¿SABÍAS QUE TODO LO QUE NOS RODEA ESTÁ FABRICADO CON MATERIALES? LAS CASAS, LOS MUEBLES, LOS JUGUETES Y HASTA LOS AUTOS ESTÁN HECHOS CON ALGÚN TIPO DE MATERIAL. LOS MATERIALES SON LOS ELEMENTOS QUE SE NECESITAN PARA FABRICAR UN OBJETO, Y SEGÚN DE DÓNDE VIENEN PUEDEN SER NATURALES O ARTIFICIALES ( TAMBIÉN CONOCIDOS COMO SINTÉTICOS).
MATERIALES NATURALES
COMO SU NOMBRE LO INDICA, SON AQUELLOS QUE VIENEN DE LA NATURALEZA. LOS MATERIALES NATURALES PUEDEN SER DE ORIGEN VEGETAL, ANIMAL O MINERAL.
MATERIALES DE ORIGEN VEGETAL: SE OBTIENEN DE LAS PLANTAS.
MATERIALES DE ORIGEN ANIMAL: SE OBTIENEN DE LOS ANIMALES.
MATERIALES DE ORIGEN MINERAL: SE OBTIENEN DE LOS MINERALES Y LAS ROCAS.
LA ARCILLA CON LA QUE SE FABRICAN ALGUNOS OBJETOS DE DECORACIÓN ES UN MATERIAL NATURAL.
EJEMPLOS
MADERA: PROVIENE DEL TRONCO DE LOS ÁRBOLES.
ALGODÓN: PROVIENE DE LA PLANTA DEL ALGODÓN.
NÁCAR: PROVIENE DE LA CONCHA DE UNOS ANIMALES QUE VIVEN EN EL MAR LLAMADOS OSTRAS.
METALES Y GEMAS PRECIOSAS: PROVIENEN DE LAS ROCAS EN EL SUELO. EL DIAMANTE, LA ARCILLA Y EL CARBÓN SE ENCUENTRAN EN ESTE GRUPO.
¿Sabías qué?
ALGUNOS MATERIALES SON UNA MEZCLA DE SERES VIVOS Y NO VIVOS, COMO POR EJEMPLO EL SUELO, QUE ESTÁ FORMADO POR PEQUEÑOS ORGANISMOS, RESTOS DE ANIMALES Y PLANTAS, ROCAS, AIRE Y AGUA.
¡DESCUBRE EL ORIGEN DEL MATERIAL!
TOMA UNA CARTULINA Y ESCRIBE AL LADO DE CADA PALABRA EL ORIGEN DEL MATERIAL NATURAL QUE SE ENCUENTRA EN EL SIGUIENTE LISTADO. RECUERDA QUE LOS MATERIALES NATURALES SON DE ORIGEN VEGETAL, ANIMAL O MINERAL.
POR EJEMPLO: MADERA – VEGETAL
MATERIAL
ORIGEN
ARENA
LECHE
PETRÓLEO
SEDA
MIEL
NÁCAR
EL NÁCAR ES UN MATERIAL DURO, BRILLANTE Y COLORIDO QUE SE USA PARA JOYAS O PARA DECORAR OBJETOS. PROVIENE DEL INTERIOR DE LAS OSTRAS.
MATERIALES ARTIFICIALES O SINTÉTICOS
SON AQUELLOS QUE VINIERON DE LA NATURALEZA PERO FUERON MODIFICADOS POR LAS PERSONAS.
LOS JUGUETES ESTÁN FABRICADOS CON MATERIALES ARTIFICIALES.
LA BASE PARA FABRICAR LOS OBJETOS SE CONOCE COMO MATERIA PRIMA. PARA CREAR UN OBJETO CON MATERIAL ARTIFICIAL SE REALIZA EL SIGUIENTE PROCESO:
SE EXTRAE LA MATERIA PRIMA DE LA NATURALEZA (POR EJEMPLO MADERA, AGUA Y PETRÓLEO).
SE TRANSFORMA EN UN MATERIAL ARTIFICIAL.
SE FABRICA EL OBJETO.
LA LANA SE UTILIZA PARA FABRICAR ROPA ABRIGADA Y MANTAS.
EJEMPLOS
PLÁSTICO: PROVIENE DEL PETRÓLEO. SIRVE PARA FABRICAR MUCHOS TIPOS DE OBJETOS QUE PODEMOS VER EN NUESTRA CASA COMO JUGUETES, VASOS Y BOTELLAS.
CARTÓN: PROVIENE DE LA MADERA. SIRVE PARA FABRICAR CAJAS DE DIVERSOS TIPOS.
PAPEL: PROVIENE DE UN MATERIAL NATURAL LLAMADO CELULOSA QUE SE OBTIENE DE LA MADERA DE LOS ÁRBOLES. LAS HOJAS DE LOS CUADERNOS ESTÁN HECHAS DE PAPEL.
VIDRIO: PROVIENE DE MINERALES QUE SE ENCUENTRAN EN EL SUELO Y QUE SE FUNDEN A TEMPERATURAS MUY ALTAS. EN GENERAL SE CONOCEN COMO SÍLICES. SIRVE PARA FABRICAR BOTELLAS, VENTANAS Y ESPEJOS.
LADRILLO: PROVIENE DE LA ARCILLA. SE UTILIZA PARA FABRICAR LAS PAREDES DE NUESTRAS CASAS.
¿Sabías qué?
LOS SERES HUMANOS AHORA USAMOS 20 VECES MÁS PLÁSTICO QUE HACE 50 AÑOS.
¡ESCOGE TU PAR FAVORITO!
EN LA SIGUIENTE IMAGEN HAY DIFERENTES OBJETOS, ESCOGE UN PAR QUE ESTÉ FABRICADO CON EL MISMO MATERIAL ARTIFICIAL Y ESCRIBE CUÁL ES EL MATERIAL NATURAL DE ORIGEN.
¿CÓMO SE LLAMA EL MATERIAL ARTIFICIAL DEL QUE ESTÁN HECHOS ESTOS BLOQUES DE JUGUETE?
A. MADERA
B. PLÁSTICO
C. VIDRIO
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
CONOCER LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ES MUY IMPORTANTE PARA PODER DECIDIR EL USO QUE VA A TENER CADA OBJETO QUE SE VAYA A FABRICAR. LAS PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES SON:
DUREZA: SE REFIERE A LA RESISTENCIA DE UN MATERIAL MIENTRAS SE ALTERA O SE DEFORMA.
– UN MATERIAL ES DURO CUANDO SE HACE DIFÍCIL O CASI IMPOSIBLE RAYARLO, PERFORARLO O CAMBIARLO DE FORMA. POR EJEMPLO EL DIAMANTE.
¿Sabías qué?
ALGUNOS MATERIALES PUEDEN SER MARTILLADOS O APLASTADOS EN MUCHAS FORMAS DIFERENTES SIN ROMPERSE Y SE LLAMAN MATERIALES MALEABLES.
– UN MATERIAL ES BLANDO CUANDO FÁCILMENTE SE PUEDE MOLDEAR O CAMBIAR SU FORMA. POR EJEMPLO LA MADERA.
¿DURO O BLANDO?
ESCRIBE EN LA LÍNEA DE ABAJO SI EL MATERIAL DEL QUE ESTÁ HECHO SU LÁPIZ ES DURO O BLANDO.
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FRAGILIDAD: SE REFIERE A LA FACILIDAD O DIFICULTAD QUE TIENE EL MATERIAL PARA ROMPERSE.
– UN MATERIAL ES FRÁGIL SI AL GOLPEARLO SE ROMPE CON FACILIDAD. POR EJEMPLO EL VIDRIO.
– UN MATERIAL ES TENAZ SI NO SE ROMPE CON FACILIDAD. POR EJEMPLO EL ACERO.
