con Ciencias de la Naturaleza y Tecnología
6 Unidad 1
Los materiales y los fenómenos físicos p. 10 El planeta TIERRA p. 38 Enlace con... Química Atmosférica
Se agota el ozono
el protector solar de la Tierra
p. 74
Infecciones
de transmisión sexual p. 116
Gente de ciencia…
Prosalud p. 125 En síntesis
ESTUDIO EFICAZ p. 156 Experiaprendo Libro digital (alumno)
INCLUYE LIBRO DIGITAL INTERACTIVO
Creación
de un blog p. 175
El libro Enlace Proyecto con Enlace Ciencias con de Ciencias la Naturaleza de la Naturaleza y Tecnología y Tec6 , es una obra colectiva concebida, diseñada y elaborada por el Departamento Editorial de Editorial Santillana S. A., bajo la dirección Navarro . pedagógica y editorial de la profesora Carmen profesora Carmen Navarro. En la realización de esta obra intervino el siguiente equipo de especialistas:
Edición general adjunta Inés Silva de Legórburu
Coordinación de unidad gráfica Alan Ramos Figueroa
Coordinación editorial de Ciencias y Matemática José Manuel Rodríguez R. R.
Diseño de portada Rosi Milgrom
Edición general Clodovaldo Hernández
Ilustración de portada Mireya Silveira M.
Textos Textos • Beatriz C. Ramírez M. Licenciada en Química, Universidad Central de Venezuela
Diseño y diagramación general Alan Ramos Figueroa María Alejandra González
• Briccyle Cova. Licenciada en Química, Universidad Simón Bolívar; Bolívar; Magíster en Química, Universidad Simón Bolívar • José Luis Rada. Licenciado en Biología, Universidad Simón Bolívar
Documentación gráfica Amayra Velón, Andrés Velazco Lisbeth Cabezas
• José Manuel Rodríguez R. Profesor en Biología, Universidad Pedagógica Experimental Libertador
Ilustraciones Evelyn Torres, Oscar Hernández, Walther Sorg
• Coromoto Fusil. Licenciada en Educación mención Ciencias Biológicas, Universidad Católica Andrés Bello
Infografías Walther Sorg, Franklin Durán, Oliver González, Mireya Silveira
• Haymara Pernía. Licenciada en Química, Universidad Central de Venezuela • Lilina Pernía. Técnico Superior Universitario en Administración Administración de Empresas, Instituto Universitario de Mercadotecnia (ISUM) • Luz Marina Vidal. Profesora en Biología, Universidad Pedagógica Experimental Li bertador • Zulaika Rodríguez. Economista, Universidad Santa María Edición ejecutiva José Manuel Rodríguez R., R., José Luis Rada
Fotografías Archivo El Universal (FAM): Cheo Pacheco, Venancio Alcázares, Paulo Pérez Zambrano, Erich Sánchez, Fondo Documental Santillana Retoque y montaje digital Evelyn Torres, Andrés Velazco, Anthonny Rojas Imagen de la portada: portada : Enlace 6 considera las telecomunicaciones como un área de la tecnología orientada a mejorar la calidad de vida. La computadora de Ciencias constituye uno de los principales instrumentos de desarrollo tecnológico que facilita los avances científicos.
Edición de apoyo Beatriz C. Ramírez M. Corrección de estilo Dina Selvaggi
Agradecimientos: queremos agradecer a las Agradecimientos: queremos siguientes personas e instituciones por su participación y apoyo en el desarrollo de esta obra: Tamara Tamara Zoltan (IVIC), Fondoin, Vitalis, Prosalud, Cecodap, Jaime Lafaille (ULA), CeCalCULA, José Manuel Aller (USB). También También a los familiares familiares que dieron su autorización para que los niños y las niñas participaran como imagen de este libro.
Lectura especializada Beatriz C. Ramírez M. Coordinación de arte Mireya Silveira M. Diseño de unidad gráfica Rosi Milgrom
Enlace con Ciencias de la Naturaleza y Tecnología 6 © 2010 by Editorial Santillana, S. A. Editado por Editorial Santillana, S. A. Primera edición: 2010 Segunda edición: 2012 Reimpresión: 2013 Nº de ejemplares: 4 750 Av. Rómulo Gallegos, Edif. Zulia, piso 1. Sector Montecristo, Boleíta. Av. Caracas (1070), Venezuela.Telfs.: Venezuela.Telfs.: 235 3033 / 235 4730 / 235 5878 www.santillana.com.ve
ISBN: 978-980-15-0309-5 Depósito legal: lf63320103701067 Impreso en Venezuela por Artes Gráficas Rey, C. A. Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización previa de los titulares del Copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público.
El libro Enlace Proyecto con Enlace Ciencias con de Ciencias la Naturaleza de la Naturaleza y Tecnología y Tec6 , es una obra colectiva concebida, diseñada y elaborada por el Departamento Editorial de Editorial Santillana S. A., bajo la dirección Navarro . pedagógica y editorial de la profesora Carmen profesora Carmen Navarro. En la realización de esta obra intervino el siguiente equipo de especialistas:
Edición general adjunta Inés Silva de Legórburu
Coordinación de unidad gráfica Alan Ramos Figueroa
Coordinación editorial de Ciencias y Matemática José Manuel Rodríguez R. R.
Diseño de portada Rosi Milgrom
Edición general Clodovaldo Hernández
Ilustración de portada Mireya Silveira M.
Textos Textos • Beatriz C. Ramírez M. Licenciada en Química, Universidad Central de Venezuela
Diseño y diagramación general Alan Ramos Figueroa María Alejandra González
• Briccyle Cova. Licenciada en Química, Universidad Simón Bolívar; Bolívar; Magíster en Química, Universidad Simón Bolívar • José Luis Rada. Licenciado en Biología, Universidad Simón Bolívar
Documentación gráfica Amayra Velón, Andrés Velazco Lisbeth Cabezas
• José Manuel Rodríguez R. Profesor en Biología, Universidad Pedagógica Experimental Libertador
Ilustraciones Evelyn Torres, Oscar Hernández, Walther Sorg
• Coromoto Fusil. Licenciada en Educación mención Ciencias Biológicas, Universidad Católica Andrés Bello
Infografías Walther Sorg, Franklin Durán, Oliver González, Mireya Silveira
• Haymara Pernía. Licenciada en Química, Universidad Central de Venezuela • Lilina Pernía. Técnico Superior Universitario en Administración Administración de Empresas, Instituto Universitario de Mercadotecnia (ISUM) • Luz Marina Vidal. Profesora en Biología, Universidad Pedagógica Experimental Li bertador • Zulaika Rodríguez. Economista, Universidad Santa María Edición ejecutiva José Manuel Rodríguez R., R., José Luis Rada
Fotografías Archivo El Universal (FAM): Cheo Pacheco, Venancio Alcázares, Paulo Pérez Zambrano, Erich Sánchez, Fondo Documental Santillana Retoque y montaje digital Evelyn Torres, Andrés Velazco, Anthonny Rojas Imagen de la portada: portada : Enlace 6 considera las telecomunicaciones como un área de la tecnología orientada a mejorar la calidad de vida. La computadora de Ciencias constituye uno de los principales instrumentos de desarrollo tecnológico que facilita los avances científicos.
Edición de apoyo Beatriz C. Ramírez M. Corrección de estilo Dina Selvaggi
Agradecimientos: queremos agradecer a las Agradecimientos: queremos siguientes personas e instituciones por su participación y apoyo en el desarrollo de esta obra: Tamara Tamara Zoltan (IVIC), Fondoin, Vitalis, Prosalud, Cecodap, Jaime Lafaille (ULA), CeCalCULA, José Manuel Aller (USB). También También a los familiares familiares que dieron su autorización para que los niños y las niñas participaran como imagen de este libro.
Lectura especializada Beatriz C. Ramírez M. Coordinación de arte Mireya Silveira M. Diseño de unidad gráfica Rosi Milgrom
Enlace con Ciencias de la Naturaleza y Tecnología 6 © 2010 by Editorial Santillana, S. A. Editado por Editorial Santillana, S. A. Primera edición: 2010 Segunda edición: 2012 Reimpresión: 2013 Nº de ejemplares: 4 750 Av. Rómulo Gallegos, Edif. Zulia, piso 1. Sector Montecristo, Boleíta. Av. Caracas (1070), Venezuela.Telfs.: Venezuela.Telfs.: 235 3033 / 235 4730 / 235 5878 www.santillana.com.ve
ISBN: 978-980-15-0309-5 Depósito legal: lf63320103701067 Impreso en Venezuela por Artes Gráficas Rey, C. A. Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización previa de los titulares del Copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público.
con Ciencias de la Naturaleza y Tecnología
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Así pensamos este libro libro para para ti Inicio de unidad Programa de intercambio de ideas y opiniones.
Competencias. Descripción
Actividades grupales, juegos y preguntas para iniciar cada unidad de forma interactiva. Las imágenes y los textos plantean retos interesantes para resolver con tu creatividad, tus experiencias y la expresión de tus i deas.
de los conocimientos, las habilidades, las actitudes y los valores que desarrollarás al finalizar cada unidad.
Idea para la acción. Actividad grupal para investigar, producir materiales, experimentar experimentar,, escribir o realizar actividades culturales en tus proyectos de aprendizaje.
En esta unidad encontraremos. Esquema gráfico para que aprecies de un vistazo los temas de l a unidad y las relaciones entre ellos.
Desarrollo de los temas ¡Eureka! Situaciones y experiencias para
Contenido. Tema con
explorar tus conocimientos y prepararte para cada tema.
información actualizada, presentada en textos, esquemas y atractivos recursos gráficos.
Actividades. Propuestas y ejercicios para afianzar tus conocimientos, enlazarte con otras áreas y trabajar en equipo.
Información complementaria complementaria.. Datos, juegos, reflexiones Íconos. Imágenes que enlazan los contenidos y las actividades con los recursos del libro digital.
y enlaces con otras áreas o recursos de Internet para complementar la información de cada tema.
Infografías. Temas con una propuesta gráfica diferente y novedosa, que ofrecen información a través de imágenes y textos para aprender de manera dinámica.
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. A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
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Gente de ciencia en Venezuela. Reseña de la vida y el
Cierre de unidad Enlace con… Infografía que muestra la relación entre diversas áreas de las ci encias, con énfasis en los avances tecnológicos y las aplicaciones en la vida cotidiana.
trabajo de personas destacadas en la labor científica e instituciones en nuestro país, relacionadas con los temas de cada unidad.
Reflexiones y acciones. Actividades para analizar situaciones y poner en práctica tus iniciativas, vinculadas con los temas vistos.
Experiaprendo. Desarrollo de la actividad planteada al inicio de cada unidad con detalle de materiales a utilizar, procedimientos, resultados, conclusiones, datos y reflexiones sobre su utilidad en tu entorno.
En síntesis. Actividades que te ayudarán a desarrollar tus habilidades para estudiar.
Páginas de evaluación
Actividades de evaluación. Están ubicadas al final de las unidades dos, cinco y ocho, para que pongas a prueba tus conocimientos, los apliques a situaciones prácticas, compartas opiniones en grupo, y analices cómo va el desarrollo de tus competencias y habilidades.
Libro digital CD con una versión animada del libro y diversos recursos interactivos.
Botones de acción. Guías para ejecutar Proyecto Contenidos Glosario Índice
Ciencias Cienciasde delalaNaturaleza NaturalezayyTecnología Tecnología Recursos Recursos
100%
todas las funciones del libro digital.
Glosario Glosario
Íconos. Símbolos interactivos para acceder a los recursos digitales.
Multimedia. Recursos interactivos con actividades complementarias.
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Enlace con... Información adicional Libro digital (estudiante)
para reforzar los contenidos presentados en el libro. Links interactivos: Direcciones
electrónicas para hacer click y consultar en Internet online (la actualización de estos links no depende del libro digital).
3
Tabla de contenidos Competencias e indicadores .......................................
Unidad
6
1 Los materiales y los fenómenos físicos ............... 10
Unidad
La materia y los materiales .......................
12
La biósfera y los ecosistemas ................... 82
Las sustancias ..........................................
16
Las mezclas .............................................
20
Componentes bióticos de los ecosistemas .................................... 86
El sonido ................................................
24
Las interacciones en los ecosistemas ........... 90
La luz y los fenómenos luminosos ............ 28
Enlace con… Ecología ................... 94 En síntesis .................................... 96 Experiaprendo .............................. 97
Enlace con… Ingeniería eléctrica .. 32 En síntesis .................................... 34 Experiaprendo .............................. 35 Unidad Unidad
3 Relaciones ecológicas ................. 80
4 La salud física................................ 98
2 Componentes de la Tierra .......... 36
El estado nutricional ................................. 100
El planeta Tierra ........................................ 38
El consumo de lípidos y la alimentación adecuada ................................................ 104
Distribución del calor en la Tierra .............. 42 La geósfera ..............................................
El consumo de bebidas alcohólicas ......... 108
46
Problemas de salud pública .................... 11 2
Los minerales y las rocas .......................... 50 El suelo.....................................................
Infecciones de transmisión sexual ............ 116
54
El VIH y el sida ......................................... 12 0
La hidrósfera ............................................ 58
Enlace con… Inmunología ............... 12 4 En síntesis .................................... 12 6 Experiaprendo .............................. 12 7
La atmósfera ............................................ 62 El clima y el tiempo meteorológico ............ 66 La tecnósfera ............................................ 70
Enlace con… Química atmosférica 74 En síntesis .................................... 76 Experiaprendo .............................. 77
5 Proyectos de vida ......................... 128 Mi proyecto de vida ................................... 130 Fortalezas y debilidades del proyecto de vida ................................... 13 4
Actividades de evaluación Unidades 1 y 2 ....................................................................
Unidad
78
Enlace con… Educación .................... 13 8 En síntesis ..................................... 14 0 Experiaprendo ............................... 14 1
Actividades de evaluación Unidades 3, 4 y 5 ................................................................ 142
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4
Unidad
6 Eventos socionaturales ............... 144 Eventos socionaturales ............................. 146
Idea para la acción
Fases de los eventos socionaturales ......... 150
Enlace con… Seguridad aeroportuaria ............................... 154 En síntesis .................................... 156 Experiaprendo .............................. 157 Unidad
7 Informática ................................... 158 Uso de la computadora ........................... 16 0
Unidad
1
Construcción de un kaleidoscopio ............. 35
Unidad
2
Simulación de la degradación del ozono ............................... 77
Unidad
3
Preparación de un acuario ........................ 97
Unidad
4
Elaboración de un periódico de salud ................................127
Unidad
5
El juego de la vida .............. 141
Unidad
6
Elaboración de un plano y señalización del colegio ..... 157
Unidad
7
Creación de un blog ............................. 175
Unidad
8
Juego de carreras de carros ................................197
Programas de aplicación informática ....... 164 La cibernética ............................................ 168
Enlace con… Sociología ................ 172 En síntesis .................................... 174 Experiaprendo .............................. 175 Unidad
8 La energía eléctrica .................... 176 La electricidad y los circuitos eléctricos. ..... 178 El electromagnetismo ................................. 182 Consumo y ahorro de energía eléctrica en el hogar ................................................ 186 Los motores .......................................... 190
Enlace con… Ingeniería ................ 194 En síntesis .................................... 196 Experiaprendo .............................. 197
Actividades de evaluación Unidades 6, 7 y 8 ...............................................................
198
Fuentes consultadas ..................................................... 200
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5
Competencias e indicadores ¿Competencias? Sí, pero no se trata de una carrera o de un juego. En educación, las competencias son conocimientos, actitudes y habilidades que se unen a los saberes que ya tenemos, para desempeñarnos mejor en nuestra vida. ¿Y los indicadores? Son aspectos de nuestro comportamiento que nos permiten verificar cómo se están desarrollando nuestras capacidades o competencias. Por ejemplo, para comprobar si tenemos la competencia de tener una actitud crítica para desarrollar una sexualidad sana, podemos usar el siguiente indicador: relacionarnos armónicamente con amistades de ambos sexos y reconocer que todos somos iguales. Las competencias y los indicadores están en el Programa Oficial de Ciencias de la Naturaleza y Tecnología de 6º grado de Educación Primaria, y se encuentran en la siguiente tabla donde se indican las páginas en las cuales hay contenidos relacionados con cada indicador.
COMPETENCIA
INDICADORES
Pág.
Aplica con propiedad las diversas formas, códigos y técnicas del lenguaje al comunicar sus producciones, derivadas de la ciencia y la tecnología.
Comunica lo aprendido en clase, a su núcleo familiar y comunidad, usando expresiones técnicas.
Todas
Busca información y emplea nuevas tecnologías.
Todas
Argumenta sus posiciones asumidas, usando fuentes de información.
Todas
Se expresa en forma creativa, usando como argumento los derechos propios y ajenos.
Todas
Analiza objetivamente la información científica derivada de la investigación, y muestra habilidades de comprensión lectora y de razonamiento.
Interpreta valores numéricos de datos bioquímicos, en exámenes médicos.
107
Grafica, tabula e interpreta datos provenientes de sus investigaciones.
Todas
Interpreta mensajes publicitarios nocivos y adopta actitudes de rechazo hacia éstos.
108, 111
Analiza e interpreta frases relacionadas con el avance científico.
158, 197
Muestra interés por los avances comunicacionales.
