Tiza

Antecedentes

La tiza que se usa en las aulas de la escuela viene en palos delgados de aproximadamente 0,35 pulgadas (nueve milímetros) de diámetro y 3,15 pulgadas (80 milímetros) de largo. Las lecciones a menudo se presentan a clases enteras en pizarrones (o pizarrones, como se les llamó originalmente) usando tizas porque este método ha demostrado ser barato y fácil.

Como se encuentra en la naturaleza, la tiza se ha utilizado para dibujar desde tiempos prehistóricos, cuando, según los arqueólogos, ayudó a crear algunos de los primeros dibujos rupestres. Más tarde, artistas de diferentes países y estilos utilizaron tiza principalmente para bocetos, y algunos de esos dibujos, protegidos con goma laca o una sustancia similar, han sobrevivido. La tiza se formó por primera vez en palos para conveniencia de los artistas. El método consistía en moler tiza natural hasta obtener un polvo fino, luego agregar agua, arcilla como aglutinante y varios colores secos. La masilla resultante se laminó luego en cilindros y se secó. Aunque las impurezas producen tiza natural en muchos colores, cuando los artistas hacen su propia tiza, generalmente agregan pigmentos para hacer que estos colores sean más vívidos. El carbono, por ejemplo, se utilizó para mejorar el negro y el óxido férrico (Fe ₂ O ₃ ) creó un rojo más vivo.

La tiza no se convirtió en un estándar en las aulas hasta el siglo XIX, cuando el tamaño de las clases comenzó a aumentar y los maestros necesitaban una forma conveniente de transmitir información a muchos estudiantes al mismo tiempo. Los instructores no solo usaron pizarrones grandes, sino que los estudiantes también trabajaron con pizarrones individuales, completos con tizas y una esponja o paño para usar como borrador. Estas pequeñas pizarras se utilizaron para practicar, especialmente entre los estudiantes más jóvenes. Los bolígrafos sumergidos en los pozos de tinta eran la herramienta preferida para escribir la copia final, pero estaban reservados para los estudiantes mayores en quienes se podía confiar para que no ensuciaran:el papel, hecho únicamente con trapos en ese momento, era caro.

Un cambio importante en la naturaleza de la tiza en el aula fue paralelo a un cambio en las pizarras. Las pizarras solían ser negras, porque estaban hechas de pizarra auténtica. Si bien algunos expertos abogaron por un cambio a pizarrones amarillos y tizas azul oscuro o violeta para simular la escritura en papel, cuando los fabricantes comenzaron a fabricar pizarrones con materiales sintéticos durante el siglo XX, eligieron el color verde, argumentando que era más agradable a la vista. El amarillo se convirtió en el color preferido de la tiza.

Casi toda la tiza que se produce hoy en día no tiene polvo. Anteriormente, la tiza más blanda tendía a producir una nube de polvo que algunos temían que pudiera contribuir a problemas respiratorios. La tiza sin polvo todavía produce polvo; es solo que el polvo se asienta más rápido. Los fabricantes logran esto horneando su tiza por más tiempo para endurecerla más. Otro método, utilizado por una empresa francesa, es sumergir el ochenta por ciento de cada barra de tiza sin polvo en goma laca para evitar que la tiza se pegue a las manos.

Materias primas

El componente principal de la tiza es el carbonato de calcio (CaCO ₃ ), una forma de piedra caliza. Los depósitos de piedra caliza se desarrollan como cocolitos (diminutas placas calcáreas creadas por la descomposición de esqueletos de plancton) se acumulan, formando capas sedimentarias. El plancton, un organismo marino diminuto, concentra el calcio que se encuentra naturalmente en el agua de mar del 0,04 por ciento al 40 por ciento, que luego se precipita cuando el plancton muere.

Para hacer tiza, la piedra caliza se extrae primero, generalmente mediante un método de cantera a cielo abierto. A continuación, se debe triturar la piedra caliza. La trituración primaria, como en una trituradora de mandíbulas, rompe grandes rocas; la trituración secundaria pulveriza trozos más pequeños en guijarros. Luego, la piedra caliza se muele en húmedo con agua en un molino de bolas, un tambor de acero giratorio con bolas de acero en el interior para pulverizar aún más la tiza. Este paso elimina las impurezas y deja un polvo fino.

La base de las tizas pastel es sulfato de calcio (CaSO ₄ ), que se deriva del yeso (CaSO ₄ -2H ₂ O), un mineral evaporito formado por la deposición de salmuera oceánica; también se presenta diseminada en calizas. La tiza y el yeso deshidratado tienen, pues, orígenes y propiedades similares. Los pasteles también contienen arcillas y aceites para aglutinar y pigmentos fuertes. Esta mezcla produce palos que escriben suavemente sin manchar y dibujan mejor en papel que en pizarrones. Aunque se tiene mucho cuidado para eliminar los contaminantes cuando se fabrica la tiza, quedan algunas impurezas inherentes al mineral. Entre ellos, los principales son la sílice, la alúmina, el hierro, el fósforo y el azufre. En cantidades menos significativas, también pueden aparecer manganeso, cobre, titanio, óxido de sodio, óxido de potasio, flúor, arsénico y estroncio.

