Universidad del Zulia - Facultad de Humanidades y Educación
Encuentro Educacional
e-ISSN 2731-2429 ~ Depósito legal ZU2021000152
Vol. 29 (2) julio - diciembre 2022: 240-255
Modelo anatómico artificial de coleóptero del suborden Polyphaga
para la enseñanza de la entomología
Ángel Cardozo Valera; Teresa Martínez Leones y Alfredo Briceño Santos
Laboratorio de Taxidermia y Preparados Anatómicos “Ramón de Jesús Acosta”. Centro de
Investigaciones Biológicas. Facultad de Humanidades y Educación.
Universidad del Zulia. Maracaibo-Venezuela.
angelccv123@gmail.com; teramartinleones@yahoo.com; adbs.91@gmail.com
https://orcid.org/0000-0003-0152-2444; https://orcid.org/0000-0002-4388-4761;
https://orcid.org/0000-0001-5902-9340
Resumen
Las representaciones bidimensionales son recursos utilizados en la enseñanza de las ciencias
naturales. Sin embargo, actualmente no existe una imagen completa de un coleóptero; razón por la
cual el objetivo fue analizar el proceso de confección de un modelo anatómico artificial de
escarabajo del suborden Polyphaga para la enseñanza de la entomología. El sustento teórico fueron
los aportes de Hackmann, Dos Reis y Chaves (2019); Anandit, Niranjini y Vinay (2018); Briceño
et al. (2014); Briceño et al. (2013) y Briceño et al. (2012). La investigación fue cualitativa, de tipo
etnográfica. Se realizó una revisión bibliográfica y se seleccionó un procedimiento para la
elaboración de un modelo confeccionado durante el segundo período de 2018 en el Laboratorio de
Taxidermia y Preparados Anatómicos “Ramón de Jesús Acosta” del Centro de Investigaciones
Biológicas, Facultad de Humanidades y Educación, Universidad del Zulia. La muestra estuvo
constituida por un grupo de tres voluntarios. La técnica de recolección de información fue la
observación participativa y los instrumentos un diario de anotaciones y fotografías. El patrón a
escala en 2D requirió de una pluralidad de materiales y procedimientos que brinda al docente las
instrucciones necesarias para elaborarlos, ya que las técnicas aplicadas permitieron la elaboración
de un coleóptero en polímero que puede ser utilizado como una herramienta didáctica y a su vez
promover la conservación de las especies al no utilizar material biológico para realizar disecciones.
Palabras clave: Modelo anatómico artificial; entomología; Polyphaga; confección.
Artificial anatomical model of Coleoptera of the suborder Polyphaga
for entomology teaching
Abstract
Two-dimensional representations are resources used in the teaching of natural sciences. However,
there is currently no complete picture of a beetle; reason why the objective was to analyze the
process of making an artificial anatomical model of beetle of the suborder Polyphaga for the
teaching of entomology. The theoretical support was the contributions of Hackmann, Dos Reis and
Chaves (2019); Anandit, Niranjini and Vinay (2018); Briceño et al. (2014); Briceño et al. (2013)
and Briceño et al. (2012). The research is qualitative and ethnographic in nature. A bibliographic
review was carried out and a procedure was selected for the elaboration of a model made during
the second period of 2018 in the Laboratory of Taxidermy and Anatomical Preparations "Ramón
de Jesús Acosta" of the Center for Biological Research, Faculty of Humanities and Education,
University from Zulia. The sample consisted of a group of three volunteers. The information
collection technique was participatory observation and the instruments: a journal of notes and
photographs. The 2D scale pattern required a plurality of materials and procedures that provide the
teacher with the necessary instructions to elaborate them, since the applied techniques allowed the
elaboration of a polymer beetle that can be used as a didactic tool and in turn promote the species
conservation by not using biological material to carry out dissections.
Keywords: Artificial anatomical model; entomology; Polyphaga; making.
