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 y 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.