Ideas clave (modelo sistemas materiales)

Modelo para interpretar sistemas materiales

Teresa Pigrau

Neus Sanmartí

El modelo para profundizar en el estudio de los «sistemas materiales» se trabaja en todos los ciclos y se profundiza, en espiral y de manera interrelacionada, en las siguientes ideas:

ESTRUCTURA

Composición y propiedades

Se refiere a la composición del material (las sustancias que forman parte de él y cómo están distribuidas, por ejemplo, en un objeto, una mezcla…), y a sus propiedades (cómo son y cómo se comportan).

¿Un material o diferentes? ¿Duro o blando? ¿Ácido o bàsico? ¿Sólido, líquido, gas o plasma? ¿Ordenado o desordenado? ¿Mezcla o puro?

CAMBIOS Y PROCESOS

Físicos y químicos

Se refiere a los cambios que tienen lugar al interaccionar los materiales que forman el sistema, que pueden ser debidos a interacciones débiles (físicas) o fuertes (químicas), reconociendo cuáles eran las sustancias que había antes del cambio y después, y en qué han cambiado (aunque las sustancias sean las mismas). También a que la materia (la masa, los elementos, los átomos…) se conserva a lo largo de los cambios y que estos cambios son cíclicos (ciclo del agua, del papel, del CO2…).

¿Cómo cambia cuando se golpea, al añadir agua, cuando se calienta, al hacer pasar electricidad…? ¿Qué había antes y después del cambio? ¿Cómo sabemos que cuando interaccionan dos sustancias el cambio es débil o fuerte? 

CONTROL-REGULACIÓN

de las interacciones

Se refiere a las interacciones materia-energía entre el sistema y su entorno, identificando qué entra qué sale y cómo se controla-regula el cambio (por ejemplo, su velocidad) en función de variables como la temperatura, la presión o la cantidad de las sustancias que interaccionan.

¿Cómo se puede conseguir que los cambios sean más lentos o más rápidos? ¿Cómo cambia el medio cuando un material cambia? ¿Cómo podemos conseguir que los cambios sean sostenibles ambientalmente?

Tiempo

Se refiere al ciclo del material, es decir, a cómo podemos volver a tener a partir de la reflexión sobre de dónde viene (el agua, el papel, el CO2 ..) y a dónde va en cada uno de los cambios que posibilitan cerrar el ciclo.

Escala

Se refiere a los diferentes niveles a partir de los que se puede analizar un sistema material, diferenciando entre el nivel «supra«, que corresponde a cuando los materiales los observamos en un medio determinado (paisaje, máquina, objeto…), «macro«, que corresponde a las observaciones hechas de un material concreto a simple vista o con la lupa, y el nivel «micro«, que es el que corresponde a cómo nos imaginamos la materia por dentro (discontinua). Actualmente también hablamos del nivel «nano«, entre el macro y el micro. Para poder explicar tanto la composición de un material como sus propiedades y cambios debemos imaginarnos cómo es este material por dentro y, por tanto, interrelacionar escalas diversas.