Investigación de Hidrología -...

Investigación deHidrología

Una Investigación de Aprendizaje de GLOBE™

Hidrología - 1997

™

GLOBE™ 1997 Bienvenida - 2 Hidrología

Mediciones Semanales:TransparenciaTemperatura del AguaOxígeno DisueltopHConductividad EléctricaSalinidadAlcalinidadNitratos

Un Vistazo a la Investigaciónde Hidrología

Secuencia Sugerida de ActividadesLea la carta de los científicos antes de empezar su trabajo de campo.El Paseo del Agua, presenta un escenario para despertar el interés por la calidad y la química

del agua.Modele su Propia Cuenca, le ofrece una imagen global de la cuenca de agua seleccionada por

los estudiantes y del Sitio de Estudio del Agua, relacionadocon aquella.

Práctica de los Protocolos, guía a los estudiantes en su aprendizajeacerca de cómo utilizar los instrumentos y cómo seguir losprotocolos para poder recolectar información confiable.

Empiece el muestreo de campo: todo el grupo de la clase va a suSitio de Estudio y empieza las mediciones semanales del agua.

Concéntrese en conceptos claves de la ciencia realizando las siguientes actividades deaprendizaje:

Los Detectives del Agua y El Juego del pH ponen en contacto a los estudiantes con lasvariables químicas del agua que son claves y con la necesidad de utilizar instrumentospara realizar ciertas mediciones.

¡Agua... Agua en Todas Partes! ¿Con Qué la Comparamos? Enseña a los estudiantes a analizarlas tendencias de sus datos y a compararlos con los de otras escuelas. Esta actividaddebe realizarse con frecuencia y regularmente, a medida que se vaya acumulando lainformación.

Cómo Modelar el Balance del Agua, permite a los estudiantes explorar la forma en quepueden utilizar su información para elaborar modelos.

Descubrimiento de Macro-Invertebrados, explora la conexión existente entre las medicionesdel agua y la vida acuática. Esta actividad debe ser constante y se ha de repetir a medidaque cambien las condiciones.

Comience por establecer relaciones entre los datos del agua con otra información deGLOBE.

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Protocolos


Tabla de Contenido

Bienvenidos a la Investigación de HidrologíaCarta de los Científicos a los Estudiantes .................Bienvenida - 5

Conozca al Dr. Bales y a la Dra. Conklin ..................Bienvenida - 6

IntroducciónLa Gran Imagen ............................................................... Introducción - 1

Preparación para el Campo ........................................ Introducción - 7

Visión General de las Actividades Educativas ...... Introducción - 7

Objetivos de Aprendizaje de los Estudiantes ....... Introducción - 8

Evaluación de los Estudiantes .................................... Introducción - 8

ProtocolosCómo Realizar su Investigación de Hidrología ......... Protocolos - 2

Recolección de la Muestra de Agua ..............................Protocolos - 5

Protocolo de la Transparencia del Agua .....................Protocolos - 7

Protocolo de la Temperatura del Agua ...................... Protocolos - 11

Protocolo del Oxígeno Disuelto.................................... Protocolos - 14

Protocolo del pH ................................................................ Protocolos - 18

Protocolo de la Conductividad Eléctrica ................... Protocolos - 23

Protocolo de Salinidad .................................................... Protocolos - 26

Protocolo Opcional de Titulación de Salinidad...... Protocolos - 32

Protocolo de la Alcalinidad ........................................... Protocolos - 34

Protocolo de los Nitratos ............................................... Protocolos - 36

Actividades de AprendizajeEl Paseo del Agua ................................... Actividades de Aprendizaje - 2

Modele su Propia Cuenca .................... Actividades de Aprendizaje - 5

Detectives del Agua ............................... Actividades de Aprendizaje - 8

El Juego del pH .......................................Actividades de Aprendizaje - 12

Práctica de los Protocolos ..................Actividades de Aprendizaje - 15

¡Agua, Agua en Todas Partes! .......... Actividades de Aprendizaje - 25

El Descubrimiento de los

Macro-Invertebrados ........................... Actividades de Aprendizaje - 41

Modele su Balance de Agua .............. Actividades de Aprendizaje - 51


ApéndicesHoja de Trabajo de Datos ...................................................Apéndice - 2

Hoja de Trabajo de Datos de Calibración .....................Apéndice - 4

Conceptos Básicos sobre Curvas de Nivel ....................Apéndice - 5

Gráficos para Duplicación ..................................................Apéndice - 6

Glosario ................................................................................... Apéndice - 18

Hojas de Ingreso de Datos en la Web de GLOBE ... Apéndice - 22


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Actividades de AprendizajeA

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Bien

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aCarta de los Científicos a losEstudiantesQueridos Estudiantes de GLOBE:

Somos los principales científicos de la investigación de GLOBEsobre Hidrología y Química del Agua. Les damos labienvenida al programa. Ustedes están participando en unprograma científico que aborda un tema crucial de la brechade conocimiento acerca de la Tierra.

La hidrología es el estudio del agua, uno de los recursos másimportantes del planeta. El agua es esencial para todas lasformas de vida. Tanto tú como tus compañeros de otrasescuelas en todo el mundo recopilarán lo que será la seriemás amplia de mediciones de la calidad del agua que se hayahecho hasta la fecha. Este programa GLOBE dará comoresultado la toma de muestras de más cuerpos acuáticos quenunca antes se haya hecho a la vez. Esperamos que estaexperiencia planetaria te resulte emocionante, desafiante e importante.

Al medir la calidad del agua en tu sitio de estudio, aprenderás mucho acerca de una parte importante detu ambiente local y de los cambios que éste sufre a lo largo del año.

Estamos muy interesados en la información que nos puedas proporcionar y estamos emocionados porpoder utilizarla para responder a las preguntas que tenemos acerca de la hidrología local y la del planeta.Por favor, haznos llegar tus datos. En el transcurso del año nos comunicaremos contigo para dartesugerencias acerca de cómo interpretar tu información. Esperamos que juntos podamos encontrar lasrespuestas a las importantes preguntas sobre la calidad del agua.

Atentamente,Doctores Roger C. Bales y Martha H. ConklinCatedrático y Profesora Asociada.Universidad de ArizonaTucson, Arizona, USA.

Duplicar y distribuir a los

estudiantes.En

trevista con los Cien

tíficos


Roger C. Bales y Martha H. Conklin son catedráticosy realizan investigaciones sobre hidrología y recursosacuáticos en la Universidad de Arizona, Tucson,Arizona, Estados Unidos.

GLOBE: ¿Ustedes son los principales co-investigadores para las medicionesde Hidrología de GLOBE y sonesposos?

Dra. Conklin: Así es. Tenemos una hija dedos años y hace poco un bebé,quien nació en enero.

GLOBE: Son un equipo científico de maridoy mujer. ¿Cómo se conocieron?

Dra. Conklin: Nos conocimos en los últimosaños de universidad. Ambosestábamos interesados en laquímica del agua.

GLOBE: El agua es H2O. ¿Cuál es su

interés en la química?

Dr. Bales: Lo que nos interesa y nospreocupa son las impurezas delagua.

Dra. Conklin: No es posible encontrar aguapura en la naturaleza porque setrata de un disolvente universal.Todo tipo de materiales sedisuelven o son depositados enella. Uno de los propósitos deGLOBE consiste en comprenderlo que sucede con el agua y loque ocurre cuando sustancias,tales como químicos, se añadena ella.

Conozca al Dr. Roger C. Bales ya la Doctora Martha H. Conklin

Duplicar y distribuir a los

estudiantes.

Dr. Bales: Según el director de la Agenciade los Estados Unidos para laProtección del Ambiente, cercadel 40% de las aguas de estepaís (Estados Unidos) no sonaptas para pescar ni para nadar.A menudo son los pequeñoscuerpos acuáticos, incluyendomuchos de las zonas agrícolas,los que no cumplen con lascondiciones. Se podría pensarque alguien monitorea sucalidad, pero en muchos casos,esto no es así. Con GLOBE,podremos obtener informaciónsobre más arroyos, ríos y lagos.

Dra. Conklin: Existen muchos cuerpos deagua en todo el mundo y cadauno es único. Los estudiantesque realicen las medicionesconstituyen un equipomaravilloso para recopilarinformación.

GLOBE: ¿Por qué necesitan que losestudiantes recojan estos datos?¿Por qué no lo hacen loscientíficos o los estudiantesuniversitarios?

Dr. Bales: Somos pocos y aunquevisitáramos el doble de loslugares, no alcanzaríamos atener una cobertura amplia.

GLOBE: ¿Están interesados en lassustancias que se depositan en elagua por procedimientosnaturales? ¿Por procedimientoshumanos, o ambos?


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Dr. Bales: En ambos. Las impurezas -y noquiero decir con este términoque todo es necesariamentemalo, sino todo lo que no esH

2O- pueden llegar al agua

porque hay rocas, polvo y gasesque se disuelven. Algunas deestas impurezas provienen de laatmósfera en forma de lluvia onieve, las cuales ingresan a losarroyos y lagos. Otras, vienencuando los seres humanosvierten desechos a los arroyos olagos.

GLOBE: Ustedes han mencionado laexposición del agua a las rocas.¿Es que éstas se disuelven en elagua?

Dra. Conklin: Si, pero muy lentamente. Esposible percibir el efecto a largoplazo en antiguas cordillerascomo la de los Apalaches, lacual ha resistido y no esdemasiado elevada.

GLOBE: ¿Por qué los cuerpos de aguacercanos a zonas agrícolas secontaminan?

Dr. Bales: Los cultivos implican el uso defertilizantes y pesticidas. Se

busca que estos productospermanezcan en el campo paracontrolar las plagas en laproducción.Desafortunadamente, la lluvia yel agua para irrigación llevanalgo de estos productos hacialos arroyos y lagos, o hacia lasfuentes de aguas subterráneas.

GLOBE: ¿Ha habido antes estudiantes quehayan recopilado informaciónpara los hidrólogos?

Entrevista con

los Científicos

Fotografía (Roger Bales a los 16 años explorando cuevas)

Dra. Conklin: Algunos estudiantes hanrecogido información ensistemas fluviales y lagos, perono a la escala de GLOBE.

GLOBE: Cuéntennos acerca de ustedes.¿Dónde nacieron? ¿Dóndecrecieron?

Dr. Bales: Yo nací en Lafayette, Indiana yterminé la secundaria enBloomington, Indiana. Obtuveel título en la Universidad dePurdue en ingeniería civil ymedioambiente. Luego estudiéun pos-grado en las mismasdisciplinas en la Universidad deCalifornia, en Berkeley.

Dra. Conklin: Yo nací en Nueva Jersey, pero

Martha Conklin, a los 15 años, en la costa de Brighton


pronto mi familia se mudó aIllinois. Luego nos fuimos aEuropa, lo que fue unverdadero contraste. Vivimosen Holanda por cinco años yahí es donde empecé ainteresarme en la ciencia.Luego fui a un colegiointernado en Inglaterra por dosaños, regresé y terminé lasecundaria fuera de Boston.

GLOBE: ¿Alguien intentó disuadirla algunavez de estudiar ciencias por elhecho de ser mujer?

Dra. Conklin: No. Asistí a muchas escuelasfemeninas, así que nunca hubocuestionamientos acerca de silas niñas podían dedicarse a lasciencia o las matemáticas.

GLOBE: ¿Cuándo empezó a interesarse porla hidrología?

Dra. Conklin: En la universidad. Meempezaron a interesar lasreacciones que ocurrían en laspequeñas gotas de la atmósfera,así que estudié química delagua.

GLOBE: ¿Qué es lo que sucedía?

Dra. Conklin: Acabábamos de descubrir queocurrían neblinas ácidas, queson mucho peores que la lluviaácida. Una pequeña gota delluvia cae rápidamente a travésde la atmósfera y recogecontaminantes en el aire, perolas pequeñas gotas de nieblapueden permanecer horas en elaire. Absorben máscontaminantes y hay másprobabilidades de que los sereshumanos y los animales lasrespiren.

GLOBE: ¿Cómo les gusta divertirse yrecrearse?

Dr. Bales: Jugamos con nuestros hijos.También tenemos dos perroslabradores y una cabaña en lasmontañas de Tucson. Soy unávido caminante, escalador demontañas y esquiador ypracticamos estas actividades loque más podemos. Tambiénnos gusta montar en bicicleta.

GLOBE: ¿Alguna vez ha expresado un“¡Eureka!”, como Arquímedes, alrealizar algún descubrimientosobre su trabajo?

Dra. Conklin: Soy una experimentadora, nouna teórica. Realizoexperimentos de laboratoriopara intentar comprender losprocesos que tienen lugar. Meemociono cuando lainformación del laboratorio noconcuerda con lo que yo creoque puede suceder, lo cualimplica que mi hipótesis esincorrecta y que tengo quepensar en otra. Eso es loemocionante de la ciencia.

GLOBE: ¿Así que la ciencia puede seraburrida si las hipótesis siempreresultaran ser ciertas?

Dra. Conklin: ¡Sería terriblemente aburrida!

GLOBE: Cuando usted entiende elmecanismo de algo, ¿significa quese puede predecir lo que sucederá?

Dr. Bales: Exactamente. Una vez quellegamos a comprender por quésuceden las cosas, podemosdecir: “Bueno, si ocurrencambios en el futuro, así escómo el arroyo va a responder”.Precisamente, yo me encargo de


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predecir cómo responden losarroyos o lagos ante aspectostales como la variabilidad delclima, los cambios climáticosglobales y la deposición ácida.

GLOBE: ¿Qué es la deposición ácida?

Dr. Bales: Sucede cuando la lluvia o lanieve tienen un pH bajo,debido a que los ácidos fuertesde la atmósfera se han disueltoen ellas, muchos de los cualeshan sido producidos poractividades humanas. La lluviaácida provoca estragos en unaserie de nichos ecológicos.

GLOBE: Cuando pienso en algo ácidopienso en algo que quema la piel.Sin embargo, aparentemente lalluvia ácida no producesensaciones muy distintas comolas de cualquier otro tipo delluvia. ¿Qué es lo que hace que lalluvia sea ácida?

Dr. Bales: Se trata de un ácido fuerte quese mezcla con el agua. Su pHes menor que el de la lluvianatural. No es tan ácido comoel jugo de limón o el de lasbaterías o algo así, pero sípuede serlo tanto como elvinagre. En casos extremos, elagua de niebla puede llegar aser tan ácida como el jugo delimón. La principal fuente deacidez es la quema decombustibles fósiles como lagasolina, el carbón y el gasnatural.

GLOBE: ¿Y las emisiones que sedesprenden de la quema de estoscombustibles fósiles se introducenen la atmósfera e interactúan conel agua?

Dr. Bales: La lluvia o la nieve lava estos

ácidos de la atmósfera, loscuáles retornan a la Tierra. Loque sube, tiene que bajar.

GLOBE: ¿Cuáles son las recompensas de laciencia? ¿Qué es lo que obtienende ella?

Dr. Bales: Tienes la sensación de estarcontribuyendo a comprenderlos problemas potenciales de lasociedad y, con un poco desuerte, también a encontrarsoluciones. Examinamos elpasado, como en el caso deGroenlandia, en busca de pistassobre lo que pueda aconteceren el futuro. Cómo nuestroambiente puede cambiar siseguimos quemandocombustibles fósiles yocasionamos variaciones en elagua y en la atmósfera.

