Uso de residuos como herramienta para la educación ambiental y la enseñanza de la química

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DOI: 10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/quimica-es/uso-de-residuos
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ARTIGO ORIGINAL

MIRANDA, Igor de Sousa [1], SANTOS, Cleidison da Silva [2], MENDES, Manoel Henrique de Souza [3], MIRANDA, Adriele Mayara Soares [4]

MIRANDA, Igor de Sousa. Et al. Uso de residuos como herramienta para la educación ambiental y la enseñanza de la química. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. año 04, Ed. 07, Vol. 10, págs. 70-86. Julio de 2019. ISSN: 2448-0959, Enlace de acceso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/quimica-es/uso-de-residuos, DOI: 10.32749nucleodoconhecimento.com.br/quimica-es/uso-de-residuos

RESUMEN

El objetivo principal de este trabajo es producir yeso y pintura ecológica con residuos de cáscaras de huevo. Además, sabemos que la reutilización de estos residuos tiene como objetivo obtener nuevos materiales, por lo que se convierte en una herramienta indispensable para los estudiantes en la reflexión sobre temas ambientales en su propia comunidad. Esto despierta en el niño una mayor capacidad para evaluar la importancia de preservar el medio ambiente para la salud de la sociedad a la que se inserta. Cada desarrollo del estudio gira en torno a la conciencia del medio ambiente y la enseñanza de la química como herramienta estimulante. Para ello, se organizó un programa de actividades con todos los estudiantes de 2o grado del instituto en el campus IFPA de Óbidos-PA. Elaboramos el proyecto con la comunidad y las colecciones se llevaron a cabo durante un período de una semana, siendo comparada la cantidad de basura producida por las residencias y puntos comerciales. Los residuos de cáscara de huevo fueron tratados y utilizados como materia prima para la producción de yeso y pintura ecológica. La comunidad tuvo la oportunidad de participar en la semana ambiental producida por la IFPA, donde se demostraron los resultados del trabajo de los estudiantes. El resultado final del trabajo fue satisfactorio, porque se logró el objetivo de producir materiales industriales mediante el uso de cáscaras de huevo como propuesta para enseñar educación ambiental y química. Los resultados en las evaluaciones escritas mostraron que el concepto de contenido fue efectivamente fijado y entendido por los estudiantes, por lo que el aprendizaje fue más significativo ya que estimuló la creatividad entre los estudiantes y la investigación como una herramienta para el aprendizaje de la química y la formación del ciudadano con conciencia ambiental y social.

Palabras clave: Educación Ambiental, Yeso, Pintura Ecológica, Química, Experimentación.

1. INTRODUCCIÓN

Los Parámetros Curriculares Nacionales (PCN) de la química de la escuela secundaria básicamente establecen una relación común entre las ciencias que conforman el área, esta relación consiste en la investigación de la naturaleza y el desarrollo tecnológico como parámetro que la escuela debe compartir y articular como un lenguaje común que crea una cultura científica capaz de producir un conocimiento escolar relacionado con conceptos de la vida cotidiana y el universo cultural de esta ciencia.

A pesar de que hay estos parámetros que guían cómo articular un contenido dentro de la disciplina de la química, las dificultades de la relación entre la enseñanza y el aprendizaje de la química se han convertido en el tema de debate hoy en día, porque la mayoría de los estudiantes no pueden relacionar los contenidos enseñados con su vida diaria (PAZ, et al. 2010).

Siguiendo la idea común de que se basa la educación, que es la formación de ciudadanos con conciencia social y ambiental, podemos destacar la ciencia química y la educación ambiental como herramientas estimulantes para concienciar sobre los problemas ambientales, formando en este contexto a ciudadanos con mayor conciencia ambiental y social.