Todas
Construye y aplica instrumentos escritos para la investigación.
Todas
Elabora síntesis escritas sobre textos relacionados con la ciencia.
Todas
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6
Construye y consolida sus propios conceptos científicos que le permiten comprender los fenómenos que ocurren en su ambiente.
Aplica de manera responsable su repertorio de procesos de pensamiento, en la solución de problemas de su ambiente sociocultural y natural, coherente con el desarrollo sustentable.
Diseña, ejecuta campañas de prevención y reconoce su aporte dentro del colectivo, y valora el de sus compañeros y la calidad de los resultados. . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
Identifica avances científicos y tecnológicos en su contexto. Explica de manera natural los cambios biológicos, psicológicos y sociales que le ocurren durante el desarrollo. Construye su propio significado de los conceptos estudiados. Elabora mapas de conceptos para establecer relaciones jerárquicas, de lo general a lo particular.
Diseña y desarrolla algoritmos sencillos.
Todas
136 Todas 53, 57, 65, 69, 85, 107, 111, 137,153
158, 175
Aplica variadas secuencias de pensamiento al resolver problemas de su ambiente.
Todas
Controla variables en la ejecución de experimentos.
Todas
Aplica el pensamiento lógico y creativo para resolver problemas propios de su edad.
Todas
Llega a conclusiones sobre un fenómeno o situación.
10-97, 144-157, 176-195
Participa en la organización de actividades grupales.
Todas
Reconoce las cualidades y limitaciones de las personas en su ámbito escolar, familiar y social.
Todas
Cuestiona conductas riesgosas que ponen en peligro su vida y/o la de otros.
98-127, 144-157
Construye dispositivos, aparatos y modelos. Respeta el derecho al silencio y la tranquilidad de las demás personas. Autoevalúa su desempeño grupal. Se esmera por la calidad del producto a obtener.
181, 185, 193
Todas
78-79, 142-143, 198-199
Todas
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7
Aplica de manera responsable métodos y técnicas de la ciencia, para la solución de problemas socioambientales, y refuerza su autoestima, identidad sexual e integridad biopsicosocial.
Lideriza y participa activamente en campañas de conservación del ambiente, especialmente el patrimonio histórico cultural y natural, con lo que incrementa su sentido de pertenencia e identidad y acepta la diversidad humana.
Asume una actitud crítica al analizar situaciones que involucran el comportamiento ciudadano, el respeto por la vida, la protección del ambiente y los valores humanos.
Analiza y expresa ideas propias sobre el tema de estudio, respetando la opinión de los demás.
Todas
Elabora su proyecto de vida haciendo uso de un pensamiento científico racional.
128, 141
Usa con criterio de equidad los espacios y servicios públicos.
144, 157
Investiga problemas socioambientales mediante el uso de técnicas sencillas.
Todas
Investiga las interacciones entre los componentes de ecosistemas seleccionados.
90, 93
Muestra actitud de rechazo hacia todo aquello que atente contra su integridad personal.
98, 127
Realiza trabajos con orden, disciplina y limpieza.
Todas
Acepta que su proyecto de vida debe estar regido por un código ético y estético. Muestra ajuste social al interactuar con sus compañeros. Toma medidas preventivas en sus acciones cotidianas.
136, 137
Todas
144, 157
Se conduce demostrando poseer conciencia ambientalista.
10, 97
Manifiesta de diversas formas el amor a su familia, escuela, localidad, región, país y planeta.
Todas
Utiliza procedimientos apropiados al interactuar con el ambiente.
10, 97
Rechaza las actitudes discriminatorias de cualquier tipo (raza, credo, sexo...).
98, 143
Actúa con responsabilidad ante los ecosistemas de la escuela y la comunidad.
80, 97
Participa en campañas pro defensa de los valores humanos.
90, 143
Analiza la situación de rechazo que experimentan algunos enfermos.
121, 123
Maneja situaciones de hipótesis de desastre, en forma sistemática.
146, 153
Identifica los componentes de un ecosistema y determina las interacciones entre ellos.
82, 93
Reconoce el uso racional de los materiales de las geósferas y promueve el desarrollo sostenible.
50, 57
Realiza investigaciones sobre los efectos de fenómenos naturales.
69, 61, 65
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©
8
Analiza con objetividad la problemática social que le afecta directa o indirectamente (droga, irresponsabilidad sexual, alcoholismo, corrupción, etc.) y actúa de manera comprometida como individuo integrante de un contexto social.
Muestra autonomía para promover su salud física y mental, mejorar su calidad de vida y actuar en armonía con su ambiente.
Incrementa su capacidad de respuesta. Elabora y promueve normas para el buen uso de los recursos. Diseña y ejecuta campañas para la protección de las geósferas. Predice las amenazas y obstáculos que impiden el logro de su proyecto de vida.
108, 123
70, 73
73, 65, 61, 57
134, 137
Reconoce la labor de instituciones que atienden a la comunidad.
110, 111, 115, 122, 123
Interviene en análisis grupales sobre factores que afectan la salud integral.
123, 115, 111, 103, 107
Elabora su proyecto de vida considerando valores como: amor, libertad, justicia, respeto por la vida, identidad y ciudadanía.
130, 137
Muestra hábitos higiénicos y alimenticios que permiten la promoción de su salud integral.
100, 123
Realiza e interpreta mediciones fisiológicas que le permitan tomar previsiones para su salud.
103, 107
Muestra interés por los avances tecnológicos que no deterioran el ambiente.
186, 189, 71
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U1
Los materiales y los f enómenos f ísicos Cocineros… ¿Qué podremos preparar si combinamos algunos de estos ingredientes?
¿ ?
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¿Qué tienen en común todos estos ingredientes? ¿ ?
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10
Competencias En esta unidad comprenderemos fenómenos científicos. También analizaremos y comunicaremos datos científicos, utilizando vocabulario propio de las ciencias.
....o científicos? >
>
>
¿Con cuáles de los ingredientes obtendremos estos productos? ¿Todos los ingredientes son del mismo tipo?, ¿cómo los podemos diferenciar? ¿Qué obtendríamos si los mezcláramos todos juntos?
?
Idea para la acción Construcción de un kaleidoscopio Un kaleidoscopio es un curioso objeto que combina un principio científico con la infinita posibilidad de creación formas artísticas.
En esta unidad encontraremos . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
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Materiales
Fenómenos físicos
como
como
sustancias
mezclas
la luz
el sonido
Con la elaboración de este instrumento podremos desarrollar nuestras habilidades manuales, comprobrar una interesante propiedad de la luz, combinar materiales diversos y reutilizarlos en una creación de un interesante valor estético. 11
U1
La materia y los materiales ¡Eureka! Si jugamos a descubrir los objetos que nos rodean, encontraremos que pueden estar elaborados de materiales diversos. Para describir un objeto podemos decir cómo es su forma, color, tamaño, consistencia o de qué está hecho. ¡Hagamos la prueba! Por ejemplo, ¿qué características tienen los objetos que nos rodean?, ¿para qué nos sirven en nuestra casa, colegio o localidad?
La materia y los materiales La materia es todo lo que está formado por átomos y moléculas; está presente en todo el Universo. Los materiales son las diversas formas en que se presenta la materia.
Estados de la materia La materia se presenta en varios estados o fases según el grado de agregación e interacción de sus moléculas. Los estados más comunes son:
Sólido Las moléculas están fuertemente unidas entre sí y de manera ordenada. Los materiales sólidos son rígidos, lo que les da forma y volumen definidos. El material rocoso en la superficie de nuestro planeta es esencialmente sólido.
12
Líquido
Gaseoso
Las moléculas están Las moléculas se encuentran débilmente unidas y menos separadas y se mueven de ordenadas. Los materiales manera desordenada. La líquidos adquieren la materia gaseosa no tiene forma del recipiente que forma definida y ocupa todo los contiene. En la Tierra, el espacio del recipiente que Características del planeta Tierra el líquido más abundante la contiene. La atmósfera es el agua. También hay está formada por gases que elementos en estado líquido percibimos en el viento o natural, como el mercurio. como burbujas en un líquido.
Plasma Las moléculas, a temperaturas muy elevadas, adquieren mucha energía, chocan y se cargan eléctricamente. El plasma es como un estado gaseoso de moléculas cargadas. Es la fase más común del Sol, de las llamas del fuego y de los rayos.
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Los cambios de estado Todos los materiales se encuentran en alguno de los estados de la materia. Sin embargo, pueden pasar de un estado a otro, sin que se altere su composición o naturaleza química, con cambios en la temperatura y la presión. Los principales cambios de estado son los siguientes:
nlace con... Matemática El volumen de cuerpos regulares, como cubos, cilindros o esferas, puede medirse si se conocen sus dimensiones. Para conocer más sobre la forma de medición de un paralelepípedo, consulta el tema: Volumen de un paralelepípedo, en el libro Proyecto Enlace con Matemática 6 , páginas 152 a 155.
•
Fusión. Paso del estado sólido al líquido.
•
Solidificación. Cambio del estado líquido al sólido.
•
•
Vaporización. Paso del estado líquido al gaseoso. Condensación. Cambio del estado gaseoso al líquido.
Propiedades de la materia Son las características que nos permiten reconocer un material. Estas propiedades pueden ser generales y específicas.
Propiedades generales Dependen de la cantidad de materia de un cuerpo, y no de su naturaleza. Por ejemplo, la masa y el volumen. Volumen Espacio que ocupa un cuerpo. Se expresa en unidades como el mililitro (m), el centímetro cúbico (cm3), el metro cúbico (m3) y el litro ( ). Cómo calcular el volumen de un cuerpo irregular
Masa Cantidad de materia que posee un cuerpo. Se expresa en unidades como el gramo (g), el kilogramo (kg) y la tonelada (ton). La masa se mide con una balanza.
Vaso graduado
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En un recipiente graduado se coloca una cantidad de agua y se mide su volumen inicial (Vi). Vi = 151 m
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Cuerpo irregular
2
Se sumerge el cuerpo irregular en el recipiente y se mide el volumen final del agua (V f ): 155 m. V f = 155 m Cuerpo irregular
El volumen del objeto es la diferencia entre el volumen final menos el volumen inicial (V = Vf – Vi): V= 155 m – 151 m = 4 m El volumen del objeto equivale a la cantidad de agua que éste desplaza dentro del recipiente.
13
U1
Propiedades específicas Dependen de la naturaleza del material, como por ejemplo la densidad. Según su densidad, los cuerpos pueden flotar o no en un medio líquido.
La densidad y la flotación de los cuerpos Volumen final = 40 m
Densidad Relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que éste ocupa. Se calcula dividiendo la masa de un cuerpo entre su volumen:
Sabías que… Arquímedes fue un matemático griego del siglo III a. C., a quien se le pidió que determinara si una corona era de oro puro, o si era una falsificación.
Puede expresarse en g/m , en los cuerpos sólidos o líquidos, y en g/ para los materiales gaseosos envasados.
“
”
14
m v
Volumen inicial = 31 m
Volumen = V f – Vi Por ejemplo, si un tornillo tiene una masa de 72 gramos y un volumen de 9 m, su densidad será:
Siendo la corona un objeto irregular, era difícil determinar su volumen, para obtener luego la densidad y compararla con la del oro. Un día, pensativo, se metió en una tina llena de agua hasta el tope. Al darse cuenta de que al entrar desplazaba cierto volumen de agua que suponía que era igual al de su cuerpo, salió corriendo gritando repetidamente ¡Eureka! , que en griego significa lo encontré . Actualmente se utiliza esta expresión cuando una persona logra comprender o resolver un enigma.
d=
V = 40m – 31 m = 9 m
Masa
d=
72 g 9 m
= 8 g/m
Esto significa que cada 8 gramos del tornillo ocupan un volumen de un mililitro.
Flotación de los cuerpos Capacidad que tienen algunos cuerpos de no hundirse cuando se les deposita sobre un líquido que tenga una densidad mayor. Agua Tiene una densidad de 1g/m. Todo cuerpo que tenga una densidad menor a 1, flota en ella.
Aceite Flota sobre el agua, porque su densidad es menor que 1.
Los cuerpos sólidos más densos que el agua se hunden, mientras que los menos densos flotan. Cuerpos flotantes
Cuerpos que se hunden
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Defino lo siguiente. a) ¿Qué es la materia? b) ¿Qué es la masa? c) ¿Qué es el volumen? d) ¿Qué es la densidad y cómo se calcula? 2. Explico la diferencia entre la materia y los materiales. 3. Elaboro una lista de seis materiales presentes en mi casa: dos en estado líquido, dos en estado sólido y dos en estado gaseoso. 4. Investigo a qué temperatura se evapora el agua líquida, y a qué temperatura se solidifica. Luego, diseño un experimento para demostrar estos fenómenos. 5. Completo la tabla. Propiedad
Tipo de propiedad
Unidades
General
Instrumento o forma de medición Balanza
Densidad m�, � o cm3
6. Realizo lo siguiente. a) Mido, con una balanza, la masa de 250 m � de agua, aceite comestible y alcohol isopropílico. b) Calculo la densidad de esas sustancias. c) Establezco una relación de densidad, de mayor a menor, entre los tres líquidos. 7. Consultamos, por equipos, por qué el hielo flota sobre el agua, aunque ambos están compuestos del mismo material. Realizamos una demostración para explicar este hecho. . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
8. Desarrollo el experimento que se sugiere en el siguiente recurso digital http://fq-experimentos. blogspot.com/search/label/flotabilidad y luego respondo lo siguiente. a) ¿Por qué se separan el agua, el aceite y el alcohol? b) ¿Qué pasa si soltamos un clavo sin anime sobre los líquidos?, ¿para qué sirve el anime en los clavos?
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Las sustancias ¡Eureka! En nuestra vida cotidiana utilizamos con frecuencia productos diversos como sal de mesa, vinagre, crema dental, leche, azúcar, perfume, jabón, aceite, entre mucho otros. Si los observamos detalladamente, ¿podremos saber de qué están compuestos?, ¿qué utilidad tienen en nuestra vida?, ¿cuáles son comestibles y cuáles no?, ¿por qué?
Las sustancias puras Las sustancias son porciones de materia que tienen propiedades específicas. Se les llama también sustancias puras porque están formadas por un mismo tipo de materia. Pueden encontrarse en cualquiera de los estados físicos. Las sustancias puras no se separan a través de métodos mecánicos, como el tamizado o la filtración, pero sí se pueden separar por métodos químicos. Zoom
Los distintos tipos de átomos son llamados también elementos químicos y su combinación forma toda la materia del Universo. En la Tierra los más abundantes son el oxígeno (cuya nomenclatura es O), el silicio (Si), el aluminio (Al), el hierro (Fe), el calcio (Ca) y el hidrógeno (H). Dependiendo de la manera en que se combinan los elementos pueden dar lugar a materiales completamente distintos. 16
Las clasificamos de la siguiente manera: Sustancias puras
Simples
Compuestas
Están formadas por átomos iguales y no pueden descomponerse en sustancias más simples. Es la forma en la que se presentan algunos elementos químicos, como el carbono, el sodio, el calcio, el oro, el mercurio, el hierro y el oxígeno.
Están formadas por moléculas que contienen dos o más tipos de átomos distintos, asociados en proporciones definidas. Estas sustancias pueden descomponerse en sus elementos constituyentes. Por ejemplo, el agua, el azúcar, la sal y el alcohol.
Hierro
Sal
Sodio
Mercurio
Oro
Azúcar Agua
Alcohol
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Las sustancias simples Se clasifican en dos tipos principales: metales y no metales.
Si yo fuera… Químico o química Investigaría sobre las propiedades de la materia y los materiales, los cambios que experimentan en las reacciones químicas y su relación con la energía. Propondría distintos usos para los compuestos químicos, y trabajaría en el desarrollo y la producción de nuevos materiales en la industria.
Características de las sustancias simples Son buenos conductores del calor y de la electricidad.
•
Son generalmente sólidos.
•
Poseen densidades altas.
•
La mayoría tiene brillo metálico.
•
Metales
Pueden transformarse en láminas (maleabilidad) o en alambres (ductibilidad).
•
Ejemplos: oro (Au), hierro (Fe), aluminio (Al), plata (Ag) o mercurio (Hg).
•
Son malos conductores del calor y de la electricidad.
•
Pueden ser sólidos, líquidos y gaseosos.
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Poseen densidades bajas.
•
No metales
No brillan.
•
No pueden transformarse en láminas ni en metales.
•
Ejemplos: oxígeno (O2), nitrógeno (N2), carbono (C), cloro (Cl2) o azufre (S).
•
Ejemplos de sustancias simples Existen muchas sustancias simples que son importantes en nuestra vida cotidiana. Algunas de ellas son: 5
1 2
1 Oxígeno (O2)
Se encuentra en la atmósfera y en el agua; lo utilizamos para obtener energía de la respiración.
2 Hierro (Fe)
Es un componente principal de aleaciones en la fabricación de carrocerías para autos, cascos de embarcaciones, alambres y planchas para la industria de la construcción, entre muchos otros.
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3 Carbono (C) 3
4
En forma de grafito se utiliza como material de escritura en lápices, o en la fabricación de electrodos o chips de circuitos electrónicos.
4 Aluminio (Al)
Se utiliza en la fabricación de latas, botellas, bombonas de gases y piezas de uso cotidiano.
