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TEMAS DE FÍSICA Y QUÍMICA(Oposiciones de Enseñanza Secundaria)
-------------------------------------------------------------------------------TEMA 75
EL TRABAJO EXPERIMENTAL EN EL ÁREA DE CIENCIAS. UTILIZA-CIÓNDEL LABORATORIO ESCOLAR. NORMAS DE SEGURIDAD..
Esquema
1. El trabajo experimental en el área de ciencias.1.1. Carácter experimental de las ciencias.1.2. Objetivos del trabajo experimental.1.3. Desarrollo del trabajo experimental.1.4. Resultados del trabajo experimental
2. Utilización del laboratorio.2.1. Consideraciones generales.2.2. Locales y mobiliario.2.3. Instalaciones.
3. Normas de seguridad.3.1. Primeras actuaciones en caso de daño corporal.
3.1.1. Cortes y heridas.3.1.2. Quemaduras.3.1.3. Salpicaduras en los ojos.3.1.4. Envenenamiento e intoxicación.3.1.5. Descargas eléctricas.
3.2. Botiquín.4. Organización del trabajo en el laboratorio escolar.
4.1. Consideraciones generales.4.2. El trabajo en el laboratorio.
4.2.1. Antes de empezar las prácticas.4.2.2. Al entrar los alumnos.4.2.3. Durante la realización de las prácticas.4.2.4. Al finalizar las prácticas y salir los alumnos.4.2.5. Consideraciones finales.
4.3. La colaboración del profesorado.Anexos I, II y III
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TEMA 75
EL TRABAJO EXPERIMENTAL EN EL ÁREA DE CIENCIAS. UTILIZA-CIÓNDEL LABORATORIO ESCOLAR. NORMAS DE SEGURIDAD..
1. EL TRABAJO EXPERIMENTAL EN EL ÁREA DE CIENCIAS
El área de Ciencias, incluida en los planes de estudios escolares, comprende unasmaterias básicas, como la Física, Química, Biología y Geología, y otras materias espe-cializadas y de carácter interdisciplinar, como la Bioquímica, la Geofísica, la Geoquími-ca, la Biología molecular, la Astrofísica, etc. Otras disciplinas de carácter más especiali-zado pueden incluirse en el área de ciencias, porque se apoyan para su estudio en lasmaterias básicas mencionadas; son, por ejemplo la Ecología, la Astronomía, la Meteo-rología, la Tecnología, la Oceanografía, la Farmacología, etc.
1.1. Carácter experimental de las ciencias.
La característica fundamental de las ramas del área científica es su carácter expe-rimental, para cuyo estudio se aplica el método científico, apoyado en la observación,experimentación y comprobación de resultados. Se diferencian de otras ciencias de ca-rácter formal, como la Matemática y la Lógica que se apoyan en el puro raciocinio y enla utilización de los métodos deductivos e inductivos.
Históricamente se ha demostrado que cuando estas ciencias, fundamentalmente laFísica, la Química y la Biología, iniciaron su camino de ciencias experimentales, apli-cando los métodos de observación, emisión de hipótesis, experimentación y comproba-ción de resultados e hipótesis, fue cuando se consolidaron como auténticas ciencias,abandonando el oscurantismo y exoterismo que las rodeaba en épocas pretéritas. A ellocontribuyeron grandemente investigadores geniales como Galileo, Newton, Lavoisier,Pasteur, etc.
El carácter experimental de las ciencias de la naturaleza, las consolida como talesciencias, susceptibles de un estudio serio y razonado, con posibilidad de importantesaplicaciones al servicio de la humanidad, de donde nace la tecnología, en sus variadísi-mas formas de aplicación científica. Además, al ser incluidas en los estudios escolares,se ponen al alcance de todas las personas dejando de estar restringidas a ciertos círculoscerrados y ocultos.
Las ciencias en los planes de estudios escolares y a todos los niveles (enseñanzaprimaria, enseñanza secundaria y enseñanza superior) tienen, en su metodología, unacomponente fundamental relacionada con su carácter experimental que es la utilizacióndel laboratorio.
El aula-laboratorio está destinada al trabajo experimental de los alumnos en elcampo de las ciencias experimentales que cursan, según los niveles. El trabajo experi-mental de los alumnos constituye un complemento fundamental en el estudio y desarro-llo de la disciplina que cursan, que junto con el estudio teórico y comprensivo de la dis-ciplina, constituyen la síntesis completa para el estudio eficaz de cualquier rama de laciencia.
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El trabajo experimental del alumnado en el laboratorio tiene múltiples facetas quedebemos analizar:
- Objetivos del trabajo experimental.- Desarrollo del trabajo experimental.- Resultados del trabajo experimental.- Seguridad en el trabajo experimental.
1.2. Objetivos del trabajo experimental.
Pueden considerarse varios objetivos a alcanzar con el trabajo experimental, quedependerán de los niveles escolares de los alumnos:
1) Familiarizar al alumno con los métodos básicos del trabajo experimental: utili-zación de aparatos de medidas, usos de materiales instrumentales de laboratorio, reco-pilación y representación de datos (tablas, gráficos, escalas, errores, etc.) y demás ope-raciones y servidumbres del trabajo en el laboratorio.
2) Realizar experimentos específicos de la unidad temática en estudio que le ayu-dará a su comprensión, desarrollo, estudio y crítica del tema teórico.
Otros objetivos no menos importantes que se pueden conseguir con el trabajo enel laboratorio, son:
- Fomentar el trabajo en equipo con los compañeros en un plano de igualdad y colabo-ración.
- Desarrollar el sentido de la observación y curiosidad en el alumnado.- Acostumbrar al trabajo riguroso, paciente y disciplinado.- Desarrollar hábitos de limpieza en el trabajo, orden y disciplina en su desarrollo, to-
lerancia y paciencia frente a los fracasos; preparación del trabajo, honestidad en losresultados, etc.
1.3. Desarrollo del trabajo experimental.
El trabajo de los alumnos en el laboratorio se desarrolla siempre a través de unaprogramación previa y detallada realizada por el profesor de la asignatura, con arreglo alos objetivos establecidos en la programación de la materia.