Introducción
La elaboración de los modelos anatómicos artificiales se remonta al siglo XV, los cuales
surgieron con el estudio de la anatomía humana en Europa donde la ciencia y el arte estuvieron
muy ligadas, desde el Renacimiento hasta el Romanticismo; en esa época la cera jugó un papel
fundamental en los estudios de anatomía descriptiva. Para el siglo XVII las Escuelas de Salud de
París, Montpellier y Estrasburgo integraron a la cirugía y a la medicina en una sola carrera. En esta
fecha los modelos anatómicos artificiales de cera se convirtieron en un recurso didáctico valioso
para la enseñanza del arte de curar, de manera que constituyeron una herramienta indispensable
para el conocimiento, agentes esenciales para el entendimiento y aprendizaje de la medicina
(Lemire, 1993).
Así mismo, la Oficina Regional de Educación de la UNESCO para América Latina y el Caribe
y Laboratorio Latinoamericano de Evaluación de la Calidad de la Educación Organización de las
Naciones Unidas para la Educación la Ciencia y la Cultura (OREALC-LLECE) (2009) realizaron
un estudio sobre la calidad de la educación, donde afirman que la enseñanza de la biología ha
evolucionado desde lo que podría ser llamado la necrología (el estudio de cantidad de cosas grises
preservadas en fijadores) a concepciones más dinámicas a través del uso de diversas herramientas
y estrategias didácticas en el aula.
Razón por la cual, González (2009) aboga en introducir nuevas estrategias y herramientas que
permitan que el estudiante desarrolle y fortalezca las formas y estructuras de construcción de
conocimiento dentro del aula; las cuales al mismo tiempo servirán para resolver los problemas
concernientes a su cotidianidad. Seguidamente Cardozo y Finol (2017) indican que la didáctica
cada vez hace más hincapié en la idea de que el estudiante debe jugar un papel más activo,
desarrollando su propio aprendizaje, ajustándolo de acuerdo a sus necesidades y objetivos
personales.
En consecuencia, los cambios sociales generados dentro del ámbito educativo demandan
estrategias y recursos que permitan subsumir saberes complejos en el escenario educativo, ya que
la enseñanza de la zoología debe ser considerada como un proceso dinámico, que permita la
comprensión de conceptos asociados a la anatomía y fisiología de ejemplares zoológicos (Cardozo
y Finol, 2017).
Para Ávila (2016) los modelos anatómicos artificiales constituyen representaciones tangibles,
que por su origen y naturaleza de simulación son prácticos y útiles en los procesos de enseñanza al
segmentar con códigos de color, contrastes de material y las formas de las diferentes estructuras
anatómicas a estudiar. Briceño et al., (2012) indican la existencia de diversas técnicas artísticas
para la elaboración de modelos anatómicos artificiales que son tan amplias como los materiales
utilizados; haciendo el proceso más sencillo de observar, entender y sentir sus elementos.
En este orden de ideas, Briceño et al. (2013) indican que las artes plásticas han suministrado
información valiosa de cómo construir modelos anatómicos didácticos importantes para impartirlos
contenidos teóricos. Igualmente, los autores Balaguera et al. (2021) se han centrado en promover
el uso de este recurso en la enseñanza de las ciencias veterinarias. Sin embargo, no ha sido descrita
por completo su aplicabilidad didáctica y las bondades de los procedimientos implementados para
elaborarlos. Además, actualmente no existe una ilustración completa de escarabajo registrada,
porque en los textos biológicos no hay una imagen total que muestre cada uno de los sistemas y
estructuras que este posee.
El objetivo del presente estudio fue analizar el proceso de confección de un modelo de
anatómico artificial de escarabajo del suborden: Polyphaga.
Fundamentación teórica
Variedad de materiales y métodos para la elaboración de modelos anatómicos artificiales
En la actualidad existe una gran variedad de métodos y materiales utilizados para la elaboración
de modelos anatómicos artificiales; al respecto Anandit, Niranjini y Vinay (2018) plantean que se
pueden realizar modelos para explicar la fisiología de órganos como los músculos a partir de
materiales tan simples como: bolas de plástico de dos colores diferentes, cinta adhesiva de colores,
tiras de velcro, alambre de metal (hierro galvanizado/cobre) y pinturas acrílicas, entre otros.