5 Helio (He)
Gas principalmente utilizado para inflar globos.
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Las sustancias compuestas O
H H
Hidrógeno
Oxígeno
O H
H
Agua
Composición química del agua
Son más abundantes que las sustancias simples y se asocian en un gran número de compuestos. Combinan dos o más elementos químicos, como el agua, que está formada por dos moléculas de hidrógeno y una molécula de oxígeno (H 2O). Pueden clasificarse en inorgánicas y orgánicas. Sustancias compuestas
Sustancias inorgánicas Óxidos. Formado por oxígeno combinado con otro elemento químico. Por ejemplo, el óxido férrico (Fe2O3) que se forma en los metales.
Hidróxidos. También llamados bases; están formados por un metal combinado con oxígeno e hidrógeno. El hidróxido de sodio (NaOH) se utiliza como destapador de cañerías. Por su parte, el hidróxido de magnesio (MgOH2) es usado como antiácido.
Ácidos. Formados por la unión de un no metal con hidrógeno y/u oxígeno. Son sustancias altamente corrosivas. Por ejemplo, el ácido clorhídrico (HCl) del estómago para digerir alimentos, o el sulfúrico (H2SO4) de las baterías de automóviles. 18
Sustancias orgánicas Formadas por carbono e hidrógeno y pueden incluir otros elementos como oxígeno, nitrógeno, azufre o fósforo. Constituyen innumerables sustancias y todos los tejidos de los seres vivos. Se encuentran también en los hidrocarburos del petróleo y sus derivados. Forman sustancias como el azúcar, el vinagre, el aceite, el bicarbonato de sodio y la acetona, y materiales como el papel, los plásticos o la madera.
Sales. Formadas por la combinación de un metal y uno o dos no metales. Suelen ser sólidas con un alto punto de fusión. Ejemplo, el cloruro de sodio (NaCl) que se utiliza como sal común.
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Defino los términos. a) Sustancia química
b) Sustancia simple
c) Sustancia compuesta
2. Investigo y describo las características de dos sustancias a través de fichas como la siguiente. Nomenclatura Tipo de sustancia
NaCl (Cloruro de sodio)
Nombre de la sustancia
Sal
Elementos: sodio (Na) y cloro (Cl). Ejemplo de cómo se encuentra en la naturaleza
Elementos químicos que contiene
Cómo se encuentra en la naturaleza : forma parte de las sales disueltas en los mares y océanos del mundo.
Aplicación : como sal común o sal de mesa.
Un ejemplo de aplicación para el uso cotidiano
3. Consulto qué tipo sustancia y qué elementos conforman los siguientes compuestos y cuál es su utilidad en la vida diaria. a) Ácido acético b) Metano c) Urea 4. Resuelvo la sopa de letras con siete palabras relacionadas con las sustancias.
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H
L
L
B Q C D A A B I
I C V F E D R T A U R Z C S D O I U T S D R A T O L R M E K U L
A L H E U I O L C V N P G O J M X X U I T I P S W D D A N O B O
S
F
H
A
O
P
H
G
O
C
O
L
E
A
S
5. Consulto información sobre la peligrosidad de una sustancia simple y una compuesta de uso cotidiano, y las medidas para prevenir o responder ante un envenenamiento. Realizo una exposición sobre el tema.
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Las mezclas
¡Eureka! Es muy común que en nuestra vida cotidiana preparemos mezclas: al diluir azúcar para endulzar un jugo o un cereal o cuando mezclamos colores en un dibujo. Las mezclas son la unión de dos o más sustancias o materiales distintos, sin que se produzcan
Las mezclas y su clasificación Las mezclas pueden estar formadas por sustancias y materiales sólidos, líquidos o gaseosos; se clasifican según el tamaño de sus componentes y su grado de asociación.
Tipos de mezclas Pasta con salsa de carne: mezcla heterogénea En este tipo de mezclas se pueden observar a simple vista sus componentes o también se pueden detectar con instrumentos, como lupas o microscopios. La composición y propiedades de la mezcla no son uniformes. Las ensaladas también son mezclas heterogéneas.
Jugo de naranja: suspensión Mezcla heterogénea en la que se aprecia claramente la separación de fases. Generalmente formada por sólidos que se dispersan en agua líquida, dando a la mezcla un aspecto opaco. Si la suspensión se deja suficiente tiempo en reposo, los sólidos se sedimentan, como ocurre en la mayoría de los jugos de frutas.
cambios en la naturaleza de sus componentes. Las mezclas son de importancia para los seres humanos, ya que la mayor parte de los productos de consumo en la vida diaria son o forman mezclas. Se utilizan en la preparación de comidas, en la actividad industrial, petroquímica y agropecuaria, y en la preparación de medicinas. ¿Qué sustancias y materiales podemos mezclar para preparar una ensalada? ¿Qué colores primarios debemos mezclar si queremos obtener el naranja y el verde?
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Té: mezcla homogénea o soluciones En este tipo de mezclas no se distinguen a simple vista sus componentes. La composición y propiedades de la mezcla son uniformes en cualquier porción de la misma. Están formadas por sustancias que se dispersan en un líquido o gas. El componente en mayor cantidad se llama solvente, y el que está en menor cantidad se llama soluto. El café, el té, y el aire son soluciones, con diferentes tipos de solutos y solventes.
Cr ema de verduras o helado: coloide
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Mezcla heterogénea en la que las partículas se dispersan en el solvente y no sedimentan. Las partículas que forman un coloide tienen un tamaño intermedio entre las de una solución y las de una suspensión. Los coloides pueden dispersar la luz, como la gelatina, la leche líquida, la mayonesa o las pinturas.
Según la cantidad de soluto disuelto, las soluciones pueden ser: concentradas, cuando el soluto se encuentra en grandes cantidades; y diluidas, cuando su cantidad es mucho menor. A su vez las soluciones concentradas pueden ser saturadas, si contienen la cantidad máxima de soluto disuelto en el solvente; y sobresaturadas, cuando contienen más soluto que en la solución saturada y éste precipita hacia el fondo. 21
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Técnicas de separación de mezclas Los componentes de una mezcla se pueden separar utilizando métodos físicos y químicos según el tipo de mezcla. Entre las técnicas más usadas están: Grava
Malla
Técnicas de separación de mezclas heterogéneas
1 Tamizado
Separa mezclas de sólidos de diferentes tamaños utilizando la fuerza de gravedad. Para el tamizado se utiliza una serie de tamices formados por mallas o cedazos con aberturas distintas. Los sólidos más grandes que la abertura de malla quedan retenidos en el tamiz y las partículas más pequeñas pasan hacia abajo.
Imán
Arena
2 Imantación Para separar mezclas de metales y no metales. Se utiliza un imán para atraer las partículas metálicas. Mezcla agua-aceite
Limadura de hierro Azufre
Mezcla agua-arena-aserrín Material flotante (muy baja densidad)
3 Decantación Permite separar componentes de diferentes densidades donde al menos uno de ellos es líquido. Normalmente la mezcla se deja en reposo el tiempo suficiente para que los componentes se separen, o los de mayor densidad se depositen en el fondo. Mezcla agua-dicromato de cobre-azufre
Residuo (azufre)
Aceite (menor densidad) Agua (mayor densidad)
Sedimento (arena)
Filtro
Dicromato de cobre
Azufre
4 Filtración Separa sólidos suspendidos en líquidos cuando es difícil que precipiten, o cuando el precipitado tarda demasiado tiempo en depositarse en el fondo. Esta técnica utiliza un filtro, que es un papel poroso que sólo deja pasar el líquido y retiene los sólidos. Filtrado (solución) Solución de agua y alcohol
Técnicas de separación de mezclas homogéneas
1 Evaporación Permite separar mezclas de líquidos y sólidos de partículas muy pequeñas como las soluciones. En esta técnica se calienta la solución, lo que hace que todo el líquido se evapore, quedando el sólido depositado en el fondo.
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Sobrenadante (agua)
Tubo refrigerante
Solución de agua con sal Evaporación del agua
Restos de sal
Entrada de agua fría
2 Destilación Se utiliza para separar mezclas de líquidos que tienen diferentes Alcohol puntos de ebullición. condensado Se calienta la solución y los líquidos se evaporan de manera Salida de agua fría separada al ascender la temperatura. Cada fracción pasa por un tubo refrigerante y la condensa para recogerlo en un recipiente.
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Respondo lo siguiente. a) ¿Qué es una mezcla? b) ¿Cuál es la diferencia entre una mezcla homogénea y una mezcla heterogénea? 2. Realizo un esquema para clasificar los tipos de mezclas. Ejemplifico cada una. 3. Relaciono las mezclas de la columna de la izquierda con el tipo de mezcla de la columna derecha. Jugo de piña
a Mezcla heterogénea
Jalea de mango
b Solución
Piso de granito
c
Agua con azúcar
d Suspensión
Coloide
4. Describo dos mezclas heterogéneas y dos mezclas homogéneas que haya preparado en mi hogar. 5. Consulto qué tipo de mezcla es una aleación y doy ejemplos de aleaciones. 6. Realizamos en clase la siguiente experiencia. Construimos un sistema de filtrado con materiales reutilizables y utilizo una servilleta como filtro. Agregamos dos cucharadas de café en polvo a un vaso de agua y mezclamos bien los ingredientes. Hacemos pasar la mezcla por el filtro. Luego, discutimos las preguntas: a) ¿La mezcla se separó completamente?, ¿por qué? b) ¿Qué método adicional podríamos aplicar para asegurar una separación completa de la mezcla? •
•
•
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7. Observo, con mis compañeras y compañeros, el video del enlace http://www.youtube.com/ watch?v=h2xg0YqJwBg. Discutimos en clase y respondemos lo que se plantea. a) ¿Qué tipo de mezcla es el aceite y el vinagre?, ¿qué método utilizamos para separarlos? b) ¿Qué mezcla resulta de la unión de agua, arena y sal?, ¿qué métodos se pueden utilizar para separar los tres componentes? c) ¿Qué tipo de mezcla es la basura?, ¿qué puedo hacer para separarla y aprovechar mejor los desechos? 8. Investigo en qué consiste el método de centrifugación para la separación de mezclas sólido–líquido. Señalo su aplicación en las ciencias de la salud. 23
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El sonido ¡Eureka! Muchas personas podemos escuchar sonidos, como la música. También podemos identificar situaciones sin utilizar la vista, como escuchar un autobús pasar por una calle, aunque estemos lejos y no los veamos. Hagamos una prueba, cerremos los ojos y describamos lo que ocurre alrededor: ¿qué percibimos?, ¿cómo llegan los sonidos hasta nosotros?, ¿nos gustan todos los sonidos que escuchamos?
Zoom
Todas las ondas tienen una propiedad que se llama frecuencia. La frecuencia del sonido es el número de vibraciones sonoras que produce un objeto por unidad de tiempo. Mientras más rápido vibre, las ondas serán más energéticas y los sonidos más agudos.
Las ondas y el sonido Las ondas son una forma de transmisión de energía de un punto a otro del espacio. Todas las ondas parten del cuerpo u objeto que las genera, viajan en línea recta y mantienen la misma dirección hasta que pierden energía y se desvanecen o chocan contra algún cuerpo y cambian de dirección y sentido. El sonido es un tipo de onda que se produce cuando un cuerpo u objeto vibra. La energía que ocasiona esta vibración produce ondas que se transmiten por las partículas del aire a una velocidad aproximada de 340 m/s. El sonido también se transmite en otros medios, como el agua, a menor velocidad. Si la vibración se produce en el vacío, el sonido no se puede transmitir.
Reflexión del sonido El sonido se refleja cuando la onda sonora choca contra un cuerpo u objeto y se propaga en otra dirección. El eco Efecto de repetición de un sonido que se produce cuando la onda sonora choca contra una superficie amplia y perpendicular a la fuente de emisión; el soni do se refleja y regresa al lugar de emisión.
Pared
Fuente de emisión del sonido
La reverberación Efecto de persistencia de un sonido aun después de que cesa su emisión. Ocurre porque las ondas sonoras se reflejan en diversas superficies y llegan al oído, de manera consecutiva, en momentos distintos, creando la sensación de que el sonido se mantiene. Emisión del sonido
Choque de ondas sonoras Onda sonora
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Ondas persistentes
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Otras propiedades del sonido Gente con… Respeto Existen personas que sufren de discapacidad auditiva. Muchas de ellas no tienen la capacidad de hablar y se comunican por lenguaje de señas. Las personas con discapacidad auditiva o de cualquier tipo deben ser tratadas con equidad y merecen nuestro respeto y apoyo.
Los sonidos se distinguen por tres propiedades:
Intensidad Clasifica un sonido como débil o fuerte. Se expresa en decibeles (dB). Una miniteca produce sonidos fuertes, de alta intensidad.
Tono o altura
Timbre
Reconoce sonidos graves o de baja frecuencia, por ejemplo, un trueno; y agudos o de alta frecuencia, como el sonido que produce un pito.
Diferencia las fuentes de emisión de los sonidos. Por ejemplo, la voz de las personas o una misma nota musical emitida por instrumentos distintos.
Por qué oímos los sonidos? Nuestro sistema auditivo posee estructuras y membranas que son sensibles a las vibraciones del aire que son producidas por las ondas del sonido. Por eso podemos oír.
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Creando y transformando el sonido A lo largo de la historia, la humanidad ha intentado reproducir los sonidos. Probablemente, la voz y la percusión fueron las primeras formas en que los humanos produjeron sonidos.
Luego se desarrollaron instrumentos de cuerdas y de viento, como el violín, la guitarra y la flauta.
Con el desarrollo de la electrónica digital y la computadora, se introdujeron nuevas aplicaciones para el sonido, apareciendo instrumentos eléctricos y aparatos para reproducir música.
Estas aplicaciones también se emplearon para otros fines; por ejemplo, en medicina, en la técnica del ultrasonido.
Con el crecimiento de las ciudades llegó el ruido, sonido no armónico y de frecuencia variable, que nos resulta desagradable o molesto, y que puede afectar nuestra salud.
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La contaminación sónica Es la generación de ruidos intensos y frecuentes en un lugar, los cuales pueden causar daños en la salud. Entre los efectos perjudiciales del ruido se encuentran alteraciones del sueño, ansiedad, angustia e incluso sordera temporal.
Salud y ambiente La Organización Mundial de la Salud (OMS) considera que los sonidos con una intensidad superior 65 decibeles (dB) son perjudiciales para la salud.
Para evitar los efectos perjudiciales de la contaminación sónica debemos cuidar nuestro sistema auditivo y evitar usar audífonos con volumen alto; así como también evitar permanecer cerca de fuentes de ruido, como los taladros hidráulicos para romper aceras.
Actividades para realizar en el cuaderno 1. Escribo una diferencia entre los siguientes conceptos. a) Eco y reverberancia b) Timbre y tono 2. Selecciono tres sonidos que pueda percibir en mi entorno y describo sus propiedades. 3. Dibujo a una persona tocando un instrumento en un concierto. Represento en un esquema cómo llega el sonido del instrumento al oído de las personas y cómo pueden escucharlo. 4. Analizo esta situación: En una película futurista, dos naves viajan por el espacio y chocan, observándose una fuerte explosión con su respectivo sonido . Luego respondo : ¿será esto posible?, ¿por qué? “
”
5. Consulto y escribo cuatro medidas para evitar trastornos por la contaminación sónica. 6. Elaboro un teléfono casero uniendo dos vasos plásticos con una cuerda de pabilo anudada en el fondo de ambos vasos. Pruebo su funcionamiento con un compañero o una compañera, para lo que tensamos y aflojamos la cuerda. Anoto mis observaciones. 7. Escucho con atención las sinfonía musical para niños Pedro y el lobo de Sergéi Prokófiev y realizo lo siguiente. . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
a) Consulto e identifico el instrumento de la orquesta que representa a los personajes: Pedro, el abuelo, el pájaro, el pato, el gato, el lobo y los cazadores. b) Describo cómo es el tono y la intensidad de cada uno de estos instrumentos. c) En clase, representamos la pieza musical como una obra de teatro.
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La luz y los fenómenos luminosos ¡Eureka! En nuestra vida cotidiana podemos apreciar diversos fenómenos
ILUSTRACIÓN DE UN AMBIENTE NATURAL CON UN ARCOIRIS.
relacionados con la luz, como el arcoíris que se forma cuando llueve y hay sol o cuando estamos frente a un espejo y vemos nuestra imagen. También cuando andamos en una carretera larga y hace calor vemos espejismos de agua. ¿Cómo se relacionan estos fenómenos con la luz? ¿Podremos apreciar lo mismo en la oscuridad?, ¿por qué?
La luz La luz es la manifestación de la energía luminosa que se produce en objetos o cuerpos incandescentes, como las estrellas, la llama de una vela o un bombillo. La luz se propaga en forma de onda siguiendo una trayectoria lineal en el vacío y en otros medios como el aire y el agua.
Propiedades de la luz La velocidad a la que viaja la luz depende del medio en el que se propaga. Por ejemplo, en el vacío del espacio, viaja a 299 792,458 km/s, mientras que en el agua, la luz viaja a 244 844,349 km/s. La luz exhibe las propiedades de las ondas, es decir, la reflexión, la refracción y la dispersión.