En los primeros cursos escolares de ciencias, es fundamental obtener el objetivo 1(familiarizar al alumno con los métodos de laboratorio) y en los cursos superiores de laenseñanza secundaria y en la enseñanza superior, se pretende obtener el objetivo 2 (rea-lizar experimentos específicos de la unidad temática en estudio) en el supuesto de que sehaya conseguido el primer objetivo.
Esto condiciona el trabajo de laboratorio. Así, en los primeros cursos, de inicia-ción a las ciencias, las prácticas de laboratorio que deben programarse, deben de tenercarácter general, realizadas por todos los alumnos que cursen la disciplina y deben com-prender operaciones como:
- Medir distancias, masas, tiempos.- Medir ángulos, volúmenes.- Utilizar cronómetros, balanzas, nonius, probetas, etc.
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- Manipular tubos de vidrio al fuego para construcción de aparatos.- Operaciones básicas en química: filtrado, decantación, disolución, precipitación, etc.- Manejo del microscopio.- Observación de preparaciones microscópica, tinción, etc.
Estas prácticas básicas de iniciación no se ajustan a ninguna unidad temática es-pecífica y constituyen el trabajo experimental que todos los alumnos deben realizar yconocer para afrontar posteriores trabajos más específicos. Se adjunta como Anexo I unmodelo de práctica de este estilo.
En los cursos superiores, pueden abordarse prácticas de laboratorio específicasajustadas a los contenidos de las unidades temáticas en estudio, debidamente programa-das con guiones detallados.
Los guiones de prácticas, a preparar por el profesor y a desarrollar por el alumno,deben contener los siguientes apartados fundamentales:
- Título de la Práctica.- Fundamento teórico, con alusión a la unidad temática correspondiente a la disciplina
en estudio.- Materiales a utilizar, productos químicos, cantidades, etc.- Operaciones a realizar debidamente secuenciadas y detalladas.- Recopilación de datos a obtener, distribuidos en tablas. Realización de gráficas, es-
calas, etc.- Cálculo de los errores cometidos (dependerá de la disciplina y del nivel del curso y
de la práctica).- Interpretación de resultados, con observaciones de los alumnos.- Cuestionario a responder, con preguntas respecto del desarrollo del trabajo, en las
condiciones de la práctica o en otras condiciones distintas.
El objetivo de este tipo de trabajos prácticos es el de complementar y consolidar lacomprensión del tema estudiado en el aula, realizar observaciones en condiciones con-troladas por el propio alumno, comprobar la hipótesis formuladas, medir las magnitudesy confirmar con los resultados teóricos. Se adjunta modelo de práctica en el Anexo II.
No debemos dejar en el olvido un tipo de trabajo experimental que puede tener ungran valor didáctico, evidentemente, no el máximo, pero que dadas las circunstanciasreales de muchos laboratorios escolares, no existe otra alternativa válida. Nos estamosrefiriendo a las experiencias de cátedra. En ellas, el profesor realiza, a la vista de todoel conjunto del alumnado, el experimento requerido por el desarrollo de la unidad temá-tica, realizando las operaciones, que deberán ser explicadas y comprobadas por losalumnos. Estas experiencias de cátedra se realizarán cuando la escasez de material im-pida que todos los alumnos realicen las prácticas individualmente, o cuando sólo se dis-ponga de un equipo único de material, o cuando la práctica exija muy delicadas o peli-grosas operaciones o se utilicen equipos superiores muy sofisticados y complicados demanejar. Nos referimos, por ejemplo a prácticas sobre interferencias y difracción da luzcon utilización de rayos láser, descargas eléctricas en gases en espectroscopía, realiza-ción de reacciones químicas peligrosas o explosivas, etc. En este tipo de trabajos prácti-cos el alumno escuchará las explicaciones del profesor, observará con atención el desa-rrollo del experimento, anotará en su cuaderno resultados y observaciones personales yformulará cuantas dudas o preguntas puedan surgir.
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1.4. Resultados del trabajo experimental.
El alumno en su trabajo de laboratorio deberá llevar un cuaderno de prácticasdonde se anotarán, no sólo los guiones de las prácticas realizadas que le serán entrega-dos por el profesor (en otros casos los guiones se le entregarán todos juntos en un librode prácticas) sino todos los resultados obtenidos en los diversos experimentos, las repre-sentaciones gráficas de dichos resultados, los cálculos de los errores cometidos, las in-terpretaciones personales de estos resultados, las observaciones personales, las inciden-cias habidas en la realización de estos trabajos y sus comentarios críticos si los hubiere.
Dicho cuaderno de prácticas deberá de ir debidamente fechado y datado con ano-taciones de la duración de cada trabajo. Deberá ser personal y servirá como un poderosoinstrumento de evaluación del alumno en el desarrollo del trabajo experimental de laasignatura.
Las prácticas de laboratorio realizadas en las distintas disciplinas científicas pue-den tener, en función de los resultados obtenidos, dos aspectos básicos: cualitativo ycuantitativo.
En el primero, los resultados de un experimento se limitan a una descripción me-ramente cualitativa de las observaciones realizadas. No se hacen mediciones ni se tomandatos numéricos. Se destinan únicamente a comprobación de las hipótesis iniciales de laexperiencia.
En el segundo aspecto, los resultados de los experimentos, son generalmente nu-méricos, que con mayor o menor precisión, son recogidos en tablas debidamente orde-nados por magnitudes con sus correspondientes errores.
Los datos numéricos de un experimento cuantitativo pueden presentarse tabuladoso representados en gráficos sobre sistemas de coordenadas cartesianas que relacionendos variables dependientes entre sí; dichas gráficas representarán las ecuaciones mate-máticas que relacionen las magnitudes que intervienen en el experimento.
Los resultados del trabajo experimental, bien tabulados, en gráficas o en ecuacio-nes, nos permitirán comprobar las hipótesis teóricas formuladas para la fundamentacióndel fenómeno experimentado.
