CAPÍTULO 14 / TEMA 3

El sistema solar y sus planetas

En la diversidad del universo y sus galaxias se encuentra un complejo sistema formado por una estrella central y una serie de cuerpos que giran a su alrededor. El más destacado es nuestro sistema solar, que se compone por el Sol, ocho planetas y otros objetos astronómicos.

¿CÓMO ESTÁ FORMADO EL SISTEMA SOLAR?

VER INFOGRAFÍA

Se denomina sistema solar al sistema planetario en el que los planetas y demás objetos astronómicos giran alrededor de una única estrella denominada Sol. Nuestro planeta forma parte de este sistema y, en conjunto con Mercurio, Venus y Marte, forman los llamados planetas terrestres o interiores, que son los más cercanos al Sol y se encuentran constituidos por material rocoso y metal. También existen planetas denominados gigantes gaseosos o planetas exteriores, que tienen mayor masa que los planetas terrestres y están formados por hielo y gases.

¿Qué es un planeta?

Es un astro que se caracteriza por girar alrededor del una estrella y reflejar su luz. Los planetas del sistema solar se formaron hace más de 4.500 millones de años, cuando atraían toda la materia que tenían a su alrededor. Por este motivo se encuentran solos en las órbitas y no existen otros restos de materia que giren en las mismas.

¿Qué se encuentra en el sistema solar?

El sistema solar está formado por ocho planetas: 4 planetas terrestres que orbitan entre el Sol y el cinturón de asteroides (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) y 4 planetas externos que orbitan más allá del cinturón de asteroides (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno). Además existen algunos satélites, cometas y meteoros.

¿De qué están hechos los planetas?

EL SOL

VER INFOGRAFÍA

El Sol es la estrella que se encuentra en el centro de un sistema complejo y perfectamente articulado; en torno a él giran ocho planetas, asteroides, meteoritos, cometas, polvo y gas interplanetario. Esta estrella logra dominar todo el sistema gracias a su fuerza de gravedad, que lo mantiene unido y a la vez provoca que giren a su alrededor los astros que lo forman. Se calcula que contiene combustible para 5.000 millones de años más.

El Sol juega un papel importante en la vida, porque además de proporcionar la energía que requiere también impone su ritmo.

Su luz tiene la capacidad de llegar a la Tierra en 8 minutos, es decir, en ese tiempo recorre más de 100 mil millones de kilómetros. Gracias a esa luz se sustentan distintas formas de vida en la Tierra, por lo que es esencial en el proceso de fotosíntesis que realizan la mayoría de las plantas para vivir. Por otro lado, la energía solar es la que determina el clima de la Tierra.

El solsticio y el equinoccio son dos eventos que marcan el comienzo del verano y el comienzo del invierno, respectivamente. Se generan por la inclinación de la Tierra respecto al Sol. El eje de rotación de la Tierra presenta una inclinación de 23,5° y hace que a medida que gira alrededor del Sol, ciertas zonas reciban más iluminación que otras.
Eclipse solar

Un eclipse solar consiste en el oscurecimiento total o parcial del Sol que se origina cuando desde la Tierra se observa que la posición de la Luna se interpone entre el Sol y ella para proyectar su sombra en una parte de la superficie terrestre. De este modo, un determinado punto de la Tierra puede estar inmerso en el cono de sombra o en el cono de penumbra.

¿Qué es la magnetosfera?

Es una capa magnética invisible, la cual es producida por el campo magnético interno de la Tierra. Básicamente, su función es proteger al planeta de la radiación y el plasma.

 

VER INFOGRAFÍA

 

PLANETAS INTERNOS O ROCOSOS

Mercurio

VER INFOGRAFÍA

Es el planeta más cercano al Sol. Es un planeta rocoso que no posee satélites naturales, o mejor dicho, no se han observado. Como todo planeta o cuerpo celeste realiza movimientos de rotación (sobre su propio eje) y traslación (alrededor del Sol).

Datos básicos

Diámetro: 4.879 km

Densidad: 5.427 kg/m3

Velocidad media orbital: 47,4 km/s

Temperatura media en la superficie: 167 °C

Número de lunas: 0

Distancia al Sol: 57,9 millones de km

 

Comparación de tamaño del planeta Mercurio con el planeta Tierra.

Mercurio es tres veces más chico que la Tierra. Su superficie se compone principalmente de elementos metálicos pesados, y en menor cantidad, de silicatos livianos. Su núcleo es muy grande y parcialmente líquido, representa casi la totalidad de la masa del planeta y se compone de hierro. Su órbita es 2,6 veces más pequeña que la de la Tierra: Mercurio tarda 88 días en dar una órbita al Sol.

¿Sabías qué?
Mercurio hace su aparición indirectamente 13 veces cada siglo y los observadores desde la Tierra pueden verlo pasar en el disco del Sol, un evento conocido como tránsito.

Venus

VER INFOGRAFÍA

Es el segundo planeta más cercano al Sol y se ubica entre Mercurio y la Tierra. Los romanos le dieron el nombre de Venus en honor a la diosa del amor. Este planeta no tiene satélites naturales y es rocoso, similar a la Tierra en cuanto a su tamaño, masa y composición, aunque muy distinto en cuestiones térmicas y atmosféricas.

Datos básicos

Diámetro: 12.104 km

Densidad: 5.243 kg/m3

Velocidad media orbital: 35 km/s

Temperatura media en la superficie: 464 °C

Número de lunas: 0

Distancia al Sol: 108,2 millones de km

Las orbitas de los planetas que giran alrededor del Sol son elípticas. Sin embargo, la órbita de Venus es la que más se parece a una circunferencia. El periodo de rotación de Venus sobre su propio eje es muy lento y demora 243 días, mientras que su período de traslación alrededor del Sol es de 224 días y 17 horas.

