Los profesores se dan la mano

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Entre los hornos de ladrillos de la forja y fundición del MIT, Mike Tarkanian vertió metal líquido en un molde hasta llenarlo y luego vació el resto en una artesa. Para demostrar lo rápido que se solidificó a la temperatura ambiente de la habitación, el profesor titular del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales (DMSE) del MIT dio una patada al recipiente y cayó un trozo sólido de metal. La demostración fue parte del Campamento anual del Genoma de Materiales, un taller de una semana de duración para educar a profesores de primaria y secundaria en ciencia e ingeniería de materiales. El campamento está dirigido por el Centro multiinstitucional para el Diseño de Materiales Jerárquicos y la Sociedad Estadounidense de Metales y en el MIT por Greg Olson, profesor de práctica de Thermo-Calc en DMSE. Este año, 12 profesores de todo Estados Unidos y Canadá tuvieron la tarea de crear un metal "autocurativo" (que puede reparar los daños que sufre) utilizando estaño y bismuto. Si bien no es una verdadera aleación de acero, la clase llama cariñosamente a su creación improvisada Frankensteel. El curso está alineado con la Iniciativa Genoma de Materiales, un esfuerzo federal de la era Obama para diseñar y fabricar materiales más rápido y más barato de lo que se ha hecho tradicionalmente. En ese sentido, los profesores diseñaron su nuevo metal utilizando CALPHAD, una metodología para predecir propiedades de materiales multicomponentes como las aleaciones. Frankensteel está sostenido por alambres hechos de un material con memoria de forma, que puede cambiar de una forma a otra. Si el metal se agrieta, puede "curarse" solo cuando se calienta a una temperatura determinada. "Los profesores establecieron la composición y la temperatura de manera que el material tenga aproximadamente un 20 por ciento de líquido que se forma localmente durante el proceso de curación", dice Julian Rackwitz, estudiante de posgrado en el grupo de investigación de Olson y uno de los coordinadores del campamento. "Los cables con memoria de forma juntan las superficies de las grietas y el líquido vuelve a unir todo, mientras que la mayor parte del material aún está sólido para mantener su forma". A lo largo de la semana, los profesores realizaron experimentos, probaron componentes estructurales en hielo y yeso, moldearon sus muestras experimentales y realizaron pruebas de tracción o midieron la fuerza necesaria para romper los materiales.

Utilizando lo que aprendieron durante el campamento, los participantes planean desarrollar nuevos proyectos para sus estudiantes en casa. “Esta experiencia realmente me ayudó a aprender más sobre la ciencia de los materiales y nos brindó muchas aplicaciones que podemos llevar a las aulas de nuestra escuela intermedia o secundaria”, dice Yong You, profesor de la escuela secundaria Ridgeview en Gaithersburg, Maryland. Ha enseñado física, ciencias de la Tierra y astronomía a estudiantes de octavo grado y este año enseñará ciencias de la vida en séptimo grado. Disfrutaste experimentando con varias combinaciones de refuerzo estructural en yeso. Bambú, clips, papel y elásticos fueron sólo algunos de los elementos utilizados para fortalecer el material. "Probamos todo tipo de combinaciones, piezas, y luego intentamos ver cuánta fuerza necesitábamos para romper el yeso que hicimos", dice You. Estos experimentos se pueden trasladar fácilmente al aula, afirma You. “Puedes enseñar a tus alumnos sobre los materiales. ¿Cómo los refuerzas? ¿Cómo los haces más fuertes? Otra participante, Brenna Toblan, es profesora de ciencias y física en Central Memorial High School en Calgary, Alberta. Algunas de sus clases son requisitos previos, por lo que los estudiantes no están particularmente interesados ​​en la ciencia. "A veces piensan que es simplemente: 'Es un curso que me estás obligando a tomar y lo odio'". Toblan quiere llevar algunas de sus experiencias en los talleres prácticos del campamento del MIT a sus compañeros profesores y ayudarlas. entienden la importancia de desarrollar actividades atractivas motivadas por la aplicación práctica. Por ejemplo, está interesada en hablar con profesores del programa de preingeniería de su sistema escolar, quienes podrían tener acceso al equipo especializado necesario para realizar pruebas de tracción. El objetivo, dice Toblan, es hacer que la ciencia sea más accesible para los estudiantes, “darles ideas, mostrarles: '¿Cuál es el punto de la ciencia?'”. Toblan dice que vio la semana no como trabajo, sino como recreación. Intentó convencer a otra profesora de su escuela de que debería ir al campamento. “Ella dice: 'Oh, estoy demasiado ocupada, quiero tener mis vacaciones'. No, no, no lo entiendes. Esto ES un día festivo. Esto es divertido." De hecho, la experiencia dejó a Toblan sintiéndose fortalecido para obtener otra carrera. Estaba considerando su experiencia en astrofísica y cómo puede vincularse con la ciencia y la ingeniería de materiales. “¿Hago otra carrera de ingeniería? ¿O voy directamente a hacer una maestría/doctorado en astrofísica? ¿O puedo combinarlos de alguna manera? Porque esto es realmente fascinante”, dice Toblan, que ha enseñado durante casi 30 años, reflexionando sobre lo que quiere hacer cuando se jubile. “Bueno, en realidad no voy a retirarme. Voy a aprender cosas nuevas y a hacer cosas nuevas”.

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