Según SANTOS, et al (2011) el aprendizaje de la química como instrumento para la educación ambiental puede transformar la enseñanza en un proceso de valorización permanente de las diversas formas de conocimiento con el objetivo de formar un ciudadano que tenga conciencia local y planetaria. En este contexto, el autor propuso utilizar la basura y el reciclaje como tema motivador para abordar el contenido químico relacionado con algunas cuestiones sociales y ambientales. Siguiendo este tema, el contenido transmitido proporcionó al estudiante una percepción científica y crítica del problema presentado, haciendo que el aprendizaje sea más dinámico y significativo.

Durante la investigación, los estudiantes seleccionaron un problema ambiental que ha ido aumentando en los últimos años, que también se trabajó como tema motivador para la enseñanza de la ciencia, este tema, relacionado con la industrialización y el aumento del consumo de huevos en todo el mundo, porque como resultado, el número de residuos de cáscaras de huevo ha aumentado significativamente en los últimos años. Según FREIRE et al. (2006) sólo en Brasil, se generan aproximadamente 120.000 toneladas de cáscara de huevo al año, la mayoría de las cuales se vierte indebidamente en el medio ambiente, contribuyendo así al aumento de los impactos ambientales.

Teniendo en cuenta este problema, varios autores han estado estudiando la composición de los residuos de cáscara de huevo y varias formas de reutilizarlos como una fuente de materia prima para las industrias. (2008), al realizar un estudio sobre la cáscara de huevo, se observó a través de los análisis de diphratograma de rayos X que este residuo está compuesto predominantemente de carbonato de calcio, un componente esencial en la formulación de silicato de calcio y la principal fuente para la producción industrial de óxido de calcio. El mismo autor también menciona que, a través de análisis termogravimétricos, fue posible predecir que el carbonato de calcio presente en la cáscara del huevo se descompone en óxido de calcio básicamente a una temperatura igual o superior a 800oC.

Según VIEIRA (2004), el polvo de carbonato de calcio, obtenido de la cáscara de huevo, puede actuar como un agente en la eliminación de metales pesados en medio acuoso, y RODRIGUES et al. (2015) presentó la posibilidad de reutilar cáscara de huevo como fuente de CaCO3 y CaO, especialmente en la industria farmacéutica que podría producir medicamentos para las personas que tienen problemas de salud relacionados con la falta de calcio en el cuerpo. Otra posibilidad también mencionada es la aplicación de estos residuos en huertos o tierras destinadas al cultivo de plantaciones, con el objetivo de corregir el pH de suelos muy ácidos.

Según SOARES (2005), mezclando carbonato de calcio con ácido sulfúrico en proporciones debidas, es posible obtener sulfato de calcio, que es el principal componente del yeso, ampliamente utilizado en el campo de la medicina y la artesanía. A pesar de la abundancia de materias primas para la fabricación de yeso en las industrias, la idea de la reutilización de residuos como propuesta para la producción de este material se convierte en una alternativa significativamente atractiva, ya que una de las causas de discusión entre los gestores y la sociedad son la generación y eliminación final de residuos, por lo que el uso de cáscaras de huevo significa una reducción en la eliminación de estos residuos con altos contaminantes en vertederos.

El óxido de calcio, que puede ser generado por la calcinación de residuos de cáscara de huevo, es un sólido blanco, bajo soluble en agua a temperatura ambiente y genera soluciones con alta alcalinidad, pH alrededor de 12.8. El llamado agua de cal es una solución saturada de óxido de calcio. En la industria de la pintura CaO se utiliza principalmente en la producción de pintura de cal, generalmente utilizado para la pintura, también conocido como whitefall, se ha utilizado desde la antiguedad para corregir las imperfecciones de la pared (MORAES et al, 2015). El uso de pinturas de cal de la CaO producidas por la calcinación de residuos de cáscara de huevo podría garantizar productos más baratos y procesos químicos más seguros y ambientalmente más limpios (GIULIO, 2007).

