Ciencia en las profundidades marinas desarrollada por escolares y ejecutado por científicos y científicas durante una campaña oceanográfica

El objetivo de un experimento científico es encontrar respuestas a preguntas concretas. A menudo un experimento dura mucho tiempo, es muy complicado y caro. Te presentamos en detalle algunos de los experimentos que realizamos durante expediciones anteriores y nuevos experimentos realizados durante esta campaña oceanográfica del SOI en 2023.

La levadura ve las profundidades marinas (de una campaña oceanográfica anterior)

Antecedentes: Conocemos la levadura porque la utilizamos para hacer pan, elaborar cerveza y producir vino y todo esto desde hace ya unos cuantos miles de años. Sin embargo, que las levaduras son organismos vivos lo describió por primera vez Louis Pasteur (1822-1895) en su libro "Études sur la bière" (Estudios sobre la cerveza). Las levaduras son hongos unicelulares que alcanzan un tamaño de 10 micrómetros (la centésima parte de un milímetro). Las levaduras son heterótrofas, es decir, se alimentan de materia orgánica (azúcar, proteínas, grasas) producida por otros seres vivos. Utilizan el oxígeno para descomponer el azúcar en agua y dióxido de carbono y aprovechan la energía liberada para su metabolismo. Si no hay oxígeno alrededor, las levaduras pueden vivir al menos durante algún tiempo y con menos división celular. A continuación, las levaduras transforman el azúcar en alcohol etílico (en lugar de agua), menos rico en energía, y en dióxido de carbono. Esto se denomina fermentación. Utilizamos el dióxido de carbono, por ejemplo, para que suba la masa del pan o para airear la bebida. La propia levadura nos proporciona vitamina B. Los extractos de levadura se utilizan como potenciadores del sabor en los alimentos. En biotecnología, los extractos estériles de levadura se utilizan como medio de cultivo para otros tipos de hongos o bacterias. Las levaduras se reproducen por gemación y por división celular (reproducción asexual) o producen esporas (reproducción sexual).

Hipótesis: Nuestra hipótesis es que las levaduras sobrevivirán en las profundidades marinas, al menos durante algunas horas.

Material y método: Colocamos masa de pan con levadura viva en un recipiente y lo montamos fuera del sumergible. La inmersión duró 8 horas, la levadura estuvo a una profundidad de 2500 metros durante 5 horas. Después de la inmersión, el cocinero del barco hizo pan con la masa para ver si se podía hacer pan con esta masa, lo que indicaba que la levadura sobrevivía a las condiciones de presión y frío de las profundidades marinas.

Resultados: El cocinero cogió la masa que habíamos recuperado e inmediatamente le añadió harina para hacer pan. Todos y todas lo probamos y comprobamos que no era tan aireado y esponjoso como el pan normal, pero sabía a pan.

Conclusión: La levadura no muere a causa de la alta presión, la oscuridad o las bajas temperaturas. Al menos no en 5 horas. Además, el agua salada del mar no daña la levadura.

Aprendimos que las bolsas de plástico no son adecuadas como envoltorio en aguas profundas, porque se rompen. Además, la masa subió durante el viaje a las profundidades. Probablemente incluso varias veces y esto siempre es malo para la masa, nos dijo el cocinero. La masa era relativamente pequeña cuando la sacamos de la nevera. La temperatura exterior ya era de 25°C a primera hora de la mañana. La temperatura del agua en la superficie era de 28°C. Esta temperatura disminuye continuamente al aumentar la profundidad, pero la levadura tuvo tiempo suficiente para activarse cuando la bolsa estaba fijada al Alvin, durante el descenso y ascenso del sumergible y durante la recuperación al final de la inmersión.

Experimento de espuma de poliestireno (de una campaña oceanográfica anterior)

Antecedentes: La espuma de poliestireno es un material sintético, introducido en el mercado por la empresa alemana BASF ya en 1951. El material de base son pequeñas perlas de poliestirol, que se obtiene del petróleo crudo en un procedimiento muy complicado. Las perlas se espuman con la ayuda de un agente espumante y calor y se convierten en pequeños gránulos. Con calor y presión, estos gránulos pueden adoptar casi cualquier forma. La espuma de poliestireno completa contiene un 98% de aire. Es muy adecuada como material de embalaje y aislamiento. Muchos artículos de la vida cotidiana están hechos de espuma de poliestireno. Por ejemplo, adornos y vasos de fiesta.

Hipótesis: Nuestra hipótesis es que los vasos de espuma de poliestireno cambian bajo presión.

Material y método: Para averiguar qué ocurre con los vasos de espuma de poliestireno bajo presión, llevamos algunos de estos vasos a la profundidad. Para mantener sus formas, los rellenamos abundantemente con toallitas de papel. El piloto del sumergible fijó uno de los vasos en la cesta del Alvin y apuntó una cámara hacia él, antes de la inmersión. Resultados y conclusiones: Los vasos de espuma de poliestireno se redujeron considerablemente bajo alta presión. Esto ocurrió porque el aire se comprimió bajo presión durante el descenso del sumergible. Hay que tener en cuenta que los líquidos y los sólidos no se comprimen con la presión, mientras que los gases reaccionan de forma diferente.