabajo realizado por el G2. Podemos observar en la

parte central de la Figura 49, como los estudiantes indicaron el punto máximo que fue el

par ordenado que la profesora tomó a partir de uno de los integrantes que estaba

involucrado en la problemática inicial (60; 1), el par ordenado donde les indicaba la

concentración alcohólica que tenía en el momento que se había producido el accidente (3;

0,7), que el valor de la concentración lo obtuvieron a partir del cálculo retrospectivo

realizado en la parte superior de la Figura 49. Luego calcularon el tiempo en el que fue

realizada la extracción (300 minutos), que se puede ver en la parte central de la Figura 49,

por debajo del gráfico, pero el par ordenado no fue indicado en el gráfico. Los estudiantes

llegaron a la conclusión que la persona no tenía el valor permitido para conducir.

Por último también en el centro de la Figura, pero del lado derecho se puede observar la

modelización de la función en tramos y debajo de la función el cálculo del tiempo que le

llevo a la persona para llegar a la eliminación total del alcohol en la sangre (400 minutos).

Es notable que este fue el único grupo que explicitó la forma algebraica de la función a

trozos. Luego con ésta realizaron el gráfico que se encuentra del lado izquierdo de la parte

central de la Figura 49.

Al final de la Figura 49 se puede ver la conclusión que ellos escribieron, es adecuada

matemáticamente, y le da sentido al cálculo retrospectivo.

Figura 49: Las distintas técnicas utilizadas por el G2 para poder resolver la problemática final.

Page 105: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

105

En la Figura 50 vamos a ver el trabajo realizado por el G3. Los estudiantes utilizaron las

técnicas adecuadas para realizar los cálculos correspondientes. Pero podemos observar que

el par ordenado que nos indica el punto máximo de la concentración en un determinado

tiempo, está mal ubicado (nótese que ubicaron el valor 1,14 por encima de 1,5) por lo tanto

la función construida analíticamente no contiene al punto obtenido en el cálculo

retrospectivo (El par ordenado (240; 0,84) queda fuera de la recta que modeliza la fase

descendente).

También modelizó la función en tramos y realizó el cálculo en que le llevó a la persona a la

eliminación total del alcohol en la sangre (456 minutos), esto lo podemos observar por

encima de la función graficada en la Figura 50. Los estudiantes no se dieron cuenta que el

gráfico levantado no se corresponde con los cálculos realizados.

Al final de la Figura se puede observar la reflexión realizada que resulta similar a la de los

demás grupos.

Page 106: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

106

Figura 50: Trabajo realizado por el G3

En la Figura 51 podemos observar el trabajo realizado por el G4, aunque fue uno de los

grupos que mayor demando la ayuda del docente.

En la parte superior de la Figura 51 se puede notar el cálculo retrospectivo que realizaron

los estudiantes. Luego calcularon la pendiente de la fase ascendente, que se encuentra en la

parte central, del lado derecho de la Figura (m=0,038), y después del lado izquierdo de la

Figura indicaron que el tiempo tenía que ser mayor a 40 minutos para poder diseñar la

función de la fase descendente hasta llegar a una concentración igual a cero y así

obtuvieron que de 576 minutos el cuerpo no tendría más alcohol.

También realizaron el cálculo del momento en que la persona involucrada tenía la

concentración alcohólica 0,252 g/l, que se puede ver del lado derecho de la parte central de

la Figura (480 minutos aproximadamente), luego lo indicaron en el gráfico, pero se puede

observar que no les quedo bien ubicado porque nos le coincide con la gráfica de la fase

descendente.

Figura 51: El G4 fue utilizando las diferentes técnicas que consideraron adecuadas para resolver los incisos de

la problemática final.

Por último podemos observar en la Figura 52 el trabajo realizado por el G5. No presentaron

dificultades en la aplicación de las técnicas para resolver la problemática final. En la parte

Page 107: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

107

superior de la Figura se puede observar el cálculo retrospectivo (concentración alcohólica

de 3,9 g/l en el momento del accidente). Es importante aclarar que los estudiantes al

observar que la persona involucrada, ya cuando le realizaron la extracción de sangre

presentaban valores superiores a los permitidos, denotaron que por más que se realice el

cálculo retrospectivo ya se sabía que no podía manejar, ya que en la etapa descendente

superaba ampliamente los valores permitidos. Además reconocieron que de acuerdo a la

concentración que tenía (3 g/l) estaría en un coma alcohólico, aunque solamente lo

verbalizaron sin dejarlo explícito en la hoja.

Luego en la parte central de la Figura podemos encontrar la modelización de la función en

tramos a partir del par ordenado (45; 4,5) y la gráfica de la misma. También indicaron los

pares ordenados correspondientes a el momento del accidente (6; 3,9) y cuando fueron

encontrados (10; 3) y realizaron el cálculo del tiempo que le llevó a la persona para llegar a

una concentración alcohólica cero (1800 minutos).Todos los cálculos se pueden observar

en la parte superior de la Figura 52.

Al final de la Figura se encuentran las conclusiones realizadas por los estudiantes del

grupo.

Figura 52: En la Figura podemos observar las técnicas utilizadas por el G5

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108

Partimos de la pregunta generatriz y a partir de ella fueron surgiendo las demás Qi, las

misma se fueron analizado en los distintos encuentros y algunas surgieron a partir de las

preguntas que se hicieron los estudiantes cuando la profesoras les planteó la problemática

inicial. Entre una de las preguntas que se hicieron los estudiantes fue acerca del tiempo que

permanece el alcohol en la sangre.