Dra. Conklin: Una de los aspectos másemocionantes de la ciencia esque siempre estoy adquiriendonuevos conocimientos yconociendo nuevas personas. Sino sé algo de algún tema, buscoalguien que sí lo sabe, y asíhago nuevos amigos.

Dr. Bales: La gente requiere tomardecisiones inteligentes acerca dela Tierra, aunque sólo lo haganen calidad de votantes. Cuandoenseño a los estudiantes acercadel calentamiento del clima, lacontaminación del aire y lacontaminación del agua, demodo que comprendan mejor ala Tierra, encuentro eso muyreconfortante.

GLOBE: ¿No son sus conocimientos yasuficientes? ¿Qué es lo que lesimpulsa a saber más?

Entrevista con

los Científicos


Dra. Conklin: El sistema del medio ambientetiene tantos componentes quees imposible que una personapueda llegar a saber losuficiente de ellos como paraentenderlo totalmente;␣ peromientras más sabes, mejoresserán las suposiciones acerca delo que está ocurriendo conellos.

GLOBE: ¿Alguna vez tuvieron héroes?

laboratorios?

Dra. Conklin: Un día promedio en mi casoconsiste en trabajar en mioficina, enseñar, interactuar conlos estudiantes, preparar lasclases, escribir y analizar losdatos de mis alumnos. Trabajomucho en la computadora.Entro al laboratorio para vercómo les va a quienes trabajanallí.

GLOBE: Parece que cada vez más y máslabor científica se realiza en lascomputadoras. ¿Es eso cierto?

Dra. Conklin: Así es, la recopilación deinformación no es suficiente.Hay que comprenderla. Por esarazón, gran parte del análisis delos datos se realiza con lascomputadoras.

Dr. Bales: La mayoría de los días dedicounas pocas horas a preparar eimpartir mis clases. Luegodedico una o dos horas a lacomputadora, a mantenercorrespondencia con otroscientíficos, a leer y comentar eltrabajo de mis alumnos o apreparar tareas para miscolaboradores. Luego dedicouna o dos horas con misestudiantes de los últimos años.El resto se va en reuniones yasuntos de la universidad.

GLOBE: ¿Podría contarnos algunaanécdota divertida sobre sutrabajo?

Dr. Bales: Realizo mucho trabajo sobre losnevados porque la mayoría delagua que allí cae procede de lanieve más que de la lluvia, almenos en el occidente de losEstados Unidos. Parece irónico

Dra. Conklin: Una de las razones por las queme interesé en cienciasambientales es porque siempresentí la necesidad de hacer delmundo un lugar mejor. Así quesi alguna vez tuve héroes, estosfueron los científicos queintentaban hacerlo. Dos deellos son Linus y Pauling, querecibieron el Premio Nobel enquímica y paz, y AlbertEinstein.

GLOBE: ¿Tienen colegas internacionales?

Dr. Bales: Por supuesto. No lo podemoshacer todo nosotros solos, niellos tampoco; así quecooperamos y compartimosrecursos e información.

GLOBE: Como científicos, ¿cómo es un díaen su vida? ¿Les gustan los

El Dr. Bales examinando los núcleosde las hojas de hielo en Groenlandia


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haber asistido todos estos añosa la universidad para obtenerun doctorado únicamente parasalir y pasarme días cavandohoyos en la nieve con una pala.Cuando mi madre me envió ala universidad, no me dijo quealgún día me dedicaría a cavarhoyos.

GLOBE: ¿Así que los científicos miden laintroducción de impurezas en laatmósfera examinando muestrasdel núcleo del hielo que ha estadoahí desde hace 100, 10.000 óhasta 100.000 años?

Dr. Bales: Así es y, de hecho, el últimoverano pasé cuatro semanassobre la capa de hielo deGroenlandia taladrandonúcleos de hielo. Dormí enuna tienda de campaña sobre elhielo por unos 12 días.

GLOBE: ¿Así que usted estuvo rodeado dehielo? ¿Algo más?

Dr. Bales: Todo era blanco y azul. Lanieve y el cielo. Por supuesto,el sol no se ocultaba porqueestaba muy al norte durante elverano o la primavera.Estábamos taladrando núcleosde hielo y queríamos terminarlo más pronto, antes de que seavecinara una tormenta. Esposible ver el advenimiento dela Revolución Industrial en lanieve. Un período de casitrescientos años se vuelve muyclaro en los núcleos de hieloque examinamos el pasadoverano. También vimos señalesde incendios forestales en elhielo.

GLOBE: ¿Cómo esperan que losestudiantes se beneficien de su

participación en GLOBE?

Dra. Conklin: Espero que los estudiantespuedan llegar a determinar lasalud de un sistema ambiental.La sociedad asume quepodemos continuar vertiendodesechos porque de cualquiermodo el medioambiente seencargará de ellos. Espero quecon la revisión de sus sistemasde agua y demás, losestudiantes logren tenercertidumbre de si están sanos ocontaminados. También esperoque aprendan a realizarmediciones correctas.

GLOBE: ¿Por qué un estudiante deberíaconsiderar ingresar a sudisciplina en la actualidad?

Dra. Conklin: El agua es uno de nuestrosrecursos más importantes. Lahidrología es un campo queadquirirá mayor importancia amedida que el agua limpia seacada vez más escasa.

Dr. Bales: Los estudiantes desean haceralgo que, además de serinteresante y darles laposibilidad de trabajar fueradel aula, contribuya a mejorarel ambiente y la sociedad.Nuestra profesión,definitivamente, logra estopuesto que el agua esfundamental para toda formade vida sobre la Tierra.

GLOBE: ¿Podrían dar algún consejo aaquellos estudiantes que tieneninterés por las ciencias de laTierra o hidrología, en particular?

Dra. Conklin: Odio decirlo, pero debenaprender lo básico:

Entrevista con

los Científicos


matemáticas, física, química,biología. También debenaprender a formular preguntas,puesto que los que lo hacencorrectamente realizarándescubrimientos importantes.Y también deben aprender aescribir.

GLOBE: ¿Por qué es necesario aprender aescribir?

Dra. Conklin: Puedes llegar a ser brillante,pero si eres incapaz decomunicar tus resultados aotras personas, nadie sabrá deellos.

Dr. Bales: Y que aprendan lo más quepuedan acerca de la naturalezaa través de la experienciadirecta.

GLOBE™ 1997 Introducción - 1 Hidrología

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La Gran

Imagen

Hidrología

Introducción

absorbida por las plantas o circula hacia losdepósitos de agua subterránea. Otra porción esarrastrada por los arroyos y ríos hasta llegarfinalmente al mar. Y otra porción se evapora.

El agua de un lago, la nieve de una montaña, elaire húmedo o las gotas de rocío de la mañanaforman parte del mismo sistema. La pérdida totaldel agua de la superficie del planeta al añoequivale al total de la precipitación anual de laTierra. Si se cambia cualquier parte del sistema,como la cantidad de vegetación de una región olos usos del suelo, esto afectará al resto delsistema.

A pesar de su abundancia, no podemos utilizargran parte del agua. Si representamos el agua dela Tierra con la cantidad de 100 litros, 97 de ellosson agua del océano y gran parte de lo que restaes hielo. Únicamente alrededor de 3 ml del totalde 100 litros es agua que podríamos consumir;esa agua se extrae del subsuelo o se toma de losríos y lagos.

El agua participa en muchas reacciones químicasimportantes, y la mayoría de sustancias sonsolubles en ella.

La Gran ImagenNosotros no solo bebemos agua; somos agua. Elagua constituye entre el 50 y el 90% del peso detodo organismo animado. Es una de las sustanciasmás abundantes e importantes de la Tierra. Elagua sostiene a las plantas y a la vida animal,desempeña un papel importante en la formacióndel clima, ayuda a dar forma a la superficie delplaneta, mediante la erosión y otros procesos, ycubre aproximadamente el 70% de la superficiede la Tierra.

El agua circula continuamente entre la superficiede la Tierra y su atmósfera en un proceso que sedenomina ciclo hidrológico. Este, tambiéndenominado ciclo del agua, es uno de los procesosbásicos de la naturaleza. El agua del mar, de losríos, de los lagos, del suelo y de la vegetación, alresponder al calor del sol y a otras influencias, seevapora en el aire y se convierte en vapor de agua.Este vapor asciende a la atmósfera, se enfría y seconvierte en agua líquida o hielo, formando lasnubes. Cuando estas gotas de agua o cristales dehielo alcanzan el tamaño suficiente, regresan a lasuperficie de la tierra en forma de lluvia o de nieve.Ya en la superficie, pasa por la siguiente situación:una parte se filtra en el suelo donde puede ser

Figura HI-I-1:El Ciclo Hidrológico. Los números en paréntesis corresponden a las reservas de agua disponibles en 103 km3

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TierraPercolación

Agua Subterránea(9,5)

Nieve y Hielo(29)

LluviaArrastre de Superficie

Precipitación Evaporación

Evaporación

Transpiración

RíoSuelos

Océano(1370)

Agua de la Superficie(0, 13)

Sol

Nube

Agua Atmosférica(0,013)

Precipitación

Lago

Tomado de Mackenzie y Mackenzie, 1995, and Graedel and Crutzen, 1993


Debido a lo eficiente que resulta como disolvente,el agua en estado totalmente puro casi no existeen la naturaleza. El agua acarrea muchasimpurezas naturales o introducidas por el serhumano a medida que viaja a través del ciclohidrológico. Estas impurezas le dan a cada porciónde agua su composición química característica ocalidad. El agua y la nieve recogen pequeñaspartículas de polvo o aerosoles del aire y la luz delsol hace que las emisiones de la quema de gasolinay otros combustibles fósiles reaccionen con el aguapara formar ácido sulfúrico y nítrico. Estoscontaminantes regresan a la Tierra en forma delluvia o nieve ácidas. Los ácidos del agua disuelvenlas rocas poco a poco y hacen que los sólidosdisueltos vayan a parar al agua. Estos pequeños,pero visibles, trozos de roca y suelo tambiéningresan al agua y se quedan como sólidos ensuspensión que tornan turbias a muchas aguas.Cuando el agua se filtra en el suelo, entra encontacto muy directo con las rocas y más mineralesque se disuelven en el agua. Estas impurezasdisueltas o suspendidas determinan la calidad delagua.

TransparenciaLa luz, que es esencial para el crecimiento de lasplantas, viaja más lejos en las aguas claras que encualquier agua turbia que contiene sólidos ensuspensión o agua con color. Normalmente seutilizan dos métodos para medir la transparenciao el grado de penetración de la luz en el agua: eldisco Secchi y el tubo de turbiedad. Latransparencia del disco Secchi fue medida porprimera vez en 1865 por el padre Pietro AngeloSecchi, un científico consejero del Papa. Estamedición simple y de uso muy extendido, midela profundidad a la que el disco de 20 cm, y decolor blanco y negro, desaparece al descender enel agua y reaparece al ser elevado. Una medidaalternativa de la transparencia se obtiene al verteragua en un tubo con un patrón similar al del discoSecchi en el fondo y se anota la profundidad delagua en el tubo cuando el patrón desaparece de lavista. El disco Secchi se utiliza en aguas mansas yprofundas. El tubo de turbiedad se puede usar enaguas mansas o en movimiento y también en aguaspoco profundas o en la superficie de aguasprofundas.

La luz del sol proporciona la energía para lafotosíntesis, el proceso por el cual las plantascrecen tomando carbón, nitrógeno, fósforo y otrosnutrientes, y emanan oxígeno. Por eso lapenetración de la luz del sol en un cuerpo de aguadetermina la profundidad a la que las algas y otrasplantas pueden crecer, así como la cantidad relativade crecimiento. La transparencia decrece a medidaque el color, los sedimentos en suspensión o laabundancia de las algas aumentan. El agua tomael color por la presencia y la acción de algunasbacterias, fitoplancton y otros organismos, o porlos químicos vertidos por el suelo o por la materiavegetal en descomposición. Por tanto, la cantidadde nutrientes vegetales que llegan a un cuerpoacuático desde fuentes como plantas detratamiento de desechos, tanques sépticos, arrastrede fertilizantes y restos de plantas traídas por elviento y el agua, afectan a la transparencia. Lossedimentos en suspensión a menudo provienende fuentes como la agricultura, la construcción,el arrastre de agua lluvia y la resuspensión de lossedimentos del fondo.

La mayoría de aguas naturales tienen unatransparencia que oscila entre uno y varios metros.Un valor bajo, por debajo de un metro, podríaesperarse en un cuerpo de agua altamenteproductivo. Pero un valor bajo también puededeberse a una alta concentración de sólidos ensuspensión. Los lagos extremadamente claros ysin producción o las aguas costeras, pueden teneruna transparencia de hasta 30 ó 40 metros, comolas zonas alrededor de los arrecifes de coral.

La Temperatura del AguaLa temperatura del agua es influida en gran medidapor la cantidad de energía solar que es absorbidatanto por el agua como por el suelo y el aire quela rodea. Mayor calor solar da como resultadoaguas con temperaturas más elevadas. El aguaque se ha utilizado para la manufactura y se hadescargado en un cuerpo de agua también puedehacer que aumente la temperatura. El agua quese evapora de la superficie puede reducir latemperatura de la misma, pero sólo en la capa muysuperficial del cuerpo de agua. Es preciso medirla temperatura del agua para poder comprenderlos patrones de cambios ocurridos a lo largo delaño, ya que la temperatura de un cuerpo de agua


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influye tremendamente en la cantidad ydiversidad de la vida acuática. Los lagos sonrelativamente fríos y tienen poca vida vegetalacuática en invierno, florecen en primavera yverano cuando las temperaturas se elevan y lasaguas ricas en nutrientes se mezclan con lassuperiores. También es posible encontrarperíodos de esta mezcla en el otoño. Debido aesta mezcla y a las temperaturas más elevadas enel agua, la transformación primaveral vieneseguida por un período de rápido crecimientode plantas y animales acuáticos microscópicos.Muchos peces y otros animales acuáticos tambiénnacen durante esta época del año en que lastemperaturas aumentan y el alimento esabundante.

Los lagos poco profundos son una excepción aeste ciclo, puesto que se mezclan durante todo elaño. Una preocupación es que el agua calientepuede ser fatal para especies sensibles como latrucha o el salmón, que requieren de condicionesfrías y ricas en oxígeno.

Oxígeno DisueltoEl agua es una molécula hecha de dos átomos dehidrógeno y uno de oxígeno, por lo que sufórmula es H

2O. Sin embargo, mezcladas con

estas moléculas de agua de cualquier cuerpo deagua se encuentran otras de gas de oxígeno (O

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que se han disuelto en el agua. El oxígeno disueltoes una impureza natural del agua. Los animalesacuáticos, como los peces y el zooplancton delos que se alimentan, no respiran el oxígeno delas moléculas del agua, sino de las moléculas deoxígeno que se han disuelto en toda el agua. Sinlos niveles suficientes de oxígeno disuelto, la vidaacuática se acabaría. Los niveles de oxígenodisuelto menores a 3 mg/l ejercen presión sobrela mayoría de los organismos acuáticos.