El
proceso de fabricación

Extracción de piedra caliza

• 1 Aproximadamente el 95 por ciento de la piedra caliza producida en los Estados Unidos se extrae. Una vez que se ha prospectado una reserva suficiente (se recomienda un valor de veinticinco años), el terreno que cubre el depósito se retira con topadoras y raspadores. Si la tiza está cerca de la superficie, se puede utilizar un método de cantera de estante abierto; sin embargo, esto es muy raro. Por lo general, se utiliza en su lugar un método de cantera a cielo abierto. En este método, se perforan agujeros en la roca, se colocan explosivos en el interior y se explota la roca. Dependiendo de la naturaleza del depósito, un pozo se puede agrandar lateral o verticalmente.

Pulverizando la tiza

• 2 Una vez que se han extraído trozos relativamente grandes de piedra caliza, deben transportarse a máquinas trituradoras, donde se pulverizan para satisfacer las demandas de la industria de la tiza. El primer paso es la trituración primaria. Existen varias trituradoras, pero el principio es el mismo:todas comprimen la piedra con mandíbulas o un cono, o la rompen por impacto. La trituración secundaria se realiza mediante trituradoras más pequeñas que trabajan a velocidades más altas, produciendo guijarros que luego se muelen y pulverizan.
• 3 La siguiente fase, la trituración en húmedo, elimina las impurezas. Se utiliza para hacer el grado fino de piedra caliza necesaria para que la tiza sea adecuada para escribir. La trituración en húmedo se realiza en molinos de bolas, tambores de acero giratorios con bolas de acero en su interior que pulverizan la tiza hasta que queda muy fina.

Después de moler, las partículas de tiza se tamizan sobre cribas vibratorias para separar las partículas más finas. Luego, las partículas se mezclan con agua, se extruyen a través de un troquel del tamaño adecuado y se cortan a la longitud adecuada. Finalmente, la tiza se cura en un horno durante cuatro días.

Yeso deshidratante

• 4 El yeso, como la piedra caliza, también se extrae y pulveriza. La principal diferencia en el procesamiento del yeso es que debe deshidratarse para formar sulfato de calcio, el componente principal de la tiza coloreada. Esto se hace en un hervidor, una gran cámara de combustión en la que el yeso se calienta entre 244 y 253 grados Fahrenheit (116-121 grados Celsius). Se deja hervir hasta que se ha reducido de un doce a un quince por ciento, momento en el que su contenido de agua se habrá reducido del 20,9 por ciento a entre el 5 y el 6 por ciento. Para reducir aún más el agua, el yeso se recalienta a aproximadamente 402 grados Fahrenheit (204 grados Celsius), momento en el que se retira del hervidor. A estas alturas, casi toda el agua se ha evaporado, dejando sulfato de calcio.

Tamizar, limpiar y enviar
la tiza

• 5 Las partículas de tiza o sulfato de calcio ahora se transportan a pantallas vibratorias que tamizan el material más fino. La tiza fina resultante se lava, se seca, se empaqueta en bolsas y se envía al fabricante. Al recibir tiza o sulfato de calcio, la fábrica de tiza generalmente muele los materiales nuevamente para hacerlos suaves y uniformemente finos.

Hacer tiza blanca para el aula

• 6 Para hacer tiza blanca para el aula, el fabricante agrega agua para formar una suspensión espesa con la consistencia de la arcilla. Luego, la suspensión se coloca y se extrae de un troquel, un orificio de la forma larga y delgada deseada. Cortados en longitudes de aproximadamente 24,43 pulgadas (62 centímetros), los palos se colocan a continuación en una hoja que contiene lugares para cinco de esos palos. Luego, la hoja se coloca en un horno, donde la tiza se cura durante cuatro días a 188 grados Fahrenheit (85 grados Celsius). Una vez curado, los palitos se cortan en longitudes de 80 milímetros.

Hacer tizas de colores para el aula

• 7 pigmentos (materiales secos, naturales y coloreados) se mezclan con el carbonato de calcio mientras ambos están secos (el procedimiento es similar a tamizar la harina y el polvo de hornear juntos antes de agregar el líquido, como en una receta de pastel). Luego se agrega agua a la mezcla, que luego se hornea de la misma manera que la tiza blanca para el aula.

Hacer pasteles

• 8 Otro método de fabricación se utiliza para los pasteles, las tizas que se utilizan para el dibujo artístico. El procedimiento se parece al que se usa para tizas de color en el aula, pero se usa sulfato de calcio en lugar de carbonato de calcio. Además, el material seco se mezcla con arcilla y aceites, y se agregan más pigmentos para producir una suspensión que tiene la consistencia de una pasta de dientes. Debido a que los productos finales deben estar relativamente húmedos, los pasteles generalmente se secan al aire en lugar de hornearse.