Antes de poder responder a ese interrogante, se fue analizando qué bebida se iba a tener en

cuenta, cuál era la graduación de cada una, que tipo de alcohol tiene cada una, y el dato más

importante era los grados absolutos de la misma a partir de la graduación.

Los estudiantes fueron utilizando distintas técnicas, no todos utilizaron la misma, eso lo

podemos notar que para llegar a los gramos absolutos algunos utilizaron regla de tres

simple, otros directamente porcentaje (Figura 11 y 12) y otros directamente no finalizaron

el cálculo (Figura 10). Con el pasaje unidades no presentaron dificultades, ya que entre

todos armaron una tablita para guiarse (Figura 9).

De a poco se fue buscando que los estudiantes sean los actores y no los espectadores de las

obras, ya que cuando ellos debían elegir que habían consumido cada integrante involucrado

en la problemáticos fueron muy variados, en ningún momento el docente les indico algo, y

de esta manera pudieron ir analizando la cantidad de alcohol que tenía cada persona en la

sangre por medio de la ecuación de Widmark. El cálculo en sí no generó dificultades

porque solamente se fue reemplazando por los valores (Figuras 18, 19, 22, 23). Luego a

partir de los resultaron se dieron cuenta que con poco alcohol consumido cuantos gramos

de alcohol por litro de sangre podían tener y los efectos que producía a partir de la tabla que

ellos diseñaron buscando información en internet y algunos aporte del docente.

Como fue indicado en el párrafo anterior al lograr que los estudiantes eligieran gran

variedad en lo que los integrantes había consumido, también se puede destacar que se logre

que la etapa de la fase ascendente sea diferente en cada grupo, por lo tanto podían analizar

como cambiaba la pendiente, el punto máximo, por lo tanto el dominio y la imagen (Figura

26, 28 y 29). Entre las dificultades que tuvieron fue llegar a la pendiente, porque no se

acordaban como se hacía, ahí fue cuando la profesora tuvo que intervenir para que los

estudiantes puedan seguir aplicando las técnicas a las tareas planteadas por el docente.

Luego en la etapa descendente a partir de los datos que ya tenía en la ascendente (tiempo y

concentración máxima) pudieron modelizarla, teniendo en cuenta que habían reconocido

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109

que la pendiente era negativa y que el valor fue indicado, para que ellos no realizaran el

cálculo ya que ahí no estaría focalizado la idea de la Q (Cómo llegamos a que la

concentración sea igual a cero), ya que era uno de los interrogantes que los estudiantes se

había planteado. Realizaron el cálculo de la raíz (Figura 30, 31, 32 y 33), que en algunos

presentaban dificultades en el despejo, por lo tanto necesitaban la guía del docente.

También realizaron la modelización de la función desde que una de las personas

involucradas empezó a tomar, hasta lograr que la CA=0. Por lo tanto a partir de todo lo

logrado anteriormente se institucionalizó la función en tramos (Figura 34, 35, 36, 37 y 38).

Lo que les resulto más complicado entender fue la determinación de los intervalos y que les

indicaba, asique fue ahí donde el donde el docente tuvo que cumplir el rol actor. Fueron

modificando el peso, sexo y si había comido o no y de esta manera analizar e dominio,

imagen, punto máximo y raíz.

En una de las últimas tareas fue indicarles que una persona podía consumir, luego dejar de

consumir y después volver hacerlo y más tarde no hacerlo más y llegar que la

concentración sea igual 0. Lo que se buscó es que los estudiantes a partir de la función en

tramos que ya habían diseñado, lograran modelizar una a continuación de la que ya tenía y

poder ver cómo va siendo la concentración alcohólica en una persona, fue una de las tareas

que más ayuda necesitaron (Figuras 41 a 46).

Por último se planteó la tarea final, resolver la problemática inicial, los datos fueron

tomados de todo lo que ellos ya habían obtenido en todos los encuentros anteriores

(concentración alcohólica y el tiempo), excepto el valor de concentración alcohólica que

arroja la muestra del laboratorio cuando había sido encontrado. El cálculo retrospectivo no

presentaron dificultades, y la modelización de la función es importante recalcar que la

hicieron a su manera por ejemplo la Figura 47.

De acuerdo a lo trabajo durante los distintos encuentros, se buscó lograr encontrar la

utilidad de la matemática en una de las problemática tan importante que se está viviendo

entre los adolescentes, el gran consumo de alcohol, sin darse cuenta el gran daño que les

ocasiona.

Por lo tanto encontrarle por un lado la importancia de la matemática a partir de contenidos

ya aprendidos (Estudios de funciones, ecuaciones, función lineal, pasaje de unidades y

función en tramos), conocimientos previos desde su orientación (química) que también le

Page 110: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

110

podían encontrar su aplicación y por otro lado cómo puede afectar el alcohol que va

ingresando al cuerpo y los efectos que provoca según lo que se consume.

Fue importante destacar la predisposición de los estudiantes para trabajar porque se

manifestaban sorprendidos de la utilidad de la matemática. Por su parte, reconocemos que

no fue fácil apartarse de la clase tradicional, para ambos actores: desde el lugar del docente,

evitar que la clase no se dispersara y como estudiantes, que no se “desorientaran” en lo que

estaban buscando.

Al finalizar el último encuentro la profesora les propuso realizar una encuesta donde los

estudiantes debían encontrar a través de todo lo que habían trabajo en los distintitos

encuentros si la matemática les había resultado útil, la importancia en el momento del

análisis del consumo del alcohol y para terminar una reflexión final.