Órbita de Venus.
¿Sabías qué?
Aunque el planeta Venus no está tan cerca del Sol como Mercurio, su atmósfera es más caliente porque atrapa mucho más calor del Sol al estar compuesta fundamentalmente por gases de invernadero, como el dióxido de carbono.
Comparación de tamaño del planeta Venus con el planeta Tierra.

Tierra

VER INFOGRAFÍA

Nuestro planeta Tierra es el tercero en orden de distancia al Sol. Es un planeta rocoso que cuenta con un único satélite: la Luna.

Datos básicos

Diámetro: 12.756 km

Densidad: 5.514 kg/m3

Velocidad media orbital: 29,8 km/s

Temperatura media en la superficie: 15 °C

Número de lunas: 1

Distancia al Sol: 149,6 millones de km

De los planetas que conforman nuestro sistema solar, sólo en la Tierra se comprobó que existe vida.

La corteza es la capa más externa de la Tierra y está compuesta por roca sólida. A continuación se localiza el manto, que está compuesto por rocas en estado sólido y líquido ricas en sílice. El manto es la capa más grande de la Tierra y constituye el 82 % del volumen terrestre. Por último, y en el centro de la Tierra, se encuentra el núcleo que está compuesto principalmente por hierro. Se diferencia en un núcleo externo en estado líquido y uno interno en estado sólido.

Estructura del planeta Tierra.

La atmósfera terrestre se localiza por encima de la corteza y se compone principalmente de nitrógeno (78 %), oxígeno (20 %), vapor de agua, anhídrido carbónico y gases nobles (2 %). Estructuralmente se divide en 5 capas. La tropósfera es la más cercana a la superficie y en ella ocurren los fenómenos meteorológicos más comunes (lluvias, vientos, etc.). La estratósfera está por encima de la troposfera y es el lugar donde se forma la capa de ozono. Luego sigue la mesósfera, y por arriba de ésta la ionósfera, también denominada termósfera, por la gran temperatura que tiene. Por último, se localiza la exósfera.

Movimientos del planeta Tierra

Rotación

Giro en torno a su propio eje.

Tiempo de rotación: 24 horas (1 día)

Traslación

Giro en torno al Sol.

Tiempo de traslación: 365,25 días

Luna: satélite natural

VER INFOGRAFÍA

La Luna es el único satélite natural de la Tierra, el quinto satélite más grande de nuestro sistema solar y el único que el hombre pudo pisar. Al igual que la Tierra y muchos de los astros, la Luna posee movimientos de rotación y traslación.

Cambios

La Tierra no siempre ha sido tan acogedora. Tiene aproximadamente 4.600 millones de años, lo cual representa un tercio de la edad del universo. A lo largo del tiempo ha cambiado mucho en apariencia, superficie y atmósfera.

 

VER INFOGRAFÍA

Marte

VER INFOGRAFÍA

Es el cuarto planeta de nuestro sistema solar en cercanía al Sol. También es conocido como el “planeta rojo” por sus colores. Los romanos atribuyeron su coloración con la sangre y lo llamaron como a su dios de la guerra.

Datos básicos

Diámetro: 6.792 km

Densidad: 3.933 kg/m3

Velocidad media orbital: 24,1 km/s

Temperatura media en la superficie: -65 °C

Número de lunas: 2

Distancia al Sol: 227,9 millones de km

La atmósfera de Marte está compuesta principalmente por dióxido de carbono y por una pequeña cantidad de nitrógeno. Su núcleo, al igual que el de los demás planetas rocosos, está compuesto de hierro, pero a diferencia de los anteriores, éste no se encuentra en estado líquido sino sólido.

Comparación de tamaño del planeta Marte con el planeta Tierra.
El hemisferio norte se caracteriza por la existencia de un gran abultamiento que contiene el complejo volcánico denominado Tharsis. Allí se encuentra el Monte Olimpo, el mayor del sistema solar.

PLANETAS EXTERNOS O GASEOSOS

Júpiter

VER INFOGRAFÍA

Es el planeta más grande del sistema solar, el quinto en cercanía al Sol y el primer planeta del grupo de los exteriores o gaseosos. Júpiter es once veces más grande que la Tierra. Los satélites naturales de Júpiter son más de 60, los más conocidos son Ganimedes, Calisto y Europa. Estos 4 satélites son los más grandes y fueron descubiertos por Galileo Galilei en 1610.

Datos básicos

Diámetro: 142.984 km

Densidad: 1.326 kg/m3

Velocidad media orbital: 13,1 km/s

Temperatura media en la superficie: -110 °C

Número de lunas: 67

Distancia al Sol: 778,6 millones de km

La composición de Júpiter es completamente gaseosa, a excepción del núcleo que es de hierro y rocas sólidas. La atmósfera de este planeta es similar a la del Sol, aunque su composición química es principalmente de hidrógeno y de helio.

Comparación de tamaño del planeta Júpiter con el planeta Tierra.
Anillos de Júpiter

A pesar de no ser tan notables como los anillos de Saturno, Júpiter cuenta con anillos que rodean el planeta y fueron descubiertos por la sonda estadounidense Voyager 1 en 1979. Los sistemas de anillos tienen tres estructuras distintas.

Gran Mancha Roja

La tempestad más distinguida de Júpiter es la que se conoce como la Gran Mancha Roja (del inglés Great Red Spot). La observación de este fenómeno meteorológico la realizó el científico inglés Robert Hooke en 1664 y fue descrita por el astrónomo y matemático italiano Giovanni Doménico Cassini en un periodo entre 1665 y 1713, quien la definió como una “mancha permanente”.

Saturno

VER INFOGRAFÍA

Es el sexto planeta del sistema solar y el segundo más grande, después de Júpiter. Es el único con un sistema de anillos que es visible desde nuestro planeta. Posee más de 60 satélites naturales; los más conocidos son Titán, Rea, Japeto, Dione, Tétis, Encélado, Mimas, Hyperion, Epimetéo y Jano.

