MICROBIOLOGÍA EN EL SOTE. TINCIÓN DE GRAM

Una vez realizada la siembra de las bacterias en las placas de Petri, proseguiremos con el recuento y observación al microscopio.

A continuación explicaremos cómo se realiza la tinción de Gram, prueba cuyo objetivo es diferenciar diferentes grupos de bacterias para así poder estudiarlas y clasificarlas. Este procedimiento fue realizado por el alumnado de 4º ESO y 1º Bachillerato para así poder observarlas al microscopio y distinguirlas, de forma que consideraremos bacterias grampositivas a las que se visualizan de color morado, y bacterias gramnegativas a las que se visualizan de color rosa, rojo o grosella.

Para llevar a cabo el procedimiento se hace un frotis con las bacterias que se vayan a teñir. Para ello, se coge una extensión de una pequeña muestra tomada de un cultivo sobre un portaobjetos sobre el que también echaremos una pequeña gota de agua.

A continuación se seca con la ayuda de un mechero Bunsen y se le añade cristal violeta durante 1 minuto, después lavamos suavemente con agua. Lo siguiente que se debe añadir es lugol, que también dejaremos que actúe durante 1 minuto para después lavarlo con agua y etanol. Posteriormente, se le echa safranina otro minuto y finalmente se lava con abundante agua. Para observar la muestra al microscopio conviene hacerlo a 100x para lo que se utilizará aceite de inmersión.

Por otro lado, para la preparación de levaduras y mohos haremos un frotis sobre un portaobjetos tomando una pequeña muestra, o bien de una levadura o de un moho y le añadimos azul de metileno solo a las levaduras. Para continuar, solo se necesita secar la muestra con el mechero y observar al microscopio.

ANÁLISIS DE LOS DATOS (DETECTIVES CLIMÁTICOS): TIEMPO Y ALTURA

Una vez recuperado el globo sonda, comprobamos que tanto los sensores, como las cámaras y placas de Arduino, se encontraban en perfecto estado, por lo que a lo largo de este curso, descargaremos los datos de la tarjeta de memoria y trabajaremos con ellos en la hoja de cálculo de LibreOffice. 

Empezamos analizando los datos obtenidos por el sensor de altura. Así, alumnos de 1º Bachillerato han obtenido la siguiente gráfica relacionando el tiempo y la altura. 

En este gráfico podemos observar la relación entre el tiempo que está nuestro globo sonda volando y la altura alcanzada en dicho período de tiempo. Aunque no se aprecie en el gráfico, los sensores empiezan a registrar datos desde los 463 metros, que es la altura a la que se encuentra Barcarrota. Durante unas dos horas, más o menos, nuestro globo sonda fue ascendiendo hasta alcanzar su altura máxima, 31153 metros, a las 11:58 horas. En ese momento, el globo desciende a mayor velocidad y, en media hora aproximadamente, aterriza.

REACCIÓN CAMALEÓN

   En la semana de la ciencia preparamos algunas experiencias, para los alumnos de 2º ESO.

  Una de ellas consistía en hacer cambiar el color de una disolución con la 'única ayuda de un 'chupa chup'.  

Bueno... y algunos conocimientos de química.

  En concreto de reacciones Redox, aunque el enfoque en 2º de la ESO era básicamente el de ver distintos tipos de materiales de laboratorio, sustancias puras y mezclas. Y sobre todo observar lo que pasa dentro del vaso de precipitados...

       ENLACE A LA GUÍA DE LA PRÁCTICA.

Disolución de partida formada por permanganato de potasio.

   

  En este momento los alumnos han diluido una pequeña cantidad de permanganato de potasio en una disolución acuosa, muy diluida, de hidróxido sódico. Como punto de inicio no está mal enseguida obtenemos una coloración magenta muy vistosa, a pesar de que la cantidad de permanganato es muy pequeña. 

  Os dejo un enlace al video de la práctica realizada en IES Virgen de Soterraño.

  A partir de ahora se trata de sacar los chupa chups, y comenzar una agitación suave de la disolución. Observamos qué ocurre.

   En pocos segundos la disolución vira su color hacia el azul pasando primero por un tono violeta. Alcanzado el azul. Los alumnos siguen agitando con caras de sorpresa. Este cambio es bastante rápido.

  Empezamos a observar un tono más claro, verdoso. No dejamos de agitar.

   No ha pasado ni un minuto y la disolución no para de cambiar de color. El color verde deja paso a un color amarillento. Ahora un color más amarillo.