Análisis de las síntesis individuales con el software AntConc

Para analizar la actividad de síntesis de los estudiantes que participaron en la

implementación, se utilizó el software libre para el análisis de corpus textuales AntConc, ya

que se trataba de una actividad en la cual los estudiantes podían expresar libremente su

opinión en una reflexión final en torno a las preguntas orientadoras ¿En qué parte del

estudio la matemática te resultó útil? y ¿cuál es la importancia de la matemática en el

análisis del consumo de alcohol? Este software, creado por el profesor Laurence Anthony

de la Universidad de Waseda (Japón), es un paquete de software gratuito e independiente

que permite extraer datos de amplios corpus textuales como frecuencias de palabras (word

list), colocaciones (collocates), concordancias (concordance tool), palabras clave (keyword

list) y patrones léxicos (clusters). Cabe mencionar que AntConc no analiza el corpus, sino

que muestra los textos de manera diferente (por frecuencias, por patrones de búsqueda, por

palabras, etc), aunque el análisis e interpretación de datos, al final, siempre es tarea del

investigador. En esta tesis usaremos la versión 3.4.3w (Windows) de AntConc, lanzada en

2017 para Windows. Este software permitió obtener:

1. Word/frequency list: es un listado de palabras sobre un tema específico ordenadas por

frecuencia de aparición en el corpus compilado. Esta herramienta permite seleccionar las

palabras más frecuentes y más relevantes del corpus formado por la totalidad de los

estudiantes que escribieron las síntesis, las cuales fueron agrupadas en un solo corpus,

porque interesaba analizar el grupo de clase en tu totalidad, no estudiante por estudiante.

Page 111: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

111

Para la obtención de términos especializados y relacionados con el tema del corpus,

previamente introdujimos una stop-list que contenía palabras meramente gramaticales o

“vacías” de significado como preposiciones, conjunciones o artículos

2. Collocates: una vez determinadas las palabras más frecuentes del corpus, se estudió en

profundidad su comportamiento colocacional, es decir, con qué otras palabras se combinan

frecuentemente los términos clave. De este modo, se identificaron posibles patrones

colocacionales que se repiten en las síntesis de los estudiantes.

3. Concordances: se extrajeron ejemplos contextualizados de las palabras más frecuentes

que han seleccionado y de las colocaciones obtenidas antes (en 2)

4. Clusters: se extrajeron patrones léxicos secuenciales que se repiten a lo largo del corpus.

Así, al incorporar las N=16 síntesis escritas por cada uno de los estudiantes, el programa

contabilizó un total de 1537 palabras, distribuidas en 441 tipos, como se muestra en el

anexo…Podemos calcular la riqueza léxica del texto, es decir la cantidad de palabras

diferentes de las que está compuesto. Un texto con mucha riqueza léxica estará formado por

muchas palabras diferentes con baja frecuencia; frente a un texto con poca riqueza léxica,

que estará formado por un grupo reducido de palabras que se repiten mucho. En este caso la

riqueza léxica da un valor de 0,27 que, como se puede apreciar, es relativamente baja (este

valor varían entre 0 y 1).

Como se puede notar en el Anexo 1, el corpus es el mismo, pero se nos muestra de manera

diferente, de manera transversal: en vez del orden lineal, el texto aparece ordenado por

frecuencias léxicas. En ese momento comenzó el trabajo del investigador para estudiar y

analizar esos datos: la lista de frecuencia. En este caso, ¿qué rasgos del texto podemos

observar que no podríamos ver si analizáramos el texto de manera lineal? Para ello,

eliminamos en primer lugar las preposiciones creando el archivo Stopword (eliminamos las

palabras vacías como: a, para, del, etc.) obteniendo así 896 palabras distribuidas en 417

tipos. Luego, procedimos a la lematización, que es el proceso mediante el cual cada palabra

del corpus se relaciona con su forma no marcada, es decir, con su forma canónica o lema

(la forma que aparece en el diccionario). El lema de los verbos es la forma de infinitivo, de

los nombres la forma en singular, y de los adjetivos la forma masculino singular. De esta

forma, con un corpus lematizado, el cálculo de frecuencias contará todas las apariciones de

un verbo como una ´única palabra, independientemente de su flexión. Y lo mismo con

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112

nombres y demás formas lingüísticas que tengan algún tipo de variación morfológica. A

partir de la lematización, se recalcularon las frecuencias, obteniendo la lista que se

encuentra en el Anexo 2. Como puede observarse, el número de palabras de esta forma de

redujo a 896 palabras, distribuidas en 332 tipos. Como se puede observar, naturalmente la

palabra que mayor frecuencia es “alcohol” (con una frecuencia total de 46) y le siguen en

orden de mayor a menor frecuencia: “cantidad” , “matemática” “saber” “calcular”, “sangre”

“útil” “cuerpo” “puede” “resultó” es decir dentro de las 10 palabras más utilizadas están las

esperábamos que ellos utilicen. En este sentido, podemos concluir a partir de este primer

análisis que la matemática les resultó útil para poder calcular la cantidad de alcohol

consumido, que era uno de los objetivos del trabajo.