EL MATERIAL CON EL QUE ESTÁN FABRICADOS LOS OBJETOS QUE TIENEN EN LAS MANOS ES FRÁGIL.
FLEXIBILIDAD: SE REFIERE A LA FACILIDAD QUE TIENE UN MATERIAL PARA DOBLARSE SIN ROMPERSE.
– UN MATERIAL ES FLEXIBLE SI SE DOBLA FÁCILMENTE. POR EJEMPLO LA GOMA.
– UN MATERIAL ES RÍGIDO SI ES DIFÍCIL DE DOBLAR. POR EJEMPLO ALGUNOS METALES.
– UN MATERIAL ES ELÁSTICO SI AL ESTIRARLO O DEFORMARLO RECUPERA SU FORMA INICIAL. POR EJEMPLO EL RESORTE.
¿CONOCES ALGÚN MATERIAL ELÁSTICO?
SI LOGRAS IDENTIFICAR EL MATERIAL ELÁSTICO EN LA IMAGEN ESCRÍBELO EN LA LÍNEA DE ABAJO.
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RECURSOS PARA DOCENTES
Artículo “Generalidades de los materiales”
Artículo destacado con información detallada sobre los tipos de materiales y sus propiedades.
La biodiversidad le da vida a la Tierra, y cada extinción provoca un desequilibrio que a futuro afectará a en mayor o menor medida a todos los organismos que habitan el planeta. Los biólogos estiman que la extinción de especies se ha elevado entre 500 y 1.000 veces en comparación a la tasa natural.
La biodiversidad se define como el conjunto de elementos vivos del planeta.
RIQUEZA Y ABUNDANCIA
Para medir la biodiversidad, los ecólogos toman en cuenta tanto el número de especies como el número de individuos que conforman cada una, es decir, la riqueza y la abundancia.
Se conoce como riqueza al número de individuos que habitan en una determinada comunidad.
¿Qué comunidad es más rica?
La comunidad más rica es aquella que tenga un mayor número de especies, por ejemplo, si durante un estudio se encuentra que una comunidad específica tiene 30 especies pero otra tiene 300 especies, la segunda tendría una mayor riqueza.
Por otro lado, se define como abundancia al número de individuos de una especie. Por más sencilla que sea esta medición, siempre debe tomarse en cuenta ya que no todas las especies son igual de abundantes.
Especies raras vs. especies abundantes
Especies raras: son aquellas que tienen una distribución restringida (menor a 50.000 km2) o una baja abundancia (menor a 10.000 individuos).
Especies abundantes: son aquellas que pueden tener amplio rango de distribución y una abundancia superior a los 10.000 individuos.
IMPORTANCIA DE LA BIODIVERSIDAD
La importancia de la biodiversidad se puede resumir en dos aspectos principales:
1.- Es el fruto de millones de años de evolución, razón por la cual su valor es irreemplazable.
2.- Permite el correcto funcionamiento de la vida en conjunto con el ambiente.
La biodiversidad es esencial para la vida, tanto para los seres humanos como para cualquier otro grupo de organismos. Provee alimento, oxígeno, energía, combustible e incluso medicamentos. La pérdida de la biodiversidad se traduce en el desequilibrio y disminución de todos estos beneficios y en la destrucción de lo que la naturaleza ha elaborado por millones de años.
Importancia ecológica
Correcto funcionamiento de los ciclos biogeoquímicos.
Correcto funcionamiento de las redes tróficas.
Ciclaje de nutrientes.
Protección de los suelos y recursos hídricos.
Estabilización de las condiciones ambientales.
En el ciclo del nitrógeno participan bacterias que hacen posible la fijación de este elemento, sin ellas, las plantas no podrían procesarlo.
Importancia económica
Fuente de alimento.
Elaboración de alimentos a base de algunos microorganismos, como por ejemplo las levaduras.
Atractivo turístico.
Elaboración de medicamentos y productos cosméticos.
Elaboración de combustibles.
Biorremediación.
¿Sabías qué?
Saccharomyces cerevisiae es una especie de hongo microscópicos de tipo levadura que se utiliza para la elaboración de pan, cerveza y vino.
CAUSAS Y CONSECUENCIAS DE LA PERDIDA DE BIODIVERSIDAD
Causas
La sobreexplotación de los ecosistemas, es decir, el uso descontrolado de los recursos naturales.
El uso de combustibles fósiles, los que a su vez incrementan los gases de efecto invernadero y contribuyen con el calentamiento global.
Transformación de los ecosistemas para la agricultura y ganadería, esto conlleva a la pérdida de hábitats.
La contaminación acuática, terrestre, aérea e incluso acústica de los ecosistemas.
La introducción de especies invasoras, las cuales desplazan a las especies nativas.
Los efectos del cambio climático, como por ejemplo, el aumento del nivel del mar.
¿Qué ocurre si aumenta el nivel del mar?
El aumento del nivel del mar se debe al derretimiento de los polos a causa del calentamiento global. Esto trae como consecuencia principal la entrada de una mayor cantidad de agua dulce al mar.
Consecuencias
La extinción de las especies, lo que trae serías consecuencias en los ecosistemas. Al desaparecer una especie se pierden con ella las funciones que cumplía, lo que a su vez desencadenaría la extinción de otras especies.
El desequilibrio provocado por la desaparición de ciertas especies podría generar la propagación de otras especies, incluso de plagas.
La desaparición de especies vegetales disminuye la purificación del aire.
El deterioro de la variabilidad genética.
SOLUCIONES PARA CONSERVAR LA BIODIVERSIDAD
No contribuir con el tráfico de fauna silvestre. Evitar comprar animales silvestres, por ejemplo, loros, guacamayos o monos, entre otros.
No extraer plantas de sus áreas naturales. Las plantas también pueden convertirse en especies invasoras y eliminar las nativas.
No liberar animales domésticos en zonas silvestres. Si sobreviven y tienen una alta capacidad competitiva, desplazarán a las especies nativas.
Nunca tocar los nidos de animales silvestres ni sus crías, esto puede llevar al abandono por los padres.
Evitar hacer fogatas en zonas naturales, un descuido provocaría un incendio.
Manejar con precaución en zonas naturales para evitar atropellar a algún ser vivo.
Comprar productos amigables con el ambiente, de empresas que desarrollen prácticas sustentables.
MATERIAL PARA EL DOCENTE
Artículo “Ecosistemas”
El siguiente artículo contiene información sobre los componentes de los ecosistemas.
Cuando un sistema posee las mismas propiedades intensivas en toda su masa, significa que es un sistema homogéneo. Un sistema homogéneo cuenta con una sola fase. En estos sistemas generalmente se debe aplicar mayor energía o calor para lograr separar las sustancias que lo conforman.
Aire fresco
El aire que respiramos es un sistema homogéneo, es una mezcla de distintos gases como el oxígeno, el nitrógeno, el argón, el helio y el dióxido de carbono.
SOLUCIONES
Las soluciones son sistemas materiales homogéneos compuestos por uno o más solutos disueltos en un solvente determinado.
El soluto es el componente de la solución que se encuentra en menor proporción y se disuelve en el solvente, en tanto, el solvente es el que se encuentra en mayor proporción y tiene la capacidad disolver el soluto. El agua es el solvente más conocido y empelado a nivel mundial.
Solvente universal
El agua es conocida como el solvente universal, es capaz de disolver una gran cantidad de compuestos, además no es tóxica y su manipulación no conlleva ninguna peligrosidad. Encabeza la lista de los denominados solventes verdes o sostenibles, cada vez más importantes para la industria y la ciencia.
Sin embargo, el agua no es capaz de disolver todos los compuestos que existen, por ejemplo, no puede disolver el aceite.
CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES
Las soluciones se clasifican en función de la concentración en insaturadas, saturadas y sobresaturadas.
Solución insaturada: no alcanza la cantidad máxima posible de soluto para la presión y la temperatura dadas.