De acuerdo con todo lo que ha sido expuesto, la idea de relacionar la enseñanza de áreas de la química con la educación ambiental se vuelve bastante atractiva, ya que esta aproximación de problemas relacionados con la eliminación inadecuada de residuos y la reutilización de residuos con el fin de obtener nuevos materiales termina proporcionando a los estudiantes, que siguen el proyecto, la posibilidad de reflexionar sobre cuestiones ambientales en su propia comunidad , despertar en el niño una mayor capacidad para evaluar la importancia de preservar el medio ambiente para la salud de la sociedad a la que está insertado. Todos los conocimientos adquiridos en la escuela también pueden alimentar la idea de que el estudiante puede cambiar la realidad de su comunidad de una manera positiva. La producción de materiales a partir de residuos de cáscara de huevo también puede proporcionar al estudiante y a la comunidad una oportunidad para nuevas formas de empresa y el desarrollo de tecnologías ambientales más limpias.

El trabajo en la producción de materiales a partir de residuos de cáscara de huevo se desarrolló en el campus Óbidos-PA del Instituto Federal de Pará (IFPA). El objetivo principal del trabajo era proporcionar a los estudiantes la oportunidad de discutir cuestiones ambientales utilizando la química como una herramienta para reutilizar los desechos vertidos de manera inadecuada y desordenada en la naturaleza, minimizando así muchos impactos ambientales generados por la eliminación inadecuada de materiales que pueden ser útiles como producto reciclado.

En un panorama pedagógico, las actividades desarrolladas en el trabajo pueden surgir como una herramienta que permite el aprendizaje de conceptos químicos de forma contextualizada y relacionada con el tema de la educación ambiental, proporcionando así una base teórica y práctica para que el estudiante pueda desarrollar conceptos críticos y científicos sobre el tema involucrado en el proyecto.

Los principales conceptos trabajados durante el desarrollo de la investigación fueron: medio ambiente y contaminación ambiental, soluciones químicas, estocametría, reacciones químicas, equilibrio químico, termoquímica, educación ambiental y desarrollo sostenible. Como gran parte del contenido presentado se insertó en el currículo de las clases de 2o año, estos fueron seleccionados para la preparación de la investigación, sumando un total de 3 clases con aproximadamente 40 estudiantes en cada una.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

Toda la elaboración del trabajo se desarrolló con el foco principal de la conciencia del medio ambiente y la enseñanza de la química como herramienta estimulante para la producción de tecnologías que ayudan a asegurar la reducción de los residuos de basura en la naturaleza. Para ello, se organizó un programa de actividades con todos los alumnos del 2o grado de bachillerato del instituto en el campus ifPA de la ciudad de Abidos-PA, ya que son capaces de formar profesionales directamente relacionados con el área ambiental.

En primer lugar, para iniciar las actividades, se elaboró una encuesta de información, en la que se alentó a los estudiantes a investigar sobre diversas cuestiones relacionadas con el medio ambiente, incluidas las leyes y tecnologías existentes para el reciclado de materiales. Para ello, se formaron equipos, en cada clase, compuestos por 5 individuos, el propósito de la investigación era recopilar tanta información como fuera posible sobre el tema, y de esta manera fue posible trazar una relación entre el estudio de la química y el medio ambiente. A través de la encuesta, todos los equipos presentaron un tema relacionado con la química y el medio ambiente, estos temas fueron puestos a votación por las clases. Los estudiantes de todas las clases eligieron y crearon un tema común, llamado por los propios estudiantes: “Uso de residuos de cáscara de pollo como propuesta para la producción de productos industriales a bajo costo”. A partir de este tema se elaboró un proyecto pedagógico que debería satisfacer las necesidades de las clases teóricas y prácticas relacionadas con la química y el tema ambiental elegido.

2.1 PROYECTO DIDACTICO-PEDAGÓGICO

Uso de residuos de cáscara de pollo como propuesta para la producción de productos industriales de bajo costo

2.1.1 OBJETIVO GENERAL

Utilice los procesos de reutilización de desechos químicos como herramienta para enseñar química y educación ambiental.