En la atmósfera, casi una de cada cinco moléculases de oxígeno. En el agua, una de cada diezmoléculas en cada millón de moléculas es deoxígeno. La mezcla vigorosa de agua y aire, comoocurre en las corrientes turbulentas, aumentanla cantidad de oxígeno disuelto en el agua, al igualque la fotosíntesis de las plantas acuáticas. Eloxígeno es consumido por los peces, elzooplancton y la bacteria que descompone la

materia orgánica. Esta materia orgánica, como porejemplo plantas y animales muertos, ingresa enlas corrientes naturalmente a través del agua quese desprende de los bosques y la hierba o de lastierras cultivadas. Otras fuentes de materiaorgánica son los derrames de las plantas detratamiento de aguas residuales o servidas.Cualquiera que sea la fuente, tendemos aencontrar bajos niveles de oxígeno disuelto queestán muy por debajo de la mitad del valorsaturado, en corrientes de poco movimiento queestán cercanas a fuentes de materia orgánica.Además, el agua caliente contiene menos oxígenoque la fría, así que los períodos críticos para lospeces y el zooplancton es en verano. Por ejemplo,con una temperatura de 25º, la solubilidad deloxígeno disuelto es de 8,3 mg/l, mientras que conuna temperatura de 4 ºC, la solubilidad es de 13,1mg/l.

pHEl pH es una medida del contenido ácido del aguaque influye sobre gran parte de los procesosquímicos. El agua sin impurezas (y que no estáen contacto con el aire) tiene un pH de 7. El aguacon impurezas tendrá un pH de 7 cuando sucontenido ácido y alcalino sean exactamenteiguales y se equilibren mutuamente. Si los valoresde pH son inferiores a 7, quiere decir que tenemosexceso de ácido y si los valores están por encimade 7, tenemos exceso de cal en el agua.

La escala del pH es distinta a la escala deconcentración que se utiliza para otras impurezas.Es logarítmica, lo que quiere decir que el cambioen una unidad de pH representa un factor decambio de 10 en el contenido ácido del agua. Portanto, el agua con un pH de 3 tiene diez vecesmás contenido ácido que un agua con un pH de4, la que a su vez tiene diez veces el contenidoácido del agua con un pH de 5.

La lluvia natural y sin contaminación tiene un pHque oscila entre 4 y 5, de modo que hasta el aguade lluvia del lugar menos contaminado del planetatiene una acidez natural, la cual es el resultadodel dióxido de carbono del aire que se disuelveen las gotas de lluvia. El agua destilada que estáen equilibrio con el aire tiene el mismo pH. Lalluvia más ácida tiene un pH de 4, aunque muchas


neblinas urbanas con un pH menor a 2 tiene unrango de 6,5 a 8,5. Es posible encontrar aguasque están naturalmente más ácidas en zonasdonde ciertos tipos de minerales existen en elsuelo (por ejemplo, sulfatos). La minería tambiénhace que se desprendan materiales que dan comoresultado acidez en el agua de los arroyos. Lasaguas alcalinas por naturaleza, puedenencontrarse sobre todo en zonas donde el suelocontiene minerales como calcita o piedra caliza.

El pH de un cuerpo de agua ejerce fuerteinfluencia sobre la vida que pueda existir en él.Las salamandras, los sapos y otros animalesanfibios son muy sensibles a pH muy bajos. Lamayoría de insectos, anfibios y peces no viven enaguas con un pH inferior a 4.

Conductividad EléctricaEl agua pura es un conductor pobre de laelectricidad. Son las impurezas del agua, comolas sales disueltas, las que permiten que el aguaconduzca electricidad. Dado que existe falta detiempo y dinero para analizar cada sustancia quehay en el agua, se ha encontrado que un granindicador del nivel total de impurezas en el aguadulce es su conductividad eléctrica; es decir, laeficacia con la que el agua trasmite la corrienteeléctrica. Cuantas más impurezas hay en ella,mayor es la conductividad eléctrica.

En la mayoría de usos agrícolas y municipales, serequiere de agua que tenga un contenido total desólidos disueltos por debajo de los 1000 ó 1200partes de impurezas por millón de partes de aguapor peso (ppm), o una conductividad eléctrica(la capacidad de transmitir corriente eléctrica) queesté por debajo de los 1500-1800 microSiemens/cm (observe que 1 ppm = 1 mg/l). Por encima deestos niveles se puede esperar que ocurrancambios en los cultivos más sensibles. Para usosdomésticos, se prefiere el agua con un contenidototal de sólidos disueltos inferior a los 500 ppm,o por debajo de una conductividad de cerca de750 microSiemens /cm. Los residuos que sequedan en los platos “limpios” que acaban de salirde un lavavajillas, son producto de los sólidosdisueltos en el agua. Las manufacturas y, sobretodo, la electrónica, requieren de aguas libres deimpurezas. La nieve alpina pura de zonas remotas

tiene una conductividad de cerca de 50microSiemens /cm.

SalinidadEl mar es salado y tiene un contenido mucho máselevado de sólidos disueltos que las aguas dulces.La salinidad es una medida del contenido de sal yse expresa en partes de impureza por mil partesde agua. La salinidad promedio de los océanos dela Tierra es de 35 partes por mil (35 ppt). El sodioy el cloro, que son los componentes de la sal demesa (NaCl), contribuyen a gran parte de lasalinidad. Dado que la proporción de cloro en elagua del mar varía un poco de un lugar a otro,podemos medir el contenido de cloro, al que nosreferiremos como clorinidad, para calcular lasalinidad total. En las bahías y estuarios se puedeencontrar una gran variedad de valores desalinidad, dado que estas son las regiones dondelas aguas dulces y las saladas se mezclan. Lasalinidad de estas aguas salobres está entre la delagua dulce, con un promedio de 0,5 ppt, y la delagua salada.

Cada continente de la Tierra también tiene lagosinteriores que son salinos. Algunos de los ejemplosmás significativos son el Mar Caspio, de AsiaCentral, y el Gran Lago Salado, de América delNorte, así como varios lagos salados del Valle GreatRift en África Oriental. Algunos de estos, incluso,son más salinos que el agua del mar. Las aguasadquieren salinidad porque los ríos acarrean salesque surgen como consecuencia del clima y ladisolución de rocas continentales. Cuando el aguase evapora, las sales permanecen y esto da lugar auna acumulación de material disuelto. En ciertomomento el agua se satura con los sólidos, loscuales se precipitan como sólidos y se estabilizanfuera del agua. Mientras la salinidad de losocéanos varía poco a poco, y a lo largo de milenios,la salinidad de las aguas interiores puede variarcon más rapidez cuando los patrones deprecipitación o nieve derretida cambian.

El contenido de sal de un cuerpo de agua es unode los factores principales a la hora de determinarel tipo de organismos que pueden ser encontradosen él. Por lo tanto, las aguas dulces y saladas estánhabitadas por organismos bastante diferentes. Lasplantas y animales que viven y usan el agua dulce


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La Gran

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(menos de 1 ppt) generalmente tienen uncontenido de sal dentro de sus células que esmayor al del agua en la que habitan o usan.Tienden a eliminar sales como productos dedesecho. Las plantas y animales de agua saladatienen un contenido de sal que equivale o esmenor que la salinidad del agua de los alrededoresy, por tanto, cuentan con distintos mecanismospara mantener su balance de agua. En las aguassalobres (valores de salinidad de 1-10 ppt) esposible encontrar plantas y animales que tolerancambios de salinidad.

AlcalinidadLa alcalinidad es la medida de la resistencia delagua a las reducciones de pH cuando se le añadenácidos. Los ácidos añadidos generalmenteprovienen de la lluvia o de la nieve, aunque lasfuentes del suelo son más importantes en algunaszonas. La alcalinidad se genera a medida que elagua disuelve las rocas que contienen carbonatode calcio, como calcita o piedra caliza. Cuandoun lago o riachuelo tiene muy poca alcalinidad,por lo general por debajo de 100 mg/l, un granflujo entrante de ácidos procedentes de unaguacero o de la nieve que se derrite rápidamentepuede (al menos temporalmente) consumir todala alcalinidad y hacer que descienda el pH delagua a niveles peligrosos para los anfibios, lospeces o el zooplancton. Normalmente, los lagosy riachuelos en zonas con poco suelo, como áreasmontañosas, tienen un bajo nivel de alcalinidad.Estos cuerpos de agua pueden ser particularmentesensibles en la primavera, durante los períodosen los que la nieve se derrite más rápidamente.Debido a que los contaminantes tienden a arrastrartrozos de nieve cuando ésta empieza a derretirse,a menudo se encuentra un mayor flujo entrantede ácidos contaminantes en primavera, estaciónque también resulta crítica para el crecimiento dela vida acuática.

Nitrato

Las plantas, tanto en el agua salada como en ladulce, requieren de tres nutrientes mayores parasu crecimiento: carbono, nitrógeno y fósforo. Dehecho, la mayoría tienden a utilizar los tresnutrientes en la misma proporción y no puedencrecer si la cantidad de alguno de ellos no es

suficiente. El carbono es relativamente abundanteen el aire como dióxido de carbono, el cual sedisuelve en el agua, de modo que una falta denitrógeno o de fósforo generalmente limita elcrecimiento de las plantas acuáticas. En algunoscasos, nutrientes de arrastre, como el hierro,también pueden ser un limitante, al igual que laluz del sol. El nitrógeno existe en los cuerpos deagua de múltiples formas: nitrógeno moleculardisuelto (N2), compuestos orgánicos, amoníaco(NH4+), nitritos (NO2-) y nitratos (NO3-). Detodos estos, los nitratos son, por lo general, losmás importantes. El nitrito normalmente seencuentra en aguas subóxicas (con bajos nivelesde oxígeno disuelto). El nitrógeno en forma denitrato, que se encuentra en aguas naturales,procede naturalmente de la atmósfera, a travésde la lluvia, la nieve, la niebla o la deposición seca,o de la caída de materia orgánica en el suelo y delos sedimentos. También puede proceder de laescorrentía en zonas agrícolas, puesto que loscampesinos añaden fertilizantes con nitrógeno asus cultivos, y parte de ellos caen al suelo cuandollueve.

Cuando una cantidad excesiva de un nutrientelimitante, como el nitrógeno, se añade a un lagoo riachuelo, el agua se enriquece y promueve unmayor crecimiento de algas y otras plantas. A esteproceso de enriquecimiento lo denominamoseutroficación del agua. El exceso de plantas quecrecen como resultado de este proceso puedecausar problemas de olor y sabor en los lagos,cuya agua se utiliza como agua potable; tambiénpueden causar problemas de incomodidad paralos usuarios del cuerpo de agua o pueden afectarseriamente a los peces y a otros animales acuáticos.Las inquietudes acerca del exceso de nitrógeno ofósforo en los lagos y aguas costeras se asociancasi siempre a las descargas de aguas servidas. Lasconcentraciones de nitratos deben expresarsesiempre como nitrógeno elemental. Así el nitratose expresa como nitrógeno del nitrato (NO

3 - N)

en miligramos por litro (es decir, 14 gramos denitrógeno por molécula de NO

3- ) y nunca como

NO3 (es decir, 62 gramos por molécula NO

3-). La

mayor parte de aguas naturales tienen niveles denitrato menores a un 1 mg/l de nitrógeno delnitrato, pero también se encuentranconcentraciones superiores a 10 mg/l de nitrógenodel nitrato en algunas zonas.


La Importancia de las Mediciones¿Cuál es la condición de las diversas aguas queexisten en la superficie de la Tierra comoriachuelos, ríos, lagos y aguas costeras? ¿Cómovarían estas condiciones a lo largo de un año?¿Cambian estas condiciones de año a año? Porintermedio de la Investigación de Hidrología susestudiantes, junto a alumnos de otras escuelasGLOBE, podrán abordar estas preguntas medianteun monitoreo continuo y amplio de las aguasnaturales. Nuestro conocimiento sobre lastendencias nacionales y globales sobre la calidaddel agua se basa en el muestreo de uno pocos sitiosmuy representativos. Este muestreo, por logeneral, se ha llevado a cabo unas pocas veces.Por ejemplo, la información con la que contamossobre varios lagos se basa en los muestreosrealizados una o dos veces hace diez años. Antesde poder evaluar los cambios, necesitamosrecopilar información confiable sobre lascondiciones actuales. Cuando los cambios yaestán sucediendo, la comparación de las zonasafectadas y no afectadas nos puede ayudar acomprender lo que está sucediendo.

Las mediciones de oxígeno disuelto y de pHindican directamente cuán hospitalario es uncuerpo de agua para la vida acuática. Nuevamente,resulta interesante seguir el ciclo anual del oxígenodisuelto, alcalinidad y pH y realizarcomparaciones entre los distintos cuerpos de agua.Nos podemos plantear varias preguntas como:¿Están los niveles de oxígeno disuelto siempre enel punto máximo permitido por la temperaturadel agua, o son menores en alguna época del año?Si son bajos, deseamos saber las causas. Podemosver si el pH desciende justo después de una lluviao cuando existe gran cantidad mucha nievederretida que corre hacia los lagos o riachuelos.Si, en efecto, descubrimos un descenso en el nivelde pH, esperaríamos que el agua tuviera un nivelbajo de alcalinidad. De hecho, deberíamos esperarque las aguas con baja alcalinidad sufran undescenso en su pH justo después de una lluvia odespués de haber recibido el flujo de nievederretida. Sin embargo, estas mediciones debenrealizarse para poder confirmar si esto sucede enverdad o no.

Los estudiantes deben realizar estas mediciones

de GLOBE manteniendo en mente al menos dosmetas sociales. En primer lugar, deseamos teneruna mejor comprensión de nuestros recursoslocales de agua y suelo. Así podremos tomardecisiones más razonables sobre cómo usar,administrar y disfrutar los recursos. En segundolugar, deseamos evaluar hasta qué punto lasactividades humanas están afectando la calidadde nuestra agua y, por tanto, la forma en la que lautilizaremos en el futuro. En la mayoría de lospaíses, los programas actuales de medición cubrenúnicamente unos cuantos cuerpos de agua, enpocas ocasiones a lo largo del año. Esperamos quelas mediciones que usted realice como parte delprograma GLOBE nos ayuden a llenar este vacíoy a mejorar nuestra comprensión sobre la saludde las aguas naturales de la Tierra.


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Preparación para elCampo

Visión GeneralLos estudiantes deben tomar muestras de aguade un cuerpo de agua seleccionado, procesarlaspara determinar su composición y analizar losdatos para poder comprender mejor la calidad delagua y su impacto en el ambiente.

La tabla HI-I-1 enumera los protocolosrecomendados para los tres niveles de GLOBE.Los maestros deben utilizar su propio juicio paradecidir cuáles son los más adecuados para lasdestrezas de los estudiantes. Por favor, observeque los protocolos más avanzados requierenconsideraciones especiales de seguridad.