Solución saturada: es cuando la cantidad del soluto disuelto es la máxima que puede disolver el solvente en determinadas condiciones.
Solución sobresaturada: es aquella donde la cantidad de soluto es mayor a la máxima que puede ser disuelta en el solvente. Este tipo de soluciones suelen ser inestables ya que el soluto tiende a precipitar. Además, para lograr la completa disolución del soluto se utilizan temperaturas superiores a la del ambiente.
Solubilidad
Es la propiedad de las sustancias que nos indica qué tan solubles son en un solvente determinado a temperaturas y presiones específicas.
Las soluciones también pueden clasificarse en función al estado de agregación en el que se encuentran ambos compuestos En una disolución, tanto el soluto como el solvente pueden estar presentes en diferentes estados de agregación, ya sea sólido, líquido o gaseoso, por lo que en caso de que ambos estén en el mismo estado, se dice que el solvente es el componente que está en mayor cantidad y el otro componente sería el soluto.
¿Sabías qué?
Es posible encontrar soluciones con dos o más solutos. Este principio también se puede aplicar para los gases y los sólidos.
CONCENTRACIONES DE UNA SOLUCIÓN
La concentración puede expresarse cuantitativamente al establecer diferentes relaciones porcentuales entre las cantidades de sustancias a través de unidades químicas y físicas conocidas como: masa (m), volumen (v) y cantidad de sustancia (n). Dentro de las formas de expresar la concentración de una sustancia tenemos:
Tanto por ciento masa sobre masa (%m/m): el porcentaje masa-masa se define como la unidad física que determina la concentración en gramos (g) de soluto contenidos en 100 g de solución.
Tanto por ciento volumen sobre volumen (%v/v): el porcentaje en volumen- volumen se define como la unidad física que determina la concentración en mililitros (ml) de soluto contenido en 100 ml de solución.
Tanto por ciento masa sobre volumen (%m/v): el porcentaje en masa- volumen se define como la unidad física que determina la concentración en gramos de soluto contenidos en 100 ml de solución.
Molalidad (m): es una magnitud que expresa el número de moles de soluto por kilogramo de solvente.
Molaridad (M): es una magnitud que expresa el número de moles de soluto por litro de solución.
SEPARACIÓN DE COMPONENTES EN SOLUCIÓN
Al ver una solución parece imposible que se puedan separar sus componentes, sin embargo, los componentes de una solución pueden aislarse a través del empleo de diferentes técnicas de separación, la utilización de cada una dependerá del tipo de solución y las características particulares de sus elementos.
Técnicas de separación.
Destilación
Puede ser simple o fraccionada.
Destilación simple: es una técnica empleada para separar dos líquidos con punto de ebullición diferente o un sólido disuelto en un líquido. El fundamento de esta técnica es la evaporación del componente más volátil de la solución seguida de una condensación del mismo, lo cual ocurre dentro de un sistema cerrado que se conoce como equipo de destilación.
Destilación fraccionada: se utiliza cuando se necesita separar una solución formada por dos líquidos de punto de ebullición muy cercanos. En la industria se emplea la destilación fraccionada para la fabricación de bebidas alcohólicas, la obtención de agua destilada y el fraccionamiento de los componentes del petróleo.
Cromatografía
Se utiliza para separar fluidos que pueden ser gases o líquidos. Este método de separación requiere de dos fases: una llamada fase móvil y la otra llamada fase fija o estacionaria. Las sustancias presentes en una mezcla son arrastradas a través de la fase estacionaria, generalmente representada por papel, y la fase móvil, que puede ser agua, alcohol u otro solvente.
Precipitación y cristalización
Es una técnica que se usa cuando la solución está sobresaturada. Esto provoca que el soluto se precipite y finalmente se cristalice. Cuanto más lentamente se produce la precipitación mejor se cristaliza, ya que los iones tendrán más tiempo para ordenarse y los cristales serán mayores.
Una de las formas de provocar la cristalización es evaporar el solvente hasta lograr la sobresaturación de la solución, luego se enfría para la formación de los cristales del soluto.
Extracción de sal
En la extracción de sal se induce la formación de los cristales de sal a partir de la evaporación del agua.
SOLUCIONES EN LA VIDA COTIDIANA
En nuestro entorno entramos en contacto con diversidad de objetos; algunos son sólidos, otros líquidos y otros gaseosos. Si bien parece que todos son diferentes, podemos decir que hay algo que tienen en común: todos se forman de materia.
El estudio de las soluciones tiene mucha importancia en diferentes aspectos de la vida cotidiana, como en la elaboración de medicamentos, de exámenes médicos, a nivel industrial para estudios del petróleo, en la industria de los metales, de bebidas, entre otros.
RECURSOS PARA DOCENTES
Enciclopedia Virtual “Soluciones”
Material audiovisual exclusivo para el uso docente, en el video el profesor detalla todos los elementos y características de las soluciones.
La contaminación del agua se produce cuando se introduce un material que altera sus características naturales. El agua contaminada deja de ser apta para el desarrollo de animales y plantas, se vuelve inadecuada para el consumo humano y afecta ríos, lagos, acuíferos, mares y océanos.
En Indonesia se encuentra el río Citarum, considerado el más contaminado del mundo. Sus aguas están muy sucias porque allí se arrojan muchos desechos de fábricas y hogares.
FUENTES NATURALES DE CONTAMINACIÓN DE AGUA
La contaminación natural es la que ocurre como consecuencia de agentes naturales: los incendios forestales, las erupciones volcánicas, las tormentas y los terremotos. Por otra parte, este tipo de contaminación es provocada por restos vegetales, animales y sustancias como los minerales, que se disuelven al momento en que los cuerpos de agua atraviesan diferentes terrenos.
El ser humano ha vivido con este tipo de contaminación desde hace miles de años; no es posible evadirla, pero se pueden prever sus secuelas y tratar de minimizar sus efectos.
¿Sabías qué?
Los isótopos radiactivos son los contaminantes más peligrosos. Pueden descomponerse por sí mismos pero les llevaría miles de años.
Se puede señalar como fuente natural de contaminación del agua el mercurio, que se encuentra disperso en los suelos y en el lecho oceánico. También contaminan los hidrocarburos presentes en lagos, mares y ríos al ser derramados de forma natural en las corrientes fluviales.
Cabe mencionar que la constante actividad volcánica de hace 2.800 millones de años en los Andes causó altas concentraciones de arsénico en las aguas subterráneas de gran parte del territorio argentino.
Los volcanes activos expulsan diferentes materiales contaminantes como la lava y las partículas de gases.
Síntomas
Vómitos y diarreas.
Conjuntivitis.
Descamaciones en la piel, y lesiones en las extremidades que impiden realizar tareas habituales, hasta caminar.
Ingerir y exponerse por mucho tiempo al agua contaminada con arsénico puede producir cáncer.
CONTAMINACIÓN ANTRÓPICA DE LAS AGUAS
Las actividades del ser humano conllevan directamente o indirectamente a la contaminación de las aguas.
Agricultura
Tanto los plaguicidas utilizados para el control de plagas como los fertilizantes son arrastrados desde los campos de cultivo hasta diversos cuerpos de agua y producen contaminación.
Los pesticidas para evitar las plagas en sembradíos son químicos nocivos para la salud.
Minería
Esta actividad provoca la contaminación de las aguas por medio del ácido sulfúrico y cianuro usado junto con metales pesados, como el mercurio.
Industrias pasteras
Vierten enormes cantidades de aguas residuales resultantes de la cocción de la madera y la dioxina que se generan como producto del blanqueamiento del papel. Estos compuestos afectan la flora y la fauna, y provocan alteraciones en el sistema nervioso, el inmunológico y el reproductor, además son cancerígenos.
Además de contaminar las aguas, la industria del papel contribuye a la deforestación.