2.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

  • Animar al estudiante a entender los conceptos básicos de la química que están relacionados con el proceso de reutilización de los residuos de cáscara de huevo;
  • Promover la conciencia ambiental entre la escuela y la sociedad;
  • Producir una pintura ecológica y yeso utilizando como materia prima residuos de cáscara de huevo de pollo;
  • Producción y análisis del rendimiento del óxido de calcio, producido a través de la calcinación de residuos de huevos lavados;
  • Producción y análisis del rendimiento del sulfato de calcio, producido a través de la reacción del ácido sulfúrico y la cáscara de huevo triturado y lavado;
  • Utilizar los conocimientos utilizados en el trabajo para estimular el aprendizaje de disciplinas básicas, que están relacionadas con la educación ambiental, en los diversos cursos ofrecidos por el instituto.
  • Utilice conceptos básicos de química para promover la educación ambiental.

2.1.3 CONTENIDO

  • Educación Ambiental
  • Soluciones químicas
  • Cinética química
  • Stochiometría
  • Reacciones químicas

Clases: Todos los grados del segundo año técnico integrado en la escuela secundaria

Tiempo estimado: 3 meses

Material requerido:

  • Bequer
  • Invernadero
  • Alcohol 70%
  • Blanqueador
  • Agua destilada
  • Agitador magnético
  • Acido sulfúrico
  • Pegamento PVA
  • Mufla
  • Escala
  • Ver vidrio
  • Licuadora
  • Cáscaras de huevo trituradas

2.1.4 DESARROLLO

El desarrollo del trabajo se elaboró en 3 etapas. En la primera etapa, buscamos realizar un estudio teórico sobre los temas relacionados con el tema elegido por los estudiantes y la química ambiental; la segunda etapa consistió en el método de preparación de materiales mediante el uso de residuos de cáscara de huevo; y la última etapa fue la evaluación con el objetivo de verificar el aprendizaje de los estudiantes. Cada paso se describe a continuación:

  • Paso 1: En este primer momento se plantearán varias cuestiones relacionadas con el medio ambiente y los residuos urbanos, animando a los estudiantes a reflexionar sobre los impactos ambientales y las leyes elaboradas por los gestores públicos en el municipio y en el planeta. Después del debate y la investigación realizada por los estudiantes, se impartirán clases de química relacionando el tema seleccionado con la disciplina, mostrando al estudiante la importancia del conocimiento de la química para promover la gestión de residuos y la producción de materiales que ayuden a reducir los impactos ambientales regionales y planetarios. El objetivo final de esta etapa será desarrollar en el alumno un espíritu crítico, científico y social en todas las cuestiones relacionadas con el medio ambiente.
  • Paso 2: En este paso, los estudiantes serán divididos en grupos y se les animará a catalogar la cantidad de basura y residuos de huevos de pollo que se pueden recoger en sus hogares y en los puntos de comida cerca de sus hogares con el fin de ser utilizados como materia prima en el funcionamiento de la obra. Para fomentar la recolección, los grupos deben distribuirse en establecimientos y hogares, folletos que hablan de conciencia ambiental. Durante la entrega de los folletos, cada grupo también hará una presentación oral sobre el trabajo y su importancia en la comunidad. Además de los folletos, también se distribuirán en la comunidad recipientes para recoger cáscaras de huevo. Después de la recolección, los estudiantes serán llevados al laboratorio para fabricar los materiales a partir de residuos de la cáscara de huevo de pollo de acuerdo con el protocolo elaborado.
  • Preparación y limpieza de residuos

Para la preparación y limpieza de residuos de cáscara de huevo, el material se lavará primero con lejía. Después de lavar las cáscaras, el material se secará en un invernadero con una temperatura de 80 oC, durante el proceso de secado el material debe estar confinado en el horno durante 24 horas. Después de estos procedimientos, serán retirados de la membrana interna de la cáscara de huevo, seguido de la molienda de la cáscara. Al final del proceso, el material se sopesará en equilibrio analítico y los datos se almacenarán para nuevas comparaciones en los análisis de rendimiento (RODRIGUES, 2017).