Tabla HI-I-1: Niveles en la Medición de Hidrología

Nivel MediciónPrincipiantes transparencia

temperaturapH (cinta)conductividad o salinidad

Intermedio/ transparenciaAvanzado temperatura

oxígeno disueltopH (lápiz o cinta)conductividad o salinidadalcalinidadnitratos

Horario para las MedicionesLas mediciones deben realizarse una vez porsemana, a la misma hora del día y el mismo díade la semana. Las mediciones semanales son deespecial importancia durante las temporadas enlas que los Sitios de Hidrología están sufriendocambios rápidos. Las muestras pueden recogersepara todos los protocolos en cada visita al sitio.

Selección del Sitio (en orden depreferencia)

1. Riachuelo o río2. Lago, reservorio, bahía u océano3. Estanque4. Una acequia de irrigación u otro cuerpo de

agua si ninguno de los anteriores esposible dentro de su Sitio de EstudioGLOBE.

Grupos de EstudiantesLas mediciones deben tomarse por grupos de 2-3estudiantes. Entre las tareas de un grupo tenemosla recolección de muestras, el procesamiento delas mismas y el registro de los datos. Resulta muyútil contar con múltiples grupos que realicenpruebas de cada parámetro (por ejemplo, dosgrupos que midan el oxígeno disuelto). De estamanera se va a permitir que los estudiantesparticipen más y se fortalece el control de calidad.Los grupos de estudiantes que realizan la mismaprueba deben cotejar los resultados de los otrospara determinar si los datos son similares. Siexisten resultados diferentes en la misma muestra,los estudiantes deben revisar sus procedimientosy volver a tomar la prueba para averiguar lo queocasionó tal diferencia. El control de calidad delos datos debe ser una parte importante de laciencia y de la experiencia de aprendizaje.

Visión General de lasActividades EducativasCuando los protocolos que se usan para realizarcada medición se combinan con las Actividades deAprendizaje, se establece un programa global paracomprender la química de los cuerpos de agua.Siempre habrá la tentación de pedir a los alumnosque únicamente hagan las mediciones e ingresenla información en las Hojas de Datos delEstudiante GLOBE. Sin embargo, el adquirirmayores conocimientos sobre el contenidocientífico, los procesos y las destrezas críticas derazonamiento es nuestra meta educativa. LasActividades de Aprendizaje le ayudarán dándole elcontexto para los Protocolos.

Evaluación de los Estudian

tes


Objetivos de Aprendizajede los EstudiantesEsta investigación desarrolla la comprensión delos alumnos sobre la importancia, propiedadesúnicas y contenido del agua. Mediante lasaplicaciones de los análisis del agua, los estudiantesllegarán a comprender la química de ésta y comoes importante en el proceso de entender la saludde los ambientes acuáticos.

Al terminar todas las actividades de estainvestigación, los estudiantes conocerán ycomprenderán los distintos conceptos y destrezas.

ConceptosLa química del agua es un aspecto importante

de los requisitos del hábitatLa temperatura puede afectar otros factores de

la química del aguaLa química del agua afecta a la diversidad de

especiesLos instrumentos pueden reforzar la

percepción de sus sentidos para saber loque hay en el agua

Los datos se utilizan para plantear y responderpreguntas

Los gráficos y mapas son instrumentos muyvaliosos a la hora de visualizar los datos

La exactitud y la precisión son importantes ala hora de realizar las mediciones

El suelo almacena agua y este contenido deagua está relacionado con el crecimiento dela vegetación

El lugar donde cae la lluvia depende de lascaracterísticas de su sitio

Las temperaturas altas y los períodos máslargos de luz del sol aumentan laevapotranspiración

Los flujos de agua pueden variar con el tiempoEl balance del agua puede modelarse

utilizando datos sobre temperatura,precipitación y latitud.

DestrezasRealización de observacionesAplicación de las técnicas de muestreo de

campoCalibración del equipo científicoObservación de las instrucciones de métodos e

instrumentos para pruebasRegistro y envío de datos con exactitudLectura de una escala

Comunicación verbalComunicación por escritoFormulación de preguntasFormulación y comprobación de hipótesisDiseño de experimentos, instrumentos y modelosUtilización del equipo de medición de la calidad

del aguaUtilización de instrumentos para reforzar los

sentidosCreación y lectura de gráficosCálculo de promediosEstablecimiento de comparaciones a lo largo del

tiempo y el espacioAnálisis de datos buscando tendencias y

diferenciasUtilización de la Base de Datos de GLOBE

Evaluación de losEstudiantesLa evaluación individual del rol de los estudiantesen este proyecto y la calificación de estos por partede sus compañeros, así como el estudio total, sepueden incorporar en la carpeta de los estudiantes.También se pueden evaluar con regularidad losCuadernos de Ciencias GLOBE, para registrar losprogresos que hayan hecho los estudiantes en cuantoa la comprensión de los conceptos científicos claves,los procesos y las destrezas. Estos también puedenser la base para la evaluación de sus destrezas decomunicación, tanto orales como escritas. Debendiseñarse informes y presentaciones utilizando elmaterial de los Cuadernos de Ciencias GLOBE.

Además de ingresar los datos al Servidor de Datosdel Estudiante GLOBE, en aquellos niveles donderesulte didácticamente apropiado, los estudiantesdeben analizar sus datos e informes escritos. Pídalesque escriban acerca de los parámetros que hansometido a pruebas y que recopilen todos losinformes individuales en un estudio completo delSitio. Envíe el estudio a las agencias locales y estatalesque manejan el agua y su calidad.

ReferenciasT.E. Graedel y P.J. Crutzen (1993) AtmosphericChange: An Earth System Perspective. W.H. Freemanand Company, Nueva York.

F.T. Mackenzie y J.A. Mackenzie (1995): OurChanging Planet: An Introduction to Earth SystemScience and Global Environmental Change. PrenticeHall, Nueva Jersey.

GLOBE™ 1997 Protocolos - 1 Hidrología

Protocolos

Cómo Realizar su Investigación de Hidrología

Recolección de la Muestra de Agua

Protocolo de la Transparencia del AguaLos estudiantes van a medir primero la transparencia del agua en su sitio de muestreo noalterado.

Protocolo de la Temperatura del AguaInmediatamente después de recoger sus muestras de agua, ó in situ, los alumnos mediránla temperatura del agua.

Protocolo del Oxígeno DisueltoLos estudiantes medirán el oxígeno disuelto de su muestra de agua ó in situ.

Protocolo del pHLos estudiantes medirán el pH de su muestra de agua. El método uno utiliza una cintaindicadora del pH y el método dos utiliza lápices o medidores del pH.

Protocolo de la Conductividad EléctricaLos estudiantes medirán la conductividad eléctrica de sus muestras de agua dulce.

Protocolo de la SalinidadLos estudiantes medirán la salinidad de sus muestras de agua salina o salobre utilizandoun hidrómetro.

Protocolo Opcional de Titulación de SalinidadLos estudiantes de nivel intermedio o avanzado medirán la salinidad de su muestra deagua salada o salobre utilizando una titulación de cloro.

Protocolo de la AlcalinidadLos estudiantes medirán la alcalinidad de sus muestras de agua.

Protocolo de los NitratosLos estudiantes medirán el contenido de nitrato-nitrógeno de sus muestras de agua.


Cómo Realizar su Investigaciónde Hidrología

Preparación para susMediciones de Hidrología

Selección del Sitio de Estudio deHidrologíaLo ideal sería que el Sitio de Estudio de Hidrologíase encuentre en una cuenca que, de preferencia,esté dentro de los 15 km x 15 km de extensióndel Sitio de Estudio GLOBE. Dentro de estacuenca, seleccione un lugar específico en el quese van a realizar las mediciones hidrológicas(temperatura del agua, transparencia, pH, oxígenodisuelto, alcalinidad, conductividad eléctrica osalinidad y nitratos). Si existe un cuerpo de aguaque despierte especialmente su interés, escójalosin dudas. De no ser así, los cuerpos de agua enorden de preferencia serán:

1. Arroyo o río2. Lago, reservorio, bahía o el océano3. Estanque

Se puede recurrir a un dique de regadío o a otrotipo de cuerpo acuático en caso de que ningunode los anteriores esté disponible o no sea asequibledentro del Sitio de Estudio GLOBE.

Es preciso recoger cada vez todas las muestras deagua del mismo lugar del sitio hidrológico. Estoes lo que se denomina sitio de toma de muestras.

Si este sitio es un cuerpo de agua en movimiento,tales como un arroyo o un lago (lotic), establezcasu sitio de toma de muestras en un área agitada(es decir, un sitio en el que el agua se mueva perono demasiado rápido), en oposición a remansoso a rápidos. Si este lugar llegara a ser un cuerpode agua estático, como un lago o reservorio (lentic),busque un lugar para la toma de muestras queesté cerca de la zona de desembocadura o en elmedio del cuerpo acuático, pero evite recoger lasmuestras cerca de una entrada.

Un puente o un muelle son una buena opción. Sisu cuerpo de agua salobre o salada sufre el efectode las mareas, necesitará saber a qué hora la mareasube o baja en el lugar que esté más cercano a suSitio de Estudio.

Descripción del LugarUna vez que ya haya seleccionado su SitioHidrológico, asegúrese de identificar lascoordenadas del mismo con el receptor GPS.Ingrese los datos de esta ubicación junto con másdetalles que la describan, tal y como se solicita enla Hoja de Datos de la Selección del Sitio deInvestigación de Hidrología. Para la Hoja deIngreso de Datos de la Selección del Sitio deInvestigación de Salinidad será preciso queconozca la latitud y la longitud del lugar del quevan a informar las horas de marea alta y baja. Esposible realizar estas mediciones con un receptorde GPS y siguiendo los pasos del protocolo de GPSu obtenerlas de aquellos que tienen la informacióndisponible sobre la marea alta y baja.

FrecuenciaRecoja todas las mediciones de la química del aguamás o menos a la misma hora cada día,semanalmente. Si sus muestras se llegaran acongelar en el invierno, o se secan, asegúrese deingresar esta información en la hoja de datos cadasemana, hasta que vuelva a disponer de agua desuperficie que corre libremente, para realizar lasmediciones.

Nota: En ciertas épocas del año las medicionesserán más emocionantes. Si hay corriente en unrío, el flujo mayor y el sedimento modificaránconsiderablemente la química del agua. Justodespués de haberse derretido el hielo en un lagoes también un momento dramático, debido a quelas distintas capas de agua del lago se estaránmezclando con aquellas capas que están cerca delfondo del lago o en el fondo mismo. A menudoaquellas que están en el fondo terminan en la partesuperior, cerca de la superficie, lo cual añadirácambios sorprendentes a los resultados de sumedición. Observe con atención los cambiosestacionales y mensuales.

Garantía de Calidad y Control deCalidadEs necesario contar con un plan de garantía ycontrol de calidad para asegurarse que losresultados de las pruebas sean lo más precisos y


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Cómo R

ealizar su Investigación

de Hidrología

exactos posible. Al decir precisión nos estamosrefiriendo a cuánto se acerca una medición al valorreal. Al decir exactitud, queremos decir lacapacidad de obtener resultados consistentes. Laconfiabilidad tanto de la precisión como de laexactitud se logra con los siguientes requisitos:

- Recolección de la muestra de agua tal ycomo se indica

- Realización de las pruebasinmediatamente después de haberlarecogido

- Calibración, utilización y manejocuidadosos del equipo de muestras.

- Siguiendo las instrucciones específicas deun protocolo, exactamente como sedescriben.

- Repitiendo las mediciones para revisar suprecisión y para comprender cualquiercausa de error.

- Reduciendo al mínimo la contaminaciónde los químicos guardados y del equipo depruebas.

- Supervisando para asegurarse de que lascantidades entregadas al Servidor de Datosdel Estudiante GLOBE son los mismos quese registraron en la Hoja de Trabajo deDatos de la Investigación de Hidrología.

CalibraciónLa calibración es un proceso que consiste en revisarla precisión del equipo que se ha de utilizar en laspruebas. Por ejemplo, para garantizar que losinstrumentos para el pH funcionen correctamente,se prueba una solución de valor conocido. Losprocedimientos de calibración varían según lamedición y están detallados en cada protocolo.Ciertas calibraciones se deben realizar el mismodía que las mediciones. Ciertos procedimientosde calibración se pueden llevar a cabo en el aula,justo antes de sacar el equipo y llevarlo al campo.Sin embargo, en algunos casos, será necesariovolver a revisar la calibración una vez que se estáen el campo, para lo cual se ha de efectuar unamedición de campo de una solución de valorconocido. Ver los protocolos del pH y de laconductividad eléctrica.

Prontitud y Secuencia al Realizar lasMedicionesLas pruebas de transparencia y de oxígeno disueltodeben realizarse en el sitio (in situ),inmediatamente después de haber recogido lamuestra de agua. No deje reposar el balde de aguapor más de media hora antes de realizar lasmediciones. Tome una nueva muestra si esto lellegara a suceder. Si no lo puede evitar, lasmuestras deben embotellarse (ver Técnicas deEmbotellamiento al recoger la muestra de agua) yprobarse en el aula. No obstante, le recomendamosencarecidamente que todas las pruebas se llevena cabo in situ. No le recomendamos realizar laspruebas de oxígeno disuelto en el aula, debido aque el análisis debe realizarse en el transcurso de30 minutos después de la recolección. Lamedición del pH y nitratos (en un lapso de 2horas), alcalinidad, conductividad eléctrica osalinidad (en un lapso de 24 horas) se podránrealizar en el aula más tarde, si es necesario.

Importante: La secuencia en la que se realicenlas mediciones es muy importante. En primerlugar se debe medir la transparencia del agua,inmediatamente después vendrá la de temperaturadel agua y de oxígeno disuelto, pH, conductividadeléctrica o salinidad, alcalinidad y nitratos.

Importante: Las mediciones de oxígeno disueltotienen valores limitados a no ser que latemperatura del agua se conozca. Mida el oxígenodisuelto únicamente si mide la temperatura delagua. Si su sitio es de agua salada o salobre tambiéndeberá medir la salinidad para poder interpretarlas mediciones de oxígeno disuelto.

Mediciones RepetidasDivida a la clase en dos grupos para cadamedición. Cuando un grupo haya terminado,pídale que entregue el equipo al segundo. Ambosgrupos deben trabajar en el mismo balde de aguapara estas mediciones.

Si los valores encontrados por ambos gruposdifieren significativamente, será preciso que untercer grupo repita la medición y hasta quizá lohagan también los primeros dos grupos. Lassiguientes son las diferencias aceptables entrevalores medidos.


Medición Diferencia máxima

Transparencia 1,0 cmTemperatura del Agua 0,5 grados °COxígeno Disuelto 0,4 mg/l (La Motte)

1,0 mg/l (Hach)pH (utilizando cintas) 1,0 pH unidadpH (utilizando plumao metro) 0,2 pH unidadConductividad 2% de la escala

completa (40 µS/cm)Salinidad (hidrómetro) 0,4 partes por milSalinidad (juego de titulación) 0,4 partes por milAlcalinidad 4 mg/l según CaCO

3

(Juego de La Motte)1 gota (Juego de Hach):17 mg/l según CaCO

3

(alto rango)6,8 mg/l según CaCO

3

(bajo rango)Nitrato 1,0 mg/l

Cada grupo debe utilizar su propia Hoja de Trabajode Datos de la Investigación de Hidrología. El valorenviado al Servidor de Datos del EstudianteGLOBE deberá corresponder al promedio de todoslos valores obtenidos que cumplan con losrequisitos antes mencionados. Descarte aquellosvalores que caigan fuera de las diferenciasmáximas. Observe que para la transparencia delagua, todos los valores deben enviarse al Servidorde Datos del Estudiante GLOBE.

