Cómo los métodos de separación de mezclas nos ayudan a cuidar el medio ambiente

¿Qué tienen en común un embudo de decantación, un filtro de café y un imán? Aparentemente parece que nada, sin embargo, tienen en común más de lo que parece. Nuestro alumnado de 2º de ESO ha descubierto que los métodos que usamos para separar diferentes tipos de mezclas en el laboratorio pueden ser también una herramienta para luchar contra la contaminación.
A través de la realización de diferentes prácticas, todas ellas muy sencillas y fáciles de poner en práctica, nuestro alumnado ha tenido la oportunidad de acercarse a los actuales problemas medioambientales a los que se enfrenta nuestra sociedad desde una perspectiva científica y experimental. Para poder cuidar el planeta, también es necesario conocer cómo funciona.
Los alumnos comenzaron preguntándose: ¿qué era una mezcla? ¿y por qué era importante separarla?, y eso nos permitió advertirles de que todos los días generamos miles de toneladas de residuos, vertemos al desagüe productos que se mezclan con el agua, tiramos multitud de sustancias al cubo de la basura, o incluso al suelo sin pensar. El problema es que esas sustancias, esas mezclas, si no se separan correctamente, acaban contaminando el medio natural.
En clase hemos aprendido que la separación de mezclas no es algo abstracto, está en las plantas de reciclaje, en las plantas depuradoras, en los procesos industriales… y que entender estos métodos nos da herramientas para imaginar soluciones reales.
A continuación, se detallan brevemente algunos de los métodos de separación más utilizados que han formado parte de los contenidos curriculares de la materia de Física y Química, así como la puesta en práctica que llevamos a cabo con parte de nuestro alumnado de 2º ESO.
Decantación. Permite separar líquidos que no se mezclan, como el agua y el aceite, o bien separar un líquido de un sólido que se ha depositado en el fondo. Ambos procedimientos se basan en la diferencia de densidades entre los componentes de la mezcla.

Simulamos un vertido de aceite usado en agua y utilizando un embudo de decantación, conseguimos separarlo. Además, nos permitió reflexionar sobre el impacto de tirar aceite por el fregadero, ya que un solo litro puede llegar a contaminar hasta 1.000 litros de agua potable.

Filtración. Se utiliza para separar un sólido que no se ha disuelto en un líquido. Al pasar la mezcla por un filtro, las partículas sólidas quedan retenidas en el filtro y el líquido se recoge limpio. Para simularlo, añadimos tierra en una mezcla de agua y aceite.
Posteriormente, sin la necesidad de aplicar vacío, procedimos a filtrarla ayudándonos de un embudo Büchner de porcelana, y observamos cómo se separaban los sólidos en suspensión. El objetivo de esta práctica era reproducir parte del proceso del tratamiento de aguas residuales en depuradoras.

Fotos. Muestran las diferentes etapas del proceso.

Imantación. Esta técnica aprovecha las propiedades magnéticas de ciertos materiales, como es el hierro, para separarlos de otros no magnéticos, mediante el uso de un imán.
Usamos un imán para separar limaduras de hierro de una mezcla con arena. Este sencillo proceso está detrás de la recuperación de metales en las plantas de reciclaje.
Tamización. Procedimiento ideal para separar sólidos de diferente tamaño. La mezcla se hace pasar por un tamiz o malla, o un colador como fue en nuestro caso, que retiene las partículas mayores y deja pasar las más pequeñas.
En nuestro caso tamizamos una mezcla de arena y grava consiguiéndola separar en función del tamaño de las partículas. Éste es el principio de todo proceso de separación de residuos sólidos urbanos.
Cristalización. Consiste en obtener un sólido disuelto en un líquido formando cristales, obteniéndose gracias a la evaporación del disolvente. Son muy conocidos los cristales de cloruro de sodio o los de sulfato de cobre pentahidratado. Este procedimiento es muy útil, por ejemplo, para obtener sal del agua del mar.
Dejamos en el laboratorio una disolución salina depositada en un cristalizador hasta que el agua se evaporó por completo, dejando los cristales de sal sólida al fondo. El haberlo realizado en un cristalizador y haberlo dejado a temperatura ambiente durante mucho tiempo nos permitió obtener cristales de gran tamaño. Este procedimiento nos sirvió
para hablar de los vertidos salinos industriales y su impacto sobre los suelos y cultivos.

Foto. Cristales cúbicos de NaCl.

Cromatografía. Método que permite separar los distintos componentes de una mezcla compleja, observando cómo se desplazan a diferentes velocidades sobre una fase estacionaria que en nuestro caso fue el papel de filtro.

Pintamos con diferentes rotuladores sobre el papel de filtro y lo introdujimos en una fase móvil adecuada, en este caso en etanol.  La tinta se descompuso en sus distintos componentes, quedando patente cómo las diferentes marcas comerciales utilizan distintas composiciones para realizar la mezcla. Todo ello nos permitió hablar de la
contaminación por colorantes artificiales en la industria textil.

Foto. Resultados de una de la cromatografía.

Nuestro objetivo no ha sido únicamente aprender un contenido curricular, sino que se ha pretendido entender cómo lo que estudiamos se conecta con nuestro día a día y con los grandes desafíos a los que se enfrenta la sociedad actual, como son el preocupante cambio climático, el exceso de acumulación de residuos generados por la población
mundial o la alarmante escasez de agua limpia en nuestro planeta, a pesar de apodarse a la Tierra “planeta azul”, por la gran cantidad de agua que cubre su superficie.
A través de estas prácticas, el alumnado ha podido ver que la Ciencia puede y debe estar al servicio del medio ambiente, así como comprender que un experimento no es solo un montaje, sino una forma de cuestionar y de transformar nuestra realidad.
“La ciencia no solo explica el mundo, también nos enseña a cuidarlo.»

Foto. Alumnos realizando una de las separaciones.