Datos básicos

Diámetro: 120.536 km

Densidad: 687 kg/m3

Velocidad media orbital: 9,7 km/s

Temperatura media en la superficie: -140 °C

Número de lunas: 62

Distancia al Sol: 1.433,5 millones de km

La atmósfera de Saturno está compuesta principalmente de hidrógeno (93 %), helio (5 %) y metano (0,2 %). Su núcleo es de naturaleza rocosa, contiene, además, silicatos y metales como el hierro.

El período de rotación de Saturno es corto por su composición gaseosa y dura 10 horas y 40 minutos. Por otra parte, el período de traslación alrededor del Sol de este planeta es de 29 años y 167 días.

Comparación de tamaño del planeta Saturno con el planeta Tierra.
Anillos de Saturno

Fueron visualizados claramente por primera vez entre 1980 y 1981 gracias a las misiones Voyager 1 y 2 de la NASA. Cada uno recibió como nombre una letra del abecedario de acuerdo al orden de su descubrimiento. Los principales son el C, B y A. También se destaca una brecha que separa los anillos A y B, se llama División Cassini.

Urano

VER INFOGRAFÍA

Es el séptimo planeta del sistema solar y el tercero más grande. Es considerado un planeta “helado” ya que su temperatura media es de -195 °C. William Herschel descubrió Urano en 1781 con el uso del telescopio. Se caracteriza por presentar un color verde azulado.

Datos básicos

Diámetro: 51.118 km

Densidad: 1.271 kg/m3              

Velocidad media orbital: 6,8 km/s

Temperatura media en la superficie: -195 °C

Número de lunas: 27

Distancia al Sol: 2.872,5 millones de km

Urano es unas 4 veces más grande que nuestro planeta, lo que lo hace visible desde la Tierra. Sin embargo, por muchos años no se consideró un planeta debido a que tiene un brillo tenue y su movimiento es muy lento.

Comparación de tamaño del planeta Urano con el planeta Tierra.
Campo magnético de Urano

El campo magnético de Urano está inclinado. El eje magnético del planeta se encuentra inclinado casi 60° en relación al eje de rotación del planeta. También cuenta con un desplazamiento desde el centro en un tercio de radio del planeta.

El período de rotación de Urano es corto y dura 17 horas y 14 minutos. Mientras que el período de traslación alrededor del Sol es de 84 años, 7 días y 9 horas.
¿Sabías qué?
En 1977, los astrónomos y científicos en misiones espaciales descubrieron que Urano también presenta anillos. Hasta el momento se han identificado 13.

Neptuno

VER INFOGRAFÍA

Es el octavo planeta en distancia respecto al Sol. Neptuno es un planeta cuya composición es similar a la de Urano. Su atmósfera se compone de hidrógeno (84 %), helio (12 %) y metano (2 %). Su núcleo es rocoso, está compuesto por metales y silicatos, y recubierto por una costra helada.

Datos básicos

Diámetro: 49.528 km

Densidad: 1.638 kg/m3

Velocidad media orbital: 5,4 km/s

Temperatura media en la superficie: -200 °C

Número de lunas: 14

Distancia al Sol: 4.495,1 millones de km

Se han detectado hasta el momento 13 satélites naturales de Neptuno. Los más conocidos son Tritón, Larissa, Proteo y Galatea.

El período de rotación de Neptuno es de 16 horas y 7 minutos, y su período de traslación de 164 años, 280 días y 7 horas. Este planeta fue descubierto en 1846 y recién en el año 2011 completó una vuelta alrededor del Sol (un año) desde que fue hallado.

Comparación de tamaño del planeta Neptuno con el planeta Tierra.
Anillos de Neptuno

Neptuno tiene 5 anillos más oscuros que los de Urano y Júpiter, pero todavía no se conoce su composición. Algunos de estos anillos tienen nombre: el más externo es Adams y el más débil, pero más ancho, es Galle.

PLANETAS ENANOS

VER INFOGRAFÍA

Son cuerpos celestes que están en órbita alrededor del Sol. Tienen bastante masa para tener gravedad propia y superar las fuerzas rígidas de un cuerpo y así asumir una forma equilibrada hidrostática, es decir, redonda.

¿Planeta o planeta enano?: Diferencias

La diferencia entre un planeta y un planeta enano radica en que este último es incapaz de mantener su órbita libre de otros cuerpos celestes. Además, dicha órbita frecuentemente se cruza con la de otros elementos del sistema solar.

Plutón: planeta degradado

Plutón fue descubierto en 1930 por el astrónomo estadounidense Clyde Tombaugh (1906 – 1997). Su diámetro es mucho más pequeño que la Tierra (12.750 km) e incluso que la Luna (3.480 km). Además, cuenta con una forma poco ortodoxa de su órbita, cuya inclinación no es paralela a la de nuestro planeta, ni tampoco a los otros siete planetas del Sistema Solar.

¿Sabías qué?
La clasificación de planetas enanos fue creada en 2006 por la Unión Astronómica Internacional (IAU).

CINTURÓN DE ASTEROIDES

Los asteroides son una serie de cuerpos celestes de dimensiones reducidas que se mueven en órbitas de tipo planetario alrededor del Sol. El primero de ellos, Ceres, fue descubierto por el astrónomo italiano Giuseppe Piazzi en enero de 1801 y desde 2006 fue considerado un planeta enano. Hoy se conocen varios miles de asteroides, pero con seguridad existen centenares de miles.

El cinturón de asteroides se ubica entre los planetas Marte y Júpiter.

En general, estos cuerpos celestes describen órbitas ligeramente alargadas y estables que están situadas entre Marte y Júpiter: el conocido cinturón de asteroides.