Centrales de generación de energía
Tanto las centrales nucleares como las termoeléctricas provocan el calentamiento de las aguas de ríos y otras cuencas hidrográficas al ser usadas en la torres de refrigeración y luego ser devueltas a los cursos de agua sin tratamiento previo. Por otra parte, las represas hidráulicas modifican el caudal y el régimen normal de los ríos.
Este sistema de generación de potencia ocasiona inundaciones por la modificación en los cauces de los ríos.
Desechos arrojados por seres humanos
Pilas: están compuestas por metales pesados, como el cadmio y mercurio, que pueden tardar miles de años en biodegradarse. Luego de un tiempo de ser vertida en los basureros, pueden infiltrarse en las aguas subterráneas y contaminarlas.
Desechos sólidos: al arrojar basura y desechos en las calles, llegan a lagos y mares por el alcantarillado e impactan considerablemente en el ecosistema acuático.
Aceite: el aceite comestible también colabora con la contaminación del agua, al ser arrojado por las tuberías, un litro de este aceite puede contaminar 1.000 litros de agua, aproximadamente.
Cadmio
Este raro elemento metálico es un contaminante presente en la mayoría de los alimentos que consumimos. Tiene efectos nocivos para nuestra salud.
AGUA CONTAMINADA
Debido a la contaminación del agua, se presentan problemas ecológicos y sanitarios que afectan al planeta y provocan la escasez de este preciado líquido.
Escasez de agua
– Afecta a todos los continentes y a cuatro de cada diez personas en el mundo.
– Obliga a la población a utilizar fuentes contaminadas de agua para beber. Ello también significa que no pueden asearse, lavar la ropa ni limpiar sus casas adecuadamente.
– Induce a la población a almacenar agua en sus casas, esto puede ocasionar la proliferación de enfermedades como el dengue, la malaria y el zika, por los criaderos de mosquitos.
– Pone en relieve la necesidad de gestionar mejor los recursos hídricos.
CONSECUENCIAS DE LA CONTAMINACIÓN CULTURAL DEL AGUA
La destrucción de los ecosistemas acuáticos
Año a año, la destrucción de estos ecosistemas aumenta y pone en riesgo la biodiversidad. Las actividades humanas tienen un impacto fuerte. Éstas afectan tanto al ciclo de vida de los animales como al de las plantas.
El deterioro y la muerte de la vida marina
El derrame de petróleo en mares y océanos, los residuos que contaminan el agua y los desechos tóxicos de las industrias generan la muerte y el deterioro de millones de especies marinas a los largo de los años.
El contagio de enfermedades por consumo de agua contaminada
Se debe a las heces expuestas que contienen organismos infecciosos que contaminan el agua y los alimentos.
La disminución de las fuentes de agua potable para el consumo humano
La contaminación, la sobrepesca, la alteración de los hábitats acuáticos, el derroche de agua y el cambio climático provocan la disminución del agua potable disponible para el ser humano.
El cambio de las propiedades del agua
Los derrames de petróleo, aguas residuales contaminadas y la contaminación química alteran potencialmente las propiedades del agua. Es por esto que cuando vemos agua contaminada tiene otro color, mal sabor y feo olor.
PROCESO DE POTABILIZACIÓN DEL AGUA
El agua que llega a nuestro hogar puede proceder de un río, arroyo o lago, que son aguas superficiales porque fluyen sobre el suelo. En cambio, si las aguas provienen de un pozo, se denominan aguas subterráneas.
Cuando el agua se extrae del subsuelo por medio de perforaciones sufre un proceso de filtración natural al pasar a través de las distintas capas porosas del terreno. Sin embargo, siempre debe ser controlada su calidad y en algunos casos es necesario someterla al proceso de desinfección.
Dado que las primeras capas de la tierra suelen estar expuestas a contaminación química y/o microbiológica debido a la cercanía con la superficie del terreno, el agua extraída a poca profundidad no es apta para su consumo.
El agua proveniente de fuentes superficiales se encuentra más expuesta que la subterránea a la incorporación de distintos materiales y microorganismos que puedan afectar su calidad. Por eso requiere de un procedimiento más complejo para su tratamiento.
Estrés hídrico
Es causado por el uso excesivo y prolongado del agua, hasta que la demanda sea mayor a su disponibilidad. Según datos de la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO), el consumo de agua promedio, a nivel global, actualmente es de alrededor de 800 m3 por persona cada año.
Podemos sintetizar en 6 pasos el proceso de potabilización:
Cámara de carga: por lo general, el agua se extrae con tomas ubicadas en torres construidas sobre el curso de agua. Estas tomas cuentan con un filtro que impide la entrada de rocas u otros sólidos de gran tamaño.
Coagulación: el agua llega a una cámara donde se le agrega una dosis de sustancias coagulantes. En este paso, las partículas de suciedad que enturbian el agua quedan aglutinadas y esto permite que su extracción sea más sencilla.
Alcalinización: el proceso de decantación de los coágulos se lleva a cabo en piletas grandes.
Filtración: el agua decantada llega hasta un filtro donde pasa a través de sucesivas capas de arena de distinto grosor. Sale prácticamente potable.
Cloración: la desinfección se realiza con cloro gaseoso que elimina los microorganismos.
Control de calidad: antes de llegar al consumo, el agua es severamente controlada por químicos que analizan su calidad microbiológica.
El agua para el consumo humano debe tener un pH neutro y cumplir con las propiedades organolépticas.
RECURSOS PARA DOCENTES
Video “Aguas residuales”
Este recurso les mostrará a los alumnos cómo depurar el agua residual.
Al momento de estudiar la materia, por lo general analizamos una porción de ésta a la que llamamos sistema material. Todo sistema material tiene propiedades generales o extensivas y propiedades específicas o intensivas.
Propiedades extensivas: dependen de la cantidad de materia, por ejemplo: el peso, la masa y el volumen. Todas las sustancias de manera general presentan estas propiedades, pero no son tan útiles para identificar un material respecto de otro. Sin embargo, sirven para saber cuánta sustancia presente hay. Se trata de una identificación cuantitativa.
Con las propiedades extensivas no se puede describir un material de manera cualitativa.
Propiedades intensivas: no cambian al variar la cantidad de materia analizada. Por ejemplo: la densidad, el punto de ebullición, el punto de fusión y el índice de refracción, entre otras propiedades. En general, las propiedades intensivas brindan mucha información sobre los materiales y sirven para identificar un material respecto de otro.
El punto de fusión es una propiedad útil para identificar los metales.
¿QUÉ SON LOS SISTEMAS MATERIALES?
Un sistema material es una porción de materia que se aísla para ser estudiada. Hablamos de fase cuando nos referimos a todas aquellas porciones del sistema material que tienen propiedades intensivas iguales. Por otro lado, los componentes son las sustancias que conforman el sistema material.
Tipos de fase
Las fases que pueden estar presentes en un sistema son: sólida, líquida y gaseosa.
La fase sólida, representada con la letra “s” en el subíndice de la sustancia a estudiar (X(s)), es aquella en donde los átomos y las moléculas se encuentran unidos fuertemente, por lo que se trata de una estructura muy ordenada.
La fase líquida, representada con la letra “l” en el subíndice de la sustancia a estudiar (X(l)), es aquella fase en donde los átomos y las moléculas no se encuentran unidos tan fuertemente, como en el caso de los sólidos. Por lo tanto, se trata de una sustancia capaz de mantener cierto orden y libertad de movimiento.
La fase gaseosa, representada con la letra “g” en el subíndice de la sustancia a estudiar (X(g)), es aquella fase en donde los átomos y las moléculas no se encuentran unidos fuertemente, es decir, son uniones muy débiles, por lo que las partículas se mueven libremente y en forma aleatoria.
Fases del agua
El agua es la sustancia más versátil del planeta. En la vida cotidiana la podemos encontrar en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa.