Reflexión de la luz
Se observa cuando un haz o rayo de luz choca con una superficie. La luz cambia de dirección y sentido y continúa viajando en una nueva dirección. Gracias a esto podemos observar los objetos y utilizar espejos.
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Refracción de la luz
Ocurre cuando un rayo de luz que viaja en un medio pasa a otro distinto que también puede atravesar, por ejemplo, del aire al agua. Esto hace que el haz de luz se desvíe y que los objetos parezcan cambiar su forma entre un medio y otro.
Dispersión de la luz
Se observa cuando la luz se refracta en un medio transparente que ocasiona que el haz de luz blanca se descomponga en los colores. Cuando llueve y se forma un arcoíris, cada gota de agua descompone la luz.
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Clasificación de los materiales según su interacción con la luz De acuerdo con la forma en que interactúan con la luz, los materiales pueden clasificarse en tres tipos:
Opacos. No dejan pasar la luz y, por lo tanto, no puede verse a través de ellos, porque reflejan o absorben toda la luz que reciben. La cerámica, la madera o un trozo de metal son cuerpos opacos.
Traslúcidos. Dispersan gran parte de la luz que reciben y no se puede percibir con claridad lo que está tras ellos. Algunos ejemplos son el vidrio esmerilado, el nylon y el papel cebolla.
Transparentes. Dejan pasar la mayor parte de la luz que reciben sin absorberla, por lo que se puede observar con claridad a través de ellos. El aire, el agua y el vidrio son materiales transparentes.
Importancia de la luz La luz del Sol es fundamental para la vida en la Tierra pues las plantas, las algas y el fitoplancton necesitan la energía luminosa para hacer la fotosíntesis. Este proceso es la base de la alimentación de todos los organismos terrestres. Por lo tanto, sin la luz no habría vida en la Tierra tal como la conocemos.
A 3 600 metros de altura, . en el estado Mérida, A . S , a se encuentra el Observatorio n a l l Nacional Llano del Hato, i t n a S del Centro de Investigaciones l a i r Astronómicas Francisco J. o t i d E Duarte, CIDA, el cual cuenta © con cuatro grandes telescopios.
También, la invención y el estudio de artefactos como los lentes y los espejos permitió el desarrollo de la óptica. Con esto se crearon el telescopio y el microscopio (siglo XVII), que abrieron nuevos campos de investigación para el avance de la ciencia. Hoy en día las aplicaciones tecnológicas de las propiedades de la luz son innumerables. Entre las más comunes están el láser, usado en ciencias y medicina; y la fibra óptica que se utiliza en las redes de información, como Internet. 29
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Los lentes y los espejos Son artefactos que modifican algunas propiedades de la luz y tienen múltiples aplicaciones. Luz incidente
Los lentes. Son placas transparentes, generalmente de vidrio, que están limitadas por dos caras o lados, de las cuales al menos una es curva. Los lentes son convergentes o divergentes, según la forma en que desvían la luz que los atraviesa.
Tipos
Los espejos. Son objetos de vidrio que tienen, en una cara, una capa opaca y delgada de aluminio o plata metálica que hace que la luz se refleje. Esta reflexión de la luz produce una imagen de los objetos.
Tipos
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Luz incidente
Desviación de la luz
Punto de convergencia de luz
Lente convergente
Lente divergente
Los lentes convergentes hacen que la luz que los atraviesa converja en un punto. Amplían el tamaño de las imágenes y se utilizan en lupas, lentes correctivos, lentes para cámaras, binoculares, telescopios y microscopios.
Espejos planos. Producen una imagen de los objetos igual a su forma y tamaño original.
Los lentes divergentes desvían el haz de luz incidente hacia fuera y reducen el tamaño de las imágenes. Se usan en algunos lentes correctivos y lentes de cámaras fotográficas.
Espejos cóncavos. Deforman la imagen de los objetos y los hacen ver más grandes.
Espejos convexos. Producen una imagen reflejada más pequeña que el tamaño original del objeto.
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Explico la diferencia entre reflexión y refracción de la luz. 2. Indico si estas expresiones son verdaderas o falsas y justifico mi respuesta en cada caso. a) Una bolsa de plástico es un objeto traslúcido. b) Los lentes divergentes se utilizan en los binoculares para acercar la imagen de los objetos. c) La luz puede viajar en trayectorias curvas. d) La Luna brilla con luz propia. 3. Consulto el significado de las palabras cóncavo y convexo. Doy un ejemplo de la aplicación de cada uno de estos espejos. 4. Selecciono seis objetos de mi entorno. Luego los clasifico de acuerdo con el tipo de material que los conforma según su interacción con la luz. 5. Completo el cuadro de semejanzas y diferencias entre los tipos de lentes y los tipos de espejos. Tipo de lentes y espejos
Semejanzas
Diferencias
Convergentes Divergentes Planos Cóncavos Convexos
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6. Visito la página Web del CIDA http://www.cida.gob.ve/cida_home/. Consulto la foto galería de los telescopios y escribo un texto descriptivo sobre los telescopios de Venezuela. 7. Explico por qué es importante la luz. 8. Investigo que tipo de lentes son los que necesita un microscopio sencillo y dibujo un esquema que indique cómo están arreglados para producir el aumento de la imagen. 31
o n... E n l a c e c
t r ica I nge nie ría e léc
Dime con qué te alumbras… Y te diré lo que gastas Actualmente existe una gran cantidad de bombillos para interiores y exteriores. Están elaborados con materiales diversos y cada tipo aporta ventajas y desventajas en cuanto a su uso y la economía que generan. Bombillos halógenos Funcionan con un filamento de un metal llamado tungsteno, dentro de una cápsula de cuarzo con un gas halógeno. Producen una luz más blanca que los bombillos comunes.
Bombillos incandescentes Formados por una ampolla de vidrio que, en su interior, contiene un filamento de wolframio y está rellena de un gas que suele ser kriptón. Generan luz amarilla y aprovechan sólo 5% de toda la energía que consumen para funcionar.
Ventajas • Tienen alta capacidad de iluminación. • Son de alto rendimiento.
Ventajas • Encienden instantáneamente. • Son económicos.
Desventajas • Generan mucho calor. • Tienen un precio elevado.
Desventajas • Emiten mucho calor. • Son de corta duración.
Ventajas • Consumen poca electricidad. • Son de larga duración.
Ventajas • Son de larga duración y proporcionan muy bajo consumo energético. • Son de precio accesible que tiende a bajar.
Desventajas • No encienden instantáneamente. • Consumen un pulso alto de energía al ser encendidos. • Resultan peligrosos por sus gases, si no se desechan adecuadamente
Desventajas • No encienden instantáneamente. • Consumen un pulso alto de energía.
Tubos fluorescentes Formados por un tubo que contiene en su interior un filamento del metal tungsteno, vapores del metal mercurio y los gases argón o neón. Emiten luz blanca muy radiante que genera poco calor.
Bombillos ahorradores Funcionan con la misma tecnología de los tubos fluorescentes, pero con el tamaño y el sistema de rosca de los bombillos incandescentes. Hoy día existen variedades que generan un tipo de luz blanca fría y otra cálida.
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Tamara Zoltan ( 1975)
¿Bombillos venenosos?
Los bombillos fluorescentes y ahorradores contienen vapores de mercurio en su interior, que reaccionan con el paso de la corriente eléctrica y generan luz con poco calor. El mercurio es un metal pesado muy tóxico para los seres vivos. Por tal razón, es muy importante evitar el rompimiento de es tos bombillos, así como confinarlos debidamente luego de su vencimiento. Para ello, se recomienda envolver cada bombillo en forma separada, en una bolsa resistente, y llevarlo a alguna agencia responsable del ser vicio eléctrico a nivel regional o nacional.
Nació en Mérida. Es licenciada en Química egresada de la Universidad de Los Andes. Al culminar sus estudios universitarios ingresó al Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC), donde realizó una maestría en Química Analítica y luego cursó su doctorado en el área de Fotoquímica. Esta profesional de la Química se desempeña como investigadora del Laboratorio de Fotoquímica del IVIC. Desarrolla su labor científica estudiando los efectos de las partículas de luz sobre diversos compuestos químicos en células vivas. De esta manera, sus investigaciones tienen aplicación en el campo de la salud, y están orientadas hacia el tratamiento de la reproducción de bacterias. La doctora Zoltan, en su novel y exitosa carrera científica, ya es autora de numerosas publicaciones en su campo. También, al momento de recibir su doctorado en el IVIC, fue merecedora del premio Paola Carpi de Medina, por su desempeño académico y logros profesionales.
+ a fondo 1. ¿En qué se diferencian los bombillos incandescentes de los ahorradores? 2. ¿Qué tipo de bombillo será el más apropiado?, ¿por qué? . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
©
3. ¿Cómo podemos evitar la contaminación por los gases de los bombillos fluorescentes y ahorradores?
1. Pienso qué tipo de materiales utilizo con mayor frecuencia en mi vida cotidiana. Elaboro una lista de ellos. 2. Clasifico los materiales que uso frecuentemente según sean reutilizables o no. 3. Organizo un plan personal para reducir o sustituir el uso de materiales no reutilizables, y para emplear los reutilizables con algún fin práctico. 33
en S i nt e s i s 1. Elaboro un mapa conceptual para clasificar, en forma general, los tipos de sustancias y mezclas.
2. Escribo un texto expositivo, de dos párrafos, que agrupe las siguientes palabras y frases. Luego, le asigno un título que resuma el tema tratado. a) Sustancias puras transparentes b) Coloides c) Conducen las ondas sonoras d) Luz e) Suspensiones f) Refractan la luz g) Absorben la luz h) Los medios líquidos i ) Propiedades físicas j ) El sonido 3. Realizo lo siguiente. a) Consulto en un periódico de circulación nacional o regional, un artículo relacionado con una problemática ambiental de contaminación por alguna sustancia química. b) Leo el artículo y extraigo las ideas principales y secundarias. c) Elaboro un resumen sobre el contenido del artículo. d) Expongo el resumen ante la clase. 34
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Construcción de un kaleidoscopio Objetivo Elaborar un kaleidoscopio con materiales reutilizables para demostrar la reflexión de la luz.
Materiales Un cilindro largo de cartón
•
3 rectángulos de espejo, de 3 cm de ancho y una longitud 2 cm menor que la del cilindro
•
Dos círculos de vidrio, de diámetro igual al del interior del cilindro
•
Dos círculos de cartón de diámetro igual al del cilindro
•
Cuentas y trozos de vidrio de colores
•
Tirro, papel periódico y celofán transparente, pegamento fuerte, papel de colores, pintura y pinceles
•
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A través de un kaleidoscopio se pueden observar infinitas imágenes, por la reflexión de la luz en su interior: al ver a contraluz por el visor de un kaleidoscopio y girarlo, las piezas internas se mueven y la luz las refleja, creando diversas figuras.
Procedimiento 1. Armamos un prisma triangular con los espejos y lo fijamos con el tirro. La superficie reflectante de los espejos debe quedar hacia el interior del prisma. 2. Introducimos el prisma en el cilindro hasta unir los bordes de ambas piezas en uno de los extremos. En el otro extremo, el prisma debe quedar 2 cm por dentro del cilindro. Si el prisma no queda ajustado dentro del cilindro, rellenamos con papel periódico los espacios entre ambas piezas para fijarlas. 3. Por el extremo opuesto, introducimos uno de los círculos de vidrio y lo pegamos a los bordes del prisma (como una tapa interna). 4. Colocamos las cuentas y los vidrios sobre la tapa interna en una sola capa y cubriendo todo el círculo. 5. Introducimos el otro círculo de vidrio y lo pegamos al interior del cilindro, aproximadamente a un centímetro del primer círculo. 6. Cortamos un círculo de 3,5 cm de diámetro en uno de los círculos de cartón, y uno de 1 cm en el otro. Sellamos los círculos interiores con papel celofán. 7. Pegamos los círculos de cartón en los extremos del cilindro para cerrarlo: el círculo con mayor abertura en el extremo con los círculos internos de vidrio, y el de menor, en el otro extremo. Decoramos el kaleidoscopio a nuestro gusto.
Resultados y conclusiones
a) ¿Qué tipo de imágenes observamos en el interior del kaleidoscopio? b) ¿Podemos usar el kaleidoscopio en un lugar a oscuras?, ¿por qué? 35
U2
Componentes de la Tierra La Tierra vista desde el cielo… Así se observa la Tierra desde el espacio. ¿Qué características podemos identificar?
Así es la Tierra por fuera… ¿Cómo será por dentro?
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...Viaje al centro de la Tierra •
¿Cuáles de los componentes de la Tierra conocemos?
•
¿Estos componentes se relacionan entre sí?, ¿por ejemplo?
•
¿Podemos viajar al fondo de los océanos o de un volcán?, ¿qué podríamos encontrar si lo logramos?
Competencias En esta unidad comprenderemos fenómenos científicos. También, identificaremos problemas ambientales a través del análisis de datos, y propondremos soluciones comunicándonos con el lenguaje propio de las ciencias.
Idea para la acción En esta unidad encontraremos
Atmósfera
Tecnósfera
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Componentes de la Tierra
Biósfera
Litósfera
Hidrósfera
Simulación de la degradación del ozono La capa de ozono de la atmósfera nos protege de los rayos ultravioleta del Sol, los cuales pueden dañar el ambiente y nuestra salud. Con la simulación de la degradación del ozono conoceremos cómo disminuye el ozono de la atmósfera, al tiempo que realizaremos una actividad grupal dinámica y divertida.
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El planeta Tierra ¡Eureka! Si miramos al horizonte en una planicie, podemos apreciar que tiene una forma curva muy ligera. Cuando observamos el cielo de día, podemos ver el constante cambio de forma de las nubes. A diario notamos la salida del Sol al amanecer, y su puesta al atardecer. Y así los días y las noches se suceden siempre. ¿Qué cosas nos llaman más la atención del planeta en el que vivimos? ¿Todos los días son iguales?
El planeta Tierra La Tierra es uno de los ocho planetas que, junto con el Sol y otros astros menores, forman el Sistema Solar. Es el tercer planeta más cercano al Sol, a una distancia de alrededor de 149 503 000 km. La Tierra es un planeta que desde el espacio se ve de color azul debido a que gran parte de su superficie está cubierta de agua líquida. Entre las principales características de la Tierra tenemos:
Características del planeta Tierra El planeta Tierra se formó hace 4 600 millones de años, junto con el Sol y el resto de los planetas, a partir de una nube de gas, roca y polvo estelar.
Forma
Esférico, con un diámetro ecuatorial de 12 756 km. Ligeramente achatado en los polos y abultado en el ecuador. Su eje de rotación, que va del polo Norte al polo Sur, está inclinado 23,5˚. Composición química
Contiene roca derretida en su interior con una capa sólida en la superficie. Entre las sustancias químicas más abundantes están: hie rro, oxígeno, silicio, magnesio y níquel. Gravedad y magnetismo
La gravedad es la fuerza con que la Tierra atrae los objetos hacia sí. El movimiento de la roca derretida genera un campo magnético que hace que el planeta se comporte como un imán con dos polos magnéticos, uno cerca del polo Norte y otro hacia el polo Sur. Estados de la materia
Gaseoso, líquido y sólido, principalmente. Presencia de vida
Es el único planeta en el que conocemos que hay seres vivos. La distancia que separa a la Tierra del Sol ubica al planeta en lo que se llama la zona de habitabilidad estelar . A esta distancia es posible la presencia de agua líquida, y las temperaturas no son ni muy intensas ni muy bajas, ideales para que la vida pueda tener lugar. “
”
Satélites
Alrededor de la Tierra gira la Luna, su único satélite natural. Este cuerpo celeste no tiene brillo propio, pero desde la Tierra parece un cuerpo luminoso porque refleja la luz del Sol.
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Movimientos del planeta Tierra La Tierra realiza dos recorridos al interactuar con el Sol y con los otros planetas del sistema solar. Luz solar
Polo Norte
•
Movimiento de rotación. Giro del planeta sobre sí
mismo en torno a su eje. Se trata de un movimiento inercial que ha ocurrido ininterrumpidamente desde que se formó el planeta, y que ocurre en direccón oeste a este durante 24 horas aproximadamente.
Sentido del giro
Noche Ecuador
La rotación terrestre determina la suceción de los días y las noches, causa el achatamiento de los polos y la desviación de los cuerpos al caer. Además, origina los vientos y las corrientes marinas.
D ía Día
Polo Sur •
Eje de rotación
Movimiento de traslación. Recorrido que realiza
la Tierra al orbitar alrededor del Sol. Sigue una línea curva en forma de óvalo o elipse. Dura 365 días, 5 horas y 47 minutos. La traslación terrestre resulta de la atracción que ejerce el Sol sobre la Tierra. Permite medir la duración de los años y origina las estaciones y los climas de las diversas zonas del planeta.
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Las capas superficiales de la Tierra La superficie de la Tierra está cubierta por capas de materiales o sustancias afines que se encuentran en distintos estados físicos. Las capas de la Tierra Geósfera
Características
Ubicación
Capa de aire compuesta por materiales gaseosos como el oxígeno y el nitrógeno.
Parte más externa que cubre al planeta y lo aísla del espacio exterior.
Capa formada por toda el agua que circula en la Tierra.
Cubre el planeta en sus formas líquida, sólida o gaseosa.
Litósfera
Formada por la corteza terrestre y la parte superior del manto. Contiene materiales como hierro, silicio y níquel.