¿Sabías qué?
Palas, el más grande del cinturón de asteroides (532 km), fue encontrado por Heinrich Wilhelm Olbers en marzo de 1802.
Los asteroides se ubican únicamente en el cinturón de asteroides.
A causa de sus pequeños tamaños (entre 500 km y 50 metros de diámetro aproximadamente), las fuerzas de gravitación internas son demasiado débiles para proporcionarles forma esférica, por lo que se cree que la mayoría de los asteroides tienen estructuras irregulares.
RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo destacado “El Sol y sus explosiones”

Este artículo revela las características de las explosiones o erupciones del Sol en las que se libera una enorme cantidad de energía.

VER

Artículo destacado “Derivados de la investigación espacial”

Recurso descriptivo sobre algunos productos que se inventaron para llevar a cabo investigaciones espaciales y luego se adaptaron para la vida en la Tierra.

VER

Artículo destacado “Movimientos de la Tierra”

Este apartado da respuesta al por qué ocurren las estaciones del año y otros fenómenos a partir de los movimientos del planeta Tierra.

VER

Video “¿Cuál es la montaña más alta del sistema solar?”

Recurso audiovisual con datos de interés sobre grandes relieves en nuestro planeta y nuestro sistema solar.

VER

 

CAPÍTULO 4 / TEMA 5

Fuentes de energía

El ser humano aprovecha la energía disponible en la naturaleza en su búsqueda de mejoramiento de la calidad de vida. Las fuentes de energía son aquellos recursos naturales o cuerpos que almacenan energía que puede ser utilizada.

La energía eléctrica puede generarse de diversas fuentes.

VER INFOGRAFÍA

FUENTES RENOVABLES

VER INFOGRAFÍA

Estas fuentes de energía son las más abundantes en la naturaleza. Se consideran inagotables, ya que después de ser usadas pueden regenerarse de forma natural o artificial a una velocidad superior al que se consumen.

Las energías renovables son menos contaminantes que las energías no renovables.

Algunas ventajas de las fuentes de energía renovable son las siguientes:

  1. No afectan de gravedad al medio ambiente.
  2. Disminuyen la dependencia de los recursos fósiles.
  3. Promueven el desarrollo industrial y económico donde se instalan.
  4. Son inagotables, por ende, pueden aplicarse en una amplia gama de escenarios.

También presentan desventajas como:

  1. La elección de este tipo de energía representa una inversión significativa, lo que hace parecer que no es rentable.
  2. Varios tipos de energía renovable tienen una naturaleza difusa.
  3. Se necesita esperar para que haya cantidad suficiente de energía para poder almacenarla.
  4. Muchas veces debe disponerse de un gran equipo o sistema para que la energía de utilice.
Energía renovable en Latinoamérica

 

Debido a la gran variedad de ecosistemas en Latinoamérica, los países de esta región se beneficiarían en gran medida de la energía renovable. Por orden de importancia y beneficios de estos recursos se encuentran los siguientes países: Brasil, Colombia, Argentina, Chile y Uruguay.

¿Cuáles son las fuentes de energía renovable?

Ciertas fuentes de energía renovable también son conocidas como energías alternativas, ya que se usan poco pero adquieren más importancia con el paso del tiempo.

Energía hidráulica

Es producida por el aprovechamiento de la energía cinética y potencial gravitatoria de los saltos de agua natural, en otras palabras, se obtiene mediante el movimiento del agua. Por esta razón, las centrales hidroeléctricas se construyen cerca de caídas de agua, donde el movimiento hidráulico mueve unas turbinas que se encargan de transformar esa energía en energía eléctrica que luego llega a los hogares a través de una red eléctrica de distribución.

¿Qué es una represa hidroeléctrica?

 

Es un sistema diseñado y construido para producir energía eléctrica mediante el aprovechamiento del caudal de los cursos de agua.

 

VER INFOGRAFÍA

 

Energía solar

Llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética proveniente del Sol. Una de las formas de aprovechamiento es mediante el uso de paneles solares. Es una energía gratuita, inagotable, limpia y no contaminante.

El Sol es una fuente ilimitada de energía. Si se almacenara toda la energía que emite durante algunas horas, se podrían abastecer las necesidades humanas del planeta por un año.

¿Sabías qué?
La energía solar se renueva rápidamente porque el Sol emite de manera continua radiación.

Energía eólica

Es la que se aprovecha por el movimiento del aire. Como fuente de energía es segura, inagotable y no contamina.

VER INFOGRAFÍA

Para poder utilizar esta fuente de energía a gran escala se requieren gigantescas turbinas eólicas, también llamadas aerogeneradores, que al moverse producen electricidad. El único inconveniente es que los vientos en general no son constantes, por lo que la energía eléctrica producida debe ser almacenada en baterías.

¿Cómo se aprovechan las energías renovables?

 

La energía del viento se aprovecha a través de grandes turbinas, la energía del Sol por medio de paneles solares y la energía del agua mediante centrales hidroeléctricas.

Energía mareomotriz

Se la obtiene a partir del movimiento del agua que es generado por las mareas. Durante el día, las aguas suben (marea alta o pleamar) y bajan (marea baja o bajamar) secuencialmente; cuando la Luna está sobre la playa, las aguas suben, luego de seis horas bajan.

VER INFOGRAFÍA

La marea es el movimiento constante y alterno de ascenso y descenso de las aguas marinas que se produce por las acciones atractivas del Sol y la Luna.

Durante el fenómeno de la pleamar, las aguas ganan energía gravitatoria. Al bajar, esa energía gravitatoria se transforma en energía cinética: las aguas se aceleran en su caída. Para obtener esta energía se dispone de centrales mareomotrices. Dichas centrales atrapan el agua del mar en enormes piletas que se cierran por medio de compuertas. Cuando la marea comienza a bajar, las compuertas se abren y el agua guardada empieza a caer hacia al mar por medio de unos conductos.

¿Qué son los diques móviles?