Por otro lado, Ávila y Alcón (2013) indican que el yeso o sulfato de calcio hidratado es un
material cerámico muy sencillo en su preparación y útil en diferentes áreas. También es uno de los
más importantes para la profesión odontológica y protética, ya que es un material único e
indispensable para la obtención de modelos anatómicos de estudio y laboratorio. Este puede cubrir
al máximo las exigencias del profesional; por lo tanto, es necesario su uso correcto. El yeso puede
ser empleado en la elaboración de modelos de laboratorio obtenidos por calcinación en autoclave
del yeso, consiguiéndose de esta forma partículas menos porosas y más regulares para el montaje
de modelos en los articuladores, enmuflados de prótesis removibles parciales o totales y fabricación
de modelos preliminares en prótesis totales.
Así mismo, Briceño et al. (2014) explican la utilización de polímeros plásticos como la resina
para la elaboración de modelos, ya que este es un material resistente. Sin embargo, los pasos para
su obtención requieren de mucha dedicación y se necesitan destrezas manuales, porque durante el
proceso se esculpen y pintan las estructuras anatómicas.
Un método novedoso para la elaboración de modelos anatómicos artificiales es el aplicado por
Hackmann, Dos Reis y Chaves (2019), que consiste en la utilización de un escáner láser. Este hace
posible capturar de forma rápida un conjunto de muestras suficientemente grande de los órganos
de interés para la persona. Luego sigue la impresión 3D, muy utilizada en la medicina y la
veterinaria para producir biomodelos.
En concordancia con lo anterior, para Mantrana et al. (2018) la impresión en 3D es el proceso
de fabricación aditiva que implica unir materiales para hacer objetos físicos a partir de un modelo
digital, y normalmente se lleva a cabo por un proceso de aposición de capas, poniendo una capa
sobre otra, lo que supone una revolución en la manera de trabajar los materiales.
Los modelos anatómicos como herramienta didáctica
Los modelos anatómicos artificiales según Balaguera et al. (2021) se emplean para facilitar el
entendimiento de la medicina humana y animal en asignaturas como: anatomía, fisiología, cirugía
y patología, las cuales son de mayor relevancia en la formación del profesional en medicina. Estos
modelos buscan una aproximación a la morfología y función de un organismo; ayudan a su
exploración y en lo posible, un reemplazo para disminuir las prácticas con experimentación animal.
Por otro lado, Anandit, Niranjini y Vinay (2018) en un intento de explicar la fisiología de la
contracción muscular, crearon un modelo de fibras a partir de materiales simples, como cuerdas y
pelotas. La naturaleza tridimensional del modelo permite a los estudiantes a comprender los
aspectos estructurales del músculo esquelético. De acuerdo con los resultados de la investigación,
los estudiantes disfrutaron estas intervenciones, haciendo del proceso de aprendizaje tanto
informativo como agradable.
Los autores Sajal, Bhaskar y Vinay (2018) indican que los modelos anatómicos artificiales son
utilizados para explicar los procesos del ciclo cardíaco, porque permite que los estudiantes
recuerden conceptos y despierten interés por la medicina. Estás actividades pueden utilizarse para
el estudio de otros órganos del cuerpo humano.
Igualmente, Hackmann, Dos Reis y Chaves (2019) manifiestan que estos recursos son útiles, ya
que es posible identificar las regiones del estómago canino; como las curvaturas mayores y menores
del estómago. Además, se puede observar las relaciones topográficas del estómago con otros
órganos como: el esófago, el duodeno descendente y el páncreas. El uso como material didáctico
no se limitaría a los laboratorios de anatomía; sino que, también, podría utilizarse en otros lugares
como bibliotecas y aulas.
Finalmente, Mantrana et al. (2018) afirman que: los modelos hápticos, creados con impresoras
3D, son de gran utilidad en la planificación y ejecución de cirugías reparadoras complejas, al
aportar grandes ventajas con su utilización.
Metodología
El presente estudio es cualitativo y de tipo etnográfico (Hernández y Mendoza, 2018); este fue
realizado durante el segundo periodo de 2018 en el Laboratorio de Taxidermia y de Preparados
Anatómicos “Ramón de Jesús Acosta” del Centro de Investigaciones Biológicas, Facultad de
Humanidades y Educación, La Universidad del Zulia.
