Proyecto de Innovación Convocatoria 2022/2023 Nº de proyecto 247 El laboratorio de Química. Una ventana a la Ciencia Responsable del Proyecto Mª José Mancheño Real Centro Facultad de Ciencias Químicas Departamento de Química Orgánica 1. Objetivos propuestos en la presentación del proyecto El proyecto tenía como objetivo principal la creación de un diorama/maqueta de un laboratorio químico actual. Inspirándonos en los dioramas. una herramienta educativa que se lleva utilizando desde hace siglos, en especial en los museos de ciencias, nos planteamos la construcción de una maqueta de un laboratorio químico, multidisciplinar, no sólo como un elemento estético sino también educativo, en el que se reflejaran distintas técnicas, básicas y avanzadas, habituales en un laboratorio de química y que implicaran principalmente la utilización del vidrio científico. La química es una ciencia visual. Nos apoyamos constantemente en gráficos o imágenes para trabajar, tanto en nuestra labor docente como investigadora, por lo que el contenido visual juega un papel muy importante en la adquisición de conocimientos en esta ciencia. Pensamos. por tanto, que la representación o simulación a pequeña escala de experimentos científicos, basados en la utilización del vidrio como elemento esencial, podría servir a nuestros estudiantes para mejorar el conocimiento de los materiales y aparatos comunes de un laboratorio, y podría también atraer a nuevas audiencias, como alumnos de secundaria o bachillerato, a través de la respuesta sensorial a este elemento Este aspecto educativo se sustenta, como no podía ser de otro modo hoy en día, en la narrativa transmedia, mediante la utilización de códigos QR que enlazan las técnicas mostradas a una serie de videos de corta duración que pueden verse en la plataforma you-tube en un canal creado a tal efecto. (Véase: https://www.youtube.com/playlist?list=PLkHQusur-lAUkRb4pAkLywBF0219rcQEe). Por otro lado, pensamos que por qué no, este proyecto podría ser una forma de exponer la química en base un elemento artístico, unificando Ciencia y Arte, y ofreciendo una ventana a la Química desde una perspectiva más lúdica, a un público más amplio, pero no por ello de forma menos rigurosa y convirtiéndose en una herramienta de apoyo y estímulo para la enseñanza de la química. Las actividades de laboratorio son una parte muy importante de la educación científica. El laboratorio es un excelente ambiente de aprendizaje que brinda a los estudiantes oportunidades para participar en procesos de investigación e indagación. La bibliografía reciente sugiere que los laboratorios de ciencias son el mejor entorno para introducir a los estudiantes a los conocimientos y habilidades conceptuales y procedimentales centrales en la ciencia. En estos entornos de aprendizaje el diseño experimental es un paso clave. Sin embargo, los estudiantes no pueden tener éxito en este paso si no identifican el equipo o el material necesario para llevar a cabo los experimentos. Nuestra percepción a lo largo de todos estos años como docentes nos lleva a constatar que muchos alumnos identifican erróneamente o no identifican aparatos o material de laboratorio comúnmente utilizados en un laboratorio de química. Esta situación se agrava cuando tienen que realizar montajes más sofisticados o utilizar el material idóneo en función del experimento en cuestión. En la búsqueda de estrategias de enseñanza que aborden diversos estilos de aprendizaje, la utilización del aprendizaje puramente visual de materiales reales a pequeña escala puede ser de gran ayuda para adquirir los distintos conocimientos. En este sentido, la observación de material científico formando parte de montajes experimentales en ensayos de distinta índole puede ser muy beneficioso. como una ventana a la Química como ciencia experimental. Por último, hay que destacar que la ONU declaró el año 2022 el Año https://www.youtube.com/playlist?list=PLkHQusur-lAUkRb4pAkLywBF0219rcQEe Internacional del Vidrio (IYOG). Este proyecto puede ser, por tanto, una forma de visibilizar un material que acompaña a los científicos desde tiempo inmemorial y que es fundamental en la experimentación en química. Además de ofrecer una ventana a esta ciencia en base a un elemento artístico, científico, educativo y divulgativo único. 2.