 

Es una respuesta a fenómenos naturales donde las altas mareas pueden atentar contra el bienestar de un área geográfica determinada y a su comunidad. Ingeniados por los Países Bajos después del desastre natural de 1953 e inaugurados en 1997, son sinónimo de resguardo y eficiencia tecnológica en el resto del mundo.

 

VER INFOGRAFÍA

 

Energía de la biomasa

La biomasa es la materia orgánica que se origina en un proceso biológico, como por ejemplo la madera, los cultivos o los residuos animales. Puede utilizarse directa o indirectamente como fuente de energía y permite aprovechar los residuos.

Como combustible, produce una contaminación parecida a la de los combustibles fósiles. La gran ventaja sobre éstos es que el CO2 que se produce en la combustión ha sido retirado previamente de la atmósfera por las plantas con las que se ha fabricado el combustible y no se altera la concentración media de este gas.

Energía geotérmica

Es el aprovechamiento del calor proveniente del interior de la Tierra, el cual se transmite a los cuerpos por conducción y convección. Esta energía es capaz de ofrecer más energía que el petróleo, el carbón y el uranio. Puede ser aprovechada gracias a la intervención de turbinas que absorben el vapor (energía calórica) generado por las altas temperaturas, para luego ser transformado en energía eléctrica.

¿Sabías qué?
Italia y Chile son algunos de los países que aprovechan la energía calórica que proviene del interior de la Tierra por medio de centrales que generan vapor para luego producir electricidad.
Datos de interés sobre fuentes de energía renovable
Tipo de energía Fuente Mayor productor Aplicación
Hidráulica Agua Estados Unidos Producir energía eléctrica.
Solar Sol China Producir energía eléctrica.
Eólica Viento China Producir energía eléctrica.
Mareomotriz Agua Japón Producir energía eléctrica.
Biomasa Plantas y animales Inglaterra Producir energía eléctrica y biocombustibles.
Geotérmica Calor del interior de la Tierra Estados Unidos Industrial y en aguas termales.

FUENTES NO RENOVABLES

¿Qué es el desarrollo sustentable?

 

Es un proceso integral que conjuga a la sociedad, la economía y al planeta Tierra con su naturaleza. Se trata de un modo de ver y de hacer que desterró la antigua idea de “progreso”, relacionada a la explotación desmedida de los recursos.

Estas fuentes de energía son las más usadas en la actualidad a pesar de encontrarse en cantidades limitadas en la naturaleza. Se agotan al ser usadas, por lo tanto no se regeneran a corto plazo y requieren miles o millones de años para volver a formarse.

Dato de interés

 

Según estudios recientes, aproximadamente el 85 % de toda la energía que se consume a nivel mundial surge de la quema de combustibles fósiles.

Algunas ventajas de las fuentes de energía no renovable son las siguientes:

  1. Estas fuentes de energía son más económicas que las energías renovables, razón por la que son más usadas en los países en vías de desarrollo.
  2. Al ser fuentes que el ser humano ha conocido desde hace mucho tiempo, existe la infraestructura y la tecnología necesaria para aprovecharlas y transformarlas.
  3. El recurso no renovable más usado es probablemente el petróleo, del cual se produce una gran cantidad de combustibles y derivados como solventes y parafinas.

También presenta desventajas como:

  1. No son abundantes en la Tierra, por lo que en algún momento se gastarán las reservas que existen.
  2. Al quemar combustibles fósiles se producen enormes cantidades de contaminantes que potencian el calentamiento global.
  3. Los combustibles fósiles pueden ocasionar grandes accidentes si no se tratan con cuidado.
Protocolo de Kioto

 

Es un acuerdo internacional firmado en firmado en Japón, en la ciudad de Kioto. Entró en vigor en febrero de 2005 y comprometió a los países industrializados a estabilizar las emisiones de gases de efecto invernadero entre el período 2008 y 2012. El segundo periodo de vigencia del Protocolo se extiende desde el 1 de enero de 2013 hasta el 31 de diciembre de 2020.

¿Cuáles son las fuentes de energía no renovable?

Las fuentes de energía no renovable también son conocidas como energías convencionales, ya que son las más usadas en la actualidad.

Combustibles fósiles

Las fuentes de energía fósil son aquellos recursos que provienen de la transformación de materia que alguna vez tuvo vida, es decir, que se originaron por la acumulación de restos vivientes hace millones de años. Entre ellas podemos encontrar el carbón, el petróleo y el gas. El carbón fue el primer combustible fósil en ser comercializado, le siguió el petróleo y por último el gas natural. En la actualidad coexisten para satisfacer las necesidades energéticas.

¿Sabías qué?
El combustible fósil se quema para así obtener energía térmica o energía cinética. También puede emplearse para obtener electricidad en centrales termoeléctricas.
  • El carbón

VER INFOGRAFÍA

Es un combustible sólido de origen vegetal. Se originó hace más de 300 millones de años cuando el planeta estaba cubierto por una densa vegetación que, al morir, quedó sumergida bajo el agua y empezó a descomponerse anaeróbicamente (sin presencia de oxígeno), lo que produjo que la materia orgánica ganara carbono hasta convertirse en un mineral sólido de color negro.

  • El petróleo

VER INFOGRAFÍA

Es un compuesto líquido negruzco complejo formado por una mezcla de hidrocarburos de gran viscosidad, perecidos al aceite. Se originó hace millones de años por la fosilización de zooplancton, algas y organismos marinos.

El petróleo tiene una apariencia negra y viscosa.

Utilizar este compuesto como fuente de energía tiene varios inconvenientes:

  • No es soluble en agua y es difícil de limpiar.
  • Los derrames afectan los ecosistemas.
  • La combustión de los derivados produce productos residuales.
  • Es una de las principales causas de la excesiva emisión de dióxido de carbono a la atmósfera, lo cual genera calentamiento global.

