Escuela Secundaria Técnica No.57
08DST0057B
Turno Matutino
Ciencias II

Integrantes:
Perla Durán
Maira Chávez
José Moreno
Alan Torres

Grupo: 2º “E”

Asesor: Ing. Lineth Orpinel Armendáriz

LA ELECCIÓN DEL TEMA

Para llevar a cabo este proyecto, surgió la idea de realizar una investigación documental para la práctica científica, en la que participaron diferentes asignaturas conformando un equipo de trabajo interdisciplinario. En este sentido, lo primero que hicimos fué buscar información al respecto, indagando algunos antecedentes históricos de la elaboración de nieve, recurriendo a diferentes fuentes y entrevistando a personas que se dedican a la producción y venta de nieve. Estos datos, constituyeron nuestra información previa.

JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO
La importancia de relacionar la teoría con la practica, con el propósito de involucrar a los alumnos en la construcción del conocimiento para generar conocimientos significativos, derivados de la acción práctica. Este proceso de enseñanza – aprendizaje se fortalece a través de la ejecución del trabajo colaborativo.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA ELABORACIÓN DE LA NIEVE

El origen del helado es muy antiguo. Hay quienes sostienen que los antiguos romanos son los inventores del “sorbete”. Ellos utilizaban nieve, frutas y miel para preparar este refrescante postre. Otros señalan que los chinos, muchos siglos antes de Cristo, ya mezclaban la nieve de las montañas con miel y frutas. Lo cierto es que lo conocían y disfrutaban, los Chinos, Turcos, Árabes y Romanos.

Se atribuye a Marco Polo el haber divulgado en Italia una receta para su preparación, de su regreso de uno de sus viajes la lejano oriente. Esto apoyaría la idea de que fueron los chinos quienes inventaron los helados, pero como es desde Italia que se hacen conocer al mundo, se explica que muchos crean que se originaron en Roma. Se ha llegado a decir que el nombre de los helados llamados “polos” se puso en homenaje al legendario Marco Polo.

En el año 1660, el italiano Procopio inventó una máquina que homogeneizaba las frutas, el azúcar y el hielo, con lo que se obtenía una verdadera mezcla helada, similar a lo que hoy conocemos . Procopio, abrió en Paris el “café procope”, donde además de café se servían helados, así se popularizo el delicioso postre. Hacia año 1700, los helados llegaron a América del Norte y se hicieron populares en Estados Unidos. En 1846, Nancy Jonson, una norteamericana, invento la primera heladera automática, con lo que puso la base para el surgimiento del helado industrial.

Es importante destacar que en esa época descubrieron que la adición de sal en grano hace bajar la temperatura de hielo y que este durara por más tiempo. Luego rellenaban el espacio entre los recipientes con hielo y sal. Después de mezclar los ingredientes, se deja la mezcla en los recipientes, y el helado quedaba listo. Grandes sabios como Fahrenheit (1686-1736), Faraday (1791-1867) y Reamur, contribuyeron con sus descubrimientos al hacer avanzar las ciencias que enseguida se aplicaron a los métodos de producción de los helados. Luego, en el siglo XIX, se inventaron las primeras máquinas de hacer hielo lo que facilito la producción en masa.

DESARROLLO DEL PROYECTO

Fases o Estados de la Materia

Para elaborar la nieve, transformamos una mezcla homogénea de agua, azúcar, colorante, esencia y néctar de fruta, que se encuentran en estado líquido, a un estado sólido. Este procedimiento nos vincula directamente con el tema de estados de la materia en las asignaturas de Ciencias II y Ciencias III, en las cuales se encontró una buena aceptación para trabajo de colaborativo. Al respecto, se desarrollaron los temas de calor y temperatura, mezclas y su separación. Se sustenta que: Todas las sustancias pueden pasar de un estado físico a otro. Para que ocurra este cambio de fase, es necesario que la temperatura varíe y que los cuerpos intercambien calor entre ellos.

Cuando un líquido se enfría en forma continua, este comienza a pasar al estado sólido (solidificación), esto se debe a que disminuye la energía cinética (movimiento) de sus partículas. Sí la energía cinética aumenta, aumenta la temperatura del cuerpo.

La mayor energía cinética de una sustancia se presenta cuando está en fase gaseosa, disminuye en la fase líquida y es mucho menor cuando está en fase sólida. Por lo tanto, cuando se requiere pasar de una fase de mayor energía cinética a otra de menor energía, deberá disminuirse la temperatura. Así, para el caso que nos ocupa (proyecto de elaboración de nieve) debemos tomar en cuenta que un líquido lo llevaremos al estado sólido y esto implica disminuir su temperatura con el objeto de restar energía cinética (movimiento) a las moléculas de agua para que tomen una posición fija (hielo o nieve).