CLASIFICACIÓN SEGÚN EL NÚMERO DE FASES DEL SISTEMA
Sistema homogéneo: cuando un sistema posee las mismas propiedades intensivas en toda su masa, significa que es un sistema homogéneo. Un sistema homogéneo cuenta con una sola fase.
Sistema heterogéneo: cuando un sistema material cuenta con distintas propiedades intensivas en por lo menos dos de sus puntos, se trata de un sistema heterogéneo. Un sistema de este tipo tiene dos o más fases.
El medioambiente
Si salimos al patio o vamos a un parque nos daremos cuenta que el suelo que pisamos es un sistema heterogéneo de distintos componentes de sólidos. Tierra, pequeñas piedras, y partículas con distintos tamaños y características son sólo algunas de las fases que podemos encontrar.
Por otro lado, no podemos ver a nuestro alrededor el aire que respiramos. Sin embargo, éste es una mezcla de compuestos gaseosos que da como resultado un sistema homogéneo.
CLASIFICACIÓN SEGÚN SU RELACIÓN CON EL MEDIO
Sistema abierto: es el caso más común; es un sistema que permite el intercambio de energía y masa con el medioambiente.
Sistema cerrado: no permite el intercambio de masa con el medioambiente, pero sí la transferencia de energía con el medio.
Sistema aislado: no permite ni la transferencia de energía, ni de masa con el medioambiente.
Sistemas según su relación con el medio
Un lago y el ciclo del agua son un ejemplo de sistema abierto.
Una botella de gaseosa en el refrigerador es un ejemplo de sistema cerrado.
Un termo de café es un ejemplo de sistema aislado.
SUSTANCIAS PURAS
Las sustancias puras son aquellas cuyos componentes no pueden separarse mediante procesos físicos; en algunos casos solo es posible mediante procesos químicos. El agua es una sustancia pura. Si la analizamos en forma sólida, líquida o gaseosa, descubriríamos que su composición es la misma en todos los estados. Si la calentamos, la enfriamos o la congelamos (todos estos son procesos físicos) siempre tendremos los mismos componentes.
El diamante es una sustancia pura, ya que está conformado por moléculas de carbono muy unidas entre sí.
MEZCLAS
Una mezcla está compuesta por la unión de distintas sustancias puras que mantienen propiedades independientes. Pueden ser:
Mezclas homogéneas
Son aquellas producidas de manera directa entre moléculas, en las cuales no se diferencias los componentes. En este caso, mantienen las propiedades constantes. Otro nombre por el cual se conoce a esta mezcla es disolución. Se diferencia de una sustancia pura debido a que sus componente poseen distintas temperaturas de fusión o ebullición. Es partir de esta diferencia que se pueden separar los componente a través de la aplicación de calor, que permite modificar el estado de la sustancia que se busca aislar del resto. La acción de separar los componentes de una disolución implica medios más sofisticados y un gasto energético mayor en relación a la separación de componentes en el caso de una mezcla heterogénea.
Los jugos son un ejemplo de disolución.
Si bien está formada por dos o más componentes, a simple vista sólo podemos ver un componente. Por ejemplo, el agua con sal es un sistema material de dos sustancias, pero sólo vemos una. En cualquier porción de la muestra homogénea que tomemos veríamos que presenta las mismas propiedades e igual composición química.
El agua de mar
Si decidimos investigar sobre la composición del agua de mar, veríamos que también hay sal. Esto nos indica que el agua de mar no es una sustancia pura, pues es una mezcla de agua y sal que se puede separar mediante un proceso físico (evaporación).
Mezclas heterogéneas
Sus componentes se pueden diferenciar ópticamente. A su vez, estos se pueden aislar de manera simple, por ejemplo, mediante el uso de herramientas que posibilitan su separación mecánica. Algunos modos de separación de este tipo de mezclas son sistemas como el filtrado, que permite quitar partículas sólidas de un líquido o de un gas, y la decantación, a partir de la cual se pueden separar líquidos con distinta densidad.
Un ejemplo de mezcla heterogénea es el agua y el aceite. Es decir, no es una sustancia uniforme. Además, si tomáramos distintos puntos de esta mezcla veríamos que presentan composición y propiedades distintas.
El agua y el aceite conforman una mezcla heterogénea.
RECURSOS PARA DOCENTES
Infografía “Mezclas homogéneas y heterogéneas”
Material visual con mayor información de los tipos de mezclas en los sistemas materiales.
Hablar de la importancia sanitaria de las especies significa hablar de su relación con la salud pública. A pesar de que muchos organismos traen beneficios para el ser humano, ya que son empleados para la obtención de alimentos, fabricación de medicamentos e incluso la degradación de sustancias durante los procesos metabólicos, muchas otras especies son dañinas o representan un peligro para el ser humano, los cultivos o el ganado. Desde vectores propagadores, como el chipo o el zancudo, hasta plagas, como el escarabajo de la harina o la mosca blanca.
Vector del mal de Chagas
El insecto vector del mal de Chagas es un chinche hematófago de la familia Reduviidae, una de las especies más comunes es Triatoma infestans. Al picar, el tracto de este insecto se llena de sangre y se ve obligado a defecar. En sus heces se encuentra el parásito, el cual entra al sistema por la herida más cercana: la picadura.
CONTROL DE PLAGAS
¿Qué son las plagas?
Se conoce como plaga a la situación en la que un organismo es una amenaza para los seres humanos o sus intereses. Las plagas generalmente aparecen como resultado de las modificaciones que realiza el hombre en el medio ambiente. La definición de plaga es, por supuesto, subjetiva. Un ecólogo no necesariamente consideraría a varias orugas comedoras de hojas en una planta como plagas, mientras que un jardinero que cultivó la planta podría hacerlo. En un país un animal podría ser considerado una plaga por los daños que hace a los cultivos, mientras que en otro país podría no hacer ningún daño.
El término plaga no debe confundirse con el término peste, este último se refiere a una enfermedad infecciosa producida por la bacteria Yersinia pestis.
¿Por qué se producen las plagas?
1.- Desarrollo de monocultivos: eliminan la biodiversidad y por lo tanto competidores y enemigos naturales.
2.- Uso intensivo de plaguicidas: elimina enemigos naturales de muchos organismos.
3.- Fertilización mineral intensiva: genera cambios en la fisiología de muchas plantas.
4.- Introducción accidental o deliberada de especies invasoras: tienen menos competencia.
¿Cómo se pueden controlar las plagas?
1.- Identificar la plaga: el primer paso para saber cómo actuar es identificar el problema. La correcta identificación permite eliminar la plaga de manera más fácil y rápida. Una mala identificación puede llevar a la aplicación de métodos de control inadecuados que pueden dañar al cultivo, al ser humano (si se trata de una enfermedad) o al ambiente.
2.- Aprender su ciclo de vida: sea cual sea el tipo de plaga, es necesario conocer características básicas de su ciclo de vida, como su reproducción o su modo de infección.
3.- Métodos de control: varían de acuerdo con el tipo de plaga, van desde el uso de medicamentos, hasta la eliminación de zonas de alimentación de las plagas o la puesta de trampas.
Plagas más fatales de la historia
Viruela: es un virus infeccioso que forma ampollas llenas de líquido. Si las lesiones no son tratadas, pueden ser fatales.
Plaga de Atenas: se desató durante la guerra del Peloponeso en el 430 a. C. Aún no se sabe con certeza si la causó la viruela, la fiebre tifoidea o el sarampión.
Peste negra: fue una pandemia devastadora que provocó la muerte de cerca del 60% de la población europea. Se cree que fue causada por la peste bubónica o por el virus del ébola.
SARS: se propagó por primera vez en Asia en el año 2003, y luego se extendió por más de 20 países de Europa, Asia y América. Mató cerca de 800 personas.