Cubre toda la superficie del planeta y soporta las demás capas terrestres.
Biósfera
Capas donde ocurre la vida. Comprende la atmósfera, la hidrósfera y la litósfera, e incluye a todos los seres vivos.
Abarca todo el planeta, desde los fondos marinos hasta aproximadamente los 10 km de altitud en la atmósfera.
Atmósfera Hidrósfera
El movimiento aparente de los astros Día tras día podemos darnos cuenta de la trayectoria que siguen el Sol, la Luna y las estrellas por el cielo.
La bóveda celeste y el movimiento aparente de los astros Al observar el cielo desde la superficie terrestre parece que tiene la forma de una gran cúpula, a la que llamamos bóveda celeste.
Movimiento aparente de los astros. Atardecer del 21 de marzo y del 21 de septiembre
Desde la superficie terrestre se observa que el Sol, la Luna y las estrellas aparecen por el Este, se mueven hacia su máxima altura en el cielo y luego descienden hacia el Oeste. Efecto de la rotación terrestre.
El movimiento aparente de los astros en la bóveda celeste de Este a Oeste se debe al movimiento de rotación de la Tierra, ya que ésta gira en sentido contrario, de Oeste a Este. El movimiento aparente del Sol y los puntos cardinales.
La salida del Sol al amanecer y el ocaso al atardecer permitieron establecer las direcciones en la superficie terrestre y su relación con los puntos cardinales Norte, Sur, Este y Oeste. Amanecer del 21 de marzo y del 21 de septiembre
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Defino lo siguiente. a) Movimiento de rotación. b) Movimiento de traslación. 2. Menciono cinco características de la Tierra. 3. Explico qué características de la Tierra hacen posible la vida en ella. 4. Establezco tres semejanzas y una diferencia entre el movimiento de rotación y el movimiento
de traslación de la Tierra. 5. Elaboro un modelo de la Tierra girando alrededor del Sol y demuestro con él cómo el
movimiento de rotación de la Tierra origina la sucesión del día y la noche, así como el movimiento aparente de los astros. 6. Consulto información sobre el magnetismo de la Tierra, reflexiono sobre su importancia
y propongo un experimento para comprobar su existencia. 7. Completo la tabla. Fenómeno observado
Capa de la Tierra en la que ocurre
Estado de la materia en el que ocurre
líquido
Las mareas y las olas del mar Movimiento de las dunas de arena Los huracanes
atmósfera
La formación de las nubes Formación de los glaciares y el hielo polar
sólido
8. Elaboro un listado de tres materiales que se encuentren en estado sólido, líquido y gaseoso
en nuestro planeta y menciono a qué geósfera pertenecen. 9. Busco información sobre la relación que tiene el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta
completa alrededor del Sol con los años bisiestos. Luego discuto en clase lo que aprendí. . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
10. Represento, en grupo, cómo es el
movimiento aparente del Sol, la Luna y los astros sobre la bóveda celeste, y la manera en que éstos se utilizan para determinar los puntos cardinales Norte, Sur, Este y Oeste, en la superficie de la Tierra.
11.
Consulto cómo se formó la Tierra y elaboro un cuento ilustrado sobre el nacimiento del planeta.
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Distribución del calor en la Tierra ¡Eureka! Si revisamos nuestro clóset notaremos que mucha de nuestra ropa se adapta al clima de nuestro país. ¿Cómo es ese clima?, ¿se mantiene siempre igual? En casi toda Venezuela llueve mucho en cierta época del año, mientras que el resto del año es muy seco. ¿Cuáles son esas temporadas? ¿Qué tipo de actividades realizamos en esos periodos?
La radiación solar y las características de la Tierra La atmósfera, los océanos y la superficie terrestre almacenan, en forma de calor, parte de la energía que la Tierra recibe del Sol. Otra parte de esa energía es reflejada de nuevo al espacio.
Las características de la Tierra y la distribución del calor La distribución del calor en la Tierra se da como resultado de la manera en que la radiación solar incide sobre ella, así como de la forma, los movimientos y la inclinación del planeta.
Inclinación del eje de rotación terrestre. La inclinación de la Tierra hace que la radiación solar incida más directamente, en una época del año, sobre hemisferio norte del planeta, y en otra época, sobre el hemisferio sur.
Forma esférica. La forma del planeta hace que los rayos solares incidan de manera perpendicular en el ecuador y en fo rma inclinada hacialos polos. Debido a esto la zona ecuatorial es siempre más caliente que los polos.
Eje de rotación 2 3 , 5 °
Radiación solar
Ecuador Movimiento de traslación. El movimiento elíptico de la Tierra en torno al Sol hace que, en distintas temporadas del año, el planeta esté más cercano o más alejado de éste, y también permite que un hemisferio reciba más radiación solar la mitad del año en comparación al otro y viceversa. Día
Noche
Sol
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Tierra
Polo Norte
D ía Día Más calor
Noche Menos calor
Polo Sur Movimiento de rotación. Cuando el planeta gira en torno a su propio eje, las zonas que reciben luz solar se encuentran de día y se calientan, mientras que las que están en la oscuridad, de noche, se enfrían.
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Consecuencias de los movimientos y la inclinación del eje terrestre Salud y ambiente El calentamiento global es el aumento de las temperaturas medias anuales del planeta. El aumento se debe a la contaminación por el incremento de gases como el dióxido de carbono. Estos gases retienen más radiación solar de la necesaria, lo cual genera el aumento de la temperatura.
Los movimientos y la inclinación de la Tierra generan: •
Existencia de zonas climáticas. La inclinación de la Tierra genera tres zonas climáticas principales: la ecuatorial, las templadas y las polares. La zona ecuatorial recibe luz solar directa durante todo el año, por lo cual es más caliente. Las zonas templadas alternan periodos de calor y frío. Los polos reciben la poca radiación solar, sólo 6 meses al año, por lo cual son fríos.
•
Distinta duración de los días y las noches. El movimiento de traslación y la inclinación del eje terrestre modifican la duración de los días y las noches a lo largo del año. Así ocurren los equinoccios, que corresponden a una duración igual del día y la noche, y los solsticios, que marcan el día más largo (solsticio de verano) y del día más corto (solsticio de invierno) del año.
•
Estaciones y periodos de lluvia y sequía. La traslación y la inclinación de la Tierra también hacen que el clima varíe. En la zona media entre el ecuador y los polos se suceden las cuatro estaciones, en las zonas tropicales ocurren los periodos de lluvia y sequía.
Zonas climáticas del planeta Tierra Las tres zonas climáticas se distribuyen en cinco regiones: una tropical, en el ecuador; dos templadas, en las zonas medias entre el ecuador
Zonas climáticas de la Tierra
y los polos; y dos polares, en los polos norte y sur.
Zonas climáticas de la Tierra
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Templadas Tropical
Tropical
Templadas
Polares
Es la más caliente, con periodos seco y lluvioso, y temperaturas entre 21 y 40 ˚C. También llamada trópico.
Presentan variaciones climáticas durante el año, con cuatro estaciones y temperaturas entre -10 y 40 ˚C.
Son las más frías del planeta, con dos estaciones definidas (verano e invierno) y temperaturas entre -50 y -4 ˚C.
Polares
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Las estaciones de las zonas templadas Cada una de las cuatro estaciones tiene una duración de tres meses. Se dan de manera alternada en los hemisferios norte y sur, es decir, si en el hemisferio norte es verano, en el sur es invierno, y viceversa.
El ciclo de las cuatro estaciones Verano
Otoño
Invierno
Primavera
Periodo cálido debido a que los rayos solares inciden más directamente sobre el hemisferio que se inclina hacia el Sol. Los días son más largos que las noches y la temperatura puede alcanzar 40 ºC. Suelen darse periodos de lluvia intensa. Inicia con el solsticio de verano, el 21 de junio en el hemisferio norte, y el 21 de diciembre en el hemisferio sur. Temporada fría en la que los rayos solares inciden oblicuamente en el hemisferio que se aleja del Sol. Las noches son más largas que los días y las bajas temperaturas provocan heladas y nevadas. El clima suele ser seco. Inicia con el solsticio de invierno, el 21 de diciembre en el hemisferio norte, y el 21 de junio en el hemisferio sur.
Época en que los rayos solares iluminan de igual forma los dos hemisferios, y los días y las noches tienen una duración muy similar. Las temperaturas no son extremas y el clima tiende a ser más seco. Inicia con el equinoccio de otoño, el 21 de septiembre en el hemisferio norte, y el 21 de marzo en el hemisferio sur. Los rayos solares iluminan de igual forma los dos hemisferios y los días y las noches tienen una duración muy similar. No hay temperaturas extremas. Comienzan las lluvias. Da inicio con el equinoccio de primavera, el 21 de marzo en el hemisferio norte, y el 21 de septiembre en el hemisferio sur.
Los periodos de lluvia y sequía del trópico En los trópicos se dan sólo dos periodos bien diferenciados, uno de lluvia y otro de sequía. Cada uno dura aproximadamente seis meses. Zoom
Venezuela está ubicada en la zona tropical. Presenta un periodo de sequía que se inicia en noviembre y termina en marzo; y un periodo de lluvia que ocurre entre abril y octubre. 44
•
Periodo de sequía. Está asociado con precipitaciones esporádicas
y poco intensas. Los ríos y las lagunas bajan su nivel de agua, y la sabana y algunos árboles pierden sus hojas. •
Periodo de lluvia. Se caracteriza por precipitaciones abundantes
y frecuentes. Durante el periodo lluvioso los días pueden tornarse más oscuros debido a la concentración de nubes en el cielo. Al llover, los cuerpos de agua se llenan y la vegetación crece y reverdece.
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Defino lo siguiente. a) Zonas climáticas b) Trópico c ) Estaciones 2. Explico cómo los movimientos de rotación y de traslación influyen sobre la distribución del calor
en la Tierra. 3. Asocio los eventos de la columna de la izquierda con los periodos de lluvia y sequía
en la columna de la derecha. Pueden ocurrir quemas de vegetación. Siembra de cereales y hortalizas.
a
Periodo de sequía
b
Periodo de lluvia
Pueden ocurrir desbordamientos de ríos e inundaciones. 4. Explico cómo sería la radiación solar y la distribución del calor en la Tierra a lo largo de un año
si no estuviera inclinada. 5. Completo el cuadro. Día del año
Estación en el hemisferio norte
Invierno
21 de junio 21 de septiembre
Estación en el hemisferio sur
Otoño
21 de diciembre 21 de marzo
6. Consultamos información sobre los efectos del calentamiento global y el cambio climático sobre
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las zonas climáticas, las estaciones, los periodos de lluvia y sequía y los seres vivos. Luego, elaboramos un video que explique esta problemática. 7. Establezco contacto con dos amigos que vivan en países de otras zonas climáticas, a través de
redes sociales como la comunidad Kalipedia ( http://www.kalipedia.com/comunidad/acceder. html) u otras adecuadas para mi edad. Compartimos información sobre las condiciones climáticas en nuestros países de residencia y la expongo en clase. 45
U2
La geósfera
¡Eureka! Cuando viajamos por tierra, aire o mar, nos damos cuenta de lo diversos que son los paisajes. Es posible visitar sitios donde podemos observar extensas llanuras o altas montañas. Si viajamos a la costa, podemos ver las playas o los acantilados.
Estructura de la geósfera La geósfera constituye la estructura rocosa del planeta Tierra. Esta formación rocosa está distribuida en tres capas: la corteza terrestre, el manto y el núcleo. El manto
Capa intermedia situada entre el núcleo y la corteza terrestre. Está formado por materiales ricos en minerales como hierro y magnesio. Tiene un espesor aproximado de 2 850 km y comprende el manto superior o astenósfera, que es la porción sólida, y el manto inferior o mesósfera, compuesto de roca derretida a gran temperatura, fluida y espesa.
•
•
Parte de este material sale a la superficie terrestre como lava a través de los volcanes. El movimiento de los materiales fluidos del manto permite el lento desplazamiento de las placas sólidas de la corteza terrestre y de los continentes.
•
Todas esas formaciones de la superficie de la Tierra, que podemos admirar o en las que caminamos o nos movemos, forman parte de la porción rocosa del planeta, que es la
Continentes
Mares y océanos
litósfera. ¿A dónde te gusta ir de vacaciones?, ¿a sitios naturales como la playa, el llano o la montaña?, ¿a un pueblo o a una ciudad moderna?
Astenósfera
El núcleo
Manto
Zona más interna. Compuesto principalmente de hierro y níquel. Tiene 3 600 km de espesor. Tiene una porción sólida en el centro, el núcleo interno, y una líquida que lo cubre que es el núcleo externo. Su temperatura supera los 5 000 ˚C. Es responsable del magnetismo terrestre debido a su composición de minerales.
2 850 km Mesósfera
•
de espesor
• •
Externo
de espesor
•
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Núcleo
3 600 km
•
Interno
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Zoom La corteza terrestre
La corteza continental comprende el 29,1%
Capa de roca sólida que forma la parte superficial del planeta. Ésta se encuentra fracturada formando placas tectónicas, que se desplazan muy lentamente sobre el manto y han modelado la forma actual de la Tierra. En ella se desarrolla gran parte de las formas de vida. Está formada por las corteza continental y la oceánica.
de la superficie del planeta. La corteza oceánica comprende un 70,9%
de la superficie terrestre. La litósfera
Corresponde a la superficie de la corteza terrestre y a la capa superior sólida del manto sobre la cual reposan las aguas de los océanos, las islas y los continentes.
Volcán Montañas Ríos y lagos
Mares y océanos
Astenósfera Corteza continental
Corteza oceánica
Capa emergida de la corteza terrestre que forma los continentes y está rodeada de los océanos y los mares.
Representa las porciones sumergidas de los fondos marinos y oceánicos. Las porciones rocosas que constituyen el suelo marino se formaron por actividad volcánica en las profundidad desde los océanos. Presenta colinas y montañas submarinas, extensiones planas sumergidas llamadas llanuras abisales y fosas abisales, que son depresiones del fondo marino con profundidades de hasta 11 000 metros. En medio de los océanos se hallan las dorsales oceánicas, que son volcanes sumergidos que forman cordilleras, los cuales generan nueva corteza oceánica y el movimiento de las placas tectónicas.
•
Se formó por enfriamiento de los materiales superficiales y está formada por grandes bloques de roca sólida que flotan sobre la capa derretida del manto. Presenta un relieve diverso como valles, montañas, planicies, playas, tepuyes, entre otros. Contiene los sistemas de aguas dulces como los glaciares, ríos y lagos. Forma los continentes: África, Antártica, América, Asia, Europa y Oceanía.
•
•
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•
•
•
El vulcanismo es el proceso de expulsión de magma o lava proveniente del manto de la tierra. Se realiza a través de aberturas en la corteza llamadas volcanes. La forma tradicional de los volcanes, como si fueran montañas en forma de cono, se debe a la acumulación y solidificación de la lava alrededor de la abertura volcánica.
•
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Los movimientos de litósfera Sabías que… Los continentes son como enormes piezas de un rompecabezas que encajan unos con otros. Éstos reposan sobre las placas tectónicas, que flotan sobre el manto terrestre. Hace millones de años los continentes estaban unidos en un gran continente llamado Pangea, y se fueron separando unos de otros por el movimiento de estas placas.
La actividad del manto de la Tierra genera movimientos en la litósfera desplazando los continentes según un proceso llamado deriva continental. Movimientos de la litósfera Tipo
Características
Epirogénico
Orogénico
Consecuencias
Levantamientos muy lentos de la corteza terrestre que afectan áreas extensas en el interior de los continentes.
Formación de los continentes, las llanuras y las mesetas. Levantamiento de las playas sobre el nivel del mar y avance del mar sobre tierras sumergidas.
Deformación, más o menos brusca, de la corteza terrestre por compresión o choque de dos placas tectónicas.
Generación de fracturas (fallas) y plegamientos de la corteza. Formación de montañas. Sismos.
El movimiento orogénico y la formación de las montañas La deformación de la litósfera en el borde de las placas tectónicas, principalmente por los movimientos orogénicos, da lugar al levantamiento de las montañas y las cadenas montañosas.
Orogénesis y formación de las montañas 1 Cuando chocan dos placas continentales, la corteza se deforma hacia arriba, por fuerzas de compresión. Así se han formado cordilleras continentales muy altas como la del Himalaya, en Asia.
2 Al chocar una placa oceánica con una continental, la oceánica se hunde bajo la continental. La placa continental se engrosa y eleva formando cordilleras, como la de los Andes, en Suramérica.
Cordilleras
1 Placas continentales
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Placa oceánica
2
Placa continental
Sismos
Cuando los movimientos entre las placas son muy bruscos, se generan sismos, que son sacudidas o vibraciones en la corteza terrestre. Los sismos leves y de poca intensidad se llaman temblores; los de gran magnitud, terremotos. Cuando el sismo se produce bajo el suelo marino éste transfiere vibración al agua y se producen los maremotos, también conocidos como tsunamis.
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Defino lo siguiente. a) Geósfera b) Litósfera c ) Sismo 2. Describo dos características de cada una de las capas que forman la geósfera. 3. Completo el siguiente cuadro. Capa de la geósfera
Importancia
Corteza terrestre Manto Núcleo
4. Indico las diferencias entre movimiento epirogénico y orogénico. 5. Explico la relación que existe entre la orogénesis y la formación de las montañas. 6. Observo las siguientes formas del relieve venezolano e indico el tipo de movimiento
predominante que influyó en su formación.
