DETECTIVES CLIMÁTICOS: MEDICIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO

Cuando hemos analizado los datos obtenidos por el sensor del globo sonda referentes al CO2, hemos comprobado que la concentración máxima de CO2 la encontramos justo en el momento del lanzamiento del globo, a los 463 metros de altura, siendo de 3500 ppm. 

Este dato nos ha sorprendido mucho teniendo en cuenta que el nivel medio del observatorio canario es de unos 400 ppm y por eso, hemos decidido llevar a cabo un estudio centrado en medir los niveles de CO2 en diferentes lugares y poder contrastar los datos obtenidos en Barcarrota. 

Así, hemos adquirido 3 sensores más de CO2 junto con un medidor de calidad del aire, para poder calibrar así nuestros sensores.

Hemos programado los sensores de Arduino, calibrado e instalado en cuatro puntos: en el tejado del instituto, en un depósito de agua cercano a la carbonera de Barcarrota (la cual sospechamos que puede ser causante de los altos niveles de CO2 de la zona), en Zafra y en Badajoz.

Queremos recopilar datos de dichos sensores durante dos meses y analizar posteriormente para comprobar si efectivamente hay diferencias estadísticamente significativas e intentar investigar las causas.

Desafortunadamente, hemos tenido que suspender este experimento debido a la crisis del coronavirus, pero lo retomaremos el próximo curso.

XXIV REUNIÓN CIENTÍFICA ZAFRA 2020

El pasado 5 de Marzo, participamos en la XXIV Reunión Científica Zafra 2020 organizada por la asociación INVESTIGAR EN SECUNDARIA, en la cual tuvimos la oportunidad de presentar y defender nuestros dos carteles realizados sobre microbiología. 

MICROBIOLOGÍA EN EL SOTE: ANÁLISIS DE MUESTRAS DE ALIMENTOS

Después de 48 horas en nuestra estufa de incubación, ya podemos analizar las placas de las muestras de alimentos. 

Con respecto a la leche, el alumnado de 4º ESO ha podido comprobar que no hay bacterias de ningún tipo en las muestras de leche uperisada y pasteurizada, sin embargo, en la leche cruda encontramos gran variedad de bacterias en todas las placas. Esto nos demuestra que la leche cruda, sin tratamiento térmico, contiene bacterias, algunas de las cuales pueden causar enfermedades. 

A continuación, observamos las placas correspondientes a las espinacas frescas y congeladas. Mientras que en las espinacas frescas, prácticamente sólo encontramos bacterias genéricas en las placas PCA, sí que hay gran cantidad de microorganismos en las espinacas congeladas, en todos los medios de cultivo. Creemos que esto puede deberse a que las espinacas se contaminaran en el proceso de descongelación, antes de realizar la siembra. 

En relación a las muestras de pepinillos encurtidos, también se han encontrado bacterias en todos los medios, aunque no demasiadas.

MICROBIOLOGÍA EN EL SOTE: TOMA DE MUESTRAS DE ALIMENTOS Y SIEMBRA

El alumnado de 4º ESO sigue trabajando en el proyecto de investigación sobre los microorganismosque nos alimentan y una vez analizadas las muestras de agua, continuamos con los alimentos. 

Para ello, se han seleccionado espinacas congeladas y pepinillos encurtidos, dos alimentos con distintos métodos de conservación para estudiar si la existencia de bacterias o no, depende de la forma de conservación de los alimentos. 

Además, hemos incorporado al estudio otro alimento esencial como es la leche, por lo que hemos tomado muestras de leche uperisada, pasteurizada y cruda. 

Después, procedimos a la siembra en la placa Petri siguiendo este esquema:

MICROBIOLOGÍA EN EL SOTE: ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DEL AGUA

Transcurridas unas 48 horas después de la siembra, obtuvimos los siguientes resultados:

Los alumnos de 4º ESO y 1º Bachillerato observaron y analizaron las presencias de bacterias en las placas.

Podemos comprobar, con respecto a las aguas potabilizadas, que en Almendral no hay crecimiento bacteriano en ninguna placa, sin embargo en la Torre, en Salvaleón y en Barcarrota observamos crecimiento genérico en las placas de PCA, pero no enterobacterias ni coliformes. 

Como cabía esperar las aguas de fuentes no potabilizadas de los pueblos estudiados tiene resultados muy diferentes, observándose un alto grado de contaminación bacteriana.

MICROBIOLOGÍA EN EL SOTE: TOMA DE MUESTRAS DE AGUA Y SIEMBRA

Después de analizar los microorganismos presentes en nuestro cuerpo y las superficies que nos rodean, pasamos a investigar los microorganismos que nos alimentan. 