  • Producción de óxido de calcio

Para la producción de óxido de calcio, las cáscaras de huevo trituradas y limpiadas se someterán al proceso de calcinación en muléteo durante un tiempo de 1h a una temperatura de 800oC.

  • Obtención de sulfato de calcio (Yeso)

Para obtener sulfato de calcio, primero una cantidad de 200 g de cáscara de huevo previamente tratada y triturada se separará en un vaso de precipitados. Luego, en la muestra, se añadirán 280 ml de 8 molares de solución de ácido sulfúrico, que estarán bajo agitación constante en agitación magnética durante un tiempo de 30 minutos. Una vez finalizado el tiempo de reacción, el material resultante se filtrará y se tomará para su secado en un horno regulado a 105oC durante un tiempo de 24 horas.

  • Preparación de tinta

Para preparar la pintura, se mezclarán 200 g de óxido de calcio a partir de la cáscara de huevo y 400 ml de agua en un recipiente. La mezcla se agitará durante 10 minutos y se dejará reposar durante otros 10 minutos. Posteriormente, en la solución se debe añadir 100 ml de pegamento PVA, la mezcla se agitará de nuevo y se tomará para su prueba.

  • Paso 3: Una vez formado el producto final, se volverán a plantear las cuestiones relacionadas con la educación ambiental, el papel social de cada persona como ciudadano y cómo podemos aplicar el conocimiento científico como herramienta para reducir los impactos ambientales en una sociedad. Esta etapa final tiene básicamente dos momentos de evaluación, el primero consiste en observar el desarrollo de cada equipo, analizando el rendimiento y la ingeniosidad de los alumnos en la presentación y explicación del trabajo durante sus presentaciones en el evento de la Semana del Medio Ambiente ofrecido por ifpa campus Abidos-PA. En el segundo momento de esta etapa, se transmitirá una evaluación teórica a cada alumno individualmente, donde el contenido principal se basará en las etapas prácticas de preparación del proyecto y su relación con los temas de la química como: Stochiometría, Soluciones Químicas, Reacciones Químicas y Cinética Química.

2.1.5 PRODUCTO FINAL

  • Seminarios, en la escuela y en la comunidad, presentando los problemas y posibles soluciones a la basura;
  • Una muestra presentada en la Semana del Medio Ambiente, mostrando a toda la comunidad la producción de pintura ecológica y yeso como materiales industriales obtenidos mediante el uso de residuos de la cáscara de huevo de pollos.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la etapa de recogida de residuos, los estudiantes realizaron inicialmente un estudio sobre la cantidad de residuos generados en los hogares y en los puntos comerciales cercanos a sus hogares. El resultado fue que cada residencia producía aproximadamente 600 g de basura al día, de los cuales 24 g eran residuos de cáscara de huevo, y los establecimientos comerciales (restaurantes y bares de aperitivos) generaban aproximadamente 4Kg de basura por día, de los cuales unos 800g eran residuos de cáscara de huevo. Los resultados de la recogida total realizada por los alumnos durante una semana se recogieron en el Cuadro 1, en la tabla podemos observar que la cantidad de basura producida por un establecimiento comercial equivale aproximadamente a una cantidad de basura producida durante 7 días de residencia, en este sentido las políticas públicas relacionadas con la recogida selectiva, podrían iniciar los incentivos para la recogida con los restaurantes y cafeterías del municipio. Según la encuesta, el 100% de la población, que participó en el trabajo, no seleccionó la basura, y el material orgánico se mezcló con todo tipo de material reciclable o no. En esta etapa, podemos observar que aunque los medios de comunicación llevan a cabo una campaña sobre la importancia de separar la basura, muchos residentes no tienen hábito en separar la basura, la mayoría de los ciudadanos afirman que los agentes de recolección no hacen distinción de la basura e incluso el residente que ha separado la basura, al final todo se mezcla dentro del camión de recogida , y no hay ningún incentivo para la recolección selectiva por parte de la ciudad.