2. UTILIZACIÓN DEL LABORATORIO
2.1. Consideraciones generales.
El trabajo experimental es imprescindible para un correcto desarrollo de la labordocente en el campo de las ciencias. Si falta, no sólo decrece notablemente la calidad dela enseñanza en Física y Química y en Biología y Geología, sino que se desvirtúa elcarácter mismo de estas ciencias y se anula en gran medida el elemento diferenciadorcon otras disciplinas del currículo.
La experimentación, por otra parte, además de exigir los recursos humanos y ma-teriales adecuados, comporta algunos riesgos que es preciso conocer y mantener bajo
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control si queremos alcanzar las cotas de seguridad que requiere la salvaguardia de laintegridad física de los alumnos y profesores.
La seguridad de los laboratorios ha de ser una preocupación constante de cuantosintervienen en el proceso educativo. El elemento humano es el más importante de losque confluyen en la consecución de la seguridad, influyendo tanto por su manera deactuar como por el control que sobre otros factores puede y debe establecer. La segur i-dad en los laboratorios es un equilibrio complejo que depende de muchos factores. Laseguridad absoluta no existe. No obstante es posible alcanzar un nivel muy elevado deseguridad eliminando todas las causas de riesgo conocidas y preparando los medios dedefensa adecuados para atajar y reducir las consecuencias de los incidentes que no ha-yan podido ser previstos.
La seguridad en la actividad experimental requiere a la vez instalaciones adecua-das y métodos de trabajo correctos. El primer aspecto, ¿dónde se trabaja?, exige unainstalación adecuadamente concebida y en perfecto funcionamiento y la existencia demedios específicos destinados a combatir con eficacia los accidentes previsibles.
El segundo aspecto, ¿Cómo se trabaja? es todavía más importante. De él dependeen definitiva, el nivel de seguridad de un laboratorio. Un sistema de trabajo racional,diseñado bajo el prisma de la seguridad, es indispensable aún en las mejores instalacio-nes.
2.2. Locales y Mobiliario.
Los locales destinados a laboratorios deben ser amplios, con circulaciones fácilesy puertas suficientes. Cuantitativamente se puede expresan en los siguientes datos:
- El número de alumnos totales en un laboratorio no excederá nunca del que permitaque a cada alumno le corresponda al menos 2 m2 de superficie (superficie to-tal/núm.alumnos = 2).
- Las circulaciones entre mesas no deberían medir nunca menos de 80 cm y más de 5m de largo. El número de alumnos máximo en estas circulaciones no deberá excederde 8.
- Cada laboratorio tendrá dos puertas de salida no contiguas y una de ellas conducirádirectamente a los pasillos de circulación general.
Los laboratorios deben disponer de luz y ventilación naturales. La ventilación esesencial en el laboratorio de Química, debiéndose instalar extractores en los casos enque la aireación natural se juzgue insuficiente. Este laboratorio debe contar con vitrinade gases en correcto estado de funcionamiento para evitar riesgos al trabajar con gasestóxicos.
Los laboratorios deben contar con gabinetes anejos que puedan servir de laborato-rio para los profesores, almacén de material y muy especialmente para almacén de pro-ductos químicos. El almacenamiento de productos químicos en el propio laboratorio detrabajo aumenta notablemente los riesgos. Los productos químicos se almacenarán bajollave y preferentemente en armarios metálicos.
El mobiliario tiene poca incidencia en el tema de la seguridad, sin embargo debeevitarse materiales frágiles, fácilmente combustibles y atacables por agentes químicos.
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Las mesas de trabajo deben ser amplias y estar sujetas al suelo o al menos que presenteinmovilidad asegurada. Deben evitarse la mesas pequeñas fácilmente desplazables.
2.3. Instalaciones.
Las instalaciones, especialmente las de gas y electricidad: son factores importan-tes en la seguridad. Conviene vigilar atentamente su funcionamiento. Las deficienciasdeben ser corregidas de inmediato y en tanto no se hayan subsanado los fallos es nece-sario prescindir de la instalación.
La instalación eléctrica de cada laboratorio debe disponer además de la llave ge-neral, de un interruptor diferencial y de un dispositivo destinado a evitar sobrecargas.
La instalación de gas, en los laboratorios que cuenten con ella, debe estar deacuerdo con la O.M. de 29/MAR/1973 y son necesarias revisiones periódicas de la ins-talación, que dispondrá de una llave general situada en lugar fácilmente accesible. Elalmacenamiento de pequeñas bombonas o cartuchos de gas se realizará en las condicio-nes que establezcan las disposiciones vigentes.
Cada laboratorio debe estar dotado de un equipo de seguridad situado en lugar fá-cilmente accesible, señalizado y conocido por cuantos trabajan en el mismo. Este equipodebe estar constituido, como mínimo, por los siguientes elementos: un extintor de in-cendios, una manta ininflamable, un cajón de arena y un juego de gafas y viseras. Hayque recordar que los extintores de incendios deben ser revisados y recargados periódi-camente. Sería interesante disponer de algunos elementos más costosos, como la duchade seguridad para una eventual inflamación de las ropas y la fuente para el lavado con-tinuo de ojos.
Los laboratorios debe disponer de un pequeño botiquín específico para el labora-torio, que contenga medios de auxilio contra cortes, quemaduras, salpicaduras de ácidoso álcalis concentrados, ingestión de venenos, medios para el lavado de ojos, etc.
3. MEDIDAS DE SEGURIDAD.
3.1. Primeras actuaciones en caso de daño corporal.
Todo accidente por pequeño que parezca, requiere la debida atención. Salvo en losclaramente leves, se considera imprescindible la intervención del médico lo que no ex-cluye la prestación de los primeros auxilios en el propio laboratorio. Estos deben seraplicados con conocimiento de causa a fin de evitar daños suplementarios.
La gama de primeros auxilios a aplicar en un laboratorio es muy amplia. A conti-nuación se indican algunas medidas a aplicar en los supuestos que con mayor frecuenciase dan en un laboratorio escolar.