Empezamos analizando las distintas fuentes de agua. Para ello, alumnos y alumnas de 4º ESO recogieron el agua de fuentes tanto potables como no potables, llenando 3 botes esterilizados de 100 ml cada uno y pasando una torunda por el grifo o por el caño por donde sale el agua. 

Recogimos, en total, 10 muestras de agua en diferentes localidades de la comarca.

Para llevar a cabo la siembra de las muestras de agua estuvimos en los laboratorios de los Institutos Universitarios De Investigación De La Universidad De Extremadura con la profesora María José Benito de la Escuela De Ingeniería Agrarias.

Filtramos el agua, despacio, utilizando jeringuillas esterilizadas y una vez filtrado un bote de 100 ml, esa agua se tiraba, para no ser confundidas con otras muestras. No se deben abrir los filtros durante el proceso.

Una vez terminada de filtrar el agua de un bote, retiramos el filtro y el papel de filtro que se encuentra en el interior, se coge cuidadosamente con las pinzas, previamente esterilizadas y se coloca en las placas Petri. 

Este proceso se repite con cada bote de agua y finalizado, se introducen las placas en la estufa de incubación durante 48 horas.
Con esta actividad, los alumnos tuvieron la oportunidad de conocer las instalaciones y materiales que se utilizan en un laboratorio de investigación de la Universidad de Extremadura.

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

En este gráfico observamos la relación entre la altura (m) y la temperatura (ºC) en el momento de subida del globo. Podemos comprobar que hasta los 12 kilómetros de altura la temperatura fue decreciendo llegando a casi -30ºC, sin embargo, a partir de este momento, cuanto más ascendemos mayor es la temperatura, alcanzando los 35ºC a los 31 kilómetros aproximadamente. 

Igual que con la presión, vamos a comparar nuestros datos de temperatura con la temperatura de la atmósfera ideal, y para ello, hemos elaborado el siguiente gráfico:

Como se puede observar en el gráfico, la línea naranja corresponde a la temperatura recogida por nuestro globo sonda, mientras que la línea azul es la temperatura de la atmósfera ideal. 

Podemos determinar que la temperatura registrada por nuestros sensores siempre es mayor que la temperatura ideal. Esto podría deberse a que nuestros sensores estaban protegidos por unos calientamanos, los cuales añadimos en la zona donde estaban nuestras sondas para evitar que dejaran de funcionar al enfrentarse a temperaturas muy bajas, de hasta  - 60ºC como cabía esperar.

 A pesar de esto, vemos que al principio la temperatura disminuye muy rápidamente (como así indican los modelos consultados sobre la temperatura en la atmósfera ideal) y que al final, vuelve a subir, en el momento en el que el globo empieza a entrar en la estratosfera (la cual comienza entre los 16-20 km en el sur de España). La subida de la temperatura a medida que se va aproximando a la estratosfera es debido a las reacciones de formación del ozono que se dan aquí y en las que se libera mucha energía.

MICROBIOLOGÍA EN EL SOTE: RECUENTO DE BACTERIAS

Siguiendo con nuestros proyectos microbiológicos, el alumnado de 4º ESO realizó el recuento de unidades formadoras de colonias (UFC) presentes en las placas PCA y BP. 

A continuación, utilizando la hoja de cálculo LibreOffice Calc, el alumnado de 3º y 4º ESO, en la asignatura de matemáticas, realizó diagramas de sectores para comprobar el porcentaje de bacterias por zonas de nuestro cuerpo. 

Estos fueron los resultados del medio PCA (bacterias genéricas):

Observando estos gráficos podemos destacar que el mayor porcentaje de bacterias en todos los sujetos, se encuentra en los pies, llegando en algunos sujetos al 90%. Destacamos que los sujetos 2 y 5 presentan un elevado porcentaje de bacterias en la boca, lo cual no es habitual en el resto de sujetos. Además, vemos que en el sujeto 5, una chica de Barcarrota, podemos apreciar una irregularidad en la cantidad de bacterias en la zona de la oreja, siendo la segunda zona más poblada. Y por último, los sujetos 2 y 6 tienen una cantidad elevada de unidades formadoras de colonias en las manos. Puede ser debido a un mal hábito de higiene o que ese día no se las lavaron adecuadamente.

