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3.5. Acelerantes del deterioro

¿10 años o 100 años?

Antigua terma romana en Lobios deteriorada por el paso del tiempo.

¿Un monumento se deteriora en 10 años o 100 años?

Para responder a esta pregunta, tendrás que tener en cuenta la química.

Como ya sabes, el deterioro se produce a partir de reacciones químicas, entre otros factores. 

Los átomos de la piedra chocan con los contaminantes y forman nuevos materiales más débiles.

Pero, ¿por qué algunas reacciones son lentas como una tortuga y otras rápidas como un rayo?

La respuesta está en la velocidad de reacción.

Si te fijas en qué factores pueden hacer que esos choques sean más frecuentes o más violentos, puedes predecir y controlar la destrucción de los edificios.

Lectura facilitada

Para responder a esta pregunta, debes mirar la química.

El deterioro de los monumentos ocurre por reacciones químicas.

Los átomos de la piedra chocan con la contaminación del aire.

Al chocar, forman materiales nuevos que son más débiles.

Por eso la piedra se rompe.

Pero, ¿por qué unas reacciones son muy lentas y otras rápidas?

La respuesta está en la velocidad de reacción.

¿Velocidad de reacción?

La velocidad de reacción es una medida de cuánto tiempo tarda una reacción en transformar los materiales originales en los materiales dañados.

  • Velocidad rápida: Los contaminantes están chocando y rompiendo los enlaces de la piedra a gran velocidad.
  • Velocidad lenta: Los choques son menos frecuentes o menos efectivos.

¿Qué factores influyen en la velocidad de reacción?

Temperatura

Termómetro con una flecha al lado y una interrogación. Los días de frío, en invierno, en clase todo el mundo está más quieto, casi no hay contacto. 

En cambio, en los días de calor, en verano, en clase todo el mundo está más inquieto, se mueve más rápido y choca con los demás.

De forma similar, a mayor temperatura, mayor velocidad de reacción.

  1. Las partículas se mueven más rápido. 
  2. Al moverse más, chocan más veces y con más fuerza. 
  3. Estos golpes son tan fuertes que los enlaces de los reactivos se rompen. 
  4. Esto hace que se reorganicen y se unan de forma distinta para que aparezcan nuevas sustancias (productos). 

↑ Temperatura → ↑ Choques → ↑ Velocidad de reacción

Concentración

Mucha gente en un mismo lugar.Si en tu clase hay pocas personas, tienes mucho espacio. Aunque te muevas, es difícil que choques con alguien. 

Pero si metes a 100 personas en tu clase, chocarás constantemente solo con moverte un paso. 

En química, la concentración es la cantidad de partículas que hay en un volumen determinado.

Entonces, a mayor concentración, mayor velocidad de reacción.

  1. Al aumentar la cantidad de partículas en el mismo volumen, estas están más "apretadas".
  2. Al haber tantas partículas, la posibilidad de que se choquen entre sí es mayor. 
  3. Al haber muchos más choques, se rompen más enlaces de los reactivos.
  4. Cuanto más rápido se rompan y se vuelvan a unir los átomos, más rápido aparecen las nuevas sustancias (productos).

↑ Concentración → ↑ Choques → ↑ Velocidad de reacción

Superficie de contacto

Personas formando una fila.

Si estás en el patio jugando e intentas chocar contra una sola persona, es difícil que ocurra. 

En cambio, si varias personas se unen formando una fila o un bloque, ocupan más superficie, es mucho más fácil chocar.

En química, esto explica por qué las partículas trituradas o más grandes reaccionan antes.

Entonces, a mayor superficie de contacto, mayor velocidad de reacción.

  1. Cuanta más superficie esté expuesta, las partículas pueden chocar por más zonas.
  2. Encuentran reactivo constantemente porque ocupan mucho sitio.
  3. Al ser un objetivo tan grande, los choques son más numerosos.
  4. Esos choques rompen los enlaces rápidamente, dejando los átomos libres para formar los productos.

↑ Concentración → ↑ Choques → ↑ Velocidad de reacción

Catalizadores 

Una mano con una llave abriendo una cerradura.

Imagina que para que ocurra la reacción química tienes que entrar en el aula, pero la puerta está cerrada con llave.

  • Sin catalizador es como si no tuvieras la llave:
    • Tendrías que echar la puerta abajo a base de golpes.
    • Necesitarías mucha energía y tiempo.
  • Con catalizador es como si apareciera la llave de la clase.
    • Es específica: Solo la llave de tu aula abre tu puerta. Un catalizador no sirve para todas las reacciones.
    • Ahorra energía: No tienes que golpear la puerta; solo giras la llave y entras rápido.

