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Estudios comparativos: aspectos científicos, tecnológicos y educacionales

Autor de correspondencia Michael Schorr Wiener Editado por el Dr. Héctor Nolasco Soria Aceptado el Domingo, 03 Junio 2012 Publicado en Área 5.- Ciencias Sociales

PCTI 105

©Copyright M. Schorr

Autores

Benjamín Valdez Salas1, Michael Schorr Wiener1, Amparo Oliveros Ruiz2

1Instituto de Ingeniería, Universidad Autónoma de Baja California, México.

2Universidad Politécnica de Baja California, México.

Abstract

Comparative studies in the fields of science, technology and education have been carried out to promote the knowledge and understanding of the similarities and disparities of their basic and applied features. Studies have been prepared and published on metal corrosion and biological respiration; hard, structural and soft, functional, materials; tubular water and blood conveyance; atmospheric pollution and corrosion in arid (Mexicali) and marine (Ensenada) regions; silver and copper degradation in electronic components, etc. The comparative studies are implemented as useful, instructional tools for the benefit of students and teachers.

Key words: comparative studies, teaching and learning tools, scientific and technological issues.

Resumen

Se realizaron estudios comparativos en las áreas de ciencia, tecnología y educación para promover el conocimiento y la comprensión de las similitudes y disparidades de sus características básicas y aplicadas. Tales estudios se han preparado y publicado sobre corrosión de metales y respiración biológica; materiales duros, estructurales y blandos, funcionales; transporte tubular de agua y sangre; polución y corrosión atmosférica en regiones áridas (Mexicali) y marinas (Ensenada); degradación de plata y cobre en componentes electrónicos, etc. Los estudios comparativos se implementan como útiles, instrumentos de enseñanza y aprendizaje para el beneficio de estudiantes y maestros.

Palabras clave: estudios comparativos, instrumentos de enseñanza y aprendizaje, temas científicos y tecnológicos.

Problemática

Los procesos de enseñanza/aprendizaje de temas científicos y tecnológicos se dificultan por las limitaciones de herramientas didácticas ad hoc como los estudios comparativos entre las áreas de ciencia, tecnología y educación para promover el conocimiento y la comprensión de las similitudes y disparidades de sus características básicas y aplicadas.

Usuarios

Los usuarios son las dependencias federales SEP, CONACYT, las secretarías de educación de los estados, las IES, escuelas de nivel básico, medio y medio-superior, profesores y alumnos.

Proyecto

La comparación es el análisis de la igualdad, semejanza o diferencia entre distintas entidades; es la base del conocimiento y de la comprensión lógica. Aparece como un proceso típico humano; se utiliza en muchos campos de la actividad cultural, económica y social, también en ciencia y tecnología. Se comparan los países, los sistemas de educación, las infraestructuras, las formas de gobierno, las religiones occidentales y orientales, etc. La búsqueda del conocimiento y el entendimiento de procesos naturales mediante su comparación ya aparece en la Biblia: Proverbios 30:18-19. El autor de tal proverbio nos comunica que no conoce: la ruta del águila en el cielo; de la serpiente en la roca, de la nave en altamar y del hombre en la doncella… ¿Enigmas de la naturaleza? Muchas leyendas bíblicas presentan una forma y un contenido comparativos, por ejemplo la historia de David y Goliat. Estudios comparativos de sistemas educativos se realizan en países desarrollados con el fin de incorporar las experiencias positivas llevadas a cabo en otros países. Organizaciones internacionales, especialmente la UNESCO, han contribuido a la creación de bancos de datos educativos mundiales que contribuyen a tales estudios.

