Este post explora algunas de las propiedades del espacio y como estas afectan a los astronautas que están viviendo y trabajando en el espacio. El post incluye una lectura básica sobre las propiedades del espacio y actividades “hands-on” para simular lo que es vivir en el espacio en un vestido espacial.
Objetivos
- describir las propiedades i efectos biológicos del vacío y la gravedad 0 en el cuerpo humano
- describir como los astronautas son capaces de protegerse a ellos mismos del áspero medio físico del espacio
Actividades
- A1. Demostraciones del vacío (Material: lata de cola, pinzad de metal, fuente de calor – quemador pequeño/antorcha -; bañera de agua fría)
- A2. Sangre hirviendo y la soda (Material: botellas selladas de cola o soda carbonada; vasos transparentes)
- A3. Creciendo algo más (Material: 2 tarros de comida para bebés; 2 tarros mas grandes de 1 litro o lo suficientemente grande para que quepan los tarros de bebés; 2 globos redondos; tijeras
- A4. Simulando un traje espacial (Material: tinas de plástica; monedas; tuercas y tornillos; destornilladores; guantes de goma gruesos)
Motivación
Las ciencias del espacio no tratan solo de investigación sobre planetas y viajes. Es un campo muy diverso que incluye la física, química, biología, fisiología, ingeniería, matemáticas, salud y nutrición. Muchos trabajos de echo requieren diferentes tipos de conocimientos. En la clase que se propone se podrán explorar cuales són los efectos del entorno de los astronautas sobre su salud i bienestar; algo que no se piensa de forma inmediata cuando pensamos en este trabajo.
Ahora que los estudiantes han revisado algunos de las leyes de la física (mirar posts anteriores) y como estas afectan al viaje espacial, cuales son las otras propiedades del espacio que lo hacen una frontera? El entorno del espacio es completamente diferente del de la Tierra y entender este entorno nos puede decir como los astronautas se pueden preparar para sus misiones. En la clase que se propone se focalizará en como los astronautas viven i sobre viven en el espacio.
A1. Demostraciones del vacío
Empiece preguntando a los estudiantes porque creen que los astronautas necesitan protección del espacio.
Pregúnteles si saben que es el vacío. El vacío es la ausencia de aire, o cualquier otro gas. Es nada, El espacio no contiene aire, como puede esto afectar a los humanos? Reparta los estudiantes en dos grupos i hágalos debatir como creen ellos que seria vivir en un entorno sin aire. Otra manera interesante de hacer la pregunta es “puede nada hacerte daño”?
Esta actividad muestra el poder del vacío, enseña a los niños como la diferencia en la presión del aire puede hacer cosas:
- prepare una cubo con agua fría
- Ponga 2-3 cucharadas de agua en la lata
- Con el calentador, caliente la lata y el agua
- Con unas pinzas metálicas, invierta la lata caliente y sujétela sobre el agua.
- La lata se colapsará
Mientras esta realizando la demostración, pregunte a los estudiantes que le pasará a la lata. Cuando el tiempo se calienta y condensa rápidamente, forma un pequeño vacío. Cuando invierte la lata caliente en el agua, la lata se machaca automáticamente. Porque? La presión del aire de arriba de la lata (millones y millones de aire sobre nuestra atmosfera) presiona abajo contra el vacó. Pasa muy rápido y es casi instantáneo. Enséñeles que esto puede pasar a grandes escalas mostrándoles una foto de un tanque machacado del mismo modo. Los trabajadores olvidaron dejar enfriar el tanque después de limpiarlo con agua caliente y se formo el vacío. Cuando sellaron el tanque, este se aplastó.
Después de la lluvia de ideas, describa a los estudiantes que pasa en el vació. Muestre algunos videos de que pasa cuando determinados objetos se exponen al vació y pregunte antes a los estudiantes que creen que pasará. (un globo crecerá para llenar el vacío a proporción, el agua hervirá si el vació es suficientemente bueno etc..). Si no se puede hacer el experimento coja diferentes videos de youtube y pregunte a los estudiantes.
Si lo desea puede construir su propia maquina de vacío siguiendo las instrucciones del siguiente video y mostrar los experimentos con ella.
A2. Sangre hirviendo y la soda
Porque los astronautas deben de llevar un traje espacial? Hay algunas razones y una de ellas es porque en el vació no hay presión en contra del cuerpo humano. La presión es necesaria porque ayuda a los líquidos de nuestro cuerpo a cambiar a vapor. En otras palabras, si no hay aire, nuestros fluidos corporales corren el riesgo de hervir, tal i como el agua cambia a vapor.
Una forma fácil de demostrar este concepto es hacer un experimento rápido con la soda.
- Haga tres equipos
- Delante de cada equipo ponga una botella de soda y dígales que no la abran hasta que se lo diga
- Haga que cada estudiante haga observaciones sobre el liquido. Color, sea cual sea
- Cada estudiante debe poner un poco de soda en sus tazas y hacer un sorbo
- Los estudiantes deben escribir lo que notaron sobre el gusto y que sintieron con la soda
- Deje que la soda este en el baso por 5 minutes, sin que nade la toque
- Deje que los estudiantes sorban otra vez la soda y anoten sus observaciones especialmente como de gaseosa es.
- Pregunte a los estudiantes sobre sus resultados.