Este combustible es muy utilizado debido a que con una pequeña porción del material se producen grandes cantidades de energía, y sus costos de extracción y utilización son baratos en comparación con otras fuentes. Es decir, se prioriza el beneficio económico por sobre el cuidado del planeta.

¿Qué es el fracking?

 

La explotación indiscriminada de los recursos fósiles es una práctica común que ha disminuido las reservas a nivel mundial de manera notable. El fracking se ha presentado como una técnica de extracción en yacimientos no convencionales, y el daño para el hombre y el planeta es objeto de debate.

 

VER INFOGRAFÍA

Es una mezcla de gases ligeros que se obtiene de los yacimientos de petróleo o de depósitos de carbón.  Si la energía se obtiene de los procesos de descomposición de restos orgánicos se denomina biogás.

Una de las ventajas de la utilización de esta fuente de energía es que el gas natural produce mucho menos dióxido de carbono que otros combustibles. Sin embargo, la forma de extraer, transportar y almacenar este combustible implica grandes cuidados, ya que es una sustancia muy inflamable.

Energía nuclear

Es aquella energía que se libera durante las reacciones nucleares y se obtiene mediante un proceso físico-químico. Dentro de los núcleos atómicos, las fuerzas entre los protones y neutrones del núcleo atómico son muy intensas, por lo que los procesos de transformación nuclear generan gran cantidad de energía.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo destacado “Energía eólica”

Recurso que describe las características de la energía eólica como fuente de energía renovable.

VER

Video “Los movimientos de la Tierra: Rotación y traslación. Estaciones del año, las mareas”

Este video le permitirá comprender los fenómenos relacionados con la posición del planeta Tierra, entre ellos, las mareas.

VER

Video “¿Cuál es el desierto más árido del planeta? ¿Qué es la energía renovable?

Recurso audiovisual que explica datos de interés sobre las energías renovables.

VER

CAPÍTULO 4 / TEMA 1

¿Qué es la energía?

Todos los objetos a nuestro alrededor tienen la capacidad de producir cambios. Por ello, convivimos con movimientos y transformaciones constantes, algunos más perceptibles que otros, pero que tienen su origen en un único concepto: la energía.

ENERGÍA: CAPACIDAD DE PRODUCIR TRABAJO

Ley de conservación de la energía

La energía no puede ser creada ni destruida, sino que puede ser transformada, por lo que la cantidad total de energía es siempre la misma. Por ejemplo, la energía lumínica del Sol se transforma en energía eléctrica mediante el uso de paneles solares.

La energía es la capacidad de un sistema físico para hacer el trabajo o mover algo contra una fuerza, como la gravedad. Si bien no se tiene una definición concreta de energía, los físicos han logrado determinar una ley universal: si la energía de un cuerpo aumenta en determinada cantidad, la de otro disminuye de manera proporcional.

La energía que la humanidad necesita en un año es irradiada por el Sol en 15 minutos.
¿Sabías qué?
El término “energía” proviene del griego enérgeia, que significa “actividad”. Pero esta idea no debe confundirse: no es necesario un movimiento abrupto para reconocer la presencia de energía ya que, en realidad, se encuentra en todos lados aunque no sea posible observarla.

TIPOS DE ENERGÍA

La energía es la capacidad de realizar cambios en los sistemas y los cuerpos. Hay diferentes tipos de energía en el universo y en muchas formas.

Energía primaria

La producción de energía primaria se relaciona con las formas de energía disponibles en la naturaleza antes de ser transformadas, como el petróleo, el gas natural, los combustibles sólidos, los combustibles renovables y la electricidad primaria.

 

VER INFOGRAFÍA

Energía mecánica

Es la energía almacenada en objetos y es la suma de otras dos fuentes de energía: cinética y potencial. Por ejemplo, justo en el punto más elevado de una montaña rusa, toda la energía del vagón es energía potencial y al comenzar a descender la energía potencial se transforma en energía cinética.

¿Qué es la energía hidráulica?

Es la energía producida por el aprovechamiento de la energía cinética y potencial gravitatoria de los saltos de agua natural. Se aplica en la generación de energía eléctrica para ciudades, pueblos e industrias.

Energía potencial

Es cualquier forma de energía que tiene un potencial almacenado que puede ser usado en el futuro, y que solamente se manifiesta al convertirse en energía cinética. Por ejemplo, si una pelota se levanta, adquiere energía potencial de la gravedad que se vuelve aparente al caer.

Tipos de energía potencial

 

 

Energía potencial elástica

Resulta de estirar y comprimir objetos elásticos, como las ligas.

 

Energía potencial gravitacional

Resulta del almacenamiento de energía por la fuerza de gravedad, como un fruto que cuelga de un árbol.

 

 

Energía potencial química

Resulta de la transformación de energía química a través de una reacción química, como el cambio de energía eléctrica a química en una pila.

Energía cinética

Significa “movimiento”. Cuanto más rápido se mueve un objeto, mayor es su energía cinética. La energía de los ríos y la del viento son formas de energía cinética. Ésta se puede convertir en energía mecánica mediante molinos de agua, molinos de viento o bombas conectadas a turbinas o a electricidad.

Al lanzar una pelota se transfiere energía cinética para que pase del estado de reposo al estado en movimiento.
Ventajas de la energía cinética

– No genera residuos tóxicos.

– Los parques generadores de energía cinética pueden construirse en terrenos no aptos para otras actividades.

– Los parques generadores son de rápida instalación.

Energía térmica

Todos los materiales están compuestos por moléculas en constante movimiento. La energía térmica es producto del movimiento de esas moléculas, es decir, la energía cinética que poseen. Cuanto más se muevan y choquen entre sí, mayor será el calor que generen y, por lo tanto, aumentará su temperatura y su energía térmica.

¿El calor es igual a la temperatura?