Tabla 1. Cantidad de residuos y residuos de cáscara de huevo producidos por cada residencia y por cada establecimiento comercial.

Sitio de recogida Cantidad media de residuos producidos en 7 días Cantidad media de residuos de cáscara de huevo producidos en 7 días
Residencia 4,8 kg 1,5 kg
Restaurante y/o bares 28 kg 5,4 kg

Fuente: Autor

Después de la etapa de recopilación de información, se seleccionaron 24 puntos para la recolección, 12 residenciales y 12 comerciales. Cada grupo fue responsable de recoger y explicar la importancia de la recogida en los puntos seleccionados, por lo que las presentaciones se hicieron utilizando el folleto titulado: “Medio ambiente – El problema de la basura”.

Figura 1. Logotipo para el evento de la semana del entorno y la imagen de los grupos divididos para la elaboración del proyecto.

( Fuente: Autor

)

Durante toda la presentación de los estudiantes en las residencias y puntos comerciales, se transmitió información sobre la educación ambiental y los problemas ambientales causados por la eliminación inadecuada de basura, además, se distribuyeron recipientes de plástico en la comunidad para la separación y posterior recogida de cáscaras de huevo de pollo. Tanto los residentes como los empleados de los establecimientos comerciales, propusieron participar en el trabajo y monitorear el resultado del proceso durante la reunión ambiental que tendría lugar durante el evento de la semana del medio ambiente del campus de la IFPA, Óbidos-PA. Los resultados del proceso de reutilización también sirvieron como una herramienta de disección y alentador para la participación de los padres y la comunidad en el evento sobre el medio ambiente ofrecido por la IFPA en asociación con la Universidad Federal de Pará Occidental (UFOPA). En el evento, los estudiantes presentaron los resultados y explicaron el proceso que muestra cada etapa para la producción de pintura ecológica y yeso, y una pequeña cantidad del material producido se distribuyó entre los oyentes. En este momento, el profesor también participó en el evento y evaluó la presentación de los grupos en el trabajo. Se observó que todos los estudiantes participaron durante la explicación del proyecto y también que todos explicaron correctamente los procesos químicos y físicos, demostrando que la recopilación de datos realizada por los grupos realmente servía como un instrumento para el aprendizaje de la química y la educación ambiental.

Figura 2. Imagen de los grupos separando el material recogido y limpiando las cáscaras de huevo trituradas.

(Fuente: Autor)

PAZ y colaboradores (2010) analizaron el proceso de enseñanza-aprendizaje de la química del 2o grado de bachillerato en algunas escuelas públicas. Los datos recogidos por los autores mostraron que aproximadamente el 70% de los alumnos de esta serie tienen grandes dificultades para aprender la disciplina porque tienen problemas relacionados con los cálculos, y todavía aproximadamente el 30% tienen problemas relacionados con la falta de clases prácticas. Según los autores, la metodología utilizada por el profesor es una razón notable para ello, ya que termina haciendo hincapié en la memorización de fórmulas, y por lo tanto, se priorizan los cálculos y se devalúa la experimentación y construcción del conocimiento científico, haciendo que los estudiantes tengan grandes dificultades para aprender la disciplina en esta etapa.

Siguiendo la realidad y el problema relacionado con los cálculos químicos, durante el trabajo siempre se animó a los estudiantes a realizar todos los cálculos a través de observaciones y experimentos, por ejemplo, para la producción de óxido de calcio fue observado por cada grupo que en promedio 1Kg de residuo de la cáscara de huevo triturado, producido, después del proceso de calcinación, alrededor de 480g de material (óxido de calcio) , con estos resultados, los estudiantes encontraron el rendimiento de la reacción a través de la relación estoquiométrica entre CaCO3 y CaO según la ecuación 1:

CaCO3(s) Δ CaO(s) + CO2 (g) Ecuación (1)