3.1.1. Cortes y heridas.
Es el tipo de accidente más frecuente en los laboratorios. La primera medida debeconsistir en lavar la parte afectada con agua y jabón, no importa dejar sangrar la herida
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ya que ello contribuye a evitar la infección. Se aplica agua oxigenada y se cubre con unagasa grasa y gasa esterilizada. Se añade encima algodón y se sujeta con esparadrapo ovendas según la herida.
Si existe hemorragia o han quedado introducidos objetos extraños se acudirá ur-gentemente a un centro sanitario. Se puede intentar contener la pérdida de sangre con unsistema de ligadura.
3.1.2. Quemaduras.
Las lesiones de esta clase suelen deber su origen a tres clases de agentes: a) áci-dos, b) álcalis y c) fuego u objetos calientes.
a) En caso de quemaduras por ácidos, primero lavar con agua abundante la partelesionada, después aplicar gasa empapada con disolución de bicarbonato sódico (si setrata de ácido nítrico, se utilizará una disolución de bórax al 2 %), finalmente vendar.
b) En quemaduras de álcalis, se seguirá el mismo tratamiento que en el caso de losácidos, sustituyendo la disolución de bicarbonato por una disolución de ácido bórico ode ácido acético o de ácido cítrico o bien, una disolución de cloruro amónico al 5%.
c) En las quemaduras con fuego u objetos calientes, no lavar la lesión con agua,tratarla con una disolución acuosa o alcohólica muy diluida de ácido pícrico o aplicardermatol, vaselina o pomada especial para quemaduras, y vendas (debe advertirse que eluso continuado de pomadas interfiere la curación, su empleo es tan sólo como primeramedida y para aliviar el dolor). Si las quemaduras son muy dolorosas puede conseguirseun cierto alivio introduciendo la zona afectada en una disolución concentrada de bicar-bonato sódico.
3.1.3. Salpicaduras en los ojos.
La delicada constitución de los ojos hace que todos estos accidentes lleven implí-cita una gravedad potencial, por ello, la consulta al especialista es siempre necesaria yurgente. Como actuaciones inmediatas, se aconseja lavar el ojo abundantemente conagua, después, si la salpicadura es de ácido, lavar con disolución de bórax al 2% y si setrata de álcalis hacerlo con ácido bórico diluido al 2% en agua.
3.1.4. Envenenamiento e intoxicación.
En ambos casos la atención médica es indispensable. Para ello se debe requerir lapresencia urgente de un médico o trasladar al accidentado a un centro sanitario. Puedeser útil disponer del número telefónico del Servicio de Información Toxicológica, parauna eventual llamada de información urgente que indiquen las medidas más oportunasde acuerdo con el agente que ha causado el accidente.
3.1.5. Descargas eléctricas.
En este caso, la primera medida es cortar el paso de la electricidad. La atenciónmédica es imprescindible aún en el caso de que aparentemente no existan lesiones.
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3.2. Botiquín.
El contenido aconsejable del botiquín que debe existir en cada laboratorio, puedeser el siguiente:
- Vendas de distinto tamaño.- Gasas esterilizadas.- Gasas grasas (Linitul, etc.).- Algodón hidrófilo.- Esparadrapo.- Tiritas.- Tijeras, pinzas, etc.- Cintas de goma para ligaduras.- Ballenita para lavado de ojos.- Vaselina boricada.- Disolución de ácido acético al 1%.- Disolución de ácido bórico al 2%.- Disolución de bórax al 2%.- Agua destilada.- Mercurocromo.- Betadine.- Alcohol etílico.- Agua oxigenada.- Bicarbonato sódico en polvo.- Acido pícrico (disolución acuosa o alcohólica muy diluida).- Dermatol o pomada para quemaduras.
No debe faltar en el botiquín jabón para manos y toallas limpias (no debe olvidar-se que es imprescindible la limpieza del accidentado y de las personas que van a aten-derlo).
4. ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO EN EL LABORATORIO ESCOLAR
4.1. Consideraciones generales.
La organización del trabajo es el factor más importante de los que condicionan laseguridad del trabajo experimental. El riesgo que éste comporta adquiere mayores pro-porciones si se carece de organización. Es fundamental establecer, respetar y hacer res-petar un sistema de trabajo basado en los principios del método científico y acomodadoa las especiales circunstancias de cada laboratorio. Es importante también que la organi-zación sea aceptada por cuantos trabajan en los laboratorios del centro.
La organización del trabajo concreto para cada centro y disciplina se ha de esta-blecer a partir de los objetivos a alcanzar y los medios disponibles. Los objetivos sonlos que la programación del curso asigne al trabajo experimental; los medios los que lasinstalaciones de cada centro pueda ofrecer dentro de los límites de la seguridad im-puestos por las características de sus laboratorios.
La seguridad, punto clave en las experiencias de laboratorio, es perfectamentecompatible con el aprovechamiento académico que el alumno debe obtener de las acti-
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vidades experimentales. Medidas como las que se exponen a continuación, a primeravista encaminadas a lograr un mayor aprovechamiento, tienen un efecto positivo sobreel tema que nos ocupa.
- Al alumno debe hacérsele el trabajo fácil y agradable, los materiales deben estar a sualcance y en los lugares más apropiados de la zona de trabajo.
- El alumno debe tomar conciencia de la peligrosidad de los materiales y de las medi-das de seguridad adoptadas, en la realización de la práctica encomendada.
- Se debe animar a cada alumno, informarle de sus progresos y disminuir gradua l-mente la ayuda que se le presta a medida que va adquiriendo experiencia, así comohacerle preguntas frecuentes para asegurarse de que va comprendiendo su trabajo.
Es muy conveniente para los alumnos, la elaboración de una pequeña Guía deltrabajo experimental. Podrían ser unas pocas normas, escritas en lenguaje llano, deforma que el alumno pueda comprenderlas y recordarlas con facilidad. Los profesoresdeberían explicar a los alumnos las razones de cada regla al objeto de lograr su fácilaceptación, así como asegurarse de su conocimiento antes de iniciar el trabajo experi-mental.
Estas guías para el alumno deben ser elaboradas por cada Departamento Didácticoy sólo a título de ejemplo, se expone un modelo de ellas, en el anexo III.