Encajonando la tiza

• 9 Colocados en cajas pequeñas, las barras de tiza completas se apilan en cajas grandes para enviarlas a las tiendas de suministros.

Control de calidad

La tiza que está destinada al salón de clases debe someterse a pruebas estrictas para funcionar bien y ser etiquetada como no tóxica. Todos los materiales entrantes se prueban para determinar su pureza antes de ser utilizados. Una vez que la tiza se ha convertido en barras, se selecciona una barra de cada lote para las pruebas. Se determinan la densidad y la resistencia a la rotura de la barra de muestra. A continuación, se utiliza la muestra para escribir y se estudia la calidad de la nota. También se estudia la borrabilidad. Primero, la marca de tiza se borra con un borrador seco y se examina la calidad del borrado. Luego, se lava la pizarra y nuevamente se examina la cantidad de tiza que queda en la pizarra. Además, se conserva una muestra de cada lote durante cinco años para que pueda ser inspeccionada si en el futuro se cuestiona su calidad.

La tiza para uso en el aula se adhiere a los estándares de desempeño del Instituto Nacional Estadounidense de Estándares. Las especificaciones escritas establecen la longitud adecuada de la varilla de tiza, así como la cantidad de varillas que deben ir en una caja. El 18 de noviembre de 1990, una Ley Federal (Ley Pública 100-695) entró en vigencia, ordenando que todos los materiales de arte vendidos en los Estados Unidos deben ser evaluados por un toxicólogo calificado que luego debe emitir una etiqueta que explique su toxicidad. Los toxicólogos no se preocupan por el costo sino por la seguridad, y deben considerar muchos factores antes de otorgar la aprobación. Se estudia cada ingrediente, la cantidad en que se utiliza y sus posibles reacciones adversas con otros ingredientes. También se consideran el tamaño y empaque del producto, su daño potencial para los humanos y su tendencia a producir reacciones alérgicas. Los toxicólogos también tienen en cuenta el uso y el posible uso indebido de los productos, así como todas las reglamentaciones federales y estatales. Las fórmulas para cada color y cada cambio de fórmula deben cumplir con la aprobación.

La tiza para el aula está etiquetada como "CP [producto certificado] no tóxico" si cumple con los estándares del Art and Craft Materials Institute, una asociación de fabricantes sin fines de lucro. Esta etiqueta certifica que los materiales de arte para niños no son tóxicos y cumplen con los estándares voluntarios de calidad y rendimiento, y que la toxicidad de los materiales de arte para adultos se ha etiquetado correctamente. El sello CP también indica que el producto cumple con los estándares de material, mano de obra, cualidades de trabajo y color desarrollados por el Instituto de Materiales de Arte y Artesanía y otros como el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares y la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM). Para garantizar la honestidad, la mayoría de los fabricantes de tizas son evaluados al azar por un toxicólogo independiente, quien verifica que cumplan con los estándares no tóxicos. La mayoría de los fabricantes cumplen con estándares tan exigentes porque las escuelas informadas no comprarán tizas que no estén debidamente etiquetadas.

El futuro

Mucha gente considera usar tiza y pizarrones para presentar material obsoleto. Algunos expertos afirman que los maestros se han resistido obstinadamente a las nuevas tecnologías que podrían mejorar la enseñanza y eliminar la pizarra por completo. Un estudio que investigó recientemente si enseñar con retroproyectores era más efectivo que usar pizarrones concluyó que los pizarrones eran más interactivos, progresivos y fructíferos.

Un avance muy en las noticias educativas últimamente es el pizarrón electrónico. En lugar de una pizarra normal, un maestro usa una pantalla de televisión grande, ingresando materiales desde una terminal de computadora. En un escenario más avanzado, cada estudiante usa una terminal, a la cual el maestro envía información desde una computadora maestra. Los expertos afirman que tales configuraciones son visualmente más emocionantes para los estudiantes, más versátiles que las pizarras antiguas, más limpias que las tizas polvorientas, más fáciles de usar para el maestro y más capaces de presentar material más complejo mediante el uso de gráficos y animaciones. . Sin embargo, se han realizado muchos estudios sobre la viabilidad de las pizarras electrónicas y la mayoría parece estar a favor de mantener la pizarra tradicional, al menos por ahora. Los pizarrones electrónicos que son sofisticados y fáciles de leer están más allá de las limitaciones presupuestarias y las capacidades tecnológicas de la mayoría de las escuelas. Además, los estudios sobre la efectividad del sistema electrónico informan que los maestros que lo usan dedicaron más tiempo a preparar sus lecciones, los maestros y los estudiantes fueron menos interactivos, los estudiantes no estaban satisfechos con las pizarras electrónicas y los nuevos dispositivos dividieron la atención de los estudiantes entre la pantalla y la pantalla. profesor que transmite la información. Aunque el entusiasmo por las pizarras electrónicas en algunas áreas sigue siendo alto, el uso de tizas en el aula está garantizado durante algún tiempo.