- Objetivos alcanzados Se ha logrado la consecución de todos los objetivos propuestos. La maqueta se inauguró en un acto institucional el 26 de junio de 2023 y ahora forma parte de los elementos educativos y divulgativos de la Facultad de Ciencias Químicas El hecho de que su exhibición vaya a ser permanente, hace que pueda convertirse en una seña de identidad de nuestra Facultad como es, por ejemplo, la tabla periódica de los elementos situada en una de las entradas principales. Por otro lado, su difusión en la página web de la Facultad, Twitter u otras redes sociales, así como la publicación en revistas educativas de prestigio permitirá que este proyecto sea visualizado por un número muy superior de personas, ofreciendo como pretendíamos una ventana a la Ciencia, en especial a la Química. 3. Metodología empleada en el proyecto El proyecto realizado ha requerido de la experiencia y conocimiento de distintos miembros del equipo solicitante, así como de distinto personal de la UCM para la realización del mismo. Ha requerido casi un año de trabajo intensivo, durante el cual todo el equipo de desarrollo lo ha compaginado con su trabajo o sus labores docentes e investigadoras, alargando su jornada laboral hasta horas intempestivas. Todo el proceso se ha sustentado en la búsqueda de información rigurosa para su desarrollo (fichas técnicas de mobiliario de laboratorio: vitrinas, caja seca, etc..), así como en nuestro conocimiento científico y experiencia en la utilización de equipos y material de vidrio científico. Los planos de la maqueta se han realizado, pieza a pieza desde el alzado básico a 3D mediante Autocad. Las distintas piezas se han cortado mediante corte láser en DM. El ajuste de las mismas y la creación de nuevos elementos se ha realizado de forma artesanal, al igual que la pintura y montaje de todas ellas (casi 300 piezas). El material de vidrio ha sido realizado mediante la técnica de soplado de vidrio. Las miniaturas creadas se han efectuado de forma artesanal mediante la utilización de técnicas y materiales de modelismo. Algunos equipos (bombas de vacío, sonicador, chillers, rotavapor, mantas y placas calefactoras) o elementos como las pinzas se han fabricado mediante modelado y posterior impresión 3D en resina y se han pintado o acabado de forma artesanal. Respecto al material didáctico, se han realizado dieciocho vídeos de corta duración mediante la utilización del programa Da Vinci Resolve. Se han creado los correspondientes códigos QR y se han publicado en you-tube a través de un canal creado a tal efecto. “El laboratorio de Química. UCM”. La carpintería se ha diseñado y realizado de forma artesanal, excepto el grabado del escudo UCM que se ha llevado a cabo mediante mecanizado. Por último, la cartelería se ha desarrollado utilizando pwp e Adobe Illustrator y la urna protectora se ha realizado en el taller mecánico de la UCM con acero y policarbonato. 4. Recursos humanos El proyecto realizado ha requerido de la experiencia y conocimiento de distintos miembros del equipo solicitante, así como de distinto personal de la UCM que se ha unido y nos ha apoyado para la realización del mismo. A continuación, se detallan las distintas funciones y tareas desarrolladas por las distintas personas involucradas:4 • Idea original y dirección del proyecto: Prof. Mª José Mancheño. • Planos preliminares y bocetos: Prof. Mª José Mancheño, Prof. José Osío y Marta Parra. • Los planos profesionales de la maqueta se han realizado, pieza a pieza desde el alzado básico a modelado tridimensional por el arquitecto David Hernández-Cornejo, el cual nos ha asistido también en diferentes tareas relacionadas con el diseño y montaje de ésta. • El material de vidrio ha sido realizado en su totalidad por el maestro soplador de vidrio, Emilio Elvira. (Taller de Vidrio UCM). • Los trabajos de modelismo o miniaturas han sido realizados íntegramente por la Prof. Lourdes Agüí de forma manual. Ha colaborado en la realización de algunas piezas Don Ricardo Portela. Elena García ha realizado una placa orbital. • Las labores de imprimado, pintura se han llevado a cabo principalmente por Prof. Lourdes Agüí, Prof. Mª José Mancheño y Marta Parra. Han colaborado puntualmente Rubén Ahijado y Olivia Borrel. • Montaje de todas las piezas del diseño original, así como ajuste y realización de nuevas piezas: Prof. Lourdes Agüí, Prof. José Osío, Javier Hernádez- Cornejo, Carlos Agudo, Antonio Ribeiro y José Sánchez-Portal. • Electricidad e Iluminación: José Sánchez-Portal con la asistencia del Prof. José Osío. • Impresión 3D y modelado de las piezas correspondientes: José Luis Corrales y José Luis