Luego de analizar el corpus por las frecuencias de las palabras aisladas, decidimos

completar el análisis de frecuencias intentando conocer cómo se juntan las palabras, es

decir, con qué frecuencia dos o más palabras aparecían juntas en el corpus. Estos conjuntos

de palabras que pueden aparecer juntas en un texto, con un orden consecutivo determinado,

se conocen como n-gramas, donde n es el número de palabras (bigramas (dos palabras

consecutivas); trigramas (tres palabras consecutivas); tetragramas (cuatro palabras

consecutivas); pentagramas (cinco palabras consecutivas) etc.) En este caso, al realizar un

trigrama, se obtuvo como primer ranking la concordancia más utilizada “la cantidad de”,

con la misma frecuencia que “me resultó útil” siguiéndole “consumo de alcohol en sangre”,

con “el consumo de”, “a través de”, “cantidad de alcohol” y “resultó útil en”. Ejemplos de

concordancias para “me resultó útil” fueron:

1 La matemática me resultó útil más que nada en lo que…

2 Me resultó útil en la parte de cuánto tiempo

3 Me resultó útil en la parte de calcular cuánto

4 Me resultó útil la matemática, al momento de calcu

5 Me resultó útil el poder sacar la concentración de

6 Me resultó útil en los laboratorios, en la vida...

7 Me resultó Útil para poder calcular el nivel de ..

8 Me resultó útil la parte donde hay que saber…

Page 113: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

113

Estas expresiones reafirman lo que ya habíamos obtenido en el primer análisis (recuento de

frecuencias simples antes realizado), y si solicitamos al programa que calcule un los grupos

tomados de a cuatro palabras como mínimo y de 7 como máximo, obtenemos el siguiente

ranking:

Como se puede observar, las frases utilizadas con mayor frecuencia en los estudiantes se

refieren al consumo de alcohol, y a la utilidad de la matemática para conocer el proceso del

circuito de alcohol en el cuerpo, que era el objetivo de la tesis.

Page 114: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

114

Capítulo 5: Conclusiones

Mediante este trabajo de tesis se buscó implementar una AEI para apreciar cómo la

matemática nos permite modelizar el circuito del alcohol en el cuerpo humano, y

concientizar acerca de los efectos del consumo de alcohol en las conductas humanas. Se

partió de la pregunta generatriz Q0: ¿Cómo la Matemática nos permite modelizar el circuito

del alcohol en el cuerpo humano?, donde se propuso a los estudiantes construir una

respuesta mediante una problemática inicial que a su vez requirió que los estudiantes se

hicieran las preguntas derivadas Qi, y las respondieran para seguir adelante en la búsqueda

de una respuesta a Q0.

La implementación se llevó a cabo en una escuela técnica con orientación Química, para

que los estudiantes pudieran encontrar la utilidad de la matemática en otras ciencias como

la biología, química y física y que ellos pudieran realizar todos los aportes que eran

necesarios para construir las “Qi” y para encontrar el respuesta de las misma. Además se

seleccionó la temática del consumo de alcohol por otro lado, debido a que constituye una

gran problemática que los adolescentes están viviendo actualmente: el consumo de alcohol

desconociendo las consecuencias que el mismo puede ocasionar, desde un accidente en la

vía a pública donde puede terminar con la vida misma o hasta las secuelas que puede dejar

en el organismo, como problemas en el hígado o llegar a la adicción de ser alcohólicos.

Respecto a nuestra primera pregunta de investigación planteada, acerca de qué

características tendría que tener un Modelo Praxeológico de referencia que permita

estudiar la modelización matemática del circuito del alcohol en el cuerpo humano y dar

cuenta de sus efectos en las conductas humanas, hemos reconstruido el modelo tal como lo

presentado en el Capítulo 3, cuya principal característica es que comienza con una cuestión

inicial orientada a conocer si es posible modelizar el circuito de alcohol en el cuerpo

Page 115: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

115

humano, y permite derivar un conjunto de cuestiones que poco a poco van derivando en la

construcción de la función definida a trozos, y su análisis funcional completo, que es una

obra matemática desconocida hasta ese momento por los estudiantes.

Nuestra segunda pregunta, referida a las actividades y tareas que se pueden ofrecer a los

estudiantes para que puedan realizar la actividad de estudio e investigación, fue

respondida formulando el problema inicial de los amigos. La formulación de este problema

inicial, al ser la puerta de entrada a lo que se quería estudiar fue cuidadosa en el sentido de

no ofrecer respuestas implícitas y además se previó que fuera lo suficientemente abierta

como permitir que la fijación de las distintas condiciones iniciales por parte de los

estudiantes diera lugar a distintas particularizaciones del modelo del circuito del alcohol en

el cuerpo humano (por ejemplo si tiene el estómago vacío o no, el sexo de la persona que

bebió, lo que bebió, etc, inicializa de forma distinta el modelo a reconstruir, y por lo tanto,

da diferentes resultados a la misma problemática inicial). Recién cuando se respondieron

las distintas cuestiones que fueron surgiendo, fue posible volver a la problemática

inicialmente planteada, lo cual permite valorizar la utilidad de la matemática, uno de los

objetivos que persiguió esta tesis. Esto llevo a recorrer distintas organizaciones

matemáticas (unidades, peso, volumen y densidad, operaciones con números racionales,

función lineal y proporcionalidad, estudio de funciones, función en tramos, serrucho e

intervalos de las variables dependientes e independientes de una función y sistemas de dos

ecuaciones lineales). Algunas eran conocidas por los estudiantes, mientras otras

organizaciones resultaron nuevas, lo que derivó en respectivas institucionalizaciones, en

particular las relativas a la función definida a trozos.