El diseño de investigación fue estructurado según los lineamientos de Hernández y Mendoza
(2018) y constó de las siguientes fases:
1. Se realizó una revisión bibliográfica sobre los diversos procedimientos para la
estructuración de modelos anatómicos artificiales y se seleccionaron los descritos por los
autores Briceño et al. (2012, 2013, 2014), ya que estos explican con rigurosidad su
elaboración.
2. Se analizó el ambiente del Laboratorio de Taxidermia y los recursos disponibles.
3. La muestra estuvo constituida por un grupo de tres voluntarios que aplicaron los métodos
de confección plasmados en este trabajo.
4. La técnica de recolección de información fue la observación participativa y los
instrumentos: un diario de anotaciones y fotografías.
5. Se utilizó la codificación selectiva para establecer dos categorías de análisis que permitieron
hacer una reflexión profunda sobre los procedimientos y las bondades del recurso didáctico
obtenido.
Las técnicas de modelaje se describen a continuación:
Etapa I: indagación y elaboración del patrón en 2D
Inicialmente se realizó una revisión bibliográfica de imágenes o ilustraciones esquemáticas de
todas las estructuras de un coleóptero, pero se detectó que las ilustraciones estaban incompletas.
Debido a esta circunstancia se extrajeron estructuras de varios textos; por lo tanto, la mayor parte
del diseño de la morfología interna (sistema digestivo, excretor, circulatorio y nervioso) se realizó
siguiendo como referencia el diccionario entomológico de Ramírez (2012); mientras que el aparato
reproductor femenino y masculino, así como el sistema traqueal, se tomó del texto de Zoología de
Invertebrados de Barnes y Ruppert (1996). La morfología externa se hizo con base a un escarabajo
del suborden: Polyphaga ilustrado en el diccionario entomológico de Ramírez (2012).
Se graficó la anatomía interna de un escarabajo en papel blanco y se calcó en vegetal, siguiendo
el procedimiento descrito por Briceño et al. (2014): se elaboró el boceto, posteriormente se realizó
el dibujo acabado el cual constituyó el patrón a utilizar por el modelador y se transfirió el boceto a
una hoja de papel vegetal cuadriculado con escala de acuerdo a las dimensiones de la escultura.
El color para cada estructura biológica se seleccionó según las instrucciones de los autores antes
mencionados y se incluyó en el boceto (diseño) por aplicación del programa Inskcape 0,92 (2019).
El escarabajo está ilustrado en la figura 1.
Figura 1. Boceto del modelo anatómico artificial de un escarabajo del suborden Polyphaga
A: anterior, D: derecha, P: posterior y Iz: izquierda
Fuente: Elaboración propia (2022)
Etapa II: modelo transitorio en arcilla
Se pulverizó la arcilla endurecida mediante un martillo de madera; se tamizó con un colador de
rejillas fina; posteriormente el polvo se depositó en una bota de jeans cocida en uno de sus extremos
y se le colocó agua. El extremo de la bota fue asegurado con un cordón o pabilo y después de una
semana la arcilla ya compactada y humedecida, se amasó hasta quedar homogeneizada.
La masa de arcilla fue aplanada sobre la bota con ayuda del rodillo, luego se cortaron tiras de
arcilla con ayuda de paletas de madera de bordes afilados; dichas tiras se colocaron sobre la bandeja
y se unieron humedeciendo los fragmentos con un poco de agua para crear una base continua. Se
niveló utilizando un alambre tensado sobre la arcillar tomando como referencia el borde de la
bandeja; se copió el patrón a moldear; se delineó el contorno de la forma corporal. Luego se
elaboraron los sistemas y estructuras graficadas en el boceto del escarabajo para finalmente
ensamblarse (figura 2). Este proceso se realizó con pinceles, paletas de madera con punta afilada,
paletas pequeñas de metal y pequeñas porciones de agua.