Lo que esta pasando: Los estudiantes deben de notar algún tipo de cambio en como se siente el carbonato de la soda. Deben también haberse dado cuenta de que cuando primera probaron la soda, era muy gaseosa y eventualmente las burbujas desaparecieron. Este fenómeno es análogo a como la sangre en el cuerpo humano seria si no se llevara un traje espacial. Explique que cuando la soda es embotellada, se hace sobre gran presión, y el dióxido de carbono se disuelve en la soda. Cuando miramos a la botella de soda, no podemos ver las burbujas. Cuando la botella se abre la presión baja y el gas sale de la botella. Probar la soda después de 5 minutes, también nos enseña que esta es menos gaseosa e indica que una parte del gas ha desaparecido en el aire. De forma similar, explicar que el cuerpo humano en la tierra, la presión del aire hace que el oxígeno se mantenga en la sangre. Cuando la presión se va en el espacio, el oxígeno se escapa y puede matar a los humanos.
Como puede ayudar un traje espacial? El traje espacial mantiene una presión constante dentro. Esto hace que el oxígeno se mantenga en el sistema. Sin el vestido el oxígeno podría “hervir” fuera de la sangre rompiendo las venas. Esto es el porque un traje espacial es tan importante!
A3. Creciendo algo más
Explicar a los estudiantes que en el espacio, donde no hay la presión del aire y mucha menos gravedad (normalmente llamado gravedad 0 no obstante la gravedad es siempre presente), otro efecto en el cuerpo humano es que la gente crece y es mas alta. Como la gravedad no empuja la columna vertebral, los discos entre las vertebras se expanden haciendo que la gente sea mas alta. El siguiente experimento sirva para ilustrar tal efecto:
- Corte el cuello de uno de los globos
- Ponga el globo tapando la entrada del pote de comida (sin comida) pequeño
- Ponga la jarra pequeña dentro de la grande
- Con el segundo globo corte la punta del extremo redondeado del globo y póngalo sobre la boca de la jarra grande. El cuello del globo debe estar centrado sobre la boca de la jarra.
- Empuje de la superficie del globo estirado en el frasco para que el aire del interior de la jarra se escape a través del cuello abierto del balón
- Girar el cuello del globo juntos para cerrar el cuello y crear un sello. La pieza torcida del cuello debe formar una “cola” que puede tirar hacia arriba. Jale hacia arriba
- Observe lo que sucede con el globo estirado que está sobre la boca del frasco de comida para bebé
- Pregunte a los estudiantes lo que piensan que dice este experimento acerca de la gravedad sobre el cuerpo de una persona,
La siguiente imagen muestra de forma gráfica y muy resumida el experimento anterior.
Que pasa: El globo de la jarra pequeña sube hacia arriba. Esto es porque empujando el globo grande hacia arriba representa una gravedad ambiente baja. El globo se hincha hacia arriba al igual que los discos entre vértebras se expandirían. Cuando el globo grande es empujado hacia abajo, esto representa una gravedad ambiental mas alta. El resultado es que el globo en el frasco pequeño contrae hacia abajo, los discos de las vértebras juntos son empujados juntos debido a la gravedad, lo que resulta en una columna vertebral mas compacta. Cuando los astronautas vuelven a entrar a la tierra, esta experiencia puede ser muy dolorosa y agotadora para el cuerpo.
A4. Simulando un traje espacial
Ahora que los alumnos entiende como el entorno espacial puede afectar fisiológicamente a los astronautas en el espacio, el siguiente ejercicio les enseña como de pesado es un traje espacial. El traje es muy importante para la salud, pero impide mucha movilidad y hace que las tareas pequeñas sean muy difíciles.
- Divida la clase en tres grupos
- Entregue un par de guantes de compa para cada estudiante
- Al frente de cada equipo coloque un surtido de monedas, tuercas, pernos y destornilladores, sobre una mesa
- Pida a cada aprendiz que recoja los elementos de arriba y pregunte si hay alguna dificultad en hacer esto.
- A continuación, llene un cubo con los objetos y ponga agua hasta ¾ de su capacidad.
- Haga que los aprendices se pongan los guantes y cojan los elementos. Pregunte si tienen mas problemas para coger.
- ¿Han probado los aprendices de poner la tuerca en el perno, Es fácil? Difícil? Como cuanto se tarda?
Que pasa: Los aprendices notaran que coger los objetos es mas difícil cuando llevan guantes y estos están bajo el agua. Poner la tuerca en el tornillo también será mas difícil. Cuando lleva un traje espacial, los astronautas son igualmente limitados en sus movimientos. El traje espacial es grande y voluminoso y hacer bien determinadas actividades se convierte en una tarea difícil. Trabajar en un ambiente de baja gravedad es también difícil. La gravedad ayuda a mantener las cosas en su lugar. En un entorno de baja gravedad, sin embargo, todo flota. Eso puede parecer divertido al principio pero hace que agarrar objetos sea una tarea mucho mas frustrante.
Recapitulación
- ¿Cuáles son algunos de los peligros que el espacio pone al cuerpo?
- ¿Como pueden los humanos protegerse?
- ¿Cuales son las ventajas i desventajas de llevar un traje espacial?
- ¿Alguno de los aprendices se planteo alguna vez como seria vivir y trabajar en el espacio?
Actividades "Hands-On"! 