Para poder abordar las OM, se fueron proponiendo distintas tareas, que llevó a que los

estudiantes fueran vivenciando los distintos momentos didácticos, desde su primer

momento, familiarizarse con la tarea (encontrar los gramos absolutos de una bebida,

calcular la concentración de alcohol que tiene una persona en la sangre, etc.), ir

encontrando las técnicas para trabajar las tareas, donde las iban mejorando, hasta llegar al

momento de la institucionalización (función lineal, estudio de funciones, función en trozos

y “función serrucho” o función “diente de sierra”).

Page 116: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

116

Es importante tener en cuenta que se buscó a través de este recorrido encontrar utilidad a la

organización matemática “función en trozos”, mediante la modelización de la situación

inicial, ya que es un contenido prescripto para cuarto año de la escuela secundaria, pero

usualmente los estudiantes no son puestos en situación de necesitar la modelización para

resolver situaciones que destaquen la utilidad de este saber matemático.

Nuestra última pregunta fue: ¿Cómo es el funcionamiento de la Actividad de Estudio

cuando se la implementa en un curso de Matemática, en términos de preguntas y

respuestas de los estudiantes?

Esta pregunta fue extensamente respondida mediante la descripción de las resoluciones de

los estudiantes en la primera parte del capítulo 5, sin embargo en síntesis podemos concluir

que la implementación se logró realizar en forma prevista y hasta el final, con la

contribución voluntaria de los estudiantes. Por un lado, se logró el objetivo de que los

estudiantes puedan apreciar la utilidad de la matemática, como lo apoyan los resultados

obtenidos a partir del análisis textual que realizamos con el software AntConc presentado al

final del Capítulo 5. Por su parte, debemos reconocer que se presentaron algunas

dificultades iniciales, ante la presencia de una problemática donde no se presenta

directamente números para realizar un cálculo y llegar al resultado. Los estudiantes están

dentro de un sistema en el cual el profesor “les explica y después ellos deben responderá las

demandas de las actividades del profesor”, es decir, están sumergidos en el paradigma ya

mencionado de “visita de obras”.

Por lo tanto, el trabajo de la AEI consistió en el recorrido por las distintas Qi, no fue una

tarea sencilla, ya que los estudiantes están acostumbrados a que el docente explique y que

ellos resuelvan lo que pide el docente, sin encontrar sentido en ese quehacer, con lo cual se

pierde aún más el sentido de la modelización y su contribución esencial en el quehacer

matemático mismo. Así, por momentos los estudiantes se encontraban desorientados

porque no sabían cómo empezar a resolver las mismas preguntas que ellos habían

formulado, por ejemplo como conocer el recorrido del alcohol en la sangre en una persona

desde que comenzó a tomar hasta que llega a la eliminación total del mismo (para lo cual

debieron encontrar la forma de la función a trozos, la pendiente de la parte creciente, la

ordenada al origen, el punto máximo, la raíz, el dominio y la imagen, etc.). Sin embargo,

Page 117: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

117

por momentos sí se logró que los estudiantes sean actores y que se involucren, es decir que

buscaran información necesaria para poder abordar las distintas preguntas utilizando sus

teléfonos celulares para poder acceder a la información por internet y relacionando esa

información con el problema a resolver (el alcohol se utiliza para cada bebida, el grado de

cada bebida, como se calcula la concentración alcohólica que tienen una persona en la

sangre, los efectos que produce el alcohol de acuerdo a la concentración máxima que tenía

una persona, etc.)

Por último, aunque no menor de la esencia de este trabajo, es que se buscó que los

estudiantes tomen conciencia y que puedan tramitarlo a sus compañeros y amigos los

efectos que tienen el alcohol en las conductas humanas, y esto fue posible, aún desde una

clase de matemática usual, sin recurrir a charlas y/o talleres extracurriculares.

Concluimos este trabajo reconociendo que abandonar ese paradigma de visita de obras por

uno que tenga sentido para el estudiante, es una tarea desafiante para el profesor, y difícil

para los estudiantes, pero posible, y muy enriquecedor para ambas partes. Se debe seguir

investigando para ofrecer a los profesores insumos para que ellos tengan “a mano”

diferentes actividades de estudio e investigación para que gradualmente reemplacen sus

clases de respuestas por planteo de situaciones.

La modelización matemática para las funciones definidas a trozos es un campo muy rico

que claramente no se agota con la función en tramos lineales. El trabajo realizado en esta

tesis puede servir como punto de partida para continuar investigando como formular otras

actividades de estudio e investigación que permitan trabajar esta modelización con los

estudiantes de la escuela secundaria. El objetivo siempre se dirige a lograr que los

estudiantes encuentren sentido a lo que aprenden, es una herramienta para abordar la

monumentalización, instalada en la escuela.

Otro desafío que se desprende de este trabajo de tesis constituye también poder trabajar en

conjunto con otros colegas, profesores de la misma institución, para poder aplicar lo ya

aportado desde esta tesis (por ejemplo, áreas de biología, química, etc.) en pos de aportar

conocimiento a la forma que se propone en la nueva escuela secundaria argentina, es decir

mediante proyectos. Así, conocer cómo cada profesor desde su disciplina haría el aporte

Page 118: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

118

necesario para mostrar a los estudiantes la utilidad del saber adquirido, es otra de las

perspectivas que abre esta tesis.