La Gran Sabana
Sierra Nevada
Auyantepuy
7. Consulto información sobre la importancia del vulcanismo en la formación del relieve terrestre . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
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continental y oceánico. 8. Consultamos la información de la sección Terremotos , en el link www.tudiscovery.com/web/ “
”
terremotos/. Realizamos una presentación sobre el tema. 9. Elaboro un listado de las diferentes formaciones del relieve de la litósfera que puedo encontrar
en mi región o en mi país. 49
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Los minerales y las rocas ¡Eureka! En muchos lugares naturales podemos encontrar rocas variadas. Si las observamos y analizamos su color, forma y dureza, ¿qué podemos distinguir?, ¿en qué se parecen y se diferencian? Estas rocas tienen usos y aplicaciones en la vida cotidiana, por ejemplo: ¿de dónde se obtiene el talco? Otros elementos no forman rocas pero se encuentran en la naturaleza; ¿cómo se encuentra el petróleo en el ambiente?
Los minerales Son materiales inorgánicos con una conformación química definida, originados por procesos naturales en la litósfera. Algunos minerales como el hierro y el aluminio están formados por un solo elemento químico; otros como el cuarzo o el talco, por varios elementos. Pueden clasificarse en minerales metálicos y minerales no metálicos.
Propiedades Pr opiedades de los minerales Las propiedades de los minerales, según su estructura física, son: Algunas propiedades físicas de los minerales Forma y estructura interna
Color
Cada mineral tiene un color específico que varía según su pureza. El cuarzo, por ejemplo, cuando está puro es transparente; si contiene impurezas de manganeso y titanio se tiene el cuarzo rosado.
Brillo
Pueden tener brillo metálico como la plata o el cobre; brillo no metálico como el granate y el olivino; otros son mate, sin brillo, como el caolín.
Dureza
Se refiere a la resistencia que ofrece la superficie de un mineral a ser rayado. Entre los minerales menos duros está el talco; mientras que el más duro es el diamante.
Conductividad eléctrica
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Tienen forma irregular. Internamente pueden ser amorfos, como muchos metales; laminares, como el yeso; o cristalinos, como el diamante o el cuarzo.
Los minerales metálicos son conductores de la electricidad, como el oro o el cobre. Los de composición no metálica son malos conductores o aislantes, como el carbón.
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Explotación y uso de los minerales en Venezuela Zoom
Las gemas son minerales que por su estructura cristalina, color y belleza, suelen usarse en joyería. Las más llamativas son el diamante, la esmeralda, el rubí, el zafiro y la amatista. Sin embargo, la obsesión del ser humano por obtenerlas, al igual que el oro, ha creado una forma de minería que en general deteriora y contamina el ambiente.
Venezuela tiene una gran variedad de yacimientos minerales, algunos de los cuales constituyen fuentes de importantes ingresos financieros.
Principales riquezas minerales de Venezuela Hierro
Aluminio
Oro
Mineral metálico más importante y explotado del país. Se encuentra en óxidos minerales como la hematita y la magnetita.
Se obtiene de una roca llamada bauxita.
Se encuentra bajo tierra en capas, asociado con cuarzos, o en forma de pepitas en el lecho de algunos ríos.
Caracas
ZULIA
MONAGAS ANZOÁTEGUI
TÁCHIRA TÁCHIR A
Petróleo Material orgánico de origen fósil, de importancia económica para Venezuela.
BOLÍVAR
Sal
Carbón
Se obtiene por la evaporación y el secado de las aguas marinas.
Material de origen vegetal obtenido de una roca llamada hulla.
Algunos usos de los minerales
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Alimentación
Construcción
El cloruro de sodio o sal común es empleado para dar sabor a los alimentos.
El hierro es utilizado para obtener el acero, que forma parte de vigas, herramientas y maquinarias.
Joyería
Usos varios
Se utilizan metales como el oro o la plata; y gemas como el diamante, el rubí, el lapislázuli o la turquesa.
El aluminio se emplea en numerosas aplicaciones como papel aluminio, latas, partes de vehículos y aviones e innumerables artículos del hogar hogar..
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Las rocas nlace con... El petróleo
El petróleo, formado en capas profundas de la litósfera, suele migrar hacia estratos de roca porosa limitados por placas de rocas impermeables, llamados trampas petrolíferas. Así se forman los yacimientos de petróleo. Para saber más acerca del petróleo consulta las páginas 32 a 35 del libro Enlace con Ciencias de la Naturaleza y Tecnología 4 .
Son fragmentos sólidos de la litósfera compuestos por un agregado de uno o varios tipos de minerales. Las rocas se forman a partir del material fundido que se encuentra en la parte baja de la litósfera. También pueden formarse por efecto de altas presiones entre capas de roca o por acción de agentes atmosféricos, como el agua y el viento. Las rocas se clasifican según su origen o proceso de formación:
Tipos de rocas
Rocas ígneas • Descripción Descripción.. Se originan por la solidificación del magma cuando se enfría y pasa a formar formar parte parte de la litósfera. • Ejemplos. Ejemplos. Granito, sienita, basalto y riolita. • Usos. Usos. Como grava para carreteras, en construcciones submarinas, en la elaboración de productos cosméticos,detergentes y cemento.
Rocas sedimentarias • Descripción Descripción.. Se forman por el desgaste de otras rocas debido a la acción del viento y del agua, y la sedimentación y compactación compactación posterior en el fondo fondo de los cuerpos de agua. • Ejemplos. Ejemplos. Yeso, caliza, lutita y arenisca. • Usos. Usos. Como material de construcción para producir yeso y cal viva; y en la fabricación de vidrio.
Rocas metamórficas • Descripción Descripción.. Se forman por la transformación de rocas ígneas, sedimentarias u otras rocas metamórficas, cuando son sometidas a fuertes presiones y cambios de temperatura. • Ejemplos. Ejemplos. Mármol, esquisto, cuarcita o pizarra. • Usos. Usos. Como gemas para joyería y en la extracción de sil icio para la industria de la cerámica, la creación de chips en electrónica, la creación de lentes y de estatuas.
Granito
Caliza
Cuarcita
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Respondo las preguntas. a) ¿Qué son los minerales y cómo se clasifican? b) ¿Qué son las rocas y cuántos tipos de roca existen? 2. Menciono dos diferencias y dos ejemplos entre un mineral no metálico y un mineral metálico.
diccionario ario el significado de las siguientes palabras. Luego escribo una oración 3. Consulto en el diccion con cada una de ellas. a) Yacimiento
b) Veta
c ) Mina
d) Fósil
4. Relaciono cada uno de los objetos con el mineral que le dio origen.
Hierro Oro Aluminio
conceptual eptual sobre los tres tipos de roca, sus características principales 5. Realizo un mapa conc y algunos ejemplos de cada tipo. impor tancia económica económica para el país y consulto cuáles son sus principales 6. Escojo un mineral de importancia usos. 7. Consulto información sobre el impacto ambiental de las labores mineras que se llevan a cabo
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en el río Caura, en el estado Bolívar. Después participo en una discusión d iscusión en clases sobre los problemas ambientales que genera la actividad minera. 8. Hago una lista con materiales y objetos de uso cotidiano en mi casa que son elaborados
a partir de minerales. Nombro los minerales utilizados. considerados una riqueza mineral a pesar pe sar 9. Investigo por qué el petróleo y el carbón son considerados que provienen de fuentes biológicas. 53
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El suelo ¡Eureka! Si queremos sembrar una planta en una maceta, ¿qué necesitamos? En los viveros venden tierra abonada para plantas, ¿qué contiene esta tierra y qué beneficios aporta? Si sembramos la planta en arena de playa o de construcción, ¿crecerá de la misma forma?, ¿en qué se diferencian la tierra arenosa de una playa y el suelo de un bosque?
El suelo y sus componentes El suelo es la parte superficial y emergida de la corteza terrestre que está constituida por partículas inorgánicas y materia orgánica en forma de restos vegetales y animales en distintas fases de descomposición; también lo forma una parte porosa llena de aire y agua. Sobre el suelo vive y crece la mayoría de las plantas y los animales terrestres, y en él podemos desarrollar plantaciones para nuestra alimentación.
Meteorización y formación de los suelos Meteorización Es la descomposición y fragmentación de las rocas debido a: • Agentes físicos como el viento, la lluvia, la temperatura o la presión. • Agentes químicos como la oxidación, la disolución o la acidificación. • Agentes biológicos como la acción de las raíces de las plantas al penetrar entre las grietas de las rocas, o de animales como lombrices y hormigas.
1 El lecho de roca se descompone en partículas de menor tamaño por meteorización física y química.
Meteorización ambiental
Suelo orgánico Rocas fragmentadas
Lecho rocoso
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2 Los seres vivos, como microorganismos, Meteorización plantas y animales, contribuyen con la formación de sustancias de desecho y los restos de sus cuerpos, como aporte de materia orgánica.
biológica
El suelo comienza a estratificarse en capas llamadas horizontes, que varían según la cantidad y el tipo de material inorgánico y orgánico. Suele formarse una capa orgánica y otra inorgánica.
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Suelo orgánico Suelo mineral Rocas fragmentadas
Lecho rocoso
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Descripción de los suelos No todos los suelos son iguales: tienen propiedades particulares, presentan un perfil en capas y se clasifican en diversos tipos.
Principales propiedades de los suelos Características Los suelos están formados por tres tipos de partículas: arena (entre 0,2 y 2 mm), limo (entre 0,2 y 0,05 mm) y arcilla (menor a 0,05 mm). Las propiedades de los suelos dependen, generalmente, de la cantidad de cada tipo de estas partículas.
Clasificación Según las proporciones de los diversos tipos de partículas los suelos pueden ser:
Densidad
Arcillosos
Se refiere al grado de compactación de las partículas.
Tienen predominio de arcillas. Poseen pocos poros y retienen mucha agua. Cuando se secan se compactan y endurecen y, por consiguiente, tienden a agrietarse.
Porosidad
Cantidad de espacios porosos que dejan entre sí las partículas e influye en la aireación de los suelos. Color
Aspecto cromático que depende del tipo y la cantidad de minerales y materia orgánica que tienen los suelos. Textura
Relación entre la cantidad de los distintos tipos de partículas. Está asociada con la capacidad de los suelos de retener aguas. pH
Indica la acidez o la alcalinidad de los suelos.
Arenosos
Poseen una gran proporción de arena. Son suelos muy porosos y permeables, es decir, retienen poca agua. Por ello no son buenos para el cultivo.
Limosos
Constituidos principalmente por limo. Tienen poca porosidad, son poco permeables y retienen cierta cantidad de agua y minerales. Francos
Contienen cantidades similares de arena, limo y arcilla. Tienen porosidad entre la de intermedialos suelos arcillosos y los arenosos. Son ideales para el cultivo porque retienen agua y minerales disueltos pero a su vez tienen buen drenaje.
Perfil de los suelos
Horizonte A
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Capa superficial formada por partículas minerales y abundante materia orgánica, que le da un color oscuro. Permite un óptimo crecimiento de las plantas.
Horizonte B
Tiene menor contenido de materia orgánica que el horizonte A, y más material inorgánico. Por lo tanto, su color es más claro.
Horizonte C
Capa muy profunda constituida por rocas fracturadas en proceso de meteorización. Tiene escasos nutrientes y materia orgánica.
Horizonte D o roca madre (RM)
Última capa formada por la llamada roca madre, la cual da origen a los suelos.
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La erosión de los suelos Zoom
La erosión de los suelos trae como consecuencia la desertificación, que es la degradación de un ambiente natural por la pérdida de la capa fértil de los suelos. Esto lleva a la disminución de la productividad del lugar, así como a la sequía, por lo que el ambiente toma características similares a un desierto.
Es el proceso de degradación de los suelos por pérdida y arrastre de sus partículas de un lugar a otro. Los suelos suelen estar protegidos por una cubierta vegetal de plantas vivas y restos de ramas y hojas secas, que los ayudan a mantener su estructura y humedad. Cuando esta cubierta se pierde por la deforestación o la quema, la parte superficial del suelo queda expuesta a los factores atmosféricos, como el viento o la lluvia que lo erosionan.
Importancia y conservación de los suelos Las plantas necesitan de suelos fértiles para absorber los nutrientes minerales que les hacen falta para crecer y cumplir sus funciones vitales. Gracias a los suelos, las plantas crean ambientes favorables para la vida de muchos otros seres vivos. El ser humano se vale también de los suelos para cultivar las especies vegetales necesarias en su alimentación y para la obtención de productos minerales, maderables o medicinales.
Algunas medidas de conservación de los suelos
Evitar la tala de árboles. No encender fogatas en zonas naturales y prevenir los incendios de vegetación. Sembrar plantas y árboles en los ambientes naturales. Implementar campañas para la reforestación de áreas degradadas. Utilizar abonos naturales para favorecer la fertilidad de los suelos. Rotar los cultivos en una misma área para evitar el empobrecimiento del contenido de minerales del suelo.
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Defino lo siguiente. a) Suelo b) Meteorización c) Erosión d) Desertificación 2. Realizo un esquema que ilustre el proceso de formación de los suelos. 3. Explico la diferencia entre la meteorización y la erosión de los suelos. 4. Observo el perfil de los dos suelos e identifico los diferentes horizontes. Luego establezco dos
diferencia entre ellos y sugiero cuál de los dos es más adecuado para el cultivo. a
b
5. Explico por qué los suelos francos son más apropiados para el cultivo de especies vegetales, en
comparación con los suelos arenosos o arcillosos. 6. Realizo una demostración para explicar cómo el agua o el viento pueden erosionar un suelo
que está expuesto a las condiciones atmosféricas. 7. Consulto información sobre los procesos de desertificación de los suelos y explico por qué un
área desertificada no es igual que un desierto. 8. En grupo, realizamos lo siguiente. a) Acondicionamos el suelo de un área verde del colegio y lo enriquecemos . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
con materia orgánica. b) Sembramos plantas ornamentales para el embellecimiento del plantel. 9. Propongo dos medidas que ayuden a conservar el suelo de un parque o jardín de mi localidad.
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La hidrósfera ¡Eureka! El agua está presente en muchos lugares, procesos y actividades cotidianas: en ríos, playas, fuentes, la lluvia, las nubes, al ducharnos, lavar, cocinar, comer, sudar. ¿De dónde proviene toda esa agua?, ¿cuál es el uso que más le damos? ¿Qué relación tienen las nubes con los ríos y los mares? Si ponemos hielo en un vaso y lo dejamos al aire libre, ¿qué le pasa al hielo?, ¿qué cambios de estado sufre?
La hidrósfera y las propiedades del agua La hidrósfera está constituida por toda el agua de la Tierra, en cualquiera de los estados de la materia: líquido, sólido o gaseoso. Las características más importantes de la hidrósfera están asociadas con las propiedades del agua, tales como:
Características del agua Capacidad disolvente El agua disuelve eficientemente sales minerales como el cloruro de sodio del mar.
Capacidad calórica El agua líquida de la hidrósfera almacena o pierde calor lentamente, por lo que influye en la regulación de la temperatura superficial del planeta.
Zoom
El agua líquida de la tierra se formó hace unos 4 000 millones de años. El planeta, después de su formación, comenzó a enfriarse y esto ocasionó que el vapor de agua de la atmósfera se condensara y cayera como lluvia. 58
Cambios de estado Como el agua puede cambiar entre los estados líquido, sólido y gaseoso, puede ganar o perder el calor que recibe por la radiación solar y convertirse en agua líquida, vapor, o incluso nieve o hiel o para regular la temperatura del planeta.
Densidad La densidad del agua sólida es menor que la de la líquida. Por ello, el hielo que forman los icebergs o témpanos que se desprenden de los polos flota en el océano.
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Distribución del agua en la Tierra En la hidrósfera el agua se encuentra repartida en distintos compartimientos.
Principales compartimientos de agua de la hidrósfera
Agua subterránea Agua dulce que corre y se almacena debajo del suelo. Representa el 20% de toda el agua dulce.
Mares y océanos Cuerpos de agua salada que rodean los continentes. Las aguas oceánicas cubren un 70,9% de la superficie terrestre, y además constituyen el 97% de toda el agua de la hidrósfera.
Agua de la biósfera Agua contenida en los cuerpos de todos los seres vivos. Representa el 1% del agua superficial. Es el principal compuesto que permite el desarrollo de la vida en l a Tierra.
El 1% del toda el agua dulce corresponde al agua superficial, la cual incluye el agua de los lagos (50%), la retenida en el suelo (38%), el agua en la atmósfera (10%), de los ríos (1%) y de los seres vivos (1%).
Agua atmosférica Compuesta por el vapor de agua y por las formaciones de nubes, que son condensaciones de gotas microscópicas de agua, o de nieve.
Glaciares y casquetes polares. Los glaciares son masas de hielo que se hallan en las tierras continentales polares como en la Antártica y en las montañas. Los casquetes son las formaciones de hielo que cubren los polos. El hielo de los glaciares y los casquetes polares ocupa el 79% de toda el agua © dulce del planeta. . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
Agua superficial de ríos y lagos Los ríos son cuerpos de agua que fluye. Los lagos son reservorios naturales de agua estancada. La mayoría de los ríos descarga sus aguas en otros ríos y, finalmente, en el mar o en algunos lagos.