Descarga de Líquidos de DesechoUna vez que se hayan realizado las pruebas, todaslas soluciones (excepto aquellas del análisis denitratos y de titulación de salinidad) y líquidosdeben recogerse en un contenedor de plástico deboquilla amplia y con tapa de rosca, se vertiránen algún lavabo en la escuela y se enjuagarán conel exceso de agua. También se los podrá verter deacuerdo a las pautas de seguridad del distritoescolar de su escuela. Los desechos del análisis denitratos y de titulación de salinidad (que, por logeneral, contienen cadmio y cromato,respectivamente) deben disponerse de acuerdo alas pautas de seguridad del distrito escolar local.


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ecolección de la M

uestra de Agua

Enjuagando el balde para la toma demuestra del agua

Recolección de laMuestra de Agua

Si los estudiantes pueden llegar al cuerpo de aguaDE FORMA SEGURA (a una distancia de unbrazo), las muestras de temperatura del agua, pH,oxígeno disuelto, y conductividad eléctrica sepueden realizar in situ directamente al filo delagua. Sin embargo, las mediciones de alcalinidad,salinidad y nitrato requieren que se tomen lasmuestras con un balde. Las muestras de aguadeben medirse inmediatamente después dehaberlas obtenido. Si no se puede evitar, lasmuestras se podrán embotellar para medir el pH,alcalinidad y la salinidad o conductividad eléctricaal retornar al aula. El oxígeno del agua debe serestabilizado siguiendo los primeros pasos delprotocolo de oxígeno disuelto antes de transportarla muestra. Utilice las siguientes técnicas paraobtener muestras de agua para realizar pruebasinmediatas y muestras embotelladas para probarlasen el aula. Se puede utilizar una muestra de aguasuperficial con el tubo de turbiedad. La medicióndel disco Secchi sólo resulta ser adecuada en aguasmás profundas y las mediciones se tomangeneralmente desde un puente o un muelle, lejosde la orilla.

Técnica de Toma de Muestras1. Sostenga la soga y baje el balde hasta dejar

que se llene parcialmente de agua. Si elbalde está en su extremo y el borde no estálo suficientemente bajo como parapermitir el ingreso de agua, empújelo conla cuerda. Cuando algo de agua hayaingresado al balde, recójalo y agite el aguapara limpiarlo. Deseche esta agua y repitael procedimiento nuevamente. No utiliceagua destilada para enjuagar el balde,puesto que esto podría afectar los

Materiales y HerramientasUn balde de cuatro litros con una soga atada fuertemente al mangoToallas de papelBotellas de polietileno para muestras de 500 mlLos Cuadernos de Ciencias GLOBE, plumas, Hojas de Trabajo de DatosGuantes de látex (recomendable)

resultados de la muestra. Asimismo,nunca permita que el balde para lasmuestras se utilice para limpieza ocualquier otro propósito, puesto que estoafectaría los resultados de las muestras. Sisu lugar para la toma de muestras es unarroyo, arroje el balde hacia una zona conbastante mezcla, a corta distancia de laorilla. Lo ideal sería que el agua estécorriendo, aunque sea ligeramente. Siestá recogiendo muestras de un arroyo defuerte movimiento, agarre la soga delbalde fuertemente de modo que lacorriente no se lo lleve.Si, en cambio, está recogiendo muestrasde un lago, una bahía o del océano,


Lanzando el balde

tómelas de las orillas y luego lance el baldehacia adentro lo más lejos que pueda paratomar otra muestra. Siempre debe tomaruna muestra del agua de la superficie y nodejar que el balde se llene demasiado y sehunda. También debe cuidar de no agitarel sedimento del fondo.

2. Para obtener una muestra, deje que elbalde se llene de 2/3 a 3/4 del mismo.Luego tire de él y sáquelo del agua.

Técnica para Embotellar las MuestrasAunque el procedimiento que preferimos es el derealizar todas las pruebas en el Sitio de Estudiode Hidrología, las mediciones de pH, alcalinidad,nitrato y conductividad eléctrica o salinidad sepueden realizar en el aula. El protocolo sobreoxígeno disuelto puede completarse en el aula,una vez que este oxígeno se haya estabilizado enel campo.

Siga el siguiente procedimiento para embotellarel agua de la muestras y trasladarla al aula pararealizar todas las mediciones, excepto las detemperatura, oxígeno disuelto y transparencia:

1. Ponga una botella de polietileno de 500ml con el nombre de la escuela, el nombredel maestro, el nombre del sitio, la fecha yhora en la que se recoge la muestra.

2. Enjuague la botella y la tapa con agua dela muestra.

3. Llene la botella con el agua de la muestrahasta que ésta se derrame por el cuello yforme una especie de domo, en su tope, demodo que, al taparla, no quede nada deaire atrapado en el interior.

4. Selle la tapa de la botella con cintaadhesiva.

Nota: Esta cinta sirve como etiqueta y a lavez como indicador de que la botella hasido abierta o no. La cinta NO debe estaren contacto con el agua de la mismamuestra.

5. Almacene estas muestras en una nevera amás o menos 4°C, hasta que las pruebaspuedan realizarse (en un lapso de doshoras para el pH y el nitrato y de 24 horaspara la alcalinidad y salinidad oconductividad eléctrica).

6. Una vez roto el sello, realice primero laprueba del pH, luego las de salinidad oconductividad eléctrica, alcalinidad ynitratos. Lo ideal es que, una vez abiertas,se deben llevar a cabo todas las medicionesdurante la misma sesión de laboratorio.

Seguridad• Consulte las Hojas de Datos sobre el

Material de Ciencia que viene en los juegosy tapas. También consulte las pautas deseguridad del distrito escolar local.

• En todas las situaciones en las queutilice juegos para pruebas conquímicos, se recomienda lautilización de guantes de látex y gafasde protección.


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sparen

cia del Agua

Protocolo de laTransparencia del Agua

PropósitoDeterminar la transparencia del agua utilizandoun disco Secchi (en aguas quietas y profundas) oun tubo de turbiedad (en aguas con corriente ode poca profundidad).

Visión GeneralEl disco Secchi es un dispositivo cuyo uso estámuy difundido para medir la transparencia delagua con respecto a la luz. La transparenciadetectada con este disco depende de la cantidadde material en suspensión y colorantes que seencuentren en el agua, los que proceden bien seadel sedimento que es arrastrado hacia el cuerpode agua o bien de la actividad biológica de esteúltimo. Para medir la transparencia de las aguascon corriente o de aquellos cuerpos acuáticosdonde el disco Secchi no es de gran utilidad serecurre a un tubo de turbiedad.

Tiempo10 - 15 minutos

NivelTodos

FrecuenciaSemanalmente

Conceptos ClavesAprender a determinar la transparencia del

agua utilizando un disco Secchi o un tubode turbiedad

Luz difusaPartículas en suspensiónAbsorción de luzColor del aguaProductividad

DestrezasUtilización de un disco Secchi o un tubo de

turbiedadDiseño de estrategias de mediciónRegistro de datosInterpretación de los resultados

Materiales y HerramientasDisco Secchi: Soga de 5 metros de longitud (puede ser

mayor o menor, según la profundidad delagua del sitio de estudio)

Pintura en spray de esmalte en látex: negra yblanca

Un tubo de acero de 2, 5 - 3 cm de diámetropor 15 cm de largo

Un taladro Un trozo de madera circular (disco) de 2,5

cm de espesor por 20 cm de diámetro 2 tornillos con gancho Hilo de 15 cm de longitud Un frasco pequeño de cola o pegamento Marcadores a prueba de agua (rojo, azul y

negro) Un metro de maderaTubo de turbiedad: Un tubo de plástico transparente de

aproximadamente 1 m de largo (según latransparencia del agua del sitio de estudio)y de 4,5 cm de diámetro (por ejemplo,puede ser el estuche de plásticotransparente de un foco de luz fluorescente,que se puede encontrar en ferreterías oalmacenes eléctricos)

Una tapa blanca que calce muy bien en elextremo del tubo (estaría bien con un tapade un tubo de PVC)

Marcador permanente de color negro Un metro de madera

PreparaciónSi no se compra un disco Secchi, entonces serápreciso fabricar uno y para hacerlo debe seguirlas instrucciones que se encuentran en la secciónDiseño y Método de Aprendizaje.

En caso de que se vaya a utilizar un tubo deturbiedad, habrá que hacerlo antes de dirigirse alsitio de estudio.

PrerequisitosEs necesario fomentar una breve discusión acercade la forma en que se puede utilizar un discoSecchi o un tubo de turbiedad para determinar latransparencia del agua, antes de que los alumnosprocedan a realizar su primera medición.


Para fabricar un disco Secchi:1. Divida la parte superior del disco de

madera en cuatro cuadrantes,dibujándolos apenas con un lápiz (dibujedos líneas entrecruzadas en un ángulo de90 grados).

2. Pinte dos cuadrantes opuestos de colornegro y los otros dos en blanco.

3. Introduzca uno de los tornillos congancho en el centro de la parte superior yotro en el centro de la parte inferior. Acontinuación amarre la soga de 5 m (omás) al gancho de la parte superior deldisco.

4. Ate un trozo de soga en el gancho de laparte inferior del disco e introdúzcalo porel tubo. Luego haga un nudo grande en elextremo del tubo para que no se caigacuando lo cuelgue en sentido vertical pordebajo del disco.

5. Sujete la soga atada a la parte superior deldisco y utilice el metro de madera paramedir la distancia desde el disco. Hagauna señal en la soga usando un marcadornegro a prueba de agua cada 10 cm.Marque cada 50 cm desde el disco haciaarriba con el marcador azul y cada metrocon el de color rojo. Ahora ya puedeproceder a realizar la medición.

Soga pesada del disco inferior

Tornillo con gancho grande

Soga corta Orificio del tornillo (no visto) para atar la soga al disco

Tubo (o tubos, si fuera preciso) para hacer peso

Disco de madera de20 cm de diámetro

Figura HI-P-1: Fabricación de un disco Secchi


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Para fabricar un tubo de turbiedad:1. Coloque la tapa de PVC sobre uno de los

extremos del tubo transparente.La tapa debe ajustar perfectamente paraque el agua no se escurra.

2. Corte un disco de madera, plástico ocartón que sea del mismo tamaño que eldiámetro del tubo.

3. Divida este disco en cuatro partes. Pintelos cuadrantes de manera alternada y decolores blanco y negro. Selle el disco conbarniz para protegerlo del agua.

4. Pegue el disco al fondo del tubo, con lacara pintada hacia arriba (hacia la parteabierta del tubo).

5. Utilice un marcador y un metro de maderapara fabricar una escala en el lateral deltubo, empezando por la parte superior deldisco con 0 cm.

Cómo medir la transparenciaAsegúrese de que las mediciones realizadas con eldisco Secchi y el tubo de turbiedad se toman en lasombra con las espaldas hacia el sol, para que elresultado sea preciso y apto para ser reproducido.Si no puede encontrar un lugar con sombra, utiliceuna sombrilla o un trozo grande de cartón parahacer sombra en el punto donde desea realizar lamedición. La sombra deberá ser especialmenteadecuada para utilizar el tubo de turbiedad.

Algunas personas podrán ver cómo el disco Secchio la base del tubo de turbiedad desaparecen endistintos niveles de profundidad. Y, por esta razón,siempre que sea posible, se debe encargar laobservación de la transparencia a tres estudiantesy se deben enviar los resultados de cada uno alServidor de Datos del Estudiante GLOBE.

Disco Secchi:

1. Haga descender el disco suavemente en elagua hasta que desaparezca. Si le esposible, sujete la soga en la superficie delagua y marque este punto en la soga (porejemplo, puede usar una pinza para ropa).Si no le es posible marcar la soga en lasuperficie del agua, márquela a unadistancia determinada por encima del niveldel agua.

2. Acto seguido, debe elevar el disco Secchihasta que pueda volver a verlo. Sujete lacuerda en la superficie del agua cuando eldisco vuelva a aparecer y marque estepunto (o una distancia determinada porencima del nivel del agua). La soga debeahora ir marcada en dos sitios distintos ysólo debe haber una diferencia de unoscuantos centímetros entre estos dospuntos.

3. Registre ambas profundidades en su Hojade Trabajo de Datos de Investigación deHidrología lo más cerca a 1 cm.

4. Si las dos profundidades difieren en másde 10 cm repita la medición, registre lasnuevas profundidades en la Hoja deTrabajo de Datos de Investigación deHidrología.

5. Utilizando el Protocolo de Cobertura deNubes determine la cubierta de las nubes yestablezca las distancias entre los puntos

Marcas en centímetros

TuboTransparente de

4,5 x 120 cm

Tapa de PVC

Disco Pintadocolocado en

la base del tubo

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Figura HI-P-2: Fabricación de un Tubo de Turbiedad Transparen

cia del agua


en los que cada observador marcó la sogacon respecto a la superficie del agua.Registre estas dos informaciones en laHoja de Trabajo de Datos de Investigaciónde Hidrología. Si la soga fue marcada enla superficie del agua, ingrese el valor 0.

6. Envíe los datos de las profundidades juntocon la cobertura de nubes y la distanciaexistente entre la marca y la superficie delagua al Servidor de Datos delEstudiante GLOBE. Nota: ingrese losdatos de cada observador y no unpromedio.

Nota: Si el Disco Secchi llega al fondo de su sitiode estudio y aún puede verlo, simplementeregistre la profundidad que hay hasta el fondorefiriéndose al punto en el que la soga llegó a lasuperficie del agua y ponga el signo “mayor que”(>) enfrente del valor de la medición, tanto en lahoja de trabajo de datos como en el momento deenviar dicho valor al Servidor de Datos delEstudiante GLOBE.

Tubo de Turbiedad

1. Vierta el agua de la muestra dentro deltubo hasta que la imagen de la base deltubo deje de ser visible si se la mira enlínea recta a través del agua. Gire el tubomirando la imagen en la parte inferiorpara determinar si las partes blancas ynegras del decal se pueden distinguir.

2. Registre este valor de profundidad en suHoja de Trabajo de Datos de Investigaciónde Hidrología lo más cerca a 1 cm.

3. Envíe este valor de profundidad alServidor de Datos del Estudiante GLOBE eingrese los datos correspondientes a cadaobservador y no un promedio.

Nota: Si le es posible distinguir la imagen en elfondo del tubo, aun después de llenarlo,simplemente registre la profundidad como > quela profundidad del tubo.


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aProtocolo de la Temperaturadel Agua

PropósitoMedir la temperatura de la muestra de agua

Visión GeneralEs preciso conocer la temperatura de la muestrade agua para las mediciones de pH y oxígenodisuelto, y para los estudios de todos los temasrelativos a la hidrología global.