Page 119: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

119

Capítulo 6: Bibliografía

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Page 123: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

123

Anexo 1: Primera salida del software AntConc (sin lematizar)

#Word Types: 441

#Word Tokens: 1537

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1 71 en

2 67 de

3 65 la

4 56 el

5 53 que

6 46 alcohol

7 45 y

8 43 a

9 29 para

10 19 del

11 19 se

12 17 es

13 16 cuánto

14 16 no

15 15 como

16 14 las

17 14 los

18 14 me

19 14 una

Page 124: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

124

20 13 cantidad

21 13 matemática

22 13 saber

23 12 calcular

24 12 lo

25 12 sangre

26 11 al

27 11 con

28 11 útil

29 10 cuerpo

30 10 puede

31 10 resultó

32 10 tiempo

33 9 ya

34 8 consumo

35 8 importante

36 8 más

37 8 o

38 8 poder

39 8 todo

40 7 está

41 7 graficar

42 7 muy

43 7 persona

Page 125: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

125

44 7 tarda

45 6 alcoholemia

46 6 bebida

47 6 cada

48 6 cuenta

49 6 hacer

50 6 nos

51 6 sacar

52 6 tomar

53 6 un

54 5 afecta

55 5 algo

56 5 cuanto

57 5 cálculos

58 5 cómo

59 5 esto

60 5 matemáticas

61 5 organismo

62 5 parte

63 5 peso

64 5 por

65 5 porque

66 5 qué

67 4 bebidas

Page 126: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

126

68 4 cosas

69 4 cuando

70 4 dependiendo

71 4 eliminación

72 4 estudio

73 4 gráfica

74 4 hay

75 4 horas

76 4 si

77 4 sin

78 4 sirve

79 4 tiene

80 4 todos

81 4 través

82 3 concentración

83 3 concluir

84 3 cuándo

85 3 darnos

86 3 desarrollo

87 3 elimina

88 3 etc

89 3 fórmulas

90 3 gracias

91 3 grado

Page 127: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

127

92 3 gráficos

93 3 haber

94 3 información

95 3 irse

96 3 matemático

97 3 momento

98 3 muchas

99 3 mucho

100 3 nada

101 3 podríamos

102 3 pudimos

103 3 punto

104 3 sea

105 3 ser

106 3 sexo

107 3 su

108 3 también

109 3 tanto

110 3 tomó

111 3 usamos

112 3 utilizamos

113 3 va

114 2 absorbe

115 2 además

Page 128: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

128

116 2 adolescentes

117 2 alcohólico

118 2 analizar

119 2 análisis

120 2 ayuda

121 2 ayudar

122 2 buena

123 2 cantidades

124 2 concientizar

125 2 conclusión

126 2 consume

127 2 consumida

128 2 datos

129 2 debe

130 2 debido

131 2 desde

132 2 determinada

133 2 diferentes

134 2 distintos

135 2 donde

136 2 día

137 2 ecuaciones

138 2 efecto

139 2 eliminar

Page 129: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

129

140 2 eliminarlo

141 2 eliminarse

142 2 esta

143 2 este

144 2 etcétera

145 2 funciones

146 2 función

147 2 gente

148 2 grados

149 2 gráfico

150 2 herramienta

151 2 hora

152 2 individuo

153 2 ingerida

154 2 ingerido

155 2 interesante

156 2 lados

157 2 le

158 2 llegar

159 2 mismo

160 2 nuestro

161 2 podemos

162 2 podés

163 2 pueden

Page 130: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

130

164 2 realizamos

165 2 según

166 2 sirvió

167 2 sobre

168 2 son

169 2 sólo

170 2 tema

171 2 tener

172 2 todas

173 2 uno

174 2 ver

175 1 absorción

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177 1 accidentes

178 1 actividad

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180 1 afectar

181 1 aguantar

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186 1 alcohólicas

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Page 131: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