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Movimiento de las aguas oceánicas Las aguas de los mares y océanos se encuentran en constante movimiento, produciendo las mareas, las corrientes marinas y las olas. Las mareas
Movimientos periódicos de ascenso y descenso de las aguas oceánicas producidos por la atracción de la Luna y el Sol. El nivel más alto de marea se llama pleamar, y el más bajo, bajamar.
Las corrientes
Las olas
Movimientos horizontales o verticales de masas de agua producidos por el movimiento de rotación terrestre y por variaciones de temperatura del agua.
Movimientos ondulatorios del agua producidos por los vientos que soplan sobre la superficie del océano. Al llegar a las costas, revientan en la orilla de las playas.
El ciclo hidrológico Es el proceso de circulación de agua entre los distintos compartimientos de la hidrósfera.
El ciclo hidrológico Precipitación Las nubes se saturan de agua y ésta precipita en forma de lluvia, nieve o granizo sobre la superficie terrestre o sobre los mares y océanos.
Evaporación La superficie de los cuerpos de agua se calienta y se evapora subiendo a la atmósfera. Los organismos también aportan vapor de agua a la atmósfera a través de la transpiración y la sudoración.
Escorrentía El agua que ha precipitado sobre la superficie terrestre, circula sobre la tierra como agua líquida hasta llegar a los cuerpos de agua, también puede congelarse y almacenarse como hielo en los glaciares.
Percolación Parte del agua que cae sobre la superficie se filtra a través del suelo y se almacena a cierta profundidad para formar las reservas de agua subterránea. Condensación El vapor de agua alcanza cierta altura donde se enfría y se condensa en pequeñas gotas de agua o hielo, formando las nubes.
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Defino lo siguiente. a) Hidrósfera
b) Cuerpos de agua
c ) Ciclo hidrológico
2. Reconozco los distintos escenarios y menciono los estados de la materia en que se encuentra
el agua. a
b
c
3. Completo los siguientes planteamientos. a) En la hidrósfera encontramos agua salada en ____ __ __ __ __ __ __ __ __ __ y agua dulce
en ______________________. b) El porcentaje de agua dulce es ______________________en relación con el total del agua de la hidrósfera. c ) Las olas son movimientos ____ __ __ __ __ __ __ __ __ __ de las aguas del mar, producidos por ______ ______ ______ ____. 4. Consulto cuál es la diferencia entre mares y océanos y doy un ejemplo de cada uno. 5. Investigo en qué consisten los siguientes cuerpos de agua. Menciono el nombre de alguno
que conozca en mi país o en mi localidad. a) Estuario b) Ensenada
c) Quebrada
6. Diseño un experimento para comprobar cómo la convección del calor en un cuerpo de agua
puede crear corrientes ascendentes y descendentes. 7. Investigo qué es el fenómeno de El Niño. Luego, explico cómo se relaciona con las corrientes
oceánicas y cómo influye sobre el clima terrestre. . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
8. Consulto cuáles son los cuerpos de agua más importantes de mi estado y de qué manera
nos servimos de ellos y los protegemos. 9. Escribo un poema que trate sobre algún aspecto de la hidrósfera y su importancia para
el ser humano.
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La atmósfera ¡Eureka! Si miramos al cielo, siempre observaremos imágenes distintas: puede verse completamente azul si es de día, o negro en las noches despejadas; pueden verse nubes movidas por el viento, puede estar nublado o contener el humo de incendios o industrias. En el aire también podemos ver volar aves y aviones. ¿Cuál es la importancia del aire?, ¿le damos otros usos?, ¿cuáles?
La atmósfera, el aire y el viento La atmósfera es la capa de gases que envuelve la Tierra. Estos gases son, principalmente, nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y otros en menor cantidad (1%), que incluyen argón, dióxido de carbono y vapor de agua. El aire es el conjunto de gases de la atmósfera. Por su parte, el viento es el movimiento de masas o bloques de aire en la atmósfera. Este movimiento ocurre debido a la rotación de la Tierra y a las diferencias de temperatura del aire cuando se calienta por la radiación solar.
Importancia de la atmósfera Sabías que… En el Sistema Solar, existen otros planetas y cuerpos celestes que también tienen atmósfera, como Venus, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, o los satélites naturales Europa y Tritón. Sin embargo, la composición química de estas atmósferas no es igual a la de la Tierra. Por eso, las formas de vida que tenemos en la Tierra no pueden desarrollarse en esos cuerpos celestes. 62
La atmósfera terrestre es importante para la vida en la Tierra por diversas razones, entre ellas : •
•
•
•
•
Propaga la luz, el sonido, las ondas de radio y las electromagnéticas. Protege la Tierra del choque de meteoritos que se desintegran antes de impactar con la superficie. El oxígeno y el dióxido de carbono del aire son esenciales para la respiración de los seres vivos y en la fotosíntesis de las plantas. Los gases de la atmósfera retienen parte del calor generado por la radiación solar que llega a la Tierra, creando condiciones estables de temperatura que hacen posible la vida en el planeta. El viento interviene en el ciclo hidrológico, moviendo las masas de nubes y distribuyendo las precipitaciones en la superficie terrestre. También se usa como fuente ecológica de energía.
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Estructura de la atmósfera La atmósfera está dividida en capas o estratos, cada una con características particulares.
Capas de la atmósfera Exósfera Capa más elevada, de intercambio entre la atmósfera y el espacio exterior. Está compuesta 500 km principalmente por hidrógeno y helio y en ella orbitan los satélites artificiales.
Termósfera o ionósfera Capa que se extiende por 420 km por encima de la mesósfera. Contiene una elevada concentración de iones, que son átomos cargados eléctricamente. En esta capa se suceden las auroras boreales y se hacen posibles las comunicaciones radioeléctricas, dado que refleja las ondas electromagnéticas.
Mesósfera Capa de 30 km de espesor donde las temperaturas son muy bajas. En la mesósfera se desintegran la mayoría de los meteoritos que ingresan a la atmósfera y a los cuales vemos como estrellas fugaces. Tropósfera Capa que se encuentra en contacto con la superficie terrestre. Posee un espesor promedio de 12 km. Contiene el 75% de toda la masa gaseosa atmosférica y concentra casi todo el vapor de agua. En esta capa se desarrolla la vida y ocurre la mayoría de los fenómenos meteorológicos, tales como las nubes, las lluvias, los vientos o las variaciones de la temperatura.
80 km
50 km
Capa de ozono
12 km
Estratósfera Estrato que se halla a continuación de la tropósfera. Tiene un espesor de 38 km aproximadamente. Los compuestos gaseosos se encuentran separados en capas, dentro de los cuales está la capa de ozono.
Superficie terrestre
La capa de ozono Zoom
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La liberación de gases clorofluorocarbonados (CFC), como los contenidos en algunos aerosoles y equipos de refrigeración, ha reducido la cantidad de ozono de la estratósfera. Esto se conoce como hueco de la capa de ozono.
El ozono es un gas compuesto por tres átomos de oxígeno. Se forma por la reacción entre las moléculas de oxígeno en la estratósfera que crea una capa que se extiende hasta los 40 km de altura. Esta capa actúa como filtro o escudo protector porque absorbe hasta un 90% de los rayos ultravioleta del Sol. Estos rayos provocan quemaduras en los tejidos de plantas y animales; en los seres humanos está asociada con el debilitamiento del sistema inmunitario, el envejecimiento y el cáncer de la piel. 63
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El aire y la presión atmosférica Funcionamiento de un barómetro
El aire se caracteriza por ser inodoro, incoloro y transparente. Tiene masa y volumen, y su densidad disminuye con la altura debido a la concentración de los gases atraídos por la fuerza de gravedad.
Empuje del aire
Las características físicas de la atmósfera generan la presión atmosférica, que es el peso del conjunto de capas de la atmósfera sobre la superficie terrestre. Esta presión puede variar de un lugar a otro con la altitud, ya que, a mayor altura, la concentración de gases y el grosor de la atmósfera son menores y, por lo tanto, la presión baja.
Columna de mercurio
La presión atmosférica se mide con un barómetro. Los barómetros clásicos funcionan con una columna de mercurio, cuya altura varía y se mide en una escala, según el empuje del aire de la atmósfera.
La presión atmosférica también varía por factores meteorológicos, como la humedad y la acumulación de vapor de agua, que la hacen más pesada. El viento también influye en la presión de la atmósfera, ya que el desplazamiento de masas de aire frío o caliente puede hacer a la atmósfera más o menos ligera.
Contaminación atmosférica Es la alteración de la composición natural del aire de la atmósfera debido al desprendimiento de partículas sólidas, sustancias contaminantes como los CFC, o de gases atmosféricos, como el dióxido de carbono, en cantidades superiores a las naturales. La contaminación atmosférica
Fuentes de contaminación
Naturales: la actividad volcánica y las emisiones radiactivas de algunos elementos químicos.
•
Fuentes domésticas: uso de aerosoles, emisión de humo, dióxido y monóxido de carbono de vehículos automotores, quema intencional de vegetación, quema de desechos sólidos.
•
Fuentes agroindustriales: uso de plaguicidas y pesticidas.
•
Fuentes industriales: quema de combustibles fósiles y liberación de humo, metano y óxidos de azufre por chimeneas industriales.
•
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Medidas de conservación
Evitar la deforestación y la quema de vegetación.
•
Clasificar y reciclar la basura e implementar hornos especiales para la quema de desechos.
•
Utilizar aerosoles y equipos de refrigeración libres de CFC que afecten la capa de ozono.
•
Mantener en buen estado los vehículos y las maquinarias que funcionan con combustibles fósiles, para evitar el desprendimiento de humo y óxidos de carbono.
•
Controlar la emisión de gases de las chimeneas y utilizar los filtros adecuados.
•
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Respondo las siguientes preguntas. a) ¿Qué es la atmósfera y de qué gases está conformada? b) ¿Cuántas capas tiene la atmósfera y hasta qué altura se extiende sobre la superficie terrestre? c ) ¿Qué es la presión atmosférica y con qué instrumento se mide? 2. Explico por qué es importante la atmósfera para la vida en la Tierra y qué beneficios
particulares le reporta al ser humano. 3. Elaboro un esquema de las capas de la atmósfera e indico una función de cada una. 4. Consultamos información sobre el principio de funcionamiento de un barómetro, las unidades
en que se expresa la presión atmosférica y su valor a nivel del mar. Luego, presentamos una exposición sobre el tema. 5. Construyo un objeto que pueda volar y lo utilizo para explicar por qué los aviones, las aves
y otros aparatos vuelan en el aire. 6. Relaciono los compuestos químicos de la columna de la izquierda, con las fuentes
contaminantes que lo producen, en la columna de la derecha. Pesticidas
a
Actividad doméstica
Dióxido de carbono
b
Vehículos automotores
Óxidos de azufre
c
Actividad industrial
Clorofluorocarbonados
d
Actividad agropecuaria
7. Investigo sobre la condición actual de la capa de ozono de la estratósfera y sobre qué zona
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de la Tierra es más delgada. Elaboro un texto informativo con este material y lo presento en formato de reseña periodística.. 8. Describo evidencias de contaminación atmosférica en mi localidad y propongo dos medidas
para evitarla. 9. Investigo la relación de la contaminación del aire con la salud. Desarrollo, en grupo,
una campaña escolar que contribuya con la conservación del aire. 65
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El clima y el tiempo meteorológico ¡Eureka! Antes de salir de casa podemos observar el cielo para decidir si llevamos ropa ligera, abrigada o un paraguas. El viento con olor a humedad o la acumulación de nubes oscuras son señales de que es posible que llueva. También podemos ver el pronóstico del tiempo para decidir si vamos a la playa o de excursión. ¿Qué otras señales del ambiente podemos tomar en cuenta para saber cómo será el tiempo?
El clima Es el valor promedio de las condiciones atmosféricas de una zona o región medidas a lo largo de muchos años. Estas condiciones son la radiación solar, la presión atmosférica, la temperatura, la humedad del aire, la velocidad de los vientos, la nubosidad y las precipitaciones. Para determinar el clima de una región, los meteorólogos miden la condiciones de la atmósfera diariamente por al menos diez años. Los resultados se analizan según la época del año. Estos resultados permiten establecer las distintas zonas climáticas del planeta.
Factores que regulan o modifican el clima nlace con... Distribución del calor en la Tierra
Las zonas climáticas de la Tierra son las zonas frías de los polos, las zonas templadas y la zona tropical, ubicada a los lados del ecuador. Para conocer las características de estas zonas consulta el tema Distribución del calor en la Tierra en la página 43 de este libro. 66
La determinación del clima de un lugar está asociada con su ubicación en el planeta y con los procesos atmosféricos que se presentan a lo largo de los años. Los factores que influyen sobre el clima son: •
Factores astronómicos. Son determinados por la inclinación de la
Tierra y sus movimientos de rotación y de traslación alrededor del Sol, todo lo cual determina la existencia de zonas climáticas. •
Factores atmosféricos. Están asociados al movimiento de las masas
de aire, los sistemas de altas y bajas presiones y la presencia de frentes cálidos y fríos. •
Factores geográficos. Se relacionan con la latitud de la zona, la
presencia de masas de agua y el relieve de las zonas emergidas como la altitud o la presencias de montañas, valles o llanuras.
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El tiempo meteorológico Se refiere a las condiciones de la atmósfera en un día cualquiera para una región determinada; estas condiciones están asociadas a los factores atmosféricos. Los factores atmosféricos son dinámicos porque suelen cambiar constantemente; además determinan la formación y el movimiento de las masas de aire y la dirección y velocidad de los vientos.
Factores atmosféricos que influyen en el tiempo meteorológico Las masas de aire Son grandes bloques de aire que tienen una temperatura homogénea, bien sea fría o cálida. Las masas de aire se calientan o enfrían por una mayor o menor radiación solar. En los polos el aire se enfría y genera masas de aire frío y seco, denso y pesado. Estas masas tienden a descender, por su peso, hacia las partes bajas de la atmósfera, cerca de la superficie terrestre. En el ecuador el aire se calienta y produce masas de aire caliente y húmedo, de baja densidad y liviano. Estas masas, por ser ligeras, tienden a elevarse hacia las zonas altas de la atmósfera.
Zona polar de altas presiones Zona templada de bajas presiones Zona subtropical de altas presiones Zona ecuatorial de bajas presiones
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Zonas de altas y bajas presiones La presencia de masas de aire caliente en las partes bajas de la atmósfera, genera zonas de baja presión en la superficie terrestre. Por su parte, las masas de aire frío generan zonas de elevada presión atmosférica. Por lo tanto, el desplazamiento de las masas de aire frío y caliente ocurre entre zonas de alta y baja presión. Las condiciones de baja presión traen lluvia y mal tiempo, porque los frentes de aire caliente y húmedo, impulsados por los frentes fríos ascienden, se condensan y precipitan en forma de lluvia. Por el contrario, las altas presiones están asociadas con días claros y soleados.
Los frentes Son masas de aire con distintas temperaturas y densidades, que se desplazan y se empujan unas a otras. Los frentes cálidos están formados por aire caliente y los fríos, por aire frío. Cuando estas masas se encuentran, se movilizan entre una y otra: la fría, densa y pesada, desciende y empuja a la cálida, más liviana, que asciende. Esta circulación genera un movimiento horizontal de las masas de aire, que es lo que conocemos como el viento.
Aire frío
Aire caliente
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Fenómenos atmosféricos Son las manifestaciones físicas que se presentan en la atmósfera debido a las variaciones de las condiciones atmosféricas, producto de los cambios del tiempo meteorológico.
Principales fenómenos atmosféricos Las nubes Son masas visibles de agua en forma de gotas muy pequeñas o hielo que se observan en la atmósfera. Se crean por la condensación del vapor de agua alrededor de partículas de polvo, llamadas núcleos de condensación . “
”
For mación de las nubes Nivel de condensación
1 Tipos de nubes Existen cuatro tipos básicos de nubes, que además pueden combinarse entre sí:
Cirros Nubes de gran altura formadas por cristales de hielo. Suelen indicar lluvias próximas.
Dirección del viento
Una columna de aire cálido y húmedo asciende desde la tierra caliente.
Estratos Nubes chatas de gotas de agua que crean capas nubosas horizontales de baja altura. Si se forman a nivel del suelo se les llama neblina o niebla.
Nimbos Nubes oscuras y bajas que producen precipitación.
Cúmulos Nubes densas y gruesas de gotas de agua con aspecto de algodón, y que forman torres de cierta altura con base aplanada. Los cúmulos aislados indican buen tiempo.
3 1 2
2 Las precipitaciones El vapor se condensa y se forma una nube.
El viento desplaza la nube.
Representan la caída del agua desde las nubes en forma de lluvia, nieve o granizo. Se producen por la saturación de agua dentro de las nubes una vez que se elevan masas de aire caliente y húmedo a grandes alturas, o por el choque de un frente de aire frío sobre una masa de aire cálido.