Tiempo5 minutos una vez que se haya calibrado eltermómetro

NivelTodos

FrecuenciaSemanal

Calibración cada tres meses

Conceptos ClavesTemperatura, medición de la temperaturaCalor, transmisión del calor, conducciónExactitudPrecisión

DestrezasUtilización correcta de un termómetroLectura de una escalaRegistro de la información

Materiales y HerramientasUn termómetro lleno de alcoholUn reloj de pulsera o un despertadorCuerda suficiente como para sumergir el

termómetro en el aguaUna banda de cauchoHojas de datos

PreparaciónLlevar los instrumentos y materiales al Sitiode Estudio de Hidrología.

PrerequisitosNinguno

Calibración y Control de CalidadEsta medición apenas toma unos cuantos minutosy el interés principal es dejar suficiente tiempocomo para que el termómetro se equilibre con latemperatura del agua, quizás entre tres y cincominutos.

Su termómetro orgánico lleno de líquido debe sercalibrado al menos cada tres meses, así como antesde utilizarlo por primera vez. Para calibrarlo sigalas instrucciones del Protocolo de las TemperaturasMáximas, Mínimas y Actuales de la Investigación dela Atmósfera.

Cómo Medir la Temperatura del Agua1. Ate muy bien uno de los extremos de la

cuerda a uno del termómetro y el otroextremo a un elástico de caucho. Póngaseeste elástico alrededor de la muñeca parano perder el termómetro en caso de queéste caiga al agua por accidente.

2. Sujete el extremo del termómetro (el ladoopuesto al bulbo) y agítelo varias vecespara eliminar cualquier residuo de aireque hubiese quedado atrapado en ellíquido del interior. Anote la lectura de latemperatura.

3. Sumerja el termómetro a una profundidadde 10 cm en la muestra del agua, por unoscuantos minutos.

Temperatura del A

gua


4. Eleve el termómetro únicamente hastadonde sea necesario para poder leer latemperatura. Anótela rápidamente. Si latemperatura del aire difiereconsiderablemente de la del agua, o es undía ventoso, la lectura del termómetropodría variar con rapidez tras haber sidoretirado del agua. Procure tomar la lecturamientras el bulbo del termómetro está aúnbajo el agua. Hunda el termómetrodurante cuatro minutos más o hasta quese estabilice. Vuelva a hacerlo. Si latemperatura no ha variado, continúe conel paso 5.

5. Registre esta temperatura junto con lahora y fecha en la Hoja de Trabajo deDatos de la Investigación de Hidrología.

6. Calcule el promedio de las temperaturasmedidas para todos los grupos deestudiantes. Si todos los valores medidosestán dentro de 1,0 °C como promedio,envíe este valor al Servidor de Datos delEstudiante GLOBE. De lo contrario,repita las mediciones.


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Temperatura del A

gua

Fuente: Jan Smolik, 1996, TEREZA, Asociación para la Educación Ambiental, República Checa


Protocolo del OxígenoDisuelto (OD)

PropósitoMedir la cantidad de oxígeno disuelto de lamuestra de agua

Visión GeneralEl oxígeno disuelto está estrechamenterelacionado con la supervivencia de plantas yanimales en todos los cuerpos de agua. Se veafectado tanto por los procesos naturales comopor las actividades humanas.

Tiempo15 minutos para la calibración

15 minutos en el campo

NivelIntermedio y Avanzados


Calibración

Conceptos ClavesOxígeno disueltoComparación con un valor estándarExactitud, Precisión

DestrezasUtilización apropiada del juego para

realizar las pruebas del oxígenodisuelto

Registro de información

Materiales y HerramientasJuego para la prueba del Oxígeno Disuelto

(Ver Juego de Herramientas)Nota para su seguridad: Este juegocontiene químicos de uso delicado

Agua destiladaUna botella de 250 ml de polietileno con

cubierta superiorTermómetroHojas de Trabajo de DatosGuantes de látex/ gafas de protección

PreparaciónPractique la preparación y conservación demuestras que consta en este protocolo.

Llevar los instrumentos y materiales al Sitiode Estudio de Hidrología


Calibración y Control de CalidadLa calibración debe llevarse a cabo cada seis mesespara verificar su técnica y la integridad de susquímicos.

1. Enjuague una botella de 250 ml dos vecescon agua destilada. Mida 100 ml de estaagua con un cilindro graduado.

2. Vierta esta agua dentro de la botella de250 ml. Tápela fuertemente y agítela confuerza durante 5 minutos.

3. Destape la botella y tome la temperaturadel agua. Asegúrese de que la punta deltermómetro no toque el fondo ni loslados de la botella. Espere 1 minutoantes de leer la temperatura.

4. Registre la temperatura en la Hoja de

Trabajo de Datos de la Investigación deHidrología.

5. Siga las instrucciones para medir eloxígeno disuelto.

En la hoja de datos, registre el valor como mg/lOD para el estándar de agua destilada. El valormg/l OD encontrado, utilizando el resultado trashaber agitado la botella de agua, (y, por tanto,saturada de oxígeno) debe estar dentro de 0,4 mg/l del valor esperado para una muestra de aguadestilada agitada (y por lo tanto saturada deoxígeno). Para averiguar el valor esperado de unamuestra de agua destilada con OD saturado:

1. Revise la temperatura de su estándar en laTabla HI-P-1.

2. Revise la solubilidad correspondiente deoxígeno (mg/l) y regístrela en la Hoja de


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Oxígen

o Disuelto

Tabla HI-P-1: Solubilidad del Oxígeno en el Agua Expuesta al Aire a 750 mm Hg de presión

0 6.41 61 9.9 23 3.7

1 2.41 71 7.9 33 2.7

2 8.31 81 5.9 43 1.7

3 5.31 91 3.9 53 0.7

4 1.31 02 1.9 63 8.6

5 8.21 12 9.8 73 7.6

6 5.21 22 7.8 83 6.6

7 1.21 32 6.8 93 5.6

8 9.11 42 4.8 04 4.6

9 6.11 52 3.8 14 3.6

01 3.11 62 1.8 24 2.6

11 0.11 72 0.8 34 1.6

21 8.01 82 8.7 44 0.6

31 5.01 92 7.7 54 9.5

41 3.01 03 6.7 64 8.5

51 1.01 13 4.7 74 7.5

Temp Solubilidad Temp Solubilidad Temp Solubilidad

° C mg/l ° C mg/l ° C mg/l


Trabajo de Datos de Calibración. Ejemplo:una temperatura estándar de 22 °C tieneuna solubilidad correspondiente de 8,7mg/l.

3. Mire el Valor de Calibración de la TablaHI-P-2 que corresponde a su elevación enmetros y regístrelo en su Hoja de Trabajode Datos de Calibración.Ejemplo: Una elevación de 1.544 metrostiene un valor de calibración desaturación correspondiente a 0,83.

4. Multiplique la solubilidad del oxígenoencontrado en el paso 2 por la calibracióndel paso 3. Ejemplo: A una altura de1.544 metros y a una temperatura de 22°C, multiplique (8,74 mg/l) x (0,83) =7,25.

5. Este valor (7,25 en el ejemplo) es su valor“esperado” correspondiente al estándar deagua destilada agitada.

6. Compare este valor con el del OD queencontró al medir el estándar del aguadestilada agitada. Si este valor no estádentro de los 0,4 mg/l, (juego La Matte) o1 mg/l (juego Hach), pruebe a realizar lamedición nuevamente en el aguadestilada. Si aún sigue fuera del margen,pero es menor a 1 mg/l, registre el valorde OD en la hoja de datos sobre el trabajode calibración.

7. Si al final obtiene una diferencia mayor de1 mg/l, envíe el valor obtenido y sustituyalos químicos del juego para pruebas antesde realizar más mediciones. Vuelva acalibrarlo cuando tenga químicos frescos.

Cómo Medir el Oxígeno DisueltoProcedimiento para la Toma de Muestras

1. Enjuague el frasco para las muestras y susmanos con el agua de la muestra por tresveces. Enjuague el frasco tres veces conagua destilada.

2. Vuelva a tapar el frasco.3. Sumerja el frasco en el agua de la muestra

y destápelo. Deje que el contenedor sellene.

4. Tape el frasco para dejar salir las burbujasde aire.

5. Mientras el frasco esté hundido, vuélvalo atapar. Retire el frasco tapado del agua.

6. Revise para asegurarse de que no hayburbujas en el frasco. Si las encuentra,repita todo el procedimiento.

Conservación de la Muestra y Procedimientopara Medirla

1. Utilice un juego de medir el oxígeno disueltoque cumpla con las especificaciones delJuego de Herramientas de la Guía delMaestro del Programa GLOBE. Siga lasinstrucciones con atención. Si utiliza unacuchara para medir los químicos en polvo,no deje que ésta entre en contacto con ellíquido.

2. Registre los valores de los grupos deestudiantes en la Hoja de Trabajo de Datosde la Investigación de Hidrología.

3. Calcule el promedio de los valores de ODmedidos por los grupos de estudiantes. Silos valores están dentro de 1 mg/l delpromedio, envíelos al Servidor de Datos delEstudiante GLOBE. Si no es así, repita lamedición.

4. Vierta todos los líquidos en una botella paradesechos.

Los juegos para pruebas de OD incluyen dospartes: conservación de la muestra(estabilización) y prueba de la muestra. La partede conservación implica la adición a la muestrade un químico que se precipita en presencia deoxígeno disuelto, seguida de la adición otroquímico que produce una solución coloreada. Laparte para pruebas implica la adición de gotas deuna solución que se dosifica hasta que el colordesaparezca. El valor de OD se calcula a partirdel volumen de solución dosificada que se haañadido.


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Oxígen

o Disuelto

Tabla HI-P-2: Valores de Calibración de Distintas Presiones y Alturas Atmosféricas

gHmm aPk mnoitarbilaC

%eulav

867 3.201 48- 10.1

067 3.101 0 00.1

257 3.001 58 99.0

547 3.99 071 89.0

787 8.89 652 79.0

037 3.79 343 69.0

227 3.69 134 59.0

417 2.59 915 49.0

707 2.49 806 39.0

996 2.39 896 29.0

296 2.29 987 19.0

486 2.19 088 09.0

676 2.09 279 98.0

966 2.98 6601 88.0

166 2.88 0611 78.0

456 1.78 4521 68.0

646 1.68 0531 58.0

836 1.58 7441 48.0

Presiónmm Hg

PresiónkPa

elevaciónm

valor decalibración % gHmm aPk m

noitarbilaC%eulav

136 1.48 4451 38.0

326 1.38 3461 28.0

616 1.28 3471 18.0

806 1.18 3481 08.0

006 0.08 5491 97.0

395 0.97 7402 87.0

585 0.87 1512 77.0

875 0.77 6522 67.0

075 0.67 2632 57.0

265 0.57 9642 47.0

555 0.47 7752 37.0

745 0.37 7862 27.0

045 9.17 7972 17.0

235 9.07 9092 07.0

425 9.96 3023 96.0

715 9.86 7313 86.0

905 9.76 3523 76.0

205 9.66 1733 66.0

PresiónkPa

Presiónmm Hg

elevaciónm

valor decalibración %


Protocolo del pH

PropósitoMedir el pH

Visión GeneralEl pH o acidez de una muestra de agua es unfactor clave para determinar qué puede viviren el agua.

Tiempo5 minutos para la medición, 10-15 minutos declase y 5 minutos en el campo para lacalibración según el Método 2

FrecuenciaSemanalmente, incluyendo la calibración

Conceptos ClavespH y sus medicionesLa temperatura afecta al pHCalibraciónSolución tampón del pH y estándares

DestrezasUtilización del equipo medidor del pHRegistro de los datos

Materiales y HerramientasPara el Método 1:

Cinta indicadora del pH (principiantes)Vasos de precipitación de 50 ó 100 ml

Para el Método 2:

Lápiz del pH (Intermedios/Avanzados)Un destornillador de joyería (para la

calibración)Tres vasos de precipitación de 50 ó 100 mlUn frasco de polietileno de 50 ml con tapa

o un jarro de comida de bebé con tapaSolución tampón del pH para pH 7o:

Un medidor de pH (Intermedios/Avanzados)

Cinco vasos de precipitación de 50 ó 100ml

Tres frascos de polietileno de 50 ó 100 mlcon tapas o un jarro de comida de bebécon tapa

Tres soluciones amortiguadoras de pHpara pH 4, 7 y 10

Y para las técnicas de lápiz y del metro:100 ml de cilindro graduadoToallas de papelServilletas de papel suavesAgua destilada en una botella de exprimirUna varilla para mezclarCinta adhesivaMarcador permanenteGuantes de látex y gafas de protección

PreparaciónAcondicionar el papel o lápiz de pH según lasinstrucciones del fabricante. Recuerde quedebe dejar suficiente tiempo (> de una hora).A menudo los lápices de pH y los tubos deensayo duran más si se los guarda mojados.Prepare en el aula las soluciones tampón decalibración del pH conocido. Calibre el lápiz yel metro antes de dirigirse al lugar del agua.Traiga consigo los instrumentos y materiales,incluyendo las soluciones amortiguadoras.



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pH

AntecedentesEste Protocolo implica averiguar el pH de lamuestra de agua de su Sitio de Estudio deHidrología. Le sugerimos que los estudiantesprincipiantes utilicen una cinta indicadora del pH;los del nivel intermedio, utilicen una pluma parael pH y los del nivel avanzado, usen un medidordel pH.

Cómo Medir el pH Método 1: Cinta Indicadora del pH

Nivel Principiante1. Enjuague un vaso de precipitación de 50

ml ó 100 ml al menos dos veces con aguade la muestra.

2. Llene el vaso de precipitación hasta lamitad con el agua que se va a medir.

3. Moje la cinta del papel indicador en elagua de muestra y déjela sumergida por20 segundos. Asegúrese que los cuatrosegmentos del papel estén inmersos en elagua de muestra.

4. Retire la cinta del agua y compare losresultantes cuatro segmentos de color conla tabla que está en la parte posterior de lacaja de la cinta indicadora del pH. Intenteaveriguar una secuencia en la que loscuatro segmentos correspondan con los dela caja.

5. Si la lectura no está clara, la razón podríaser que la cinta requiera de más tiempopara que la reacción sea completa. Elpapel indicador toma más tiempo parareaccionar en el agua si la conductividades menor a 400 microSiemens/cm. Fíjeseen el Protocolo sobre ConductividadEléctrica. Si este fuera el caso, vuelva asumergir el papel por otros 20 minutos yrevise nuevamente. Repita elprocedimiento hasta que se quedesatisfecho con la exactitud de la lectura.Si al cabo de diez minutos la lectura siguesin estar clara, vuelva a empezar con unanueva cinta de papel indicadora del pH.Si la prueba falla por segunda vez, aclareeste resultado en la Hoja de Trabajo deDatos de la Investigación de Hidrología.

6. Lea el pH correspondiente y registre estevalor en la Hoja de Trabajo de Datos

respectiva. Informe de este valor alServidor de Datos del Estudiante GLOBE.

Nota: las lecturas con cinta de pH pueden no serprecisas si la conductividad eléctrica de su muestrade agua está por debajo de los 300 microSiemens/cm (con la cinta de pH no funciona correctamentepor debajo de este nivel). Consulte el Protocolode la Conductividad Eléctrica.

