Procesos de la indagación científica en clavos de hierro

En este artículo les mostramos paso a paso los procesos de la indagación científica para estudiantes de secundaria. El objetivo de esta indagación fue determinar la variación de masa de un clavo de clavos de Fe (hierro), expuesto a distintos ambientes a) aire b) agua y aire c) agua de mar y aire d) agua hervida y aceite e) cloruro de sodio, durante 30 días de su proceso de corrosión.

Problema de indagación

¿En qué medida 05 distintos ambientes a) aire b) agua y aire c) agua de mar y aire d) agua hervida y aceite e) cloruro de sodio, influyen en la variación de masa de un clavo de Fe (hierro) durante 30 días de su proceso de corrosión?

Planteamiento de la hipótesis

Si un clavo de Fe (hierro) es expuesto durante 30 días de su proceso de corrosión en 5 ambientes distintos (aire, agua y aire, agua de mar y aire, agua hervida y cloruro de sodio), entonces sufrirá una variación en su masa.

Para comprobar la hipótesis y saber si es válida,  se debe llevar a cabo una experiencia,  para ello necesitamos diseñar estrategias,  en las que seleccionará los materiales y se elaborará los pasos del procedimiento que se seguirá.

Materiales, insumos e instrumentos

• 25 clavos de hierro de 2 pulgadas
• 1500 ml de agua.
• 100 g de cloruro de sodio.
• 15 tubos de ensayo del mismo tamaño.
• Balanza analítica (01 g).

Procedimientos

1. Seleccionamos 25 clavos de Fe de 2 pulgadas, con igual masa.
2. Limpiamos (lijado, lavado y secado) los 25 clavos de Fe.
3. Determinamos la masa de cada clavo de Fe.
4. Rotulamos los 25 tubos de ensayo.
5. Agregamos un clavo de Fe en cada tubo de ensayo, y preparamos las 05 muestras según: a) aire b) agua y aire c) agua de mar y aire d) agua hervida y aceite e) cloruro de sodio.
6. Ubicamos las 25 muestras en un lugar seguro y visible, y observamos los cambios cualitativos durante 30 días.
7. Medimos la masa del clavo de Fe de cada muestra, después de 30 días

Medidas de bioseguridad y montaje del experimento

1. Uso de guantes, mascarilla, lentes, gorro y mandil.
2. En el aspecto medio ambiental se debe considerar las medidas de conservación ambiental si es que los hubiera. 

Registro de datos en tablas y gráficos

En la tabla 01,  se registra las variables independiente( 5 ambientes con distintas soluciones) y la variable dependiente(pérdida de la masa del clavo de hierro). Se calcula la media aritmética(X), la desviación estándar(s),  el coeficiente de variación(CV) y se calcula los datos respectivos. 

Interpretación de la tabla de datos

En la tabla 01,  interpretamos que hay una media aritmética con valor cero(0),  en el clavo sometido a los ambientes de soluciones de agua hervida con aceite y cloruro de sodio, con un coeficiente de variación de 0% en ambos casos. Esto nos indica,  que el clavo de hierro no sufrió corrosión y que la masa no sufrió ningún cambio en todas sus repeticiones; es decir no hubo variabilidad.

En el caso del clavo de hierro sometido al ambiente de agua y aire,  se puede observar que la media es 0.25 y el coeficiente de variación es 0.09, el cual indica que el promedio es homogéneo, porque es menor al 20%. Asimismo, el clavo de hierro sometido en el ambiente de agua de mar y aire, el valor de 0,76 hace referencia a la mediana y presenta un coeficiente de variación de 0.05, lo que indica que el promedio también es homogéneo, por lo que los datos tienen una menor dispersión.

En ambos casos el clavo de hierro,  sufrió cierta pérdida de su masa en todas sus repeticiones debido a que este estuvo expuesto durante 30 días en dichas soluciones. Con ello,  podemos analizar los datos en la tabla 01,  que, a mayor media aritmética, menor coeficiente de variación y a menor media aritmética, mayor coeficiente de variación.

Representación de los datos, en gráfica de barras

En el gráfico N°01, podemos interpretar que el promedio de las repeticiones es mayor, en el clavo de hierro expuesto en el ambiente de agua de mar y aire. Es decir, hubo mayor variación en la masa de dicho clavo durante el proceso de corrosión, en comparación con los demás ambientes en el cual los clavos fueron expuestos.

Conclusiones

Se concluye que el ambiente de agua de mar y aire influye en mayor medida,  para que el clavo de hierro sufra cierto porcentaje de pérdida de su masa. Esto es debido a que el promedio de las repeticiones es de 0.76 y el ambiente aire también influye en la pérdida de la masa del clavo de hierro, pero en menor medida. Esto es debido a que el promedio de sus repeticiones es 0.18.

En el caso del ambiente agua y aire también  influye en cierta medida, ya que el promedio de sus repeticiones es de 0,25;  pero los ambientes de agua hervida y aceite, así como el cloruro de sodio, no influyen en la pérdida de masa del clavo de hierro, debido a que el promedio de sus repeticiones es cero(0),  durante 30 días de su proceso de corrosión de las muestras.