Entre los aspectos de la organización del trabajo experimental que podría formali-zar el profesorado de cada departamento, destacan los referentes a seguridad, y de modoespecial a los siguientes:
a) Número de alumnos que pueden trabajar simultáneamente en cada laboratorio.b) Instrucciones para el manejo de aparatos de tecnología avanzada o que comporten
algún riesgo.c) Normas para la clasificación del material y almacenamiento de productos químicos.d) Actuaciones en materia de seguridad preventiva que debe realizar el profesor en el
laboratorio, que se expondrán a continuación.
El profesor que va al laboratorio con los alumnos debe realizar una serie de opera-ciones rutinarias absolutamente fundamentales en cuanto a la seguridad. A modo desugerencia citaremos algunas clasificándolas de acuerdo con el momento en que debenrealizarse:
4.2. El trabajo en el laboratorio
4.2.1. Antes de empezar las prácticas.
- Preparar o revisar el material, aportar los productos a usar, colocar el material enlos mejores sitios del área de trabajo. En general todo lo que tienda a liberar al profesorde actuaciones mecánicas durante las prácticas redunda en mejora del rendimiento edu-cativo y de la seguridad.
- Retirar el material que no sea necesario para el trabajo previsto en la práctica.
- Comprobar la correcta disposición de todos los elementos de seguridad.
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4.2.2. Al entrar los alumnos.
- Comprobar que se dirigen a los puestos que le corresponden.
- Desbloquear todas las puertas de salida del laboratorio.
- Poner en marcha las instalaciones que vayan a necesitarse (y sólo éstas). Com-probar, es su caso el correcto funcionamiento de los instrumentos reguladores y de con-trol (manómetro, transformadores, etc.).
- Asegurarse de que las circulaciones no queden entorpecidas.
4.2.3. Durante la realización de las prácticas.
- Garantizar la iluminación y la ventilación.
- Evitar los movimientos innecesarios de los alumnos y en especial si son portado-res de material.
- Velar por que los alumnos cumplan las normas de actuación que se recomiendanen su guía.
- Observar continuamente el trabajo de los alumnos bajo el prisma de la segur i-dad, en especial cuando hagan calentamientos, manejen productos peligrosos o mani-pulen aparatos y circuitos eléctricos.
- Obligar a los alumnos a tomar todas las medidas preventivas que están estable-cidas para determinadas operaciones.
- Hacer frecuentes preguntas a los alumnos en relación con los temas de segur i-dad.
- Hacer comprobaciones de tiempo en tiempo sobre el correcto funcionamiento delas instalaciones.
4.2.4. Al finalizar las prácticas y salir los alumnos.
- Comprobar la correcta limpieza y recogida del material y de la superficie de tra-bajo.
- Cerrar las llaves de paso del gas y del agua y el interruptor general de la instala-ción eléctrica. En su caso, revisar cada una de las llaves de las bombonas o cartuchos degas.
- Cerrar con llave el armario de los productos peligrosos.
- Cerrar con llave todas las puertas del laboratorio.
4.2.5. Consideraciones finales.
La seguridad descansa en buena medida en la elección de las prácticas a realizar yde los medios a emplear. Toda práctica claramente peligrosa debe ser desechada aún
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cuando su valor educativo sea grande (en algunos casos podría convertirse en una expe-riencia de cátedra). En aquellas prácticas que permitan varias posibilidades se preferirásiempre la que presente menos riesgos.
Ello es singularmente de aplicación en lo que se refiere al uso de la electricidad ydel calor. En aquella se usarán siempre que sea posible la baja tensión e incluso las pilascon preferencia a la tensión de línea. El uso de la instalación de gas puede evitarse enciertas ocasiones si se dispone de placas calefactoras o calentadores de inmersión.
Se usarán siempre los productos menos tóxicos, corrosivos o inflamables que paraun fin concreto puedan utilizarse. Todos los productos, tanto los conservados en alma-cén como aquellos que se entreguen a los alumnos para una práctica determinada, debenir convenientemente etiquetados. Estas etiquetas deben indicar claramente si el productopresenta alguna peligrosidad y la naturaleza de ésta. El uso de los signos convencionalesadecuados es conveniente e instructivo.
La Orden del 23/JUN/1977, de la Presidencia del Gobierno, sobre etiquetas deproductos químicos, (BOE del 13/JUL/1977) establece las disposiciones vigentes sobreetiquetado, clasificación y normalización en todo lo referente al carácter tóxico de losproductos químicos y establece igualmente gráficos indicadores de peligrosidad. Aefectos escolares, en el laboratorio podemos clasificar los productos en los siguientesgrupos:
- Tóxicos- Cáusticos o corrosivos.- Inflamables.- Explosivos.- Combustibles.- Radiactivos.
4.3. Colaboración del Profesorado.
Todo el profesorado implicado en los departamentos de las áreas y materias deciencias, deben colaborar en la tarea de elevar continua y eficazmente los niveles deseguridad de los laboratorios del centro incluso en aquellos casos en que éstos presenteninsuficiencias de estructura o de dotación.
Esta colaboración debe concretarse en los siguientes extremos:
- Elaboración, en el seno de los departamentos científicos, de la organización deltrabajo en los respectivos laboratorios en los términos expuestos anteriormente y for-malización de los aspectos más importantes.
- Redacción y difusión de la "Guía de Laboratorio" destinada al alumnado, para larealización de los trabajos experimentales.
- Continua vigilancia en el cumplimiento de las normas de seguridad que los pro-fesores ya conocen por su preparación universitaria y profesional.
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- Inmediata comunicación a la superioridad de cualquier accidente que pudieraocurrir en los centros, con objeto de analizar sus causas y extraer recomendaciones quecontribuyan a impedir su repetición.
- Realización de trabajos de investigación sobre el tema y envío de los mismos ala autoridad responsable superior.
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ANEXO I
PRACTICA: MEDIDA DE MAGNITUDES. ERRORES.