Método 2: Lápiz o Medidor del pH

Niveles Intermedios y AvanzadosPara poder medir el pH de su muestra de aguautilizando el medidor del pH se precisa losiguiente: 1) preparar soluciones amortiguadoras;2) calibrar los instrumentos; 3) vuelva a revisarsu instrumento midiendo las solucionesamortiguadoras en el campo; 4) medir el pH desu muestra en el campo.

Procedimiento para la CalibraciónEs preciso proceder a calibrar antes de cada seriede mediciones. Este procedimiento puederealizarse en el aula antes de salir al campo.

Paso 1: Preparar las Soluciones Tampón(Buffers)Las soluciones amortiguadoras pre-mezcladas sepueden almacenar por un año, siempre y cuandono hayan sido contaminadas. Si está usandosobrecitos en polvo del amortiguador, disuélvalosen agua destilada tal y como se describe acontinuación. Si está utilizando solucionesamortiguadoras pre-mezcladas, mida 50 ml en uncilindro graduado y siga con el paso 4.

Para cada Solución Tampón (Buffer) de pH(4, 7 y 10):

1. Escriba el pH de la solución tampón y lafecha en dos trozos de cinta adhesiva.Pegue uno de ellos en un vaso deprecipitación limpio de 100 ml y el otroen una botella de 50 ml o en un jarro parabebés muy limpio.

2. Utilizando un cilindro graduado, mida 50ml de agua destilada y viértala en el vasode precipitación.

3. Por encima de este vaso, corte totalmenteel extremo de uno de los sobrecitos depolvo amortiguador, exprímalo y agítelopara que el polvo caiga en el agua.Asegúrese de verter todo el polvo ymézclelo con una varilla o cuchara


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Fuente: Jan Smolik, 1996, TERESA, Asociación para la Educación Ambiental, República Checa


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pequeña hasta disolverlo.4. Vierta la solución amortiguadora en la

botella etiquetada y tápela fuertemente.Deséchela al cabo de un mes.

5. Continúe preparando los otrosamortiguadores, repitiendo los pasos (1 -4) cada vez.

Paso 2: Calibrar el lápiz o medidor de pHA. Calibración del lápiz de pHNota: Si el lápiz de pH no cuenta con lacompensación automática de temperatura, lasolución amortiguadora deberá estar a 25 °C.

1. Acondicione el electrodo según lasinstrucciones del fabricante.

2. Enjuague dos veces el electrodo (probetade cristal) y el área que lo rodea con aguadestilada, utilizando una botella conaspersor, y séquelo cuidadosamente conun pañuelo de papel después de cadaenjuague. Enjuáguelo en un vaso deprecipitación desechable o en un lavadero,pero no dentro de la soluciónamortiguadora de pH y cuide de no tocarel electrodo (probeta de cristal) con losdedos.

3. Encienda el lápiz con el interruptorubicado en la parte superior y luegosumerja el electrodo por completo en la

solución amortiguadora de pH de 7,0. Verfigura HI-P-3.

4. Agite suavemente la soluciónamortiguadora con la probeta y espere aque se estabilice la lectura.

5. Utilice un destornillador de joyería paradar vuelta al pequeño tornillo del agujerode la parte posterior del lápiz hasta que lalectura sea exactamente 7,0.

6. Retire el lápiz medidor de la solución yenjuague el electrodo con agua destilada.Vierta la solución amortiguadora de vueltaa su frasco correspondiente y séllelafirmemente.

B.Calibración del medidor del pH1. Acondicione el electrodo (probeta) según las

instrucciones del fabricante.2. Enjuague dos veces el electrodo (probeta de

cristal) y el área que lo rodea con aguadestilada, utilizando un botella con aspersory séquelo cuidadosamente con un pañuelo depapel después de cada enjuague. Enjuágueloen un vaso de precipitación desechable o enun lavadero, pero no dentro de la soluciónamortiguadora del pH, y cuide de no tocar elelectrodo (probeta de cristal) con los dedos.

Fuente: Jan Smolik, 1996, TEREZA, Asociación para la Educación Ambiental, República Checa


3. Encienda el medidor (presionando el botónON/OFF). Presione el botón CAL paraindicar que va a proceder a calibrar elinstrumento.

4. Sumerja el electrodo en la soluciónamortiguadora de pH de 7,0 asegurándose deque éste está hundido por completo. Nosumerja el instrumento más allá de loestrictamente necesario. Ver la Figura HI-P-3.

5. Agite suavemente la solución amortiguadoracon el electrodo y espere a que el valor de lapantalla se estabilice. Una vez logrado esto,presione el botón HOLD/CON para aceptar elvalor y finalizar la calibración. Si el electrodoaún está inmerso en la soluciónamortiguadora, el valor de la pantalla será elmismo que el pH del amortiguador (es decir,4, 7 ó 10).

Paso 3: Vuelva a revisar su lápiz o medidordel pH

1. Lleve las soluciones amortiguadoras de pH alcampo. Trátelas como si fuesen muestras.Haga una prueba del pH de las solucionestampón y registre los valores pHamortiguadores de campo en la hoja de datos.Si estos valores son mayores o menores que0,2 unidades de pH del valor verdadero,repita el procedimiento de calibración.

2. Una vez que haya probado el lápiz o medidorcon las soluciones tampón, ya está listo paramedir el pH de la muestra de agua.

Procedimiento Para la Medición del pH1. Enjuague el electrodo y las partes que lo

rodean con agua destilada utilizando unabotella con aspersor. Séquelo con un pañuelode papel.

2. Llene un vaso de precipitación limpio y secode 100 ml hasta la marca de 50 ml con elagua que va a probar.

3. Sumerja el electrodo en el agua. Asegúrese deque todo el electrodo está hundido, pero nolo haga más allá de lo estrictamente necesario.

4. Agite una vez y luego deje que el valor de lapantalla se estabilice.

5. Una vez que la cifra se haya estabilizado, leael valor de pH y regístrelo en la Hoja deTrabajo de Datos de la Investigación deHidrología.

6. Repita los pasos del 1 al 5 con otra muestra, amanera de control de calidad. Los dos valoresde pH deben coincidir con un margen de 0,2,que es el nivel de precisión de esta técnica.

Figura HI-P-3: Utilizando el Lápiz del pH

7. Enjuague la probeta con agua destilada yséquela con un pañuelo de papel. Vuelva ataparla y apague el instrumento.

8. Calcule el promedio de los valores de pHmedidos con los grupos de estudiantes. Si losvalores registrados están dentro del promediode 0,2, informe esta cantidad al Servidor deDatos del Estudiante GLOBE. Si hay un valormuy distinto al resto, descártelo y calcule elpromedio de los otros valores. Si ahora estántodos dentro de 0,2 de este nuevo promedio,informe este nuevo valor al Servidor de Datosdel Estudiante GLOBE. Si existe una grandiferencia entre los resultados, analice elprocedimiento y las fuentes potenciales deerror, pero no envíe el valor al Servidor deDatos. Repita el protocolo si le es posible,para poder producir una medición que valgala pena informar.

Nota: Las lecturas obtenidas con el lápiz o elmedidor del pH, podrían no ser exactas si elagua de la muestra tiene un nivel deconductividad inferior a 100 microSiemens/cm (los lápices y medidores de pH nofuncionan correctamente por debajo de estenivel). Remítase al Protocolo de laConductividad Eléctrica.


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aProtocolo de la ConductividadEléctrica

PropósitoMedir la conductividad del agua en el Sitio deEstudio de Hidrología

Visión GeneralLa Conductividad es una medida de la cantidadtotal de sólidos disueltos en el agua.

Tiempo5 minutos

NivelTodos

FrecuenciaSemanalmente, incluyendo la calibración

Conceptos ClavesConductividad, los factores que la afectanEstandarización, CalibraciónExactitud, Precisión

DestrezasUtilización de un medidor de conductividadRegistro de datos

Materiales y HerramientasUn probador total para sólidos disueltos (o

probador de conductividad)Solución estándarAgua destilada/botella a presiónPañuelos suaves de papelTres vasos de precipitación de 50 ó 100 mlUn destornillador de joyería (para la

calibración)

PreparaciónRealizar las actividades del procedimiento deCalibración que se citan a continuación. Llevarlos instrumentos y materiales al Sitio de Estudiode Hidrología.


Nota: Esta medición es únicamente para aguadulce. En aguas saladas o salobres se deberámedir la alcalinidad.

AntecedentesLa conductividad se mide en microSiemens/centímetro (µS/cm). Un microSiemen es lo mismoque un microohmio.

La conductividad de una muestra de agua es lamedida de su capacidad para conducir corrienteeléctrica. Cuanto mayor sea el número deimpurezas (total de sólidos disueltos) en el agua,mayor será su conductividad. Al medir laconductividad de una muestra de agua, se puededeterminar la cantidad total de sólidos disueltosen ella. Para convertir la conductividad eléctrica(microSiemens/cm) de la muestra de agua a laconcentración del total de sólidos disueltos (ppm)en la muestra, es preciso multiplicar laconductividad por un factor ubicado entre 0,54 ó0,96 para las aguas naturales. El valor de este factordepende del tipo de sólidos disueltos. El valor 0,67

es el más ampliamente aceptado si usted no estádeterminando el tipo de sólidos disueltos.

TSD (ppm) = Conductividad (microSiemens/cm)x 0,67

CalibraciónEl medidor de conductividad debe ser calibradoantes de cualquier medición. Antes de usarlo, ycada seis meses, es preciso revisar lacompensación de la temperatura. Los estándaresde calibración deben reemplazarse anualmente.

Calibración

1. La solución estándar debe estarfuertemente tapada y guardada en lanevera. La etiqueta de la botella donde seha almacenado la solución debe contenerla fecha en la que ésta fue elaborada o

Conductividad Eléctrica


comprobada.2. Destape el probador.3. Coloque alineados dos vasos limpios y

secos de precipitación de 100 ml, y llenecada uno con la cantidad justa de soluciónestándar como para sumergir el electrodo.Nota: Otras soluciones estándardisponibles en el mercado son aceptables.Por favor calibre los instrumentos deacuerdo con los requerimientos.

4. Presione el botón ON/OFF para encenderel probador.

5. Enjuague el electrodo (la punta inferiordel lápiz) con agua destilada de unabotella a presión. No lo enjuague porencima de la línea color café. Séquelo conun pañuelo suave de papel.

6. Sumerja el electrodo en el primer vaso deprecipitación con solución estándardurante uno o dos segundos. Saque elmedidor del primer vaso y mójelo en elsegundo vaso con solución estándar, sinenjuagar el electrodo. Ver Figura HI-P-4.

7. Agite suavemente durante unos cuantossegundos, luego deje que se estabilice elvalor que va a aparecer en la pantalla.

8. Si en la pantalla no es posible leer el valorestándar, debe volver a ajustar elinstrumento para leer esta cifra. Con unpequeño destornillador, ajuste el tornillode calibración del lápiz hasta que en lapantalla aparezca el valor estándar. Nota:Puede darse el caso de que algunosmedidores de conductividad se ajustan demanera distinta.

9. Deseche la solución estándar que seutilizó en los dos vasos de precipitación.No vuelva a verter la solución estándarque se ha usado en este procedimiento, ensu frasco original.

10.Enjuague el electrodo con agua destiladay séquelo. Enjuague muy bien los vasosde precipitación.

11.Presione el botón ON/OFF para apagar elprobador. Tápelo.

Revisión de Compensación de la TemperaturaLas mediciones de la conductividad se venafectadas por la temperatura de la muestra deagua. Un medidor debe estar con la temperaturacompensada para que la lectura de laconductividad sea equivalente a una temperaturade 25 °C.

Mida la conductividad de su estándar a 5, 15, 25y 35 °C. Si la lectura de la conductividad está fueradel rango especificado (+/- 40 µS/cm) para suestándar de 25 °C, entonces contacte al fabricante.

Control de Calidad en el CampoTanto si se calibra el probador en el aula como enel campo, la solución estándar debe probarse conel siguiente protocolo, como si se tratara de unamuestra de agua. Al ser probada, la lecturaresultante para esta solución estándar deberá serel valor verdadero. Si no lo es, será preciso volvera calibrar el instrumento y volver a realizar lamedición de conductividad.

Figura HI-P-4: Utilización del Medidor de Conductividad


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Cómo Medir la Conductividad1. Destape el medidor y presione el botón

ON/OFF para encenderlo.2. Enjuague el electrodo con agua destilada y

séquelo.3. Llene un vaso de precipitación de 100 ml

limpio y seco con el agua que se va aprobar.

4. Sumerja el electrodo en la muestra deagua. Ver la figura HI-P-4.

5. Agite suavemente la muestra durante unossegundos y luego deje que se estabilice elvalor que aparece en la pantalla.

6. Lea el valor que aparece en la pantalla yregistre su valor en la Hoja de Trabajo deDatos de la Investigación de Hidrología.

7. Calcule el promedio de los valoresmedidos en la conductividad eléctrica porlos distintos grupos de alumnos. Si losvalores registrados están dentro de los 40microSiemens del promedio, informe estevalor al Servidor de Datos del EstudianteGLOBE. Si ha trabajado con más de tresgrupos y existe un valor extremadamentedistinto, deséchelo y calcule el promediode los otros valores. Si después de estotodos están dentro de los 40 microSiemensde este nuevo promedio, envíe este últimovalor al Servidor de Datos del EstudianteGLOBE. Si existe una amplia diferencia enlos resultados, discuta el procedimiento ylas fuentes potenciales de errores con losalumnos, pero no envíe el valor al Servidorde Datos del Estudiante GLOBE. Repita elprotocolo para tener una medición que sípueda enviar.

Conductividad Eléctrica


Protocolo de Salinidad

PropósitoMedir la salinidad de la muestra de aguautilizando el método del hidrómetro

Visión GeneralEl contenido de sal (salinidad) de un cuerpo deagua es uno de los factores principales quedeterminan qué organismos se encontrarán enél. La densidad del agua se relaciona con lacantidad de sal disuelta en ella. Se utiliza elhidrómetro para medir la densidad. La salinidaddel agua se establece a partir de la densidad y latemperatura del agua.

NivelTodos

TiempoLa medición en sí dura diez minutos


Conceptos ClavesMarea alta y bajaMétodo de medición de la salinidad através de la densidadGravedad específicaSalinidad en el aguaEstandarizaciónExactitudPrecisión

DestrezasUtilización de un hidrómetro y termómetroLectura de tablas de conversiónDiseño de estrategias de mediciónRegistro de datosInterpretación de los resultados

Materiales y HerramientasUn hidrómetroUna tabla de conversiónUn cilindro graduado de plásticotransparente de 500 mlUn termómetro de alcoholSal de mesa (NaCl)Agua destiladaUna balanza2 botellas de 1 litroCinta adhesiva

PreparaciónComplete las actividades de Calibración queencontrará a continuación de este recuadro y llevelos materiales e instrumentos al Sitio de Estudiode Hidrología.

PrerequisitosUna breve discusión acerca de la salinidad y surelación con la densidad

Practique mientras realiza las actividades decalibración

Nota: Esta medición se realizará solamente conaguas saladas y salobres. En cuerpos de agua dulcees mejor medir la conductividad.