Figura 2. Modelo transitorio en arcilla del escarabajo-suborden Polyphaga
Fuente: Elaboración propia (2022)
Etapa III: elaboración del molde de yeso
El modelo en arcilla del escarabajo fue confinado con cartulina 200 grs impermeable. El lado
impermeable de dicha cartulina se colocó hacia la parte interior que se encuentra mirando al
modelo, construyendo analógicamente una pequeña represa. La base y sostén de la cartulina se
construyó con la arcilla sobrante, de tal manera que el yeso no se filtró alrededor del modelo
transitorio (figura 3).
Inmediatamente se vertió el yeso y se movió la bandeja para generar vibraciones. Este proceso
permitió que el yeso penetrara en todas las depresiones y detalles para copiar la topografía del
modelo transitorio en arcilla completamente. Según Ávila y Alcón (2013) el yeso procesado es un
material que permite la reproducción fina de detalles de una estructura física.
El yeso restante se difundió alternado su vertimiento con dos capas de gasa hasta que el modelo
quedo totalmente cubierto como indica Briceño et al. (2012). La gasa tiene la finalidad de reforzar
el molde y a la vez aumentar la resistencia mecánica de la pieza moldeada. Finalmente se separó
la impresión topografía en yeso del modelo transitorio obteniéndose el molde.
Figura 3. Vaciado del yeso para la elaboración del molde utilizado en la confección del
patrón en resina
Fuente: Elaboración propia (2022)
Etapa IV: vaciado del material
Una vez obtenido el molde este se lavó con cuidado hasta retirar todos los restos de arcilla para
pasar por un proceso de revisión, donde los bordes afilados o cortes sesgados de las depresiones
que puedan generar trampas fueron delineados en un ángulo de 45°, con ayuda de pequeñas paletas
metálicas con bordes redondeados.
El molde se lavó para retirar el exceso de gránulos de yeso y polvo, se expuso al sol para aligerar
el secado. Seguidamente con un pincel se colocó una capa de cera para desmoldar y nuevamente
se colocó bajo el sol y se pulió con un paño limpio. Este procedimiento se repitió dos veces
añadiendo tres capas más de cera desmoldante. Posteriormente se agregó una capa de alcohol
polivinílico con un pincel, se colocó al sol y se añadió otra capa de este material. Finalmente se
vertió la resina con capas alternas de fibras de vidrio, las cuales proporcionan un soporte mecánico.
Se desmoldó el modelo en resina, se lijó, se cortaron las fibras de vidrio sobresalientes y se lavó
para eliminar los residuos (figura 4).
Figura 4. Modelo anatómico artificial en resina en proceso
Fuente: Elaboración propia (2022)
Etapa V: perfeccionamiento y pintado
Una vez seco el modelo, se aplicó una capa de pintura blanca de aceite (figura 5). Se procedió
a pintar de manera precisa cada uno de los órganos en relieve esculpidos perfeccionando cada uno
de los órganos y estructuras; el modelo definitivo quedó listo para ser fijado en una base de madera
para mayor resguardo.
Figura 5. Modelo anatómico artificial en resina casi culminado
Fuente: Elaboración propia (2022)
Resultados y discusión
El resultado final fue un modelo anatómico artificial en resina del escarabajo del suborden
Polyphaga, el cual se presenta en la figura 6.
Figura 6. Modelo culminado del escarabajo-suborden Polyphaga
Fuente: Elaboración propia (2022)
Bondades de los materiales y métodos aplicados
En la primera etapa el programa utilizado permitió ensamblar los sistemas y estructuras que
forman parte de un escarabajo. Así mismo, la metodología aplicada en las siguientes etapas (2, 3,
4 y 5) involucró una pluralidad de técnicas y cuidados que permitieron confeccionar la topografía
de todas las estructuras del escarabajo confirmándose las bondades de las técnicas descritas por
Briceño et al. (2012). El modelo anatómico artificial de escarabajo obtenido es exacto al elaborado
en el boceto, ya que las estructuras se corresponden en forma y proporción a las graficadas en la
figura 1. Según Balaguera et al. (2021), buscan una aproximación a la morfología y función de un
organismo; ayudan a su exploración y en lo posible, un reemplazo para disminuir las prácticas con
experimentación animal.