Ensayo Preliminar

Una semana antes de proceder con la elaboración de la nieve, realizamos un ensayo con un litro de nieve. A base de ensayo y error calculamos las proporciones de cada uno de los ingredientes tomando como base un litro de agua, la cual se endulzó, agregó colorante, se le dio un toque de sabor con esencia y calculamos el néctar necesario de fruta. Dando como resultado la siguiente fórmula: un litro de agua, 175 g de azúcar, 1 g de colorante, 0.5 ml de esencia y 200 g de néctar de mango. Con el ensayo anterior pudimos corregir los datos recabados y calcular con precisión cualquier relación proporcional, ampliando de esta manera la transverzalidad del proyecto con el área de las matemáticas. El tema de las proporciones, nos ayudarán a calcular las cantidades de insumos que se necesitarán para producir nieve en forma particular o industrial.

Razones y Proporciones

Una vez que hemos determinado los ingredientes que se requieren para la elaboración de nieve, podemos interactuar con la materia de matemáticas, específicamente con el tema de razones y proporciones.

Definamos que es una razón: Es una relación entre dos cantidades que se comparan. Así la razón 20 litros de agua es a 3.5 kilos de azúcar, se escribe 20 – 3.5 Por lo tanto, cuando hablamos de los ingredientes para la elaboración de la nieve decimos a 20 litros de agua se le aplicarán 3.5 kilos de azúcar.

En este sentido, observando la tabla anterior, encontramos que se obtiene una secuencia de
números que crecen y decrecen en una cantidad fija llamada razón, dando como resultado una Progresión Aritmética

Procedimiento

Paso1.- Para preparar 20 litros de jarabe, se requiere: 20 litros de agua, 4 kilos de el sabor del que va a ser la nieve, 3.5 kilos de azúcar, 20 gramos de colorante y 10.5 ml de esencia. Es necesario que la mezcla se realice antes de que el cilindro sea colocado para enfriarse, debido a que el azúcar no se deshace en agua fría.
Paso 2.- Colocar el jarabe en un recipiente metálico al que llamaremos nevero. El recipiente debe ser metálico, porque los metales son los mejores conductores de frío o calor.
Paso 3.- Prepare una base de hielo en el fondo de la tina de madera y agregue una capa de sal de grano con el objeto de disminuir su punto de fusión, es decir , evitar que pase rápidamente al estado líquido.
Paso 4.- Introduzca el recipiente metálico en la tina de madera, centrándolo para que se pueda colocar hielo al derredor del recipiente.
Paso 5.- Agregue cuando menos dos capas de hielo con sal al derredor del cilindro metálico y cubra la última capa con un costal o una franela de preferencia de color blanca, para evitar el deshielo que se da al contacto con el medio ambiente.
Paso 6.- Gire el recipiente de manera uniforme, primero en movimientos de 180° para empezar a despegar el cilindro, ya que encontrará resistencia para empezar a girar el recipiente debido al fenómeno de la fusión. Cuando sienta que el movimiento se puede realizar sin resistencia, puede empezar a girar el recipiente en forma rotatoria indefinidamente. Este movimiento rotatorio permite que la mezcla vaya tomando una consistencia suave debido a la integración de moléculas de oxígeno en el interior de la mezcla.
Paso 7.- Cuando observe que se empieza a formar una capa de nieve en la pared interior del recipiente, despéguela con una pala de madera y remuévala hacia el centro, ya que esto hace que disminuya aún más la temperatura y los cristales de nieve formados sirvan como generadores de más cristales, acelerando el proceso.
Paso 8.- En periodos aproximados de 10 minutos, repita el paso anterior hasta que se produzca un hielo de consistencia suave llamado nieve. Si el bote permaneciera estático se obtendría un hielo de consistencia dura y el proceso es más lento.
Paso 9.- Si observa suficiente deshielo en el interior de la tina de madera, retire el agua. Vuelva a agregar la base y las capas necesarias de hielo con sal hasta lograr la meta de una nieve consistente. El tiempo estimado del proceso, es de 2 horas en temporada de calor.


Conclusion:

Se midió la temperatura del hielo que fue de 0° y que efectivamente al agregar una capa de sal de grano sobre el hielo, ésta bajaba su punto de fusión hasta los -8°, por lo que el proceso de solidificación se manifiesta al bajar la temperatura a una menor a la del hielo, comprobando lo que la maestra expuso y lo que el contenido temático del libro de texto indica. Paso a paso comprobamos los conocimientos que previamente se vieron en la matería. Los proyectos científicos motivan a no quedarnos sólo con el conocimiento expuesto en los libros o por el maestro.