(Peso molecular CaCO3: 100g) (Peso molecular CaO: 56g)

Teórica: (1kg CaCO3) (560g CaO)

Experimental: (cáscara de huevo triturada: 1Kg) (Material producido: 480g)

Teóricamente y sin tener en cuenta la pureza del material, con aproximadamente 1Kg de residuos de cáscara de huevo (básicamente compuesto de CaCO3) sería posible obtener aproximadamente 560g de material calcinado (compuesto básicamente de CaO). A través de la información y los resultados encontrados en el experimento, los estudiantes demostraron que esta reacción tuvo un rendimiento de aproximadamente el 86%.

En la producción de yeso a partir del residuo de la cáscara de huevo triturado, primero los grupos tuvieron que calcular la cantidad de ácido sulfúrico necesario para preparar 300 ml de una solución con 8 molares de concentración. Con los resultados obtenidos, el técnico de laboratorio del instituto que maneja todo el procedimiento y los estudiantes tuvieron la oportunidad de seguir todo el proceso de producción de la solución, debido a problemas de seguridad y falta de material de protección personal para los estudiantes, esta etapa fue limitada sólo en la observación. El objetivo de esta actividad era básicamente demostrar la producción de soluciones químicas en el laboratorio. Después de la producción de la solución, la mezcla se hizo entre el residuo de cáscara de huevo y la solución, en este proceso los estudiantes no fueron proporcionados a la reacción involucrada y cada grupo tuvo que escribir la posible ecuación entre la mezcla compuesta básicamente de CaCO3 (residuo triturado) y H2SO4 (Solución ácida). Todos los grupos fueron capaces de encontrar correctamente la ecuación involucrada en el proceso y también la balancearon correctamente como se muestra a continuación (ecuación 2):

CaCO3(s) + H2SO4(aq) CaSO4(s) + H2O(l) + CO2(g) Ecuación (2)

Durante la etapa de producción del material, fue posible observar que prácticamente todos los estudiantes querían participar en el proyecto, esto demuestra que la experimentación juega un papel muy importante en la construcción y el fomento del conocimiento para la disciplina química. El déficit de atención durante las explicaciones de cada parte del contenido era mínimo y la gran dificultad de la relación de los cálculos matemáticos con la disciplina era baja. Se observó durante el trabajo que la mayoría de los estudiantes tenían conocimientos básicos de matemáticas, pero una gran dificultad en la aplicación de las ecuaciones en un problema de química. Fue evidente, durante el progreso de la investigación, que con la observación y la experimentación se vuelve mucho más práctico y fácil para el estudiante aplicar los cálculos para un propósito adecuado en un experimento de laboratorio, de esta manera la disciplina básicamente no se restringe sólo en ecuaciones y cálculos decorativos y poco atractivo.

Muchos autores fortalecen la idea del mejor aprendizaje en química obtenido a través de la experimentación, por ejemplo, SILVA JÚNIOR  (2016) expone una reflexión sobre la experimentación en la enseñanza de la química. Para el autor, el uso de la experimentación permite al estudiante experimentar situaciones reales que se presentan en los conceptos de química, y por lo tanto el estudiante tiende a participar más en la clase y al mismo tiempo le permite relacionar la teoría con la práctica. El autor añade que las actividades prácticas en química tienen como objetivo desarrollar a los estudiantes de manera más efectiva en el proceso de aprendizaje, por lo que es necesario crear nuevas formas que promuevan la enseñanza química de forma investigativa y motiven a los estudiantes a aprender a elaborar hipótesis, recopilar y analizar datos y estructurar sus propias conclusiones para aplicarlas en la sociedad de la que forman parte.

SILVA (2016) admite que los procesos de aprendizaje de contenido conceptual y procedimental se enriquecen a través de actividades de investigación, este tipo de actividades, independientemente del entorno donde se realizan, proporcionan y promueven un papel más activo para los estudiantes en el desarrollo de clases, por lo que la construcción del conocimiento es mucho mayor a través de observaciones e investigaciones en comparación con una clase puramente teórica.