131

188 1 alojado

189 1 amplia

190 1 anteriores

191 1 anteriormente

192 1 aplicación

193 1 aplicarse

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195 1 aprendiendo

196 1 aprendimos

197 1 aproximadamente

198 1 ascenso

199 1 aspectos

200 1 aula

201 1 aumenta

202 1 aumentar

203 1 aunque

204 1 averiguar

205 1 ayudaba

206 1 ayudó

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208 1 bastantes

209 1 bien

210 1 biología

211 1 bueno

Page 132: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

132

212 1 cabo

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216 1 casos

217 1 causa

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221 1 científico

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230 1 conciencia

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232 1 concientizarse

233 1 conducir

234 1 conoce

235 1 constantes

Page 133: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

133

236 1 consuman

237 1 consumen

238 1 consumimos

239 1 consumir

240 1 consumisión

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250 1 da

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253 1 demás

254 1 depende

255 1 descenso

256 1 despejamos

257 1 detectar

258 1 diferencia

259 1 dimos

Page 134: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

134

260 1 distintas

261 1 dominio

262 1 drásticamente

263 1 durante

264 1 ejemplo

265 1 eliminado

266 1 eliminó

267 1 ella

268 1 ello

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270 1 empieza

271 1 encuentran

272 1 enseguida

273 1 entorno

274 1 entre

275 1 era

276 1 ese

277 1 eso

278 1 estos

279 1 estuvo

280 1 están

281 1 estómago

282 1 etapa

283 1 excesivas

Page 135: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

135

284 1 finalización

285 1 finalizado

286 1 fue

287 1 fueron

288 1 fuerte

289 1 fuertes

290 1 genera

291 1 graduaciones

292 1 graduación

293 1 graficamos

294 1 gramos

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296 1 gusta

297 1 había

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299 1 hacía

300 1 hasta

301 1 hemos

302 1 herramientas

303 1 hombre

304 1 hoy

305 1 iba

306 1 idea

307 1 incluyéndome

Page 136: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

136

308 1 informarse

309 1 interesantes

310 1 interior

311 1 investigaciones

312 1 investigar

313 1 involucrarse

314 1 ir

315 1 junto

316 1 jóvenes

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318 1 letal

319 1 lineal

320 1 llegado

321 1 lleva

322 1 llevar

323 1 luego

324 1 límite

325 1 mandados

326 1 maneja

327 1 manera

328 1 maneras

329 1 manualmente

330 1 matemáticamente

331 1 matemáticos

Page 137: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

137

332 1 mayormente

333 1 mediante

334 1 medida

335 1 medir

336 1 mejor

337 1 memoria

338 1 menor

339 1 mostrábamos

340 1 mucha

341 1 muerte

342 1 mujer

343 1 médico

344 1 necesaria

345 1 ni

346 1 ninguna

347 1 nivel

348 1 nosotros

349 1 números

350 1 obtenido

351 1 obtenidos

352 1 obteniendo

353 1 obtuvimos

354 1 operaciones

355 1 otra

Page 138: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

138

356 1 otras

357 1 parece

358 1 pareció

359 1 partir

360 1 pasando

361 1 pasas

362 1 peligrosa

363 1 pendiente

364 1 pensaba

365 1 permite

366 1 permiten

367 1 permitido

368 1 personas

369 1 perspectiva

370 1 poco

371 1 podría

372 1 podíamos

373 1 policial

374 1 presente

375 1 prever

376 1 previamente

377 1 produce

378 1 producidos

379 1 proyecto

Page 139: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

139

380 1 pruebas

381 1 pudo

382 1 puedan

383 1 puedo

384 1 realizados

385 1 realizar

386 1 reducía

387 1 reflejaba

388 1 reflexionar

389 1 reflexión

390 1 refrescar

391 1 relacionar

392 1 resiste

393 1 resultado

394 1 riesgoso

395 1 rápido

396 1 salir

397 1 seguro

398 1 siendo

399 1 simple

400 1 sistemas

401 1 situación

402 1 sumar

403 1 sus

Page 140: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

140

404 1 sustancias

405 1 tal

406 1 tan

407 1 tardaba

408 1 tardamos

409 1 tardará

410 1 tardaría

411 1 tasa

412 1 te

413 1 temas

414 1 tenía

415 1 terceros

416 1 tipo

417 1 toma

418 1 total

419 1 trabajo

420 1 trabajos

421 1 trago

422 1 trozos

423 1 usa

424 1 usar

425 1 uso

426 1 usual

427 1 utilizar

Page 141: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

141

428 1 vacío

429 1 vamos

430 1 variables

431 1 variamos

432 1 varios

433 1 verlo

434 1 vida

435 1 vimos

436 1 vista

437 1 visto

438 1 yo

439 1 ámbito

440 1 él

441 1 éste

Page 142: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

142

Anexo 2: Segunda salida del software AntConc, luego del proceso de

lematizado

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1 54 alcohol alcohol 46 alcoholemia 6 alcoholismo 1