  Finalmente la disolución adquiere este color anaranjado marronoso. Durante la reacción, son visibles cinco colores, que corresponden a los estados de oxidación del Manganeso.

 

   En este punto avisamos a los alumnos que ya pueden dejar de agitar, nuestra disolución no va a cambiar más de color.

MICROBIOLOGÍA EN EL SOTE. TOMA DE MUESTRAS DE NUESTRO CUERPO Y SIEMBRA

Una vez preparados los medios de cultivo, recogimos las muestras de los diferentes sujetos. 

Para ello, seleccionamos a seis alumnos de 3º de la ESO, tres chicos y tres chicas que además residen en diferentes localidades con la finalidad de poder estudiar si existe alguna relación entre el sexo de los individuos, el lugar de procedencia y el tipo y la cantidad de microorganismos que residen en su piel. 
Para llevarlo a cabo los citamos en el laboratorio y planificamos las zonas del cuerpo que íbamos a estudiar. Las zonas seleccionadas para sembrar en los medios PCA, VRBG y VRBL fueron: 
1. Boca 
2. Ombligo 
3. Orejas 
4. Mano 
5. Dedo índice 
6. Pies 
Además de estas zonas, para sembrar en las placas de BP, añadimos muestras de la nariz de todos los sujetos y del acné de la cara de uno de ellos.

En el caso de la boca, introdujimos un asa de siembra raspando los carrillos del compañero que empleamos para realizar una siembra por estrías. Para el resto de zonas, utilizamos torundas, las cuales mojamos en agua de peptona antes de pasarla por la zona a estudiar, después realizamos la siembra moviendo la torunda sobre la placa (siembra por agotamiento).

Se realizaron dos siembras en medios PCA, VRBG y VRBL de todas las zonas del cuerpo mencionadas durante dos semanas seguidas y después, se hizo una siembra en BP.

MICROBIOLOGÍA EN EL SOTE. ELABORACIÓN DE MEDIOS DE CULTIVO

Dentro de nuestros estudios microbiológicos los alumnos de 4º de ESO analizaron los microorganismos que viven en las superficies que normalmente tocamos como por ejemplo la manilla de las puertas, los cerrojos del baño, la cisterna, los grifos, los teclados del ordenador, etc., además de los microorganismos que habitan en nuestro cuerpo y en los alimentos que comemos.

Para ello los alumnos siguieron los pasos propios de un proyecto científico. Reflexionamos sobre las superficies, partes del cuerpo y alimentos que debíamos analizar,  los medios de cultivo que debíamos emplear, cómo debíamos hacer las siembras, la incubación de los microorganismos y el análisis de los resultados obtenidos.

En esta entrada describiremos nuestro primer trabajo: la elaboración de los medios de cultivo que emplearíamos para cultivas los microorganismos. Los alumnos prepararon los medios de cultivo adecuados siguiendo el método que describimos en este enlace.

Algunas imágenes del proceso de elaboración las tenéis aquí:

PROGRAMACIÓN Y CALIBRACIÓN DE SENSORES (DETECTIVES CLIMÁTICOS)

Una vez decididos los sensores que íbamos a utilizar en el proyecto, nuestros compañeros del ciclo formativo de Sistemas Microinformáticos y Redes realizaron la programación de los sensores en Arduino, de forma que los datos obtenidos por los sensores se guardasen en una tarjeta de memoria.

Sin embargo, antes de lanzarlos a la estratosfera, teníamos que calibrar los sensores que medían los gases y calcular los valores reales de medición según la ficha técnica de los sensores utilizados. 

Resulta que dichos sensores nos aportan un valor analógico, es decir de 0 a 1023, por lo que para obtener el valor de medición debemos transformarlo. Para ello, cada sensor tiene su ficha técnica, en la que se especifica, mediante un gráfico, la concentración del gas en función de la resistencia que ofrece el sensor al medir ese gas determinado. De esta manera, podemos calcular la medición real.

Explicamos el proceso para el sensor MQ-135 que mide niveles de CO2.

A partir del valor analógico ofrecido por el sensor, obtenemos el voltaje, utilizando una simple regla de tres que sería multiplicar el valor analógico obtenido por 5 V, (el voltaje máximo) y lo dividimos entre 1023, que es el valor analógico máximo del sensor.

Para calcular la resistencia del sensor Rs, tenemos que multiplicar por mil la diferencia que nos sale de restar los 5 V menos el voltaje que hemos obtenido y, todo eso, dividido entre el voltaje.                             