El objetivo de estos estudios comparativos en temas de ciencia, tecnología y educación es promover el conocimiento y la comprensión de las similitudes y disparidades de sus características básicas y aplicadas. Los estudios se han preparado y publicado mediante comparativos en diversas situaciones de la vida cotidiana que requieren de los conocimientos de ingeniería, científicos y tecnológicos, tipo como: A) La corrosión de metales y respiración biológica; B) Materiales duros, estructurales y blandos, funcionales; C). Transporte tubular de agua y sangre; D). Polución y corrosión atmosférica en regiones áridas (Mexicali, como caso tipo) y marinas (Ensenada, como caso tipo); E). Degradación de plata y cobre en componentes electrónicos, desarrollados por investigadores del Instituto de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC) y la Universidad Politécnica de Baja California (UPBC). La metodología aplicada incluye métodos de investigación adecuados en el campo de la ciencia e ingeniería de materiales, la biología y el ambiente, propiedades fisicoquímicas y mecánicas; comportamiento en distintos ambientes e industrias, procesos de deterioro y las prácticas de mantenimiento preventivo y curativo aplicadas para asegurar su servicio a largo plazo. A continuación se presentan los resultados y la consecuente discusión, obtenidos y desarrollados en los siguientes estudios comparativos: Corrosión metálica y respiración biológica (Schorr et al., 2011). Los metales se corroen por su tendencia natural a retornar al estado previo de oxido, como mineral. La corrosión ocurre por la reducción del oxígeno disuelto (OD) en el agua en soluciones de pH neutral o por reducción de iones H+ en soluciones acídicas. En comparación, la respiración biológica en el cuerpo humano es un proceso fisicoquímico que consiste en la oxidación de los alimentos (carbohidratos, proteínas y grasas), por reacción con O2 del aire, necesario para mantener las funciones y la temperatura corporales. En las plantas, la respiración involucra el proceso de fotosíntesis, basado en la absorción de CO2 del aire, con la participación de la clorofila y la expiración de O2. El cuerpo humano aspira O2, el cual es absorbido por la hemoglobina de la sangre en los pulmones y transportado a los tejidos y órganos. La sangre carbonatada retorna a los pulmones donde se desprende y se expira CO2. Las similitudes y disparidades en estos procesos se muestran en la Tabla 1.

Materiales duros y blandos (Schorr et al., 2012)

¿Cuáles son las características de los materiales para ser clasificados en duros, estructurales y blandos, funcionales? Desde los albores de la civilización, la humanidad utilizó tales materiales, diferenciándolos según sus propiedades y uso. La piedra, la sílice, los metales, los ladrillos, el adobe y la madera fueron los materiales duros para la construcción de las viviendas, las armas, utensilios de trabajo y vehículos. Sus ropas, chozas, canoas se fabricaron de materiales orgánicos livianos: cueros, lana y huesos de animales, fibras vegetales y animales: lino, mimbre, juncos, etc. Los materiales duros generalmente son rígidos, fuertes, pero pesados; los materiales blandos son elásticos, flexibles, livianos pero débiles (e.g., la piel, cartílagos y en particular los tubos cardiovasculares: arterias, venas y capilares). Los ductos de acero o plástico se emplean en la conducción de fluidos: aguas, gases, petróleo y los tubos cardiovasculares transportan la sangre oxigenada a los tejidos y órganos del cuerpo y la sangre carbonatada de vuelta a los pulmones. Todos estos materiales se corroen, deterioran, degradan y envejecen por lo cual deben ser protegidos y mantenidos, reparados o reemplazados para asegurar la función a largo plazo de los elementos de la infraestructura y de los órganos vitales del cuerpo humano (Tabla 2).

Aspectos educacionales

Los estudios comparativos facilitan la interacción entre estudiantes y maestros, para explicar y entender las similitudes y diversidades que existen en los fundamentos, procesos y eventos de la naturaleza, la corrosión de los metales (Monocmanova, 2007; Raichev et al, 2009) y la respiración de animales y plantas (Mader et al, 2009), ambos basados en reacciones de oxidación-reducción con participación de O2 y CO2. En conversaciones y discusiones en el aula, los estudiantes de ciencia y tecnología expresaron su interés en los estudios comparativos, puesto que despiertan su curiosidad y expanden sus conocimientos y su entendimiento en diferentes campos: desde la metalurgia de metales hacia la biología del cuerpo humano. Los temas mencionados en este trabajo constituyen una parte integral del programa de Maestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería, organizado y dirigido por miembros del Instituto de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Baja California, México. Este tipo de estudios tienen un alto valor cognitivo y educativo puesto que permiten al maestro explicar los principios de química, física y termodinámica, y a los estudiantes a entender y capturar estos fundamentos. De esta manera, el alumno conocerá áreas avanzadas como la biología celular, ingeniería molecular, ciencia de materiales, procesos de deterioro y rehabilitación del cuerpo humano y mantenimiento y reparación de equipos industriales. Un caso típico de aplicación es el estudio comparativo de polución y corrosión atmosférica (caso D) realizado en una región árida y seca (Mexicali) y una región marina y húmeda (Ensenada), ambas regiones ubicadas en el Estado de Baja California. En esta amplia investigación, han participado académicos y personal del sector industrial y los resultados se han analizado y discutido en el aula, con la activa participación de alumnos. En conclusión, los estudios comparativos fomentan la divulgación científica y tecnológica y el desarrollo innovativo de los recursos humanos y de las entidades de educación superior.