No. El calor es una forma de energía que se transfiere entre diferentes cuerpos o distintas partes de un cuerpo, las cuales presentan distintas temperaturas. Por su parte, la temperatura es una magnitud que da cuenta de nociones como frío, caliente o tibio. La misma se mide a través de un termómetro.

 

VER INFOGRAFÍA

 

Energía química

Es aquella que es liberada durante las reacciones químicas. Podemos encontrar este tipo de energía siempre en la materia, pero sólo se manifiesta cuando ocurre un cambio en ella. Algunos ejemplos de energía química son la combustión y la energía nuclear.

Energía eléctrica

VER INFOGRAFÍA

Es la energía transferida de un sistema a otro mediante el uso de electricidad, que es el movimiento de partículas cargadas. En otras palabras, este tipo de energía es causada por el movimiento de los electrones a través de materiales conductores de la electricidad.

Puede generarse a partir de otras energías y a su vez puede ser transformada y producir varios efectos: luminosos, térmicos y magnéticos.

La mantarraya puede generar corrientes eléctricas de hasta 200 voltios.
¿Qué es una represa hidroeléctrica?

Es un sistema diseñado y construido para producir energía eléctrica mediante el aprovechamiento del caudal de los cursos de agua.

 

VER INFOGRAFÍA

Energía radiante

Es energía transportada por la radiación. Tanto la luz visible como la radiación infrarroja son formas de energía radiante, ambas son emitidas por el Sol.

La energía de los rayos solares puede recuperarse y convertirse en electricidad o calor.

La energía radiante está en constante movimiento y a velocidades altísimas, lo que forma ondas que poseen distintas longitudes y frecuencias. La mayoría de estas ondas pueden propagarse por el vacío, por eso los rayos del Sol o las ondas de los satélites pueden alcanzar la superficie de la Tierra.

¿Sabías qué?
La energía radiante es aplicada en radiografías, medicina nuclear, radios y algunos aparatos electrónicos.

Energía nuclear

Es la energía contenida en el núcleo de un átomo. Se puede obtener a través de reacciones de fisión y fusión de un núcleo atómico. Dentro de los núcleos atómicos, las fuerzas entre los protones y neutrones del núcleo atómico son muy intensas, por lo que los procesos de transformación nuclear generan gran cantidad de energía.

Las reacciones en el núcleo pueden ser de fusión o de fisión.
¿Sabías qué?
En estrellas como el Sol, la energía atómica se libera cuando los núcleos se combinan en un proceso conocido como fusión.
¿Qué es un reactor nuclear?

Es una instalación física donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Se puede utilizar para la obtención de energía, para la producción de materiales fisionables como el plutonio, como armamento nuclear, o para la propulsión de buques o de satélites artificiales.

 

VER INFOGRAFÍA

Energía magnética

Es la capacidad de atraer o repeler que poseen algunos materiales sobre otros y que originan campos magnéticos permanentes que producen energía magnética. Existen diversos materiales con propiedades magnéticas, entre ellos podemos encontrar el níquel, el cobalto, el hierro y sus aleaciones. Sin embargo, la presencia de campos magnéticos influye, en mayor o menor medida, en todos los materiales.

UNIDADES DE MEDIDA DE ENERGÍA

Una de las propiedades de la energía es que puede ser medida. Para ello, según el Sistema Internacional, la unidad más utilizada es el “Joule” o “Julio”, y es simbolizada con la letra jota mayúscula (J). Esta unidad es nombrada así en honor al físico James Prescott Joule, quien fue uno de los científicos más importantes de su época. Estudió, entre otras cosas, el magnetismo y su relación con el trabajo mecánico, lo que lo condujo a la teoría de la energía. El Joule equivale a:

Donde

N = Newton

m = metros

kg = kilogramos

s = segundos

Otras equivalencias

Nombre Equivalencia en julios
Caloría (cal) 4,1855
Kilovatio hora (kWh) 3.600.000
Electronvoltio (eV) 1,6023 x 10-19
British Thermal Unit (BTU) 1.005,05585
Ergio (erg) 1 x10-7
Energía en los alimentos

Cada célula de nuestro cuerpo requiere energía para funcionar adecuadamente. Ésta es proporcionada por las calorías y por ello resulta importante conocer la cantidad que aportan los nutrientes que ingerimos y así evitar consecuencias negativas para nuestro organismo.

 

VER INFOGRAFÍA

 

RECURSOS PARA DOCENTES

Video “Intercambio de calor”

Recurso audiovisual que le permitirá profundizar sobre el proceso de transferencia de energía en forma de calor de un cuerpo a otro.

VER

Aplicaciones del magnetismo: la brújula, el campo electromagnético

Este video describe a detalle el funcionamiento magnético de una brújula.

VER

 

 

Modelos atómicos: Thomson, Rutherford y Bohr

Durante siglos, la humanidad ha investigado a los átomos: partículas fundamentales de la materia. Estos átomos son tan pequeños que no es posible verlos, por lo que a lo largo de los años los científicos han propuesto modelos y teorías acerca de cómo son. A continuación se comparan tres de los primeros modelos atómicos que anteceden al modelo atómico actual.