A continuación, de la ficha técnica del sensor obtenemos el siguiente gráfico que relaciona los valores de concentración de gas (medidos en ppm) en el eje x con el cociente del valor de resistencia medido por el sensor, dividido por el valor de resistencia de calibración (Rs/R0) en el eje y. Se entiende por R0, resistencia de calibración a la obtenida en un aire limpio y, a partir de ese valor, la concentración de gas la deducimos por lo que haya variado la resistencia con respecto al valor del aire limpio.

Desgraciadamente, la especificación técnica del sensor no incluye la ecuación de la curva para obtener, a partir del nivel de resistencia medido por el sensor, la concentración de gas, por lo que, a ojo, tomamos puntos de la curva, obteniendo la siguiente tabla y con la hoja de cálculo, hemos obtenido una función aproximada que nos proporciona la fórmula necesaria para pasar nuestros datos a partes por millón. 

Por último, para poder calcular el valor de la resistencia inicial, Ro, dejamos el sensor 48 horas funcionando para que se calentara. A continuación, supusimos que había 400 ppm de CO2 en ese momento, que son los datos que ofrece la AEMET en el observatorio de Canarias, y fuimos ajustando el valor de Ro, por tanteo, en la fórmula de la hoja de cálculo, para que al valor del cociente Rs/Ro donde Rs, es la resistencia que nos ofrecía el sensor en dicho momento, le correspondiera 400 ppm.

Para el ozono, procedimos de manera similar con el sensor MQ 131, y obtuvimos la siguiente gráfica para calcular el nivel de gas en parte por billón.  En este caso, para calibrar el sensor y calcular la resistencia inicial, obtuvimos el nivel de ozono, 80 ppb, en el momento de la calibración de la estación que la Red Extremeña de Protección e Investigación de la Calidad del Aire tiene en Barcarrota. (Dicho dato se publica en la web de REPICA diariamente).

DETECTIVES CLIMÁTICOS

SEGUIMOS TRABAJANDO PARA HACER VISIBLES LAS CAUSAS DEL CAMBIO CLIMÁTICO.

El curso pasado dentro de nuestro proyecto de "Detectives climáticos" conseguimos hacer un viaje hasta la estratosfera con un globo sonda.

Un globo sonda o, también llamado, sonda meteorológica es un gran globo de látex capaz de transportar una carga con objetos hasta la estratosfera.

Estos objetos que transporta se conocen como carga o payload y pueden ser de distinta naturaleza según el propósito del experimento, aunque todos deben incluir un paracaídas y un rastreador GPS. También se suele añadir una o varias cámaras, además de algún experimento científico.

En nuestro caso, decidimos añadir una serie de sensores para medir los niveles de gases causantes del cambio climático como el ozono, dióxido de carbono y presencia de partículas en el aire.

Así, elegimos el sensor  MQ 131 que detecta concentraciones de ozono, desde 10 ppb hasta 2 ppm y según la ficha técnica, su funcionamiento óptimo se encuentra desde los -10ºC hasta 50ºC.

También, optamos el sensor  MQ 135, el cual mide la calidad del aire, en especial la concentración de  CO2 y NOx. Este puede detectar concentraciones de gas entre 10 y 1000 ppm y es de utilidad para la detección de gases nocivos para la salud, principalmente en la industria.

Y el sensor de partículas PPD42, diseñado para medir partículas de 1 µm y de 2.5 µm. Esta medición se hace contando el tiempo que las partículas ocupan determinada posición (donde se corta un haz de luz infrarroja). El sensor usa un método de conteo, por tanto la unidad es pcs/0.01 cf (Pcs/cf = Partículas por Pie cúbico). 

 

También, decidimos estudiar variables atmosféricas como la temperatura y la presión, ya que encontramos sensores, baratos y fáciles de utilizar, que medían éstas dos variables.

Además, instalamos dos cámaras, una de ellas de 360º y dos sistemas GPS de localización para poder seguir la trayectoria del globo y lugar de aterrizaje. 

Finalmente, nuestro globo sonda fue lanzado el 18 de mayo a las 10:00 de la mañana desde el IES Virgen del Soterraño (Barcarrota) alcanzando 31000 m de altura y aterrizó en Cazalla de la Sierra (Sevilla), situada a 150 km de Barcarrota, después de 2 horas de vuelo.

Recuperado el globo, en este curso nos toca analizar los datos para obtener conclusiones que plasmaremos en un trabajo científico de carácter transversal en colaboración con las asignaturas de Biología, Tecnología y Matemáticas.