PROGRAMAS DE PREVENCIÓN SANITARIA
La prevención sanitaria es el conjunto de medidas que se toman para evitar y combatir el desarrollo de enfermedades. Dichas acciones deben englobar programas de promoción de salud, de medicina familiar, de medicina preventiva y de vacunación, entre otros.
Tiene distintas fases de acuerdo a la evolución de la enfermedad:
Prevención primaria
Son el conjunto de acciones que se realizan antes de que aparezca la enfermedad, es decir como medida preventiva. Comprende:
1.- La promoción de la salud: fomentan las actividades de defensa de la salud, como charlas o campañas de cuidado y concientización.
2.- La protección específica de la salud: como la aplicación de vacunas o las campañas de higiene ambiental.
3.- La quimioprofilaxis: consiste en la administración de fármacos que previenen ciertas enfermedades, un ejemplo común es la administración de estrógenos en mujeres menopáusicas para prevenir la osteoporosis.
De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), el instrumento más importante para prevenir la salud es la educación.
Prevención secundaria
Es el diagnóstico que se hace para detectar si alguna población presenta algún tipo de enfermedad grave que aún no ha mostrado síntomas. Este diagnóstico tiene como objetivo disminuir la tasa de mortalidad a través de la aplicación de tratamientos precoces.
Prevención terciaria
Una vez que haya aparecido la enfermedad se debe proceder a restablecer la salud de la población, es decir, se deben aplicar los tratamientos necesarios para intentar curar o paliar una la enfermedad o cualquiera de sus síntomas.
Prevención cuaternaria
Engloba el conjunto de actividades sanitarias que evitan las intervenciones quirúrgicas innecesarias o el uso excesivos de fármacos que pueden comprometer el sistema inmune de los pacientes.
MATERIAL PARA EL DOCENTE
Artículo “Salud pública”
En este enlace encontrará información ampliada acerca de la salud y la promoción de la salud.
Con la transformación de la materia también hay transformaciones de un tipo de energía a otra. Esta afirmación es resultado de múltiples investigaciones que sirvieron para postular un principio general para la física que afirma que además de transformarse, la energía se conserva.
PROPIEDADES DE LA ENERGÍA
La energía se puede conservar
Energía eólica (del viento), radiante (del Sol), hidráulica (del agua) y geotérmica (del calor interior de la Tierra) pueden transformase en energía eléctrica.
Cuando la energía cambia de forma en un sistema aislado la energía total permanecerá constante. En consecuencia, la energía no se puede crear ni destruir, sólo se puede transformar.
Por ejemplo, en una central hidroeléctrica el agua cae desde lo alto hacia una turbina para provocar que gire. Luego, la energía de la turbina se transforma para hacer funcionar un generador eléctrico y crea una corriente eléctrica. De ese modo, la energía potencial del agua se transforma en energía cinética para que gire la turbina, y posteriormente se genera energía eléctrica.
En una central hidroeléctrica se transforma energía hidráulica en energía eléctrica.
La energía se puede transformar
La energía se presenta de diversas formas y puede transformarse de un tipo a otro. Por ejemplo, en la fotosíntesis la energía solar se convierte en energía química.
Ejemplos de transformación de la energía
La energía eléctrica se transforma en energía cinética en un ventilador.
Una radio transforma la energía eléctrica en energía sonora.
Una plancha transforma la energía eléctrica en calor.
La energía se puede traspasar
La energía puede transferirse o pasarse de un cuerpo a otro. La transferencia energética puede hacerse mediante el trabajo o el calor. Por ejemplo al hervir agua. En este proceso, el calor se conduce a través de la llama hacia el recipiente donde está el agua y al pasar el tiempo el agua se calienta.
La energía de las plantas
Las plantas cumplen sus funciones a través de la energía radiante que viene del Sol, la cual es absorbida por las hojas de plantas verdes para el proceso de fotosíntesis.
La energía se puede degradar
Cuando la energía se transfiere pierde la calidad, es decir, se degrada y disminuye gradualmente la capacidad de aprovechamiento. Por ejemplo, la energía química en la combustión en un automóvil. En este proceso se quema la gasolina en el motor, así se produce energía mecánica, lo que provoca el movimiento. No obstante, gran parte de la energía química se convierte en energía térmica y se degrada.
Tren a vapor
Estos trenes quemaban carbón para poder hervir agua e impulsar la turbina que hacía girar las ruedas. No obstante, este sistema no era eficiente ya que sólo el 10 % se transformaba en energía cinética (que provocaba el movimiento del tren) y el resto de la energía se perdía.
LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
Esta ley, conocida también como la primera ley de la termodinámica, postula que “la energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede transformarse de un tipo de energía en otro”.
La transformación de un tipo de energía a otro ocurre cuando se utiliza para realizar un trabajo; una parte de la energía utilizada es transformada en trabajo y la otra en un tipo de energía diferente.
¿CÓMO SE TRANSFIERE LA ENERGÍA?
La energía se puede transferir entre los cuerpos de manera mecánica a través del trabajo mecánico o de manera térmica a través del calor.
Transferencia de energía por trabajo
Se intercambia la energía en forma de trabajo cuando una fuerza ocasiona un desplazamiento. Por consiguiente, el trabajo no es una forma de energía, es un proceso de transferencia.
El trabajo no está relacionado con el interior de un sistema, sino que se localiza en las paredes del sistema donde actúa como entrada o salida de la energía.
¿Qué es el trabajo?
Para que exista trabajo, desde el punto de vista físico, es necesario que estén presentes ciertas condiciones:
Que se ejerza una fuerza.
Que la fuerza se realice a lo largo de la dirección del desplazamiento.
Que el desplazamiento no sea perpendicular a la fuerza.
Transferencia de energía por calor
En la naturaleza, el calor se transfiere desde los cuerpos que tienen mayor temperatura a los que tienen menor temperatura a través de tres mecanismos:
Este tipo de mecanismo es propio de los sólidos, consiste en la transferencia de energía térmica a través de un medio material sin que ocurra un transporte de materia, es decir, las moléculas aumentan su grado de vibración pero no se desplazan de lugar.
Los utensilios de cocina tienen mangos de madera para evitar la conducción del calor.
Convección
Es la transferencia de calor por medio del movimiento de una masa fluida, como por ejemplo el aire o el agua. La convección sólo se produce en líquidos y gases donde los átomos y moléculas son libres de moverse en el medio. Dicho movimiento es producto de que el fluido caliente se dilata y causa una disminución en su densidad, lo que a su vez provoca el ascenso del fluido caliente y el descenso del fluido frío, que es más denso.
Los globos aerostáticos pueden mantenerse en el aire gracias a la convección de calor. El aire caliente ocupa más volumen y menos densidad que el aire frío.
Radiación
Es la transmisión de energía más importante en el planeta Tierra, ya que la vida depende de la energía solar, y ésta llega a la Tierra al atravesar el espacio en forma de radiación. Desde el calor que se recibe en el entorno hasta el que se percibe por una estufa eléctrica son ejemplos de radiación. Esta transmisión se da por ondas electromagnéticas, sin la necesidad de un material de soporte, sin transporte de materia, y se produce también al vacío.
Las radiaciones son absorbidas por los cuerpos de diferentes maneras, hay cuerpos que tienen mayor capacidad de absorción que otros.
Los hornos microondas transmiten radiación electromagnética.
RECURSOS PARA DOCENTES
Video “Intercambio de calor”
Recurso audiovisual con problemas planteados sobre el intercambio de calor.
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.
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:
No afectan de gravedad al medio ambiente.
Disminuyen la dependencia de los recursos fósiles.
Promueven el desarrollo industrial y económico donde se instalan.
Son inagotables, por ende, pueden aplicarse en una amplia gama de escenarios.
También presentan desventajas como:
La elección de este tipo de energía representa una inversión significativa, lo que hace parecer que no es rentable.