Los catalizadores son sustancias que aceleran las reacciones químicas. Lo mejor de todo es que:

  • Se necesita muy poca cantidad.
  • No se gastan: Ayudan a que la reacción ocurra y luego se quedan igual que al principio.

Lectura facilitada

La velocidad de reacción mide el tiempo que tarda una reacción química en transformar unas sustancias en otras.

  • Velocidad rápida: Las partículas chocan mucho y rompen sus enlaces muy rápido.
  • Velocidad lenta: Los choques entre partículas son pocos o menos efectivos.

¿Qué factores influyen en la velocidad de reacción?

Temperatura

Termómetro con una flecha al lado y una interrogación. Si aumenta la temperatura, la reacción es más rápida.

  1. Las partículas se mueven a mayor velocidad.
  2. Las partículas chocan más veces y con más fuerza.
  3. Los golpes fuertes rompen los enlaces de las sustancias iniciales.
  4. Los átomos se juntan de forma diferente y crean sustancias nuevas.

↑ Temperatura → ↑ Choques → ↑ Velocidad de reacción

Concentración

Mucha gente en un mismo lugar.Si aumenta la concentración, la reacción es más rápida.

  1. Hay más partículas en el mismo espacio y están más apretadas.
  2. Al haber tantas partículas, es más fácil que choquen entre sí.
  3. Los choques rompen los enlaces de las sustancias iniciales.
  4. Los átomos se unen rápido y las sustancias nuevas aparecen antes.

↑ Concentración → ↑ Choques → ↑ Velocidad de reacción

Superficie de contacto

Personas formando una fila.

Si aumenta la superficie de contacto, la reacción es más rápida.

  1. La sustancia tiene más zona expuesta y las partículas sufren más choques.
  2. Las partículas encuentran espacio para chocar de forma constante.
  3. El número de choques es mucho mayor.
  4. Los enlaces se rompen rápido y los átomos forman sustancias nuevas enseguida.

↑ Superficie de contacto → ↑ Choques → ↑ Velocidad de reacción

Catalizadores

Una mano con una llave abriendo una cerradura.

Un catalizador es como tener la llave para abrir la cerradura. 

Los catalizadores son sustancias que ayudan a acelerar las reacciones químicas.

Tienen estas ventajas:

  • Se usan en cantidades muy pequeñas.
  • No se gastan en la reacción: Ayudan al proceso y al final se quedan exactamente igual.

Apoyo visual

Temperatura

Termómetro con una flecha al lado y una interrogación.

↑ Temperatura → ↑ Velocidad

Concentración

Mucha gente en un mismo lugar.

↑ Concentración → ↑ Velocidad

Superficie de contacto

Personas formando una fila.

↑ Superficie → ↑ Velocidad

Catalizadores

Una mano con una llave abriendo una cerradura.

Menos Energía → ↑ Velocidad

Actividad multinivel: ¿A qué ritmo se transforma?

Una persona eligiendo un círculo rojo entre dos opciones con una interrogación en el medio.Para conseguir ser especialista del deterioro, tendrás que ser capaz de realizar una de estas actividades.

Aquí tienes varias opciones para trabajar la velocidad en las reacciones químicas. 

Debes elegir una, la que tú quieras. 

Opción A: El orden marca el camino

Lee el texto y completa las palabras que faltan relativas a la velocidad de reacción.

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Algunos de los factores que modifican la @@velocidad@@ de una reacción son:

  • La concentración: a @@mayor@@ cantidad de reactivos, @@mayor@@ será la velocidad de reacción (y a @@menor@@ concentración, la velocidad @@disminuye@@).
  • La temperatura: a @@menor@@ temperatura, más @@lenta@@ será la reacción, mientras que si la temperatura @@aumenta@@, la velocidad será @@mayor@@.
  • Los catalizadores: sustancias que provocan que la velocidad sea @@mayor@@ porque @@aceleran@@ la reacción.
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Opción B: ¿Quién es quién?

Lee el texto y completa las palabras que faltan.