1. OBJETIVOS: - Aprender a utilizar algunos aparatos de medida.- Ser capaz de elegir, en cada caso, el aparato adecuado.- Realizar medidas precisas y expresar correctamente los resul-
tados obtenidos.
2. INTRODUCCIÓN: Reconoce los instrumentos de medida entre el material de lapráctica. Estudia cómo han sido construidos y anota tus observaciones:
APARATO Medida que puedes realizar con él Menor medida a realizar con élRegla de maderaDoble decímetroMetro de huleTornillo micrométricoProbetaBalanzaCronómetroTermómetroNoniusBarómetro
3. TRABAJO EXPERIMENTAL
- Medidas Directas: Vas a medir las longitudes, masas, tiempos, volúmenes, tem-peraturas que se indican a continuación. Elige en cada caso, el aparato/s adecuado/s,realiza con cuidado la medida y anota el resultado, la unidad empleada y el error abso-luto que acompaña a todos los valores obtenidos:
Medidas a realizar Aparato elegido Valor obtenido Error absoluto1. Longitud libro de Física2. Anchura libro de Física3. Grosor libro de Física4. Diámetro vidrio de reloj5. Perímetro vidrio de reloj6. Diámetro del cilindro7. Diámetro interior del vaso8. Diámetro exterior del vaso9. Espesor de una pesa10. Masa del cilindro11. Volumen del cilindro12. Masa del cuerpo metálico13. Temperatura del agua grifo14. Tiempo 30 oscilac.péndulo15. Tiempo 20 oscilac.resorte16. Temperatura ambiente laborat.17 Presión atmosférica laboratorio18. Humedad atmosférica laborat.
- Medidas indirectas: Se denominan así a aquellas que necesitan de unas medidasprevias y aplicar una fórmula para determinar el valor que corresponde a la magnitud.
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A. Longitud de una circunferencia: Empleando la fórmula de la longitud de la cir-cunferencia L=2πr, calcula la longitud de la circunferencia de los objetos escritos ycompara los resultados con la medida directa:
Objetos Diámetro Medida Indirecta L=2πr Medida directaVidrio de relojCilindroTubo de ensayoVaso de vidrioMoneda
B. Volumen de un cuerpo: Empleando las medidas directas de los cuerpos y lasfórmulas correspondientes, calcula el volumen de los cuerpos descritos y compáralo conel volumen obtenido de modo directo por desplazamiento del agua en la bureta:
VolumenObjeto Dimensiones delobjeto Fórmula Medida indirecta
VolumenMedida directa
CuboCilindroParalelepípedoMonedaEsfera
C. Densidad: Calcula la "densidad" de los objetos descritos en el cuadro anterior,mediante la ecuación ρ=m/V para lo cual debes determinar la masa de los cuerpos ydividirla por el volumen determinado en el punto anterior:
Objeto Masa (g) Volumen (apart.B) Densidad ρ=m/VCuboCilindroParalelepípedoMonedaEsfera
4. CUESTIONARIO:
¿Qué diferencias encuentras entre un reloj y un cronómetro?¿Cómo medirías la altura de la torre de la Catedral?¿Cómo medirías el grosor de una hoja del libro de Física?¿Para qué servirá un instrumento llamado Densímetro?¿Cómo medirías el volumen de un cono de aluminio?¿Cómo medirías la densidad de una patata?¿Cuál es el aparato que sirve para medir la presión de las ruedas del coche?¿Describe cómo medirías la masa de 50 cm3 de aceite?¿Cuál es la unidad de Densidad en el Sistema Internacional?¿Qué instrumentos conoces para medir la Masa de los cuerpos?¿Cuántas unidades conoces para medir longitudes?¿Qué precisión tiene el cronómetro utilizado en el laboratorio?¿Cómo medirías la superficie irregular de una hoja de papel?¿Cómo medir la velocidad del tren en una vía señalizada con postes kilométricos?¿Cómo medirías el caudal de agua que sale por el grifo? ¿En qué unidad?¿Qué precisión tiene la medida de un tiempo efectuada con tu reloj?¿Se puede medir el grado de inteligencia de una persona? ¿Por qué?¿Qué se mide mediante una balanza, masas o pesos?¿Cómo medirías la velocidad de rotación de un disco en el tocadiscos?
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ANEXO II
PRACTICA: DETERMINACIÓN DE DENSIDADES DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS
1. OBJETIVOS
- Realizar mediciones cuantitativas de densidades de cualquier sólido o líquidoque nos puedan presentar como muestra.
- Ejercitarse en el manejo de aparatos de laboratorio, balanzas, etc.- Aprendizaje de las técnicas de recogida de datos y cálculo de errores.
2. FUNDAMENTO TEORICO
- Las densidades de los cuerpos se definen como la masa específica o sea, a masapor unidad de volumen; matemáticamente ρ=m/V y es aplicando la ecuación de defini-ción como la vamos a determinar.
- La masa se determina por pesada del cuerpo en la balanza de precisión o en labalanza electrónica, con precisión mínima de 0'010 g. El volumen del cuerpo va a de-terminarse por aplicación del principio de Arquímedes, que dice ”todo cuerpo sumergi-do en un fluido experimenta un empuje hacia arriba que es igual al peso del volumen defluido desalojado por el cuerpo".
- El empuje que sufre el cuerpo se determina experimentalmente mediante pesadasen la balanza hidrostática, primero pesando el cuerpo en el aire y luego pesando el cuer-po sumergido en agua (densidad del agua ρa=1 gr/cm3 por definición).
3. TRABAJO EXPERIMENTAL
La balanza hidrostática está constituida porun platillo largo y otro corto, que admite una car-ga máxima de 200 g y una sensibilidad de 0'005g. Tiene también un segundo platillo largo paraser utilizada como balanza normal. Es regulableen su altura para poder trabajar con cuerpos gran-des y largos. La realización de la práctica com-prende las siguientes operaciones.
1. Se coloca en el platillo largo de la balanza una taranormal (cuerpo, perdigones, arena) que se mantendrá inalte-rada en las sucesivas pesadas a lo largo de toda la práctica.Del platillo corto se cuelga el cuerpo problema C y pesashasta un total de M1 hasta conseguir el equili-brio de la ba-lanza.