De la misma manera, obtuvimos los gráficos de las ufc en el medio BP (estafilococos):

En estos gráficos podemos observar que el porcentaje más alto de estafilococos en todos los sujetos se encuentra en los pies, llegando en algunos casos a más de un 99%. 
Además, el sujeto 2 y 4 (chico y chica respectivamente) presentan el mismo porcentaje de bacterias en la nariz que en la boca (alrededor del 31%). Esto es algo normal, ya que son dos mucosas en la que los estafilococos viven fácilmente y además se encuentran comunicadas. 
Una de las cosas que más llama la atención es que el sujeto 5 (chica) tiene un alto porcentaje de estafilococos en la nariz y no en la boca (cercano al 50%). Esto significa que todavía no se ha producido una contaminación desde la nariz a la boca. 
Y por último, los dos primeros sujetos, los cuales son chicos, presentan un porcentaje del 11.2% y el 6.1% respectivamente, en las manos, lo que destaca respecto a los otros sujetos que en esa zona, el porcentaje de bacterias no llega al 1%.
Con esta actividad, los alumnos han visto cómo se puede aplicar la estadística para obtener resultados en un proyecto de investigación. 

MICROBIOLOGÍA EN EL SOTE: ANÁLISIS DE PLACAS PETRI CON CULTIVOS DE LAS SUPERFICIES Y OBSERVACIÓN AL MICROSCOPIO

Una vez tomadas las muestras de las superficies y hecha la siembra, esperamos unas 48 horas y podemos observar las placas Petri. 

Así, el alumnado de 4º ESO y 1º Bachillerato ha tenido la oportunidad de comprobar que existen una gran número de bacterias en las superficies con las que estamos en contacto. 

Especialmente preocupante el alto número de bacterias presente en la fuente de profesores.

También preocupa la presencia de enterobacterias en las placas correspondientes a las superficies del cuarto de baño (manilla, cisternas, etc.), lo que evidencia la necesidad de lavarse las manos siempre que se visita el baño. 

Al observar al microscopio las placas, destacamos que en la fuente de la sala de profesores hay bacilos gram negativos, al igual que en la cisterna del baño de los chicos, mientras que en la manilla de la puerta del baño de las chicas hay cocos gram positivos.  

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

Las características de la atmósfera son diferentes según la parte del mundo, por esa razón es necesario adoptar una atmósfera media de trabajo llamada Atmósfera Estándar Internacional o ISA (International Standard Atmosphere). En esta atmósfera el aire es considerado un gas perfecto y los valores de presión y temperatura están calculados y tabulados. Usando estas tablas hemos construido curvas que representan las variaciones estándar de ambos parámetros y las hemos comparados con los datos obtenidos por nuestras sondas.

En este gráfico, observamos la relación entre la altura (expresada en metros) y la presión (en milibares) en el momento de subida del globo. A medida que el globo va subiendo, es decir que adquiere mayor altura, la presión va disminuyendo, haciéndolo más rápidamente en los primeros metros. Esto se debe a que cuanto más asciende el globo, menos aire queda por encima de él  y el peso del aire es menor. Si nos fijamos, podemos ver que la máxima presión alcanzada por el globo es a los 463 metros (altura del lanzamiento del globo) y la mínima, a los 31.000 metros aproximadamente (máxima altura alcanzada por el globo).

A continuación, comparamos la presión que nosotros hemos obtenido, con la presión en la atmósfera ideal, que no es más que un módelo estándar de la atmósfera terrestre que nos permite obtener los valores ideales de presión, temperatura y densidad del aire en función de la altitud. 

Como se observa en el gráfico, la línea naranja es la presión calculada por el sensor de nuestro globo sonda y la línea azul es la presión de la atmósfera ideal. Podemos ver que los resultados obtenidos son muy acertados, ya que ambas presiones coinciden en la mayoría de los puntos.

De esta manera, hemos demostrado empíricamente las afirmaciones de los libros de texto. 

MICROBIOLOGÍA EN EL SOTE. TOMA DE MUESTRAS DE SUPERFICIES Y SIEMBRA

Siguiendo con nuestro estudio microbiológico,  los alumnos de 4º ESO realizaron recogidas de muestra de zonas con las que estamos en contacto y en las cuales sospechamos que puede haber más bacterias.
Las zonas seleccionadas fueron:
1. Barandilla de la escalera principal
2. Teclado del ordenador
3. Mesa
4. Pantalla del móvil
5. Interruptor
6. Grifo del dispensador de agua
7. Cisterna del baño
8. Cerrojo del baño
9. Grifo del baño.

Para recoger las muestras también utilizamos torundas mojadas en agua de peptona para posteriormente hacer la siembra en la placa. Realizamos una única siembra en medios PCA, VRBG y VRBL.