En la topografía del modelo se observan diferentes colores. Partiendo de la anatomía externa, el
exoesqueleto se pintó de color gris, los espiráculos y los ojos compuestos de negro y el aparato
bucal marrón. Siguiendo con la anatomía interna el sistema nervioso fue teñido de color amarillo,
el sistema circulatorio de color rojo, las estructuras respiratorias de celeste, el sistema digestivo de
verde, las gónadas de rosado y los túbulos de Malpighi verde claro. Estos colores concuerdan con
los utilizados en las imágenes de los libros de zoología incluidos en la metodología.
Además, el modelo es un recurso de material resistente y duradero que puede ser utilizado por
muchos años. También, su uso permite subsanar la escasez de material biológico existente en
algunas instituciones educativas y así disminuir los gastos generados por la compra de los químicos
utilizados en su conservación que pueden modificar la textura y color de las estructuras; además
frecuentemente en la preservación de las muestras biológicas se utilizan el formol como fijador y
el fenol como antimicótico, ambos productos catalogados como tóxicos y volátiles (Molina et al.,
2019).
Aplicabilidad del modelo
El modelo anatómico de escarabajo puede considerarse un recurso didáctico para la enseñanza
de la entomología, ya que a través de este se observan las estructuras anatómicas de interés
biológico para los estudiantes. Según Balaguera et al. (2021) los modelos artificiales se utilizan
para imitar las estructuras biológicas para usos educativos.
Al respecto se puede destacar un informe realizado en el 2019 por la organización European
Resource Center for Alternatives in High Education (EURCA) de la Unión Europea, en el cual se
señala que aproximadamente 179.000 animales de laboratorio se utilizan con fines docentes, lo que
representa el 1% del total de animales manipulados en investigación (Molina et al., 2019); de
manera que, el uso de modelos anatómicos artificiales minimiza el sacrificio de animales en las
prácticas de laboratorio. Además, dichos modelos constituyen una representación tangible
macroscópica de estructuras que no pueden ser detalladas a simple vista, por lo tanto sino existen
equipos para observar la morfología de un escarabajo, el modelo es una alternativa para estudiar la
anatomía interna y externa. Aunado a esto, Ávila (2016) manifiesta que por su naturaleza de
simulación se tornan prácticos y provechosos en los procesos de enseñanza. Igualmente, según Yi
et al. (2019) pueden ayudar a estimular la curiosidad del estudiante y conducir a una mejor
efectividad de la enseñanza.
Consideraciones finales
La construcción de modelos anatómicos artificiales entomológicos está divida en una serie de
etapas, entre las que se destacan: indagación y elaboración del patrón en 2D, modelo transitorio en
arcilla, elaboración del molde de yeso, vaciado del material, perfeccionamiento y pintado que
permiten a los participantes consultar información sobre la morfología de insectos como los
coleópteros; también reproducir y magnificar todas las estructuras complejas, que muchas veces
son difíciles de representar en un solo dibujo y/o plano; puesto que representa una ventaja para
poder visualizar mejor cada uno de los elementos del cuerpo de un animal, así como ensamblar
modelos nuevos con fines didácticos, ya que el modelo a escala en 2D del coleóptero constituye
un híbrido hermafrodita creado con resina para efectos didácticos, el cual puede ayudar a mejorar
la enseñanza de la entomología y otras subdisciplinas de la biología.
Al momento de realizar las prácticas de laboratorio, este tipo de modelo puede constituir una
herramienta o recurso útil, eficiente y seguro para la enseñanza de la entomología, porque desde el
punto de vista de la bioética no representa un problema para la captura de las muestras y tampoco
un peligro biológico. Además, todos los sistemas y estructuras del escarabajo pueden ser detallados
en la topografía del modelo. Un factor esencial en la enseñanza de la anatomía de animales
invertebrados.
Recomendaciones
Esta experiencia resultó gratificante y satisfactoria para los autores, de manera que recomiendan
a otros docentes capacitarse en la elaboración de modelos anatómicos artificiales, los cuales
pudieran ser de gran utilidad en la enseñanza de otras áreas del conocimiento tanto a nivel de
educación básica, media diversificada, como universitaria.
Agradecimientos
Al Laboratorio de Taxidermia y Preparados Anatómicos “Ramón de Jesús Acosta”.
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