alcoholizada 1

2 28 poder podemos 2 poder 8 pudimos 3 pudo 1

puedan 1 puede 10 pueden 2 puedo 1

3 16 consumir consuman 1 consume 2 consumen 1

consumida 2 consumimos 1 consumir 1 consumo 8

4 15 cantidad cantidad 13 cantidades 2

5 13 calcular calculan 1 calcular 12

6 13 matemática

7 13 saber

8 12 sangre

9 11 este eso 1 esta 2 este 2 esto 5 estos 1

10 11 útil

11 10 bebida bebida 6 bebidas 4

12 10 cuerpo

13 10 eliminar elimina 3 eliminado 1 eliminar 2

eliminarlo 2 eliminarse 2

Page 143: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

143

14 10 resultó

15 10 tiempo

16 10 usar usa 1 usamos 3 usar 1 uso 1

utilizamos 3 utilizar 1

17 9 ser sea 3 ser 3 siendo 1 son 2

18 9 tardar tarda 7 tardaba 1 tardamos 1

19 9 ya

20 8 cuenta cuenta 6 cuentas 1 cuentitas 1

21 8 graficar graficamos 1 graficar 7

22 8 importante

23 8 más

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25 8 todo

26 7 está

27 7 mucho mucha 1 muchas 3 mucho 3

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29 7 tomar toma 1 tomar 6

30 6 afectar afecta 5 afectar 1

31 6 cada

32 6 diferente diferencia 1 diferentes 2 distintas 1

distintos 2

33 6 grado grado 3 grados 2 graduaciones 1

Page 144: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

144

34 6 hacer

35 6 partir parte 5 partir 1

36 6 sacar

37 6 tener tener 2 tiene 4

38 6 ver ver 2 verlo 1 vimos 1 vista 1 visto 1

39 5 algo

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41 5 cuanto

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46 5 peso

47 5 por

48 5 porque

49 5 qué

50 4 concientizar conciencia 1 concientizar 2 concientizarse 1

51 4 cosas

52 4 cuando

53 4 dar darnos 3 darse 1

Page 145: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

145

54 4 dependiendo

55 4 eliminación

56 4 estudio

57 4 gráfica

58 4 hay

59 4 horas

60 4 ingerido ingerida 2 ingerido 2

61 4 obtenido obtenido 1 obtenidos 1 obteniendo 1

obtuvimos 1

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64 4 si

65 4 sin

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67 4 todos

68 4 través

69 3 aprender aprendido 1 aprendiendo 1 aprendimos 1

70 3 comer coma 1 comer 1 comida 1

71 3 concentración

72 3 concluir concluir 3

Page 146: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

146

73 3 cuándo

74 3 desarrollo

75 3 etc

76 3 fórmulas

77 3 gracias

78 3 gráficos

79 3 haber haber 3

80 3 herramienta herramienta 2 herramientas 1

81 3 información

82 3 interesante interesante 2 interesantes 1

83 3 irse

84 3 llegar llegado 1 llegar 2

85 3 matemático

86 3 momento

87 3 nada

88 3 permite permite 1 permiten 1 permitido 1

89 3 podríamos

90 3 punto

91 3 sexo

92 3 su

93 3 también

Page 147: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

147

94 3 tema tema 2 temas 1

95 3 tomó

96 3 va

97 2 absorber absorbe 2

98 2 accidente accidente 1 accidentes 1

99 2 además

100 2 adolescentes

101 2 alcohólico

102 2 analizar

103 2 anteriores anteriores 1 anteriormente 1

104 2 análisis

105 2 buena

106 2 conclusión

107 2 datos

108 2 debe

109 2 debido

110 2 desde

111 2 determinada

112 2 donde

113 2 día

114 2 ecuaciones

Page 148: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

148

115 2 efecto

116 2 etcétera

117 2 fuerte fuerte 1 fuertes 1

118 2 funci\xf3n funciones 2

119 2 función

120 2 gente

121 2 gráfico

122 2 hora

123 2 individuo

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125 2 lados

126 2 le

127 2 llevar lleva 1 llevar 1

128 2 manera manera 1 maneras 1

129 2 mismo

130 2 nuestro

131 2 podés

132 2 según

133 2 sirvió

134 2 sobre

135 2 sólo

Page 149: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

149

136 2 todas

137 2 trabajo trabajo 1 trabajos 1

138 2 uno

139 1 absorción

140 1 actividad

141 1 actúa

142 1 aguantar

143 1 alcoholímetro

144 1 alcohólica

145 1 alcohólicas

146 1 algunas

147 1 alojado

148 1 amplia

149 1 aplicaci\xf3n aplicarse 1

150 1 aplicación

151 1 aproximadamente

152 1 ascenso

153 1 aspectos

154 1 aula

155 1 aumenta

156 1 aumentar aumentar 1

Page 150: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

150

157 1 aunque

158 1 averiguar

159 1 ayudó

160 1 bajar

161 1 bastantes

162 1 bien

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173 1 científico

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175 1 compañeros

176 1 complejo

177 1 complicado

Page 151: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

151

178 1 concentraci\xf3n concentraciones 1

179 1 concientización

180 1 conducir

181 1 conoce

182 1 constantes

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195 1 descenso

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197 1 detectar

198 1 dimos

Page 152: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

152

199 1 dominio

200 1 drásticamente

201 1 durante

202 1 ejemplo

203 1 eliminó

204 1 ella

205 1 ello

206 1 emborracharme

207 1 empieza

208 1 encuentran

209 1 enseguida

210 1 entorno

211 1 entre

212 1 era

213 1 ese

214 1 estuvo

215 1 están

216 1 estómago

217 1 etapa

218 1 excesivas

219 1 finalización

Page 153: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

153

220 1 finalizar finalizado 1

221 1 fue

222 1 fueron

223 1 genera

224 1 graduación

225 1 gramos

226 1 gráficas

227 1 gusta

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230 1 hacía

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232 1 hemos

233 1 hombre

234 1 hoy

235 1 iba

236 1 idea

237 1 incluyéndome

238 1 informaci\xf3n informarse 1

239 1 interior

240 1 involucrarse

Page 154: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

154

241 1 ir

242 1 junto

243 1 jóvenes

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245 1 letal

246 1 lineal

247 1 luego

248 1 límite

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250 1 maneja

251 1 manualmente

252 1 matemáticamente

253 1 matemáticos

254 1 mayormente

255 1 mediante

256 1 medida

257 1 medir

258 1 mejor

259 1 memoria

260 1 menor

261 1 mostrábamos

Page 155: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

155

262 1 muerte

263 1 mujer

264 1 médico

265 1 necesaria

266 1 ni

267 1 ninguna

268 1 nivel

269 1 nosotros

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272 1 otra

273 1 otras

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275 1 pareció

276 1 pasando

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278 1 peligrosa

279 1 pendiente

280 1 pensaba

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282 1 poco

Page 156: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

156

283 1 podría

284 1 podíamos

285 1 policial

286 1 presente

287 1 prever

288 1 previamente

289 1 produce

290 1 producidos

291 1 proyecto

292 1 pruebas

293 1 reducía

294 1 reflejaba

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296 1 reflexión

297 1 refrescar

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299 1 resiste

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302 1 rápido

303 1 salir

Page 157: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

157

304 1 seguro

305 1 simple

306 1 sistemas

307 1 situación

308 1 sumar

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310 1 sustancias

311 1 tal

312 1 tardará

313 1 tardaría

314 1 tasa

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322 1 usual

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324 1 vamos

Page 158: Diseño, implementación y descripción de una actividad de

158

325 1 variables

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329 1 yo

330 1 ámbito

331 1 él

332 1 éste