2. Se quita el cuerpo problema C y se vuelve a equili-brar la balanza añadiendo nuevas pesas en el platillo cortohasta un valor de M2 para conseguir el equilibrio. Por locual, la masa del cuerpo problema será la siguiente:
gramos)(en 12 MMm −=3. Repetimos la primera pesada, pero introduciendo ahora el cuerpo C el agua, con
lo cual experimentará una fuerza de empuje hacia arriba que se compensará con pesashasta M3 a fin de equilibrar la balanza. El valor de esta fuerza-empuje hacia arriba es:
23 MM −y equivale al peso del volumen de agua igual al volumen del cuerpo (agua desalojada).
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Como la densidad del agua es de 1 g/cm3 tendremos:Volumen del cuerpo=Volumen del agua desalojada=…
)(cm )(g/cm 1
(g) ... 3
133
13 MMMMm
a
−=−
==ρ
y la densidad del cuerpo problema será:
)(g/cm 3
13
12
MMMM
Vm
−−
==ρ
4. En el caso de que la muestra problema no fueraun sólido sino un líquido, cuya densidad deseamos cal-cular, hemos de hacer una última operación consistenteen repetir la pesada anterior, pero sumergiendo el cuerposólido (que ahora lo utilizamos únicamente como taraauxiliar) en el líquido problema, con lo cual sufrirá unempuje hacia arriba y habrá que equilibrar nuevamente labalanza con pesas hasta un total de M4, con lo que el em-puje será igual al peso del líquido desalojado, y como dicho volumen es conocidoV=M3−M1. (cm3), la densidad del líquido vendrá dada por:
)(g/cm líquido deVolumen
líquido de Masa' 3
13
14
MMMM
−−
==ρ
Recogida de datos para la muestra sólida: Los datos experimentales y sus erroresrelativos se tabularán en un cuadro como el que sigue:
Cuerpo=M1 M2 M3
M=M2-M1
V=M3-M1 V
m=ρmm∆
VV∆
ρρ∆
1º Ensayo2º Ensayo3º Ensayo4º Ensayo
Recogida de datos para la muestra líquida: Los datos experimentales y sus erroresrelativos se tabularán en un cuadro como el que sigue:
Cuerpo=M2 M3 M4
M=M4-M1
V=M3-M1 V
m=ρmm∆
VV∆
ρρ∆
1º Ensayo2º Ensayo3º Ensayo4º Ensayo
Los materiales que se van a utilizar son:- Balanza hidrostática con caja de juego de pesas.- Vaso-probeta para la balanza.- Muestra de cuerpo sólido problema.- Muestra de líquido problema.- Tara, hilo, agua, pinzas.
4. CUESTIONARIO. Deben formularse cuestiones relativas a la práctica, a lasdensidades, unidades, otros métodos, métodos para cuerpos disgregados, etc.
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ANEXO III
GUÍA DEL ALUMNO PARA DESARROLLARTRABAJOS EXPERIMENTALES.
La propia naturaleza del Método Científico que vas a practicar en tu trabajo expe-rimental exige, como principio básico, que el orden y el rigor sean pauta de tu compor-tamiento dentro del laboratorio. Si, además, consideras que toda actividad experimentalimplica un cierto riesgo, podrás comprender el peligro que para ti mismo encierra queseas descuidado o ignorante en tu trabajo experimental.
Para ayudarte a garantizar tu propia seguridad y la de todos nosotros, te indicamosa continuación unas sencillas normas de funcionamiento en el laboratorio. No se preten-de imponerlas, más bien queremos que tú mismo comprendas su alcance y valor, y quelas asumas desde el convencimiento de que tu trabajo habrá de ser más enriquecedor yseguro para todos.
1. Mientras esperas la entrada en el laboratorio evita aglomerarte en la puerta yuna vez abierta, entra ordenadamente.
2. Si tienen un puesto adjudicado para el trabajo, debes dirigirte a él sin prisas niatropellos. En caso contrario, espera junto a la pared de entrada, las instrucciones delprofesor.
3. Si llevas el pelo largo es conveniente que te lo recojas. No debes llevar colgan-do corbatas, bufandas ni otras prendas. Coloca tus libros y pertenencias en los lugaresseñalados al efecto de manera que no interfiera tu trabajo ni el de tus compañeros. Esen-cialmente no obstruyas los pasillos de comunicación.
4. Antes de comenzar la práctica, asegúrate de que has comprendido exactamentelo que debes hacer y comprueba que todo está en orden de perfecto funcionamiento. Sitienes cualquier duda, pregunta al profesor. Es muy importante que en todo momentosepas lo que estás haciendo. Si no estás seguro de lo que haces, detén tu trabajo y con-sulta; intentar precipitar las cosas conduce en muchas ocasiones, a accidentes que po-drían haber sido evitados.
5. Comprueba que tienes en tu puesto de trabajo todo el material que has de utili-zar y que está en perfectas condiciones de uso. No toques más material que el que co-rresponde a tu práctica, aunque lo tengas a tu alcance. No manejes ninguna instalacióndel laboratorio si no lo indican las instrucciones de tu trabajo práctico. Juguetear concuadros eléctricos o espitas de gas puede ocasionar consecuencias muy graves.
6. Durante la realización de la práctica, evita llevar a cabo desplazamientos injus-tificados, sobre todo con material de prácticas en tus manos. En todo caso, solicita laautorización del profesor.
7. Maneja los productos, reactivos y, en general, todo el material con cuidado yprecaución. Evita toda imprudencia que pueda acarrear daños para ti, para tus compañe-ros y para el material.
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8. Jamás calientes un líquido inflamable directamente a la llama. Los tubos de en-sayo debes calentarlos con la parte superior del líquido contenido, nunca por el fondo;deben estar inclinados y con orientación hacia lugares en que no haya persona alguna.
9. Utiliza los ácidos con extrema precaución. Incluso los gases de la mayoría deellos son irritantes. Vierte siempre los ácidos sobre el agua, nunca al revés. Si se des-prende calor en la reacción, añade el ácido poco a poco esperando el enfriamiento entrecada adición.