Figura 1. Contexto social de la ciencia y la tecnología.

 

Impacto Socioeconómico

Los estudios comparativos sobre temas de ciencia, tecnología y sociedad despiertan una profunda motivación en docentes y alumnos en la búsqueda del conocimiento. Además, promueven el desarrollo cognitivo, profesional y espiritual de las personas fortaleciendo con ello su formación integral, lo cual les permite lograr enfoques hacia eventos futuros y la resolución de sus particulares problemáticas. La aplicación de los conocimientos científicos y tecnológicos en un marco humanista, permitirá el abordaje de las problemáticas del cambio climático, los nuevos medios de transporte y comunicaciones, la salud y las relaciones e interacciones humanas, etc., con impactos positivos sobre el desarrollo económico, la sustentabilidad y el bienestar del entorno social. Los temas científicos rebasan los límites de las disciplinas científicas y llegan a terrenos sociales y éticos. En la Figura 1, se explica la interacción de Ciencia, Tecnología y Sociedad (CTS) para el beneficio de la humanidad por medio de la interdisciplinariedad: Física, Ética, Tecnología, Matemáticas, Comunicación, Idiomas (F.E.T.M.C.I.).

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Acerca del Autor

Michael Schorr Wiener

Michael Schorr Wiener

Instituto de Ingeniería, Universidad Autónoma de Baja California.

mschorr2000@yahoo.com

Área de especialidad: Corrosión y Materiales

Distinciones: SNI nivel II

5 Publicaciones Selectas:

M. Schorr, B. Valdez y G. Hernández, Educación tecnológica: Preparación de la juventud para su incorporación en la sociedad moderna, Revista de la Educación Superior, Vol. XXXII, No. 126, Abril-junio de 2003, pp. 71-74. ISNN 0185-2760.

B. Valdez, M. Schorr, E. Valdez y M.Carrillo, Biomateriales para la rehabilitación del cuerpo humano. Ciencia y Desarrollo, CONACYT, Diciembre 2005, http://www.conacyt.mx/comunicacion/revista/ArticulosCompletos/C_Biomateriales.html.

B. Valdez, M. Carrillo, R. Zlatev, M. Stoytcheva, M. Schorr, J. Cobo, T. Perez and J.M., Bastidas. Influence of Actinomyces israelii biofilm on the corrosion behaviour of copper, Anti-Corrosion Methods and Materials, United Kingdom, Vol. 55, N0. 2, 55-59, 2008. ISSN 0003-5599.

B. Valdez, M. Schorr, M. Quintero, M. Carrillo, R. Zlatev, M. Stoytcheva, J. Ocampo, Corrosion and scaling at Cerro Prieto Geothermal Field, Anti-Corrosion Methods and Materials, United Kingdom, Vol. 56, N0. 1, 28 - 34, 2009. ISSN 0003-5599

M. Schorr, B. Valdez, A. So and J. Flores, Erosion-Corrosion in Industrial Turbomachinery, MATERIALS PERFORMANCE, Vol. 51, No. 2, pp. 46-50, February 2012.

Benjamín Valdez Salas

Instituto de Ingeniería, Universidad Autónoma de Baja California.

benval@uabc.edu.mx

Área de Especialidad: Corrosión y Materiales

Distinciones: Miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, SNI nivel II

María Amparo Oliveros Ruiz

Universidad Politécnica de Baja California

amparo.oliveros@gmail.com

Área de especialidad: Educación Superior en Ingeniería

 

 

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