Varios tipos de energía renovable tienen una naturaleza difusa.
Se necesita esperar para que haya cantidad suficiente de energía para poder almacenarla.
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.
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.
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.
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.
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 noseregeneran 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:
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.
Al ser fuentes que el ser humano ha conocido desde hace mucho tiempo, existe la infraestructura y la tecnología necesaria para aprovecharlas y transformarlas.
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:
No son abundantes en la Tierra, por lo que en algún momento se gastarán las reservas que existen.
Al quemar combustibles fósiles se producen enormes cantidades de contaminantes que potencian el calentamiento global.
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.
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.
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.
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.
Durante las últimas décadas, el hombre ha explotado los recursos naturales del planeta sin detenerse a pensar en su finitud ni en los problemas que su agotamiento traería a futuro. Por este motivo, ciertos países, actores sociales, políticos y económicos han comenzado a transitar lentamente el camino hacia la sustentabilidad. La perspectiva no es meramente ecologista, ya que priorizar el ambiente por sobre la sociedad puede traer riesgos para el bienestar social. En este sentido, es necesario encontrar una postura equilibrada entre ecología y desarrollo social.
Sólo a través del desarrollo sostenible y del respeto hacia la naturaleza, las sociedades futuras no se verán comprometidas.
MANEJO DE RECURSOS
Los recursos son bienes originados en la naturaleza, aprovechables por el hombre, pero que existen sin su intervención. Estos recursos son fundamentales para la humanidad ya que la proveen de alimentos, energía y una serie de pautas indispensables para el sostenimiento de la vida.
Uno de los criterios que se pueden utilizar para diferenciarlos y clasificarlos es la velocidad con que se regeneran una vez utilizados.
Clasificación de los recursos naturales
Recursos renovables: son aquellos en los que la tasa de explotación es menor a la tasa de regeneración. Se regeneran según un mecanismo de base biológica.
Recursos no renovables: son aquellos en los que la tasa de explotación es mayor que la tasa de regeneración, ya que esta abarca largos períodos de tiempo.
La gestión de los recursos naturales se refiere a la administración adecuada de lo que ofrece la naturaleza, es decir, agua, suelos, plantas, animales, minerales, petróleo o gas. El manejo de recursos incluye: su aprovechamiento, su explotación, su conservación y, en caso de haberse deteriorado, su restauración, con el fin de que las generaciones presentes y futuras puedan disfrutarlo sin agotarlos ni deteriorarlos.
La gestión de los recursos naturales se encarga de buscar las maneras en la que las personas interaccionen de manera adecuada con los paisajes.
DESARROLLO SOSTENIDO
El crecimiento sostenido se entiende como un crecimiento económico integrado que implica la producción de bienes y servicios, incluidos bienes humanos como las artes o la educación, y que éste se pueda mantener a pesar de las fluctuaciones y variables en el mercado.
Este punto de vista no incluye una relación clara con respecto a mantener una buena relación con el medio ambiente, se trata de únicamente mantener un buen desarrollo económico que se pueda sostener a lo largo del tiempo.
Pronostico de mejores economías para el 2030 (en PIB: billones)
1.- China: 62,4
2.- India: 46,3
3.- Estados Unidos: 31
4.- Indonesia: 10
5.- Turquía: 9,1
DESARROLLO SOSTENIBLE Y SUSTENTABLE
De acuerdo con el informe de Brundtland de 1987, el desarrollo sustentable es un desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de futuras generaciones de satisfacer sus propias necesidades. En este sentido, hace referencia al conjunto de medidas que tienen la finalidad de administrar de manera responsable y eficiente los recursos naturales de nuestro planeta. Para ello, concilia tres ejes: ecológico, social y económico.
El desarrollo sustentable no pone todo el énfasis en un pilar en especial. Durante mucho tiempo se priorizó el crecimiento económico por encima del cuidado de los recursos del planeta, lo cual ha traído como consecuencia que estos se encuentren en peligro. De igual manera, la solución no es sólo conservar los recursos y olvidarse del bienestar social y económico.
¿Cuál es el país más sustentable?
Suecia es el país que mejor aplica las prácticas sustentables, posee una excelente calidad en sus aguas y aire, y una buena optimización de recursos naturales. Ha inaugurado muchos parques naturales y su sistema de transporte es uno de los menos contaminantes del mundo.
Es por ello que el desarrollo sustentable propone brindar la misma atención a los tres pilares: el económico, el social y el ecológico, para así no comprometer a las sociedades futuras.
¿Cómo es la relación entre los 3 pilares de la sustentabilidad?
– Relación entre lo social y lo económico: equitativa.
El desarrollo sustentable propone una equidad económica entre las personas; es decir, eliminar la brecha entre diferentes clases, grupos o actores.
– Relación entre lo ecológico y lo social: soportable.
Se busca que el impacto del hombre sobre el planeta sea el mínimo posible.
– Relación entre lo económico y lo ecológico: viable.
Se pueden aprovechar los recursos naturales con fines económicos pero de forma viable, de manera tal de que se protejan, se promueva su renovación y se minimice el uso de los no renovables.
CUMBRES, CONFERENCIAS Y ASAMBLEAS PARA PRESERVAR EL AMBIENTE
Tras la Comisión Brundtland de 1983, donde se incluyó por primera vez el término desarrollo sustentable, las Naciones Unidas han celebrado varias reuniones que tratan este tema:
Cumbre sobre la Tierra o cumbre de Río: fue celebrada en junio de 1992 en Río de Janeiro. Estuvieron presentes 178 gobiernos y 120 jefes de Estado. Los resultados fueron el programa de acción llamado Agenta 21, el cual buscó poner en práctica los principios del desarrollo sostenible.
¿Sabías qué?
Posterior a la cumbre de Río, muchos gobiernos se negaron aceptar varios de los tratados, como por ejemplo el Convenio sobre la Diversidad Biológica, ya que esto debilitaba a las industrias.
Cumbre Mundial sobre el Desarrollo Sostenible: se realizó en el 2002 en la ciudad sudafricana de Johannesburgo. También es conocida como Río+10 por haberse celebrado una década después de la Cumbre sobre la Tierra. Entre los acuerdos finales de esta cumbre están, a) reducir, para el 2015, la población que vive sin agua potable; b) recuperar, para el 2015, las reservas pesqueras y crear áreas marítimas protegidas y c) reducir la pérdida de biodiversidad para el 2010.
Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo Sostenible: también conocida como Río+20, por celebrarse en el 2012, 20 años después de la primera Cumbre sobre la Tierra. Ésta se centró en 3 aspectos, la economía verde, la erradicación de la pobreza y la necesidad del desarrollo sostenible.
MATERIAL PARA EL DOCENTE
Artículo “Gestión de recursos”
En este enlace encontrará información sobre los recursos naturales y cómo gestionarlos.
El agua es un compuesto químico de vital importancia que brinda grandes beneficios para los seres vivos. Es la sustancia más abundante en la Tierra. Está compuesta por hidrógeno y oxígeno.
Molécula vital
El agua es clave para la vida. El 70 % de nuestro cuerpo está formado por agua y es un alimento para nuestro organismo porque contiene sales minerales.
ESTADOS DEL AGUA
El proceso mediante el cual el agua pasa de estado sólido a líquido se llama fusión. En cambio, el proceso mediante el cual el agua pasa de estado líquido a sólido se denomina solidificación.
Si ponemos agualíquida a calentar, esta se transformará en vapor de agua. Este proceso se llama vaporización. Si hacemos el proceso inverso y enfriamos el vapor de agua, obtendremos nuevamente agua líquida. Esto se llama condensación.
El agua también puede pasar del estado sólido al gaseoso, es decir, de hielo a vapor de agua al aumentar la presión y bajar la temperatura: este proceso se llama volatilización o sublimación regresiva. Si, en cambio, el vapor de agua se congela, este proceso se llama sublimación.