Tormentas
Tormentas eléctricas
Ocurren cuando se forma un tipo de nubes llamados cúmulonimbos , que poseen forma de torres gruesas, densas y muy altas, con fuertes vientos verticales dentro de la nube. “
”
Se producen cuando las gotas de agua dentro de la nube ascienden y descienden repetidamente. Con el roce, las gotas se cargan eléctricamente y producen un rayo, que normalmente va de una parte a otra de la nube
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3 El arcoiris Fenómeno óptico que se forma a causa de la dispersión de la luz cuando el Sol ilumina las gotas de agua de lluvia. Cada gota actúa como un prisma que descompone la luz blanca en los distintos colores: rojo, anaranjado, amarillo, verde azul, añil y violeta.
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El pronóstico del tiempo En un click Existe una escala para medir los efectos del viento sobre el ambiente natural y urbano conocida como escala de Beaufort. Para conocer sobre esta escala y sus efectos consulta http://www.educaplus. org/climatic/04_elem_ viento.html
Es la predicción del tiempo meteorológico futuro a partir de las mediciones de las condiciones atmosféricas. El pronóstico del tiempo se da a conocer por televisión, prensa o Internet. Entre los parámetros que se dan tenemos: •
•
Temperaturas. Máxima y mínima, en grados centígrados. Nubosidad y precipitación. Soleado, parcialmente nublado,
nublado, tormenta, tormenta eléctrica, entre otros. •
Velocidad y dirección de los vientos. La velocidad se da en km/h y
la dirección según los puntos cardinales.
Actividades para realizar en el cuaderno 1. Defino los siguientes términos. a) Clima b) Viento c ) Fenómeno atmosférico 2. Explico la relación que tiene el tiempo meteorológico con el clima. 3. Realizo un esquema que explique los factores que modifican el clima de una región. 4. Consulto cuáles instrumentos son utilizados para medir las condiciones atmosféricas
y construyo alguno utilizando material reutilizable o de bajo costo. 5. Consulto el Servicio de Meteorología de la Aviación en http://www.meteorologia.mil.ve/
siafavm/frontend/ en relación con el pronóstico del tiempo en mi estado o ciudad. Discutimos sobre el pronóstico en la clase. 6. Llevo un registro escrito y gráfico de los tipos de nubes observables en el cielo en el transcurso
de una mañana o una tarde, y realizo un pronóstico de las condiciones del tiempo para las próximas hora. . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
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7. Investigo sobre la manera en que se produce el relámpago del Catatumbo en estado Zulia
y cuál es su importancia en la producción de ozono para el planeta. 8. Elaboro un anecdotario meteorológico con los aportes de mis amigas y amigos, familiares,
compañeras y compañeros del colegio, en el que relaten sus vivencias y curiosidades relacionadas con fenómenos atmosféricos. Lo presento ante la clase. 69
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La tecnósfera ¡Eureka! Pensemos un momento en nuestras actividades cotidianas. Luego, hagamos una lista de los objetos, materiales o cualquier elemento que usamos a diario. Consideremos los que son naturales y los que son creados por el ser humano. Comparemos las listas: ¿cuál es más larga?, ¿por qué? ¿Cuáles elementos nos resultan necesarios o más importantes?, ¿de dónde provienen o cómo son elaborados?
Qué es la tecnósfera? Es un componente de la Tierra formado por todos los productos creados por el ser humano y que ayudan a mantener a las sociedades humanas. La tecnósfera se vale del desarrollo tecnológico y obedece a la necesidad del ser humano de transformar su entorno y aprovechar sus recursos. De esta manera, se crean las condiciones deseables o adecuadas, así como los bienes necesarios para adaptarnos a una mejor condición de vida. Las características principales de la tecnósfera son:
Características de la tecnósfera
Produce gran cantidad de desechos. La mayoría es almacenado en sitios especiales, como en los rellenos sanitarios, a pesar de que muchos son reciclables.
Busca mejorar la calidad de vida de las personas.
Se relaciona con los otros componentes de la Tierra (litósfera, hidrósfera, atmósfera y biósfera) porque utiliza sus recursos o porque se desarrolla en ellos.
Incluye todos los objetos, maquinarias e infraestructuras, creadas a partir de los avances tecnológicos y el conocimiento científico.
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El desarrollo de la tecnología Salud y ambiente
La tecnología es el conjunto de conocimientos, procesos y recursos técnicos desarrollados por el ser humano, desde los inicios de la humanidad, para satisfacer sus necesidades. La tecnología se caracteriza por:
La tecnología ha tenido aportes positivos para la sociedad pero también ha influido negativamente debido a la sobreexplotación de los recursos naturales y la generación de desechos. Por ello las nuevas tecnologías verdes buscan producir bienes y servicios que no dañen el ambiente. “
•
•
”
•
Producir bienes y servicios, que son los productos y las actividades que cubren las necesidades de las personas. Cambiar a través del tiempo y nutrirse del aporte que cada sociedad o cultura ofrece, según su conocimiento y aprovechamiento del ambiente. Mejorar continuamente los inventos para obtener nuevos productos o procesos más eficientes.
Algunos descubrimientos e inventos tecnológicos a lo largo de la historia El fuego (hace 100 000 años)
La imprenta (1453)
La computadora (1960)
Su control se dio cuando el ser humano pudo encenderlo a partir de materiales naturales. Su dominio modificó el modo de vida al ofrecer protección contra depredadores y proporcionar calor.
Fue desarrollada por Gutenberg en 1453. Los libros impresos, que antes eran manuscritos, se difundieron por todo el mundo promoviendo así el conocimiento científico y tecnológico.
La electrónica ha desarrollado la computadora y la informática. Actualmente, permite controlar muchos procesos de la vida cotidiana, industriales o científicos, y ha desarrollado las telecomunicaciones y la era aeroespacial.
Prehistoria
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Edad antigua
Edad media
Edad moderna
Época actual
La rueda (hace 5 500 años)
Los motores (1769)
La rueda desarrolló los medios de transporte y diversos mecanismos y máquinas, desde los primeros tornos de alfarero hasta la aparición de carros para el transporte o la guerra.
La máquina de vapor fue el primer motor que permitió dejar de utilizar animales para realizar tareas de carga y transporte. Con el tiempo se han desarrollado diversos motores que utilizan combustibles fósiles o electricidad para su manejo.
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U2
Los recursos naturales Son todos los materiales y componentes del ambiente natural que muchos seres vivos usamos para obtener energía, y que el ser humano emplea para la obtención de productos materiales y servicios. Los recursos naturales constituyen la materia prima de todos los productos que el ser humano fabrica. A partir de estos recursos se satisfacen las necesidades en cuanto a alimentación, vestido, vivienda, salud y diversión, que contribuyen con el bienestar y el desarrollo de la sociedad.
Los recursos naturales como fuente de materiales y energía
•
•
•
•
•
Recursos naturales renovables
Recursos naturales no renovables
Son los que no se agotan o se agotan muy lentamente con su utilización. Comprenden el agua, el aire, el Sol y los seres vivos. Se caracterizan por:
Son los que se agotan en la medida en que son utilizados. Agrupan al petróleo, el gas natural, los minerales y el suelo. Tienen como características:
Generalmente son de fácil obtención, por ejemplo: el agua, el aire o las plantas.
Sol
•
Vuelven a su estado original o se renuevan a una velocidad mayor de la que son obtenidos.
Minerales del suelo •
Algunos se consideran perpetuos porque no se agotan por más que se utilicen, como la radiación solar o el viento. Pueden ser usados como fuente de energía no contaminante, como la energía hidráulica o la eólica. Muchos pueden dejar de ser renovables si su utilización excede la capacidad de renovación del recurso, como en la explotación de los bosques o la pesca.
•
Seres vivos •
Agua
Petróleo
Suelen encontrarse en zonas profundas de la corteza terrestre y son de difícil extracción, como el petróleo, el carbón, o los metales como el oro o el hierro. Existen en cantidades limitadas aunque sean abundantes. Suelen ser consumidos a una velocidad mayor de la que el recurso se produce. La producción o regeneración del recurso puede tardar miles o millones de años. Algunos son utilizados para generar energía como el petróleo o el carbón.
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Actividades para realizar en el cuaderno 1. Defino lo siguiente. a) Tecnósfera b) Tecnología c ) Recurso natural 2. Menciono cinco productos de la tecnósfera. 3. Consulto información sobre un invento o descubrimiento médico que haya contribuido con el
desarrollo tecnológico en el campo de la salud humana. Lo presento ante la clase a través de una reseña noticiosa. 4. Selecciono tres objetos de uso cotidiano de mi casa. Describo de qué materias primas están
compuestos e indico si provienen de recursos naturales renovables o no renovables. 5. Consulto cómo es el proceso de obtención de un recurso natural y su transformación en un bien
o un servicio para el ser humano. Elaboro un esquema para describir dicho proceso. 6. Escojo un recurso energético no renovable y consulto de qué manera puede sustituirse por uno
renovable que, además, no contamine el ambiente. 7. Leo el siguiente párrafo y contesto lo que se me plantea.
El ser humano ha hecho uso de los recursos de los suelos, las aguas y el aire del planeta, modificándolos para su propio beneficio. Así, se han establecido vías de comunicación terrestre, aérea y marítima, se han construido centros urbanos, y se ha modificado el ambiente natural para adaptarlo a las necesidades de la gente. La influencia de la especie humana sobre el planeta es tal que ya es difícil encontrar lugares naturales o poco intervenidos sobre la Tierra . a) ¿De qué manera el ser humano puede modificar el medio natural para adaptarlo a sus propias necesidades? b) ¿Qué efectos positivos y negativos puede tener el aprovechamiento de los suelos, las aguas y el aire para el ser humano? c ) ¿Qué sitios del planeta podrían estar aún en estado natural? “
”
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8. Consultamos información sobre un problema de contaminación por el uso y explotación de
algún recurso natural en Venezuela. Elaboramos una cartelera sobre el tema para explicar medidas de solución del problema y la conservación del recurso. 9. Construyo, en grupo, un artefacto tecnológico con materiales reutilizables o de bajo costo.
Lo presentamos en una feria tecnológica en el colegio.
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o n... E n l a c e c
r ica é f s o m t a a ic Q u í m
Destrucción del ozono
Se agota el ozono… El protector solar de la Tierra La capa de ozono es un manto de unos 40 km de espesor que protege la Tierra de la radiación ultravioleta (UV) del Sol. En las últimas décadas, esta capa viene experimentando reducciones anormales de sus niveles sobre las zonas de la Tierra correspondientes a los polos Sur y Norte donde esta capa es más delgada, formando el llamado agujero de la capa de ozono . “
”
El ozono
Es un compuesto químico, gaseoso, de color azulado, formado por tres átomos de oxígeno. Puede encontrarse en poca cantidad en la tropósfera cerca de la superficie terrestre, donde resulta muy irritante y tóxico; a mayor altitud, en la estratósfera, es beneficioso, porque impide el paso de los rayos ultravioleta del Sol.
Atmósfera
a r e f s ó x E
O O
El ozono reacciona fácilmente con el elemento cloro, que proviene de unos compuestos llamados clorofluorocarbonados (CFC). Estas sustancias se liberan en forma natural desde incendios forestales y erupción de volcanes, y han sido usadas por mucho tiempo en la elaboración de aerosoles y para el funcionamiento de equipos de refrigeración. Molécula de ozono
O
O
U.V.
O
Cl Oxígeno libre
C
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Molécula de CFC
Agujero en la capa de ozono
Capa de ozono
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Cl
O
Oxígeno molecular Radiación solar
Liberación de cloro
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Tierra
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Consecuencias de la degradación de la capa de ozono
Al disminuir el ozono de la atmósfera, los rayos UV llegan en mayor cantidad a la Tierra, generando daños en el ambiente y la salud del ser humano.
Daños al ambiente • Reduce las poblaciones de
animales y algas marinas, en las primeras etapas de su desarrollo.
• Retrasa el crecimiento de las
plantas y su florecimiento.
• Afecta la cobertura del cuerpo
y la visión de algunas las aves e insectos.
Daños a la salud humana • Puede provocar el padecimiento
de cáncer de piel.
• Produce quemaduras de la retina
de los ojos.
• Debilita el sistema inmunológico,
que nos protege de algunas enfermedades.
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Fondo de Reconversión Industrial (Fondoin, 1992) Recomendaciones para evitar el deterioro de la capa de ozono • Utilizar productos de uso personal
y doméstico que sean libres de CFC.
• Evitar la adquisición de equipos
de refrigeración que usen gases CFC.
• Contratar servicio técnico que recupere el
refrigerante de los equipos de enfriamiento, en lugar de liberarlo al ambiente.
• Utilizar insecticidas naturales
y no en aerosol.
• Desarrollar nuevas tecnologías
de refrigeración que no utilicen CFC (a nivel industrial).
Recomendaciones para protegernos de los rayos UV • Evitar la exposición al Sol por tiempo
prolongado.
• Utilizar ropa o accesorios que nos protejan
de la radiación solar.
• Usar protector solar en caso de exponernos
al Sol.
• Hacer uso de lentes de sol.
+ a fondo
Fondoin es una institución que depende del Ministerio del Poder Popular para la Ciencia, Tecnología e Industrias Intermedias. Es la primera y única institución técnica en Venezuela especializada en el uso, consumo, producción y manejo de sustancias que agotan la capa de ozono. Fondoin tiene como objetivo principal eliminar, gradualmente, el uso en el país de las sustancias que agotan el ozono, a través de la reconversión tecnológica de las industrias, y la promoción de buenas prácticas de refrigeración. Para cumplir con sus metas, Fondoin trabaja en planes de reconversión de tecnologías con diversas industrias del país. Además, brinda capacitación técnica en buenas prácticas de refrigeración y difunde información entre estudiantes y docentes a nivel nacional, con relación a la destrucción de la capa de ozono y su conservación. Para conocer más sobre Fondoin y su labor, podemos visitar su página Web: http://www.fondoin.org/.
1. ¿El ozono es un gas dañino
o beneficioso?, ¿por qué? 2. ¿Qué tipo de productos y de equipos
industriales y del hogar contienen gases CFC? . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
3. ¿Es importante que evitemos daños
a la capa de ozono, aunque los agujeros estén sobre los polos de la Tierra?, ¿por qué?
1. Propongo algunos productos y procedimientos
para sustituir el uso de productos que contengan gases CFC. 2. Consulto la página Web de Fondoin y describo
los programas que lleva a cabo para contribuir con la conservación de la capa de ozono.
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en S i nt e s i s 1. Elaboro un mapa conceptual general para organizar los diversos componentes
de la Tierra.
2. Leo los siguientes textos y escribo los números que le den orden lógico
a la secuencia.
Éstas se encuentran entre las principales causas de mortalidad infantil en Latinoamérica.
Es como si de una botella de 2 litros, sólo pudiéramos utilizar una cucharadita.
Desde 1993, la ONU declaró el día 22 de marzo como el Día Mundial del Agua.
Este elemento constituye las tres cuartas partes del planeta. De todo ese volumen, sólo 1% es agua dulce y utilizable para el consumo humano.
Si bien el agua es necesaria, también puede ser una vía importante para la transmisión de enfermedades intestinales y de la piel.
Si se consume agua que no tenga un saneamiento adecuado, se corre el riesgo de contraer fiebre tifoidea, hepatitis A y enfermedades diarreicas, como la amibiasis. Estas afecciones causan alrededor de 150 000 muertes anuales en niñas y niños menores de 5 años, en los países en desarrollo.
Venezuela ocupa el decimotercer lugar en el mundo por sus reservas de agua, y el sexto en América.
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Simulación de la degradación del ozono Objetivo Realizar un juego grupal en el que se simule el mecanismo de degradación del ozono atmosférico.
Materiales • Tarjetas de papel bond
o cartulina de 15 x 20 cm • Marcadores de dos colores
distintos • Tirro o alfileres imperdibles • Cronómetro
La capa de ozono se degrada porque al reaccionar con el cloro de los gases CFC. Los átomos de cloro chocan con las moléculas de ozono, quedando una molécula de dos átomos de oxígeno y el otro átomo de oxígeno libre, el cual puede volverse a unir a otra molécula de dos átomos de oxígeno y formar nuevamente ozono.
Procedimiento 1. Formamos tríos que representarán las moléculas de ozono.
Por cada cinco tríos, un estudiante será un átomo de cloro. 2. Escribimos en las tarjetas, con los marcadores, los símbolos
químicos del elemento que nos corresponde: O (oxígeno) y Cl (cloro). Nos sujetamos la tarjeta a la parte delantera de la camisa, con el tirro o los alfileres. 3. Nos disponemos en un espacio abierto y al aire libre.
A la indicación del o la docente comenzamos la actividad: quienes representen al cloro deben seguir a los tríos de ozono, que deben correr, siempre tomados de las manos o los brazos. Cada cloro debe hacer un toque a un oxígeno de las moléculas de ozono. Ese oxígeno queda libre y debe soltarse, para seguir a alguna molécula de dos oxígenos, y volver a formar ozono. Quienes representan al cloro también deben evitar esta nueva unión. 4. Transcurridos unos cinco minutos, se dará la señal para
descansar o terminar el juego. Finalmente, contamos la cantidad de moléculas de ozono y de átomos de oxígeno que quedaron libres. . A . S , a n a l l i t n a S l a i r o t i d E
Resultados y conclusiones a) ¿Cuántas moléculas de ozono y átomos de oxígeno
quedaron libres al final del juego? Comparamos con la cantidad de ozono inicial. b) ¿Resultó fácil o difícil romper y volver a formar el ozono?, ¿por qué?
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