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  • Los @@monumentos@@ están construidos con materiales como la piedra, el mármol o el metal, que pueden cambiar con el paso del tiempo.
  • Uno de los principales causantes de su deterioro es la @@contaminación@@ atmosférica. Algunos @@gases@@ contaminantes, como el dióxido de azufre o el dióxido de carbono, reaccionan con el @@agua@@ de la lluvia y provocan la llamada lluvia @@ácida@@. Esta lluvia produce una @@reacción@@ química con la piedra caliza, haciendo que se @@desgaste@@ poco a poco.
  • Otro factor importante es el @@oxígeno@@ del aire. Cuando ciertos @@metales@@ entran en contacto con el oxígeno y la humedad, se produce una reacción de @@oxidación@@, que provoca la corrosión y debilita las estructuras metálicas de los monumentos.
  • Además, los cambios de @@temperatura@@ y la acción del agua pueden causar grietas en la piedra.
  • El agua puede entrar en pequeñas fisuras y, al @@congelarse@@, aumentar su volumen, rompiendo el material. A todo esto se suma la acción del ser humano que, con el tráfico, la industria o incluso el contacto directo, acelera el deterioro de los monumentos.
  • Conocer las @@reacciones@@ químicas que intervienen en estos procesos es fundamental para poder conservar y proteger nuestro patrimonio histórico.

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Opción C: Acelerar o no acelerar

Persona corriendo pasando a otra.Durante la investigación sobre el deterioro de los monumentos, como especialista has descubierto que no todas las reacciones químicas ocurren a la misma velocidad.

En algunos casos, el desgaste se produce lentamente, mientras que en otros se acelera debido a distintos factores.

Intenta determinar si se acelera o no se acelera la reacción en cada caso. 

  • Uno de los factores más importantes es la temperatura. Cuando la temperatura , las partículas se mueven más y chocan con frecuencia. Por ello, al aumentar la temperatura, la velocidad de la reacción .
  • También influye la concentración de las sustancias que reaccionan. Si en el aire hay una cantidad de gases contaminantes, estos reaccionan con los materiales del monumento. En este caso, al la concentración, la velocidad de la reacción no aumenta.
  • La superficie de contacto es otro factor clave. Una piedra muy desgastada o con grietas tiene superficie expuesta al aire y al agua. Cuando la superficie de contacto es mayor, la velocidad de la reacción .
  • En algunas reacciones puede intervenir un , una sustancia que acelera la reacción sin consumirse. Si aparece uno en el proceso químico, la velocidad de la reacción .
  • Por el contrario, cuando la temperatura es , hay poca concentración de sustancias reaccionantes o la superficie expuesta es , las reacciones químicas que provocan el deterioro de los monumentos ocurren más despacio. En estos casos, la velocidad de la reacción no aumenta.

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Recogiendo evidencias

Imagen del campanario de la iglesia de piedra con un cruceiro delante, también de piedra.Para entender cómo el paso del tiempo y el ambiente afectan a vuestro entorno, te convertirás en especialista del deterioro.

Ahora vuestro objetivo será recoger evidencias reales sobre el deterioro de los materiales.

En esta actividad en grupo, cada uno de vosotros vais a seleccionar un monumento o elemento arquitectónico de vuestro entorno.

Recordad que deben existir dos cambios físicos y dos cambios químicos por grupo, y un mismo elemento puede presentar diferentes cambios. 

Además, tomaréis fotografías del mismo, prestando especial interés a los detalles del desgaste. 

Deberéis recorrer vuestro entorno y tomar anotaciones desde un punto de vista científico. 

Tenéis la ficha de trabajo para completar con la información de la recogida de evidencias.

Plan de trabajo

Pictograma de documento con una lista de ítems y una mano sujetando un lápiz.Información

Deberéis seleccionar un monumento o elemento arquitectónico (estatua, fachada, barandilla, etc.) y completar la siguiente información:

  • Identificación: Nombre del elemento y ubicación.
  • Material: ¿Es piedra (granito, mármol), metal (hierro, bronce) o madera?.
  • Tipo de desgaste: ¿Presenta manchas, grietas, óxido, pérdida de material o cambios de color?.
  • Análisis del entorno: Observa si hay mucho tráfico (humo), vegetación cercana (musgo, líquenes), humedad directa o cercanía al mar.

Pictograma de una cámara fotográfica.Fotografía

No olvides usar tu dispositivo para tomar evidencias visuales.

Necesitarás:

  • Una foto de todo el monumento para ver su contexto.
  • Fotos de cerca donde se aprecie el desgaste (manchas anaranjadas, pátinas verdes o erosión en la piedra).

Plantilla de trabajo: "Recogiendo evidencias y análisis final"

En estos archivos podéis encontrar la plantilla de trabajo para la toma de datos y posterior análisis de un monumento o elemento. 

Debéis utilizar tantas como elementos o monumentos vayáis a analizar. 

Para poder editarlo, descárgadlo en formato ODT.

Completar la información que observéis de cada monumento. 

Feito con eXeLearning (Nova xanela)