En el trabajo desarrollado, aproximadamente el 90% de todos los estudiantes involucrados pudieron obtener una puntuación superior o igual a la media escolar en la evaluación escrita (teórica). Esto demuestra que el uso de recursos didáctico-pedagógicos involucrados en las actividades influyó y motivó el proceso de enseñanza-aprendizaje, ya que el uso de la química como herramienta para la producción de materiales estimuló la práctica y la experimentación científica de los contenidos involucrados en las actividades. La evaluación se dividió en 15 preguntas de tesis, 5 sobre el medio ambiente y 10 sobre química que cubren el contenido de la solución química, la cinética química, la estocametría y las reacciones químicas. El objetivo principal de esta etapa de evaluación era observar si había fijación de la parte teórica de la asignatura por los estudiantes, ya que la gran mayoría tuvo éxito durante la evaluación escrita, se concluye que el uso de los recursos pedagógicos utilizados sirvió como herramienta para enseñar la disciplina. Después del trabajo, el promedio total en términos de calificación estudiantil en la disciplina con las relaciones de años anteriores, prácticamente aumentó en un 80% y el número de estudiantes retenidos para la recuperación alcanzó aproximadamente cero.

4. CONCLUSIÓN

El trabajo y el estudio de la información realizado por los estudiantes sirvieron como un instrumento estimulante para la búsqueda de conocimientos relacionados con el medio ambiente, alentó la investigación sobre el problema de la basura, desarrollando en los estudiantes una visión crítica sobre cómo vive la sociedad actual y cuánto está efectivamente preocupado cada ser humano por este tema.

Los datos encontrados por los estudiantes en el experimento de fabricación de materiales por el uso de residuos de cáscara de huevo de pollo se presentaron como un excelente método para motivar el aprendizaje de la enseñanza de la química. La idea de demostrar la importancia y el propósito del uso de cálculos matemáticos en la fabricación de materiales generó una disminución en las altas tasas de dificultad de los estudiantes al relacionar el uso de cálculos con la química. Lo que pudo haber contribuido a este éxito fue utilizar los cálculos para un propósito práctico, mostrando al estudiante que las fórmulas utilizadas también forman parte del experimento, y por lo tanto los cálculos tienen una objetividad, ya que son esenciales para iniciar y terminar el experimento.

El uso del proyecto también terminó fomentando la participación de la comunidad en el evento de la semana ambiental ofrecida por IFPA, ya que durante la presentación de la obra, muchos residentes tuvieron la oportunidad de exponer cómo participaron para la ejecución del proyecto y cómo el proyecto influyó en el punto de vista de cada residente en el tema del medio ambiente y el tema de los residuos urbanos.

El resultado final del trabajo fue satisfactorio, porque se logró el objetivo de producir materiales industriales mediante el uso de cáscaras de huevo como propuesta para enseñar educación ambiental y química. Los resultados en las evaluaciones escritas mostraron que el concepto de contenido fue efectivamente fijado y entendido por los estudiantes, por lo que el aprendizaje fue más significativo ya que estimuló la creatividad entre los estudiantes y la investigación como una herramienta para el aprendizaje de la química y la formación del ciudadano con conciencia ambiental y social.

Aunque el trabajo ha ayudado a sensibilizar a una parte de la comunidad y a los estudiantes, se debe producir un nuevo trabajo sobre educación ambiental y, al mismo tiempo, utilizarse para la formación ciudadana y el aprendizaje científico en su conjunto.

5. REFERENCIAS

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[1] Máster en Química por la Universidad Federal de Pará.

[2] Estudiante de doctorado en Educación: Universidad Nacional de Rosario.

[3] Licenciado en Química por la Universidad Federal de Pará.

[4] Máster en Biociencias por la Universidad Federal de Pará Occidental.

Enviado: Julio, 2019.

Aprobado: Julio de 2019.

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