ESTADOS DEL AGUA
Líquido
El agua en este estado puede encontrarse, por ejemplo, en mares, ríos y lagos.
Sólido
El hielo es un claro ejemplo de este estado. Lo podemos encontrar en glaciares.
Gaseoso
El vapor de agua es gaseoso. Lo vemos cuando el agua hierve o cuando nos damos un baño de agua caliente.
Agua en dos estados
En las aguas termales pueden encontrarse dos estados juntos: el vapor y el agua líquida.
PROPIEDADES DEL AGUA
El agua cuenta con diferentes propiedades que se clasifican en organolépticas y fisicoquímicas. Las primeras son las que percibimos con nuestros sentidos y las segundas tienen relación con la composición química.
Propiedades organolépticas
Inodora: no tiene olor.
Incolora: no tiene color.
Insípida: no tiene sabor.
Propiedades fisicoquímicas
Polaridad: tiene una distribución irregular de la densidad electrónica.
Capacidad calorífica: el agua necesita mucho calor para elevar su temperatura.
Tensión superficial: es un fenómeno a través del cual la gota de agua pareciera tener una superficie resistente. Así, un insecto se puede posar sobre una gota y no hundirse mediante adaptaciones en sus patas.
Capacidad de disolución: es el solvente universal.
Cambios de estado: sólido, líquido y gaseoso.
Efectos del pH
El pH ácido en el agua afecta el metabolismo de las especies acuáticas, toma el sodio de la sangre y el oxígeno de los tejidos; además, afecta el funcionamiento de las branquias de los peces. Si la acidez no los mata, el estrés adicional puede frenar el crecimiento y hacerlos menos capaces de competir por el alimento.
CICLO DEL AGUA
El ciclo del agua, también conocido como ciclo hidrológico, describe el movimiento continuo y cíclico del agua que circula entre los océanos, la atmósfera, la biósfera y la litósfera de nuestro planeta. El agua de las precipitaciones (lluvia, nevadas y glaciares) alimenta manantiales, ríos, lagos y acuíferos. Gracias a este ciclo todos los seres vivos tienen acceso al agua.
El ciclo del agua comienza con la evaporación. Este proceso puede darse de dos formas:
Evaporación de agua de mares, ríos y lagos.
Evapotranspiración, que es la transpiración de las plantas.
Agua dulce
Las aguas dulces de los arroyos, lagos y ríos apenas tienen 3 gramos de sal por litro. Este tipo de agua, que es la más escasa en el mundo, representa el 4 % del agua del planeta.
A medida que se eleva, el vapor de agua se enfría y se condensa en forma de pequeñas gotitas, lo que origina las nubes. Cuando las gotitas se juntan, se hacen más grandes y caen por su propio peso: se forma la lluvia (precipitación). Si hace mucho frío, esas gotitas se congelan y caen en forma de nieve o granizo.
El agua que llega a la superficie de la Tierra puede:
Ser aprovechada por los seres vivos.
Escurrir hasta alcanzar un curso de agua.
Filtrar en el suelo y formar acuíferos.
Finalmente, toda el agua que se encuentra en la Tierra en forma líquida vuelve a la atmósfera por medio de la evaporación y así se cierra el ciclo.
¿POR QUÉ EL AGUA ES UNA MOLÉCULA VITAL?
Al igual que el oxígeno, el agua es un elemento de la naturaleza esencial para que todas las formas de vida puedan existir. Es fundamental tanto para la reproducción de algunas especies de plantas y animales como para el desarrollo de los procesos biológicos que posibilitan la vida en nuestro planeta.
Los seres vivos tienen agua en su composición. Desde una bacteria hasta el ser humano contienen en su estructura este componente que puede hallarse en la sangre de los animales, en el citoplasma de las células o intervenir en las reacciones químicas que tienen lugar en los organismos.
Están compuestos por agua:
Plantas: entre un 75 % y un 90 %, según la especie.
¿Sabías qué?
Algunas plantas acuáticas tiene un gran valor alimentario y económico para las sociedades. Por ejemplo, el arroz es un alimento muy consumido en todo el mundo.
Animales: las proporciones varían desde un 40 % en insectos hasta casi un 100 % en medusas. Pero en promedio, el porcentaje de agua en animales es de un 75 %. Se debe tener en cuenta la etapa de la vida del organismo y la especie para poder determinar la proporción que posee de dicho líquido.
Importancia para la vida
Al ser el componente principal de los organismos vivos, el agua cumple diversas funciones, entre las que se destacan:
Permitir las reacciones químicas necesarias para el metabolismo celular.
Intervenir como medio de trasporte de sustancias.
Formar parte de la función de amortiguación que tienen las articulaciones de los animales vertebrados.
Regular la temperatura del cuerpo.
Humedecer el oxígeno para facilitar la respiración de animales.
Participar en el proceso de fotosíntesis en los organismos autótrofos.
Del agua dulce del planeta depende la supervivencia de las especies.
USOS DEL AGUA
Regulador de la temperatura
El agua, además de ser la principal fuente de vida de todos los seres vivos, juega un rol importante en la regulación de la temperatura a nivel corporal y planetario.
La temperatura corporal es regulada por el agua a través de la transpiración. El cuerpo incorpora agua de los alimentos que se consumen y de los subproductos del metabolismo. Cuando no se consume diariamente la cantidad de agua requerida, se genera un desequilibrio en los líquidos corporales, lo que provoca la deshidratación. En algunos casos, esta puede ser causa de muerte.
¿Sabías qué?
Una canilla que gotea desperdicia más de 75 litros de agua por día aproximadamente.
Por su parte, la hidrósfera y la atmósfera tienen un papel esencial en la regulación de la temperatura atmosférica. El agua de los mares y los océanos intercambia energía con la atmósfera en los períodos cálidos para devolverla en períodos fríos, así se evitan los cambios bruscos de temperatura. Al mismo tiempo, los vientos empujan las corrientes marinas que distribuyen el calor: llevan agua caliente procedente de latitudes tropicales hasta regiones que son frías.
Por otro lado, los casquetes polares y los hielos de los glaciares también contribuyen a la regulación de la temperatura terrestre al reflejar gran cantidad de radiación solar.
Energía hidroeléctrica
Una central hidroeléctrica utiliza el agua para generar energía eléctrica. Tiempo atrás, esta acción se realizaba con los molinos de agua, que aprovechaban las corrientes de los ríos para mover la rueda.
Las represas hidroeléctricas aprovechan la caída del agua desde una cierta altura para producir la energía. En el proceso, la caída de agua mueve una turbina para generar energía eléctrica. La naturaleza nos brinda este recurso, por ejemplo, en una cascada o una garganta.
Gran energía
La represa más grande, la Central Hidroeléctrica de las Tres Gargantas, se encuentra en Yichang, China.
Aguas residuales
Desechamos agua cuando nos bañamos, cocinamos o limpiamos. A este tipo de agua se la denomina residual y es la que también proviene de los procesos industriales. Para devolverla al medio de donde fue tomada, es necesario someterla a un proceso de limpieza para descontaminarla.
Para esto se llevan cabo procedimientos físicos, químicos y biológicos que pueden sintetizarse de la siguiente manera:
Recepción del agua
Sedimentación: el agua es vertida en piletas donde se retienen los sólidos, como la arena.
Descontaminación: por acción bacteriana se eliminan sustancias contaminantes.
Luego de esta etapa, se llevan a cabo procesos iguales al de la potabilización del agua.
Coagulación.
Filtración.
Cloración y desinfección.
Devolución al ambiente.
El tratamiento del agua residual contribuye con el mantenimiento de este recurso natural.
RECURSOS PARA DOCENTES
Artículo “El agua”
Un artículo destacado con más información sobre el agua como sustancia vital para las especies.
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Una plancha transforma la energía eléctrica en calor.