Moreno (Taller 3D UCM). La pintura de miniaturas 3D y acabados han sido realizados también por las profesoras. Lourdes Agüí y Mª José Mancheño • Enrejados, soportes y urna protectora: Rubén Ayuso (Taller mecánico UCM). • Diseño de la base de la maqueta: David y Javier Hernández Cornejo, realizada por el taller de cerrajería UCM. • Labores de carpintería de la base y paredes de la maqueta: Javier Hernández Cornejo y Prof. José Osío. • Carpintería profesional: Carlos Alberto Ramos. • Realización de vídeos y códigos QR. Publicación en you-tube a través de un canal creado a tal efecto. “El laboratorio de Química.UCM”. (Prof. Mª José Mancheño). • Cartelería: Prof. Mª José Mancheño y David Hernández-Cornejo. • Instalación y montaje final: Prof. Lourdes Agüí, Prof. Mª José Mancheño, Prof. José Osío y Javier Hernádez-Cornejo. Hay que destacar que este proyecto no hubiera sido posible sin el apoyo incondicional del decanato de la facultad de Ciencias Químicas, en especial de la decana Mª Teresa Villalba y del vicedecano Rubén Miranda, quien nos han asistido en diversas labores logísticas y en la obtención de financiación para su desarrollo. 5. Desarrollo de las actividades En primer lugar, decidimos la escala de la maqueta para que el material de vidrio representado fuera realista y operativo. Iniciamos el proceso creativo de diseño de nuestro laboratorio, reuniendo información muy detallada sobre lo que queríamos hacer. Realizamos unos bocetos preliminares y transmitimos toda la información a David Hernández- Cornejo (Arquitecto), quién realizó todos los planos, pieza a pieza desde el alzado básico a 3D para poder proceder al corte láser de todas ellas Mientras se preparaban los planos, fuimos trabajando en paralelo: adquiriendo el material que íbamos a necesitar, diseñando otros elementos como la base de la maqueta, pensando y diseñando el material que queríamos exponer, los montajes a realizar u otros detalles como la urna protectora. Una vez que las piezas fueron cortadas con láser (piezas elaboradas en DM), comenzamos con el proceso de construcción propio de la maqueta: limpieza del material, selección y clasificación, imprimación, lijado, creación de piezas nuevas y pintura. En paralelo, se fue trabajando en: • Diseño y fabricación del material de laboratorio de vidrio según escala prediseñada: matraces, líneas Schlenk, refrigerantes, columnas, destiladores, etc.. • Diseño y realización de diverso material auxiliar básico (pinzas, soportes, pilas y grifería) mediante impresión 3D (Taller 3D UCM) y posterior pintado y decoración. • Diseño y realización de material auxiliar básico técnicas de modelado manual (Prof. Lourdes Agüí). • Realización de vídeos (programa Da Vinci Resolve) y códigos QR. Publicación en you- tube a través de un canal creado a tal efecto. “El laboratorio de Química. UCM”. Una vez elaborada las piezas básicas de la maqueta se procedió al montaje de las mismas y el resto del material realizado: • Montaje del mobiliario. • Montaje del material de vidrio emulando tanto operaciones básicas de laboratorio como técnicas más avanzadas como técnicas Schlenk, etc… • Montaje de material auxiliar. • Finalización de últimos detalles de la maqueta. Atrezo: gomas, escobillas, espátulas, reactivos, frascos, etc… • Carpintería, electricidad y cartelería. • Instalación de la maqueta y urna protectora. Se puede visitar el “Cómo se hizo” en: https://youtu.be/DRsHwOFKHdk https://youtu.be/DRsHwOFKHdk 6. Anexos Este proyecto ha sido destacado en varias publicaciones de Tribuna Complutense, así como en diversas redes sociales. https://tribuna.ucm.es/news/quimicas-conmemora-el-vidrio https://tribuna.ucm.es/news/quimicas-clausura-el-ano-internacional-del-vidrio https://tribuna.ucm.es/news/quimicas-conmemora-dos-anos-de-trabajo-facultad-mas- amigable Imágenes del proyecto Equipo de desarrollo del proyecto. Javier y David Hernández-CornejoJosé Sánchez-Portal José Osío Emilio Elvira Antonio Ribeiro Marta Parra Carlos Alberto Ramos Carlos Agudo Lourdes Agüí Mª José Mancheño https://tribuna.ucm.es/news/quimicas-conmemora-el-vidrio https://tribuna.ucm.es/news/quimicas-clausura-el-ano-internacional-del-vidrio https://tribuna.ucm.es/news/quimicas-conmemora-dos-anos-de-trabajo-facultad-mas-amigable https://tribuna.ucm.es/news/quimicas-conmemora-dos-anos-de-trabajo-facultad-mas-amigable El equipo de desarrollo en diversas fases del proyecto Imágenes del proyecto: El Laboratorio de Química. Una Ventana a la Ciencia.