10. Mantén las manos limpias y secas. Evita el peligro de tocar con las manoshúmedas cualquier instalación o aparato eléctrico conectado. Ten cuidado de no dejarresiduos de sustancias venenosas sobre tus manos y ropa.
11. Va contra toda norma de seguridad gustar o probar los productos químicos osustancia alguna, y especialmente si se desconoce su naturaleza.
12. Si has de percibir olores, evita hacerlo de forma directa sobre los recipientes osalida de los gases. Es más seguro airear la salida con la mano, dirigiendo los gases a tuolfato, manteniendo la nariz separada de la vertical del recipiente o salida de gases.
13. En caso de avería en aparatos conectados a la red eléctrica, evita toda investi-gación de la misma que conlleve manipulación en el aparato. En todo caso, comuníca-selo al profesor. Siempre debes de informar de inmediato a tu profesor de todos los ac-cidentes y roturas que se produzcan, incluso los más insignificantes.
14. Comprueba que la etiqueta del frasco que vas a usar indica exactamente lo quenecesitas.
15. No devuelvas productos químicos usados a sus botellas de origen. No debesintroducir ningún objeto en las botellas de los reactivos, salvo el gotero con que algunasvan equipadas o, excepcionalmente, aquellos perfectamente limpios que indique tu pro-fesor. No dejes los tapones sobre la mesa de forma que puedan mancharla y/o contami-narse con otros productos químicos.
16. Evita arrojar cuerpos sólidos en las piletas, a no ser que estén finamente pulve-rizados y sean fácilmente solubles. Esta clase de residuos, junto con el material roto oresto de material de prácticas, debes depositarlos en el cubo o recipiente que a tal findebe existir en el laboratorio.
17. Si arrojas líquidos en la pila, ten abierto el grifo del agua. No viertas ácidosconcentrados, de gran poder de corrosión, en las cañerías; en todo caso, dilúyelos conanterioridad. Pregunta a tú profesor qué debes hacer con los restos de disolventes orgá-nicos que hayas utilizado.
18. Cuando utilices recipientes que contengan soluciones anhidras, sustancias vo-látiles o higroscópicas, debes procurar su cierre hermético una vez utilizados.
19. Al finalizar la práctica, comprueba que todo ha quedado en orden y desconec-tado. Desconecta los aparatos eléctricos y cierra llaves de paso de gas y de agua. Vigilaque los desagües no estén obstruidos.
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20. Limpia y ordena todo el material utilizado de acuerdo con las instruccionesque te dé el profesor. Limpia los recipientes cuando todavía están húmedos o colócalostemporalmente en un recipiente con agua hasta su lavado definitivo. Lava tus manosantes de salir del laboratorio.
Si has recogido todos los consejos que se te han dado, habrás logrado llevar acaboun trabajo mejor y habrás contribuido a preservar tu seguridad y la de todos nosotros.Gracias.
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA
K.GUY. Organización y Administración de Laboratorios. Editorial Urmo. BIL-BAO.
PHILLIP ARMITAGE y JOHNSON FASEMORE. Laboratory Safety. Haine-mann Educational Books. LONDRES.
PHILLIP ARMITAGE y JOHNSON FASEMORE. Laboratory Safety. A ScienceTeachers’Source Books. Hainemann Educational Books. LONDRES.
Handbook do Laboratory. Safety. The Chemical Rubber Co. CLEVELAND. Ohio
Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (Decreto de 29/SEP/1973, modifica-do por el R.Decrteto de 2/FEB/1979) e Instrucciones complementarias (Órdenes minis-teriales de 31/OCT/1979, 6/ABR/1974 y 19/DIC/1977)
Normas básicas para Instalaciones de Gas en edificios habitados. (Orden Ministe-rial de 29/MAR/1974).
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Tratamiento Didáctico----------------------------------------------------------------------------------------------------------OBJETIVOS
Concienciar al alumno de la necesidad del trabajo experimental para el desarrollo dela ciencia.
Desarrollar en el alumno las capacidades necesarias para el trabajo experimental y enequipo.
Tomar conciencia de la peligrosidad del trabajo de laboratorio y adoptar todas lasmedidas de seguridad sin bajar nunca la guardia ni confiar en las propias seguridades.
Inculcar al alumno que el laboratorio es una continuación de la clase y no un lugar deesparcimiento y juego y que el trabajo de laboratorio exigirá aprendizaje y evaluación.UBICACION
Este tema se incluirá en todos los cursos donde se imparta ciencias de la naturaleza,biología, geología, física y química, que se complemente con prácticas de laboratorio.Tiene carácter intercisciplinar.TEMPORALIZACIÓN
De dedicará a la exposición del tema una hora de clase como preparación a las clasespracticas a desarrollar en el laboratorio.METODOLOGIA
Es un tema meramente informativo en lo que concierne a los alumnos, como puedeser las referencias a la seguridad en el laboratorio. El resto del tema es especialmentepara el profesorado y la institución educativa, a fin de que se dispongan adecuadamentelas instalaciones y los medios adecuados que hagan posible y seguro el trabajo de labo-ratorio.CONTENIDOS MÍNIMOS
Carácter experimental de la ciencia.Medidas de seguridad.Utilización del botiquín.Utilización y mantenimiento de un extintor de fuegos.Organización del trabajo de prácticas.Guía del alumno para desarrollar trabajos experimentales (Anexo III).
MATERIALES Y RECURSOS DIDÁCTICOSMateriales de laboratorio. Botiquín. Extintores de incendios.
EVALUACIÓNLas prácticas de laboratorio deben evaluarse en todos sus aspectos, calidad en la eje-
cución de la práctica, precisión en los resultados, espíritu de colaboración en el equipo,orden y organización, limpieza y seguridad, etc.
Debe evaluarse al alumno sobre la "Guía del alumno para desarrollar trabajos expe-rimentales" (Anexo III).
Debe hacerse un simulacro de accidente en el laboratorio para evaluar las capacida-des de respuesta del los alumnos y las instalaciones.