Modelo atómico de Thomson Modelo atómico de Rutherford Modelo atómico de Bohr
Científico responsable Joseph Thomson

(1856 – 1940)

Ernest Rutherford

(1871 – 1937)

Niels Bohr

(1885 – 1962 )

Año de propuesta del modelo 1904 1911 1913
Forma del átomo Esfera maciza de materia con carga positiva y partículas incrustadas con carga negativa. Esfera maciza con carga positiva rodeada de pequeñas partículas con carga negativa. Esfera maciza con carga positiva rodeada de pequeñas partículas con carga negativa.
Descubrimiento experimental Los electrones: partículas diminutas con carga eléctrica negativa ubicadas dentro del átomo. El núcleo: zona central del átomo, muy pequeña. Espectros atómicos: radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseoso.
Núcleo No posee. Sí posee. Está cargado positivamente. Sí posee. Está cargado positivamente.
Masa del átomo Concentrada en toda la esfera maciza de materia. Concentrada en el núcleo. Concentrada en el núcleo.
Ubicación de electrones Incrustados en la esfera positiva. Alrededor del núcleo, en el espacio vacío. Alrededor del núcleo, en órbitas circulares.
Movimiento de electrones No posee. Giran constantemente cerca del núcleo, en el vacío. Giran constantemente cerca del núcleo en niveles definidos de energía.
Cantidad de cargas Igual cantidad de cargas positivas y negativas. El átomo es neutro. Igual cantidad de cargas positivas y negativas. El átomo es neutro. Igual cantidad de cargas positivas y negativas. El átomo es neutro.
Representación del modelo
Otros nombres del modelo Modelo del pudín de pasas. Modelo planetario. Modelo de Bohr.

 

Paramecio: protista ciliado

El paramecio es un organismo unicelular, microscópico, de vida libre. Pertenece al grupo de ciliados más comunes, caracterizados por la presencia de cilios, dimorfismo nuclear, un tipo único de reproducción sexual y en general con una forma que se asemeja a la suela de un zapato.

Clasificación de paramecio

Reino: Protista
Filo: Ciliophora
Clase: Oligohymenophorea
Orden: Peniculida
Familia: Parameciidae
Género: Paramecium
El paramecio es un eucariota unicelular que pertenece al reino Protista y es un género bien conocido de protozoos ciliados.

El paramecio presenta una diferenciación celular de alto nivel que contiene varios orgánulos complejos que realizan una función específica para hacer posible su supervivencia.

Pertenece al filo Ciliophora puesto que todo su cuerpo está cubierto de pequeños filamentos similares a pelos llamados cilios que ayudan principalmente en la locomoción.

Características particulares

Morfología

Las células del paramecio son particularmente alargadas. Históricamente, según la forma de la célula, estos organismos se dividieron en dos grupos: aurelia y bursaria. El tipo morfológico de aurelia es oblongo, o en forma de “cigarro”, con un extremo posterior algo cónico. Bursaria representa células que tienen forma de “suela de zapato” y tienden a ser más cortos y su extremo posterior redondeado.

Por ser organismo ciliados, los cilios forman parte esencial del movimiento del organismo. A medida que estas estructuras se mueven de un lado a otro en un ambiente acuático, impulsan al organismo a través de su entorno.

Los cilios también ayudan en la alimentación al empujar los alimentos hacia una abertura rudimentaria de la boca conocida como el surco oral.

El paramecio se alimenta principalmente de bacterias pero se sabe que ingiere también levaduras y algas unicelulares.

Estructura celular

El paramecio tiene muchos orgánulos característicos de todos los eucariotas, como las mitocondrias generadoras de energía. Sin embargo, también contiene algunos orgánulos únicos.

Debajo de una cubierta externa llamada película, hay una capa de citoplasma algo firme llamada ectoplasma. Esta región consiste en orgánulos en forma de huso conocidos como tricoquistes. Cuando descargan su contenido, se vuelven largos, delgados y puntiagudos.

La función exacta de los tricoquistes no se conoce a ciencia cierta, sin embargo, se presume que está relacionada con la defensa contra los depredadores.

Debajo del ectoplasma se encuentra un tipo de citoplasma más fluido llamado endoplasma. Esta región contiene la mayoría de los componentes celulares y orgánulos, incluidas las vacuolas.

Ciclosis

Es un proceso de digestión intracelular en el que se da un movimiento continuo de las vacuolas de alimentos junto con el endoplasma. Durante este proceso los alimentos se digieren por completo.

Las vacuolas toman funciones específicas, por ejemplos, las vacuolas alimentarias encapsulan los alimentos consumidos por el paramecio, luego se fusionan con orgánulos llamados lisosomas, cuyas enzimas rompen las moléculas de los alimentos y conducen una forma de digestión. Las vacuolas contráctiles son responsables de la osmorregulación, o la descarga del exceso de agua de la célula.

Quizás la característica más inusual del paramecio son sus núcleos, ya que tiene de dos tipos. El micronúcleo que es diploide y contiene dos copias de cada cromosoma y el macronúcleo que contiene un subconjunto de ADN del micronúcleo y es el encargado de transcribir para producir ARNm y proteínas. El macronúcleo contiene múltiples copias de cada cromosoma, por lo tanto es poliploide.

El macronúcleo controla todas las funciones vegetativas del paramecio por lo tanto se denomina núcleo vegetativo.

Reproducción

El paramecio se puede reproducir de forma asexual o sexual, de acuerdo con las condiciones ambientales.

Asexual (fisión binaria)

En este tipo de fecundación una célula se divide en dos descendientes genéticamente idénticos, o células hijas. El micronúcleo sufre mitosis, pero el macronúcleo se divide de otra manera, llamada mecanismo amitótico o no mitótico.

Sexual (conjugación)

Durante la reproducción por conjugacion hay un intercambio de material genético debido al apareamiento entre dos paramecios que son compatibles a través de una fusión temporal. Hay una división meiótica de los micronúcleos durante este proceso que produce gametos haploides y se transmite de una célula a otra. Los viejos macronúcleos se destruyen y se forma un micronúcleo diploide cuando los gametos de dos organismos se fusionan.

Autogamia (autofecundación)

La autogamia es esencialmente lo mismo que la conjugación, pero sucede sólo con una sola célula. Durante este proceso, el micronúcleo se replica varias veces. Uno de estos nuevos micronúcleos reorganiza su contenido genético, parte del ADN está fragmentado y algunas secuencias de ADN se eliminan.

¿Sabías qué...?
El paramecio tiene una distribución mundial y por lo general vive en aguas dulces estancadas, como los charcos o los estanques, pero también se encuentran en ríos, arroyos, lagos y embalses.