¿Qué mapa del cerebro de la mosca de la fruta, la ubicación del exoplaneta WASP-77 A b, identifica la resistencia a los antibióticos en las bacterias? Escherichia coli y seguridad de los cultivos de yuca (Mandioca Esculenta) ¿Uganda tiene algo en común? Todos ellos son sujetos de los logros de los científicos ciudadanos.
El público ha estado involucrado durante mucho tiempo en esfuerzos científicos: por ejemplo, registró brotes de langostas en China hace casi 2.000 años. Hoy en día, los investigadores aficionados pueden ayudar a rastrear animales en peligro de extinción, registrar fenómenos meteorológicos y buscar galaxias.
Utilice la ciencia ciudadana para avanzar en proyectos de big data
Pero la química puede parecer fuera del alcance de los científicos aficionados, debido a las técnicas de trabajo de laboratorio y a los protocolos básicos de seguridad. Estas preocupaciones son válidas, pero pueden superarse, como demuestra mi investigación en química participativa.
En 2015, estaba luchando por hacer suficientes muestras para un proyecto de investigación. Mi colega Julia Parker y yo queríamos comprender la formación del carbonato de calcio, un compuesto que se encuentra en materiales naturales que van desde tiza y perlas hasta cáscaras de huevo y moluscos.
El carbonato de calcio puro se presenta en tres formas cristalinas: calcita, vaterita y aragonita. En la naturaleza, los aminoácidos y las proteínas determinan qué tipo se produce, pero no está claro cómo se producen. Nuestro objetivo era explorar los efectos de diferentes aditivos, sus concentraciones y tiempos de reacción. Pero nos habría llevado unos 200 días fabricar las 1.000 muestras que queríamos, más el tiempo necesario para limpiar montañas de cristalería. No pudimos conciliar esto con nuestros otros compromisos.
Pero nos dimos cuenta de que las escuelas secundarias utilizan la mayoría de los productos químicos necesarios, por lo que los estudiantes, profesores y técnicos de laboratorio podrían ayudarnos. Contactamos a 110 escuelas a través de redes nacionales de enseñanza y publicidad en medios, solicitando 10 muestras por escuela. Llamamos a este esfuerzo “Proyecto M”, por el número 1000 en números romanos.
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Los científicos del Proyecto M sintetizaron carbonato de calcio con ciertos aditivos. Pesaron los materiales de partida, mezclaron y filtraron soluciones, secaron los polvos resultantes y los prepararon para la caracterización, manteniendo registros meticulosos. Nos enviaron sus muestras y realizamos un experimento de 24 horas para revelar la estructura de los cristales.
Al final, el 80% de las escuelas participaron y el 20% no envió las 10 muestras requeridas, porque algunos profesores no pudieron adaptar los experimentos (dos sesiones de 45 minutos) a su reducido plan de estudios. De las 659 muestras adecuadas que recibimos, identificamos aditivos que favorecen o inhiben la formación de vaterita y descubrimos que la estructura de la calcita se expande para incluir los aditivos, pero la estructura de la vaterita no (california murray et al. bautizocom 26753-763; 2024).
Cuando les hablo a mis colegas químicos y otros científicos sobre el Proyecto M, muchos se preguntan si se puede confiar en las muestras escolares. Algunos se preguntan si hemos sacrificado la precisión científica. Nosotros no hicimos eso.
Cualquier resultado es tan bueno como la calidad del diseño y los datos del ensayo. Trabajando con los profesores, hemos diseñado cuidadosamente un protocolo sólido. Descubrimos el equipo que tenían; Proporcionamos los productos químicos, papel de filtro y pasajes; Usamos unidades y terminología con las que las escuelas estaban familiarizadas. Las escuelas realizaron pruebas de seguimiento y mediciones repetidas.
La confianza va en ambos sentidos. Así como los químicos deben poder confiar en los datos proporcionados por los científicos ciudadanos, los participantes deben poder comprender el objetivo y los pasos del proyecto. Nuestro equipo creó un sitio web para permitir que todos los participantes verifiquen sus resultados, identifiquen la estructura que crearon y comparen sus resultados con otros.
Hay experimentos arriesgados que los químicos aficionados no deberían realizar. Pero el contenido del laboratorio de tu escuela secundaria contiene más posibilidades de las que pensabas. Muchos profesores tienen títulos en química, investigación o trabajo de laboratorio. Su experiencia puede establecer experimentos exitosos.
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Los científicos ciudadanos, al igual que los científicos profesionales, tienen motivaciones diferentes. Grandes proyectos de química participativa pueden ser iniciados o dirigidos por personas que no son químicas. Algunos proyectos existentes se basan en comunidades locales, tradicionales o indígenas, como los esfuerzos de mujeres en Yulombo, Colombia, para mapear la contaminación por mercurio de las minas, y un proyecto de miembros de la Nación Shinnecock para monitorear la calidad del agua y rastrear las fuentes microbianas en la Bahía de Shinnecock. , Nueva York.
Muchos estudiantes del Proyecto M nos dijeron lo orgullosos que estaban de participar en un proyecto de investigación real. Los profesores estaban interesados en reutilizar las habilidades adquiridas en sus carreras. Nuestros colegas estaban entusiasmados con nuestros extraordinarios colaboradores.
El proyecto requirió mucho trabajo –nos llevó dos años acercarnos a las escuelas–, pero fue mucho más enriquecedor que hacer todas las muestras nosotros mismos. Hemos aprendido mucho (ver california murray et al. Frente. común. 81229616; 2023). Si volviéramos a embarcarnos en dicha colaboración, proporcionaríamos mejores recursos visuales para que los estudiantes los presenten a sus compañeros, crearíamos una comunidad en línea para los profesores y pediríamos a cada escuela que proporcionara menos muestras.
Para mí, la parte más gratificante del Proyecto M es que ha conducido a una ciencia significativa. Con algunos colaboradores increíblemente entusiastas, exploramos un campo químico que era demasiado vasto para abordarlo solos. Me sorprendieron sus ideas y su compromiso con el rigor. Y hemos ampliado el número de personas que podrían considerarse químicos.
El mundo está lleno de científicos en ciernes dispuestos a crear y romper enlaces químicos. Su curiosidad puede llevarte por caminos (reacción) que nunca esperabas.