Calibración y Control de CalidadSerá preciso probar los valores estándares al menosdos veces al año para verificar la técnica utilizada.Anualmente se deben preparar estándares nuevos.

Estándares de SalinidadLos estándares de salinidad no vienen junto conel hidrómetro y deben prepararse de la siguientemanera:

1. Añada agua a la sal de mesa para preparar unestándar de salinidad de 35 pm (partes pormil). Utilice este estándar y otro en blanco

para probar la precisión del hidrómetro.Estándar de 35 pm:1.1 Pese 17,5 g de NaCl (sal mesa)utilizando una balanza analíticaViértala dentro del cilindro graduado de 500ml1.2 Llene el cilindro hasta la línea que marca500 ml con agua destilada1.3 Agite la solución cuidadosamente hastaque la sal se haya disuelto1.4 Vierta la solución en una botella deplástico de 1 litro y póngale una etiqueta concinta adhesiva (incluya la fecha).


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En blanco:1.5 Mida los 500 ml de agua destilada enuna botella plástica de un litro y póngaleetiqueta con cinta adhesiva.

2. Aplique el protocolo para medir lasalinidad de la preparación estándar y dela en blanco. Utilice cualquiera de las dosdonde dice “agua de muestra”.

3. Registre los valores medidos para estosestándares con la Hoja de Trabajo de Datosde Calibración.

4. Si la preparación en blanco arroja unalectura de no – cero, enjuague elinstrumento de cristal y el cilindrograduado al menos unas tres veces y repitala medición. Si aún obtiene no - cero,tome una nueva fuente de agua destilada.

5. Si el estándar de salinidad está por encimade 2 ppm, prepare uno nuevo y repita lamedición.

Épocas de Marea Alta y de Marea BajaAverigüe las horas de marea alta y baja del puntomás cercano de su Sitio de Estudio. Las horasdeberán corresponder a las mareas altas o bajasinmediatamente anteriores y sus mediciones setomarán de acuerdo a estas horas. Registre lashoras y el lugar donde ocurren las mareas en laHoja de Trabajo de Datos de la Investigación deHidrología y luego reporte esta información juntoa otros datos al Servidor de Datos del EstudianteGLOBE.

Cómo Medir la SalinidadNota: Antes de utilizar el termómetro en esteprotocolo, pruebe su precisión siguiendo lasinstrucciones del Protocolo de TemperaturasMáximas, Mínimas y Actuales de la Investigaciónde la Atmósfera..

1. Enjuague el cilindro graduado de plásticotransparente de 500 ml al menos dosveces con agua de muestra.

2. Llene el cilindro con el agua de lamuestra hasta que el nivel esté a 2 ó 3 cmde la parte superior del cilindro.

3. Establezca la temperatura de su muestrade acuerdo al Protocolo de Temperaturadel Agua y registre este valor en la Hojade Trabajo de Datos de la Investigaciónde Hidrología.

4. Coloque el hidrómetro dentro delcilindro y deje que se estabilice. Siga lasinstrucciones del fabricante que debenvenir con el hidrómetro. Este no debetocar las paredes del cilindro y asegúresede tomar la medida desde la base delmenisco. Lea la gravedad específica en laescala del hidrómetro. Una lectura queocupe tres lugares decimales serárazonablemente correcta. Los estudiantesmayores pueden practicar tomandolecturas de hasta cuatro decimales einterpolándolas entre los valores queencontrará en la tabla HI–P-3. Registreeste valor en la Hoja de Trabajo de Datosde la Investigación de Hidrología. Vea lafigura HI–P–5.

5. Utilizando la temperatura y unos valoresde gravedad específicos, lea la salinidadde la muestra según la tabla HI-P–3. Paraencontrar el valor de la salinidad de sumuestra de agua haga lo siguiente:5.1 Fíjese en la temperatura y la gravedadespecífica de la muestra según seestablece en la tabla HI- P-3.5.2 Mire la salinidad correspondiente(pm) y regístrela en la Hoja de Trabajo deDatos de Investigación de Hidrología.Por ejemplo, una temperatura de 22 °Cde una muestra de agua y una gravedadespecífica de 1,0070 tienen una salinidad

Salinidad


de 10,6 pm.6. Repita los pasos del 2 - 5 al menos en dos

muestras más. Estas medicionesadicionales pueden realizarlas distintosgrupos de alumnos.

7. Calcule el promedio de los valores de lasalinidad obtenidos en las distintasmuestras. Si los valores registrados estántodos dentro de 2 pm del promedio,continúe con el paso 8. Si no es así,entonces los estudiantes deberán repetir lamedición utilizando valores nuevos. Siaún hay un valor aislado (aquel que esmuy distinto del resto) deséchelo y calculeel promedio de los valores restantes. Si

esta vez están dentro de las 2 pm,continúe con el paso 8. Si aún existe unadiferencia pronunciada entre los valores,analice el procedimiento con losestudiantes y repita la medición, si le esposible.

8. Envíe al Servidor de Datos del EstudianteGLOBE la temperatura, la gravedadespecífica y la salinidad obtenida poraquellos estudiantes cuya salinidad seacerca más al promedio. Si se usanúnicamente dos mediciones para calcularel promedio, informe la temperatura, lagravedad específica y la salinidad de cadagrupo.

Figura HI–P–5: Lectura de la Gravedad Específica


Tabla HI-P-3: La Salinidad (partes por mil) como una función de la densidad y la temperatura*

Temperatura del Agua en un Cilindro Graduado (° C)

Lectura observada -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0

0.9980

0.9990

1.0000

1.0010 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.5 0.5 0.6 0.6 0.7 0.8

1.0020 2.0 1.9 1.9 1.8 1.6 1.6 1.6 1.5 1.5 1.6 1.6 1.6 1.8 1.9 2.0 2.1 2.3

1.0030 3.3 3.2 3.1 2.9 2.9 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.9 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 3.6

1.0040 4.5 4.4 4.2 4.2 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.2 4.2 4.4 4.5 4.6 4.8 4.9

1.0050 5.8 5.7 5.5 5.4 5.4 5.4 5.3 5.3 5.4 5.4 5.4 5.5 5.5 5.7 5.8 5.9 6.2

1.0060 7.0 6.8 6.8 6.7 6.6 6.6 6.6 6.6 6.6 6.7 6.7 6.8 6.8 7.0 7.1 7.2 7.5

1.0070 8.1 8.1 8.0 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 8.0 8.1 8.1 8.3 8.4 8.5 8.8

1.0080 9.4 9.3 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.3 9.3 9.4 9.6 9.7 9.8 10.0

1.0090 10.6 10.5 10.5 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 10.5 10.5 10.6 10.6 10.7 10.9 11.0 11.1 11.3

1.0100 11.9 11.8 11.7 11.7 11.7 11.7 11.7 11.7 11.7 11.8 11.8 11.9 12.0 12.2 12.3 12.4 12.6

1.0110 13.1 13.0 13.0 12.8 12.8 12.8 12.8 13.0 13.0 13.1 13.1 13.2 13.4 13.5 13.6 13.7 13.9

1.0120 14.3 14.3 14.1 14.1 14.1 14.1 14.1 14.1 14.3 14.3 14.4 14.5 14.7 14.8 14.9 15.0 15.2

1.0130 15.6 15.4 15.4 15.4 15.4 15.4 15.4 15.4 15.4 15.6 15.7 15.8 15.8 16.0 16.2 16.3 16.5

1.0140 16.7 16.7 16.6 16.6 16.6 16.6 16.6 16.7 16.7 16.9 17.0 17.0 17.1 17.3 17.5 17.7 17.8

1.0150 18.0 17.9 17.9 17.9 17.9 17.9 17.9 17.9 18.0 18.0 18.2 18.3 18.4 18.6 18.8 19.0 19.1

1.0160 19.2 19.2 19.1 19.1 19.1 19.1 19.2 19.2 19.3 19.3 19.5 19.6 19.7 19.9 20.1 20.3 20.4

1.0170 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.5 20.5 20.6 20.8 20.9 21.0 21.2 21.3 21.6 21.7

1.0180 21.7 21.7 21.7 21.6 21.6 21.7 21.7 21.7 21.8 22.0 22.1 22.2 22.3 22.5 22.6 22.9 23.0

1.0190 22.9 22.9 22.9 22.9 22.9 22.9 23.0 23.0 23.1 23.3 23.4 23.5 23.6 23.8 23.9 24.2 24.3

1.0200 24.2 24.2 24.2 24.0 24.2 24.2 24.2 24.3 24.3 24.4 24.6 24.7 24.8 25.1 25.2 25.5 25.6

1.0210 25.3 25.3 25.3 25.3 25.3 25.5 25.5 25.6 25.6 25.7 25.9 26.0 26.1 26.4 26.5 26.8 26.9

1.0220 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.8 26.8 26.9 27.0 27.2 27.3 27.4 27.7 27.8 28.1 28.2

1.0230 27.8 27.8 27.8 27.8 27.8 27.9 27.9 28.1 28.2 28.3 28.5 28.6 28.7 28.9 29.1 29.4 29.5

1.0240 29.1 29.1 29.1 29.1 29.1 29.1 29.2 29.4 29.5 29.5 29.8 29.9 30.0 30.2 30.4 30.6 30.8

1.0250 30.3 30.3 30.3 30.3 30.4 30.4 30.6 30.6 30.7 30.8 30.9 31.1 31.3 31.5 31.7 31.9 32.1

1.0260 31.6 31.6 31.6 31.6 31.6 31.7 31.7 31.9 32.0 32.1 32.2 32.4 32.6 32.8 33.0 33.2 33.4

1.0270 32.8 32.8 32.8 32.9 32.9 32.9 33.0 33.2 33.3 33.4 33.5 33.7 33.9 34.1 34.3 34.5 34.7

1.0280 33.9 34.1 34.1 34.1 34.1 34.2 34.3 34.5 34.5 34.7 34.8 35.0 35.1 35.4 35.6 35.8 36.0

1.0290 35.2 35.2 35.2 35.4 35.4 35.5 35.5 35.6 35.8 35.9 36.2 36.3 36.4 36.7 36.8 37.1 37.3

1.0300 36.4 36.5 36.5 36.5 36.7 36.7 36.8 36.9 37.1 37.2 37.3 37.6 37.7 38.0 38.1 38.4 38.6

1.0310 37.7 37.7 37.7 37.8 37.8 38.0 38.1 38.2 38.4 38.5 38.6 38.9 39.0 39.3 39.4 39.7 39.9

* Adaptado de las instrucciones del hidrómetro LaMotte.


Tabla HI-P-3: La salinidad (partes por mil) como una función de la densidad y la temperatura - continuación


Lectura Observada 15.0 16.0 17.0 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5

0.9980

0.9990 0.0 0.1 0.2 0.3 0.5 0.6 0.7

1.0000 0.0 0.2 0.3 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.1 1.2 1.4 1.5 1.6 1.8 1.9 2.0

1.0010 1.0 1.2 1.5 1.6 1.8 1.9 2.0 2.1 2.3 2.4 2.5 2.5 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2

1.0020 2.4 2.5 2.8 2.9 3.1 3.2 3.3 3.4 3.6 3.7 3.8 4.0 4.1 4.2 4.4 4.6 4.8

1.0030 3.7 3.8 4.1 4.2 4.4 4.5 4.6 4.8 4.9 5.0 5.1 5.3 5.4 5.5 5.8 5.9 6.1

1.0040 5.0 5.1 5.4 5.5 5.7 5.8 5.9 6.1 6.2 6.3 6.4 6.6 6.7 7.0 7.1 7.2 7.4

1.0050 6.3 6.6 6.7 7.0 7.1 7.1 7.2 7.4 7.5 7.6 7.7 7.9 8.1 8.3 8.4 8.5 8.7

1.0060 7.6 7.9 8.0 8.3 8.4 8.5 8.7 8.8 8.9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.6 9.7 9.8 10.1

1.0070 8.9 9.2 9.3 9.6 9.7 9.8 10.0 10.1 10.2 10.4 10.5 10.6 10.7 10.9 11.0 11.3 11.4

1.0080 10.2 10.5 10.6 10.9 11.0 11.1 11.3 11.4 11.5 11.7 11.8 11.9 12.0 12.2 12.4 12.6 12.7

1.0090 11.5 11.8 11.9 12.2 12.3 12.4 12.6 12.7 12.8 13.0 13.1 13.2 13.4 13.6 13.7 13.9 14.0

1.0100 12.8 13.1 13.2 13.5 13.6 13.7 13.9 14.0 14.1 14.3 14.4 14.5 14.8 14.9 15.0 15.2 15.3

1.0110 14.1 14.4 14.5 14.8 14.9 15.0 15.2 15.3 15.4 15.6 15.7 16.0 16.1 16.2 16.3 16.5 16.7

1.0120 15.4 15.7 15.8 16.1 16.2 16.3 16.5 16.6 16.7 17.0 17.1 17.3 17.4 17.5 17.7 17.9 18.0

1.0130 16.7 17.0 17.1 17.4 17.5 17.7 17.8 17.9 18.0 18.3 18.4 18.6 18.7 18.8 19.1 19.2 19.3

1.0140 18.0 18.3 18.6 18.7 18.8 19.0 19.1 19.3 19.5 19.6 19.7 19.9 20.0 20.1 20.4 20.5 20.6

1.0150 19.3 19.6 19.9 20.0 20.1 20.4 20.5 20.6 20.8 20.9 21.0 21.2 21.3 21.6 21.7 21.8 22.0

1.0160 20.6 20.9 21.2 21.3 21.4 21.7 21.8 22.0 22.1 22.2 22.3 22.5 22.7 22.9 23.0 23.3 23.4

1.0170 22.0 22.2 22.5 22.7 22.9 23.0 23.1 23.3 23.4 23.5 23.6 23.8 24.0 24.2 24.3 24.6 24.7

1.0180 23.3 23.5 23.8 24.0 24.2 24.3 24.4 24.6 24.7 24.8 24.9 25.2 25.3 25.5 25.6 25.9 26.0

1.0190 24.6 24.8 25.1 25.3 25.5 25.6 25.7 25.9 26.0 26.1 26.4 26.5 26.6 26.8 27.0 27.2 27.3

1.0200 25.9 26.1 26.4 26.6 26.8 26.9 27.0 27.2 27.3 27.4 27.7 27.8 27.9 28.2 28.3 28.5 28.6

1.0210 27.2 27.4 27.7 27.9 28.1 28.2 28.3 28.5 28.6 28.9 29.0 29.1 29.2 29.5 29.6 29.8 30.0

1.0220 28.5 28.7 29.0 29.2 29.4 29.5 29.6 29.8 30.0 30.2 30.3 30.4 30.7 30.8 30.9 31.2 31.3

1.0230 29.8 30.0 30.3 30.6 30.7 30.8 30.9 31.2 31.3 31.5 31.6 31.7 32.0 32.1 32.2 32.5 32.6

1.0240 31.1 31.3 31.6 31.9 32.0 32.1 32.2 32.5 32.6 32.8 32.9 33.2 33.3 33.4 33.7 33.8 33.9

1.0250 32.4 32.6 32.9 33.2 33.3 33.4 33.7 33.8 33.9 34.1 34.2 34.5 34.6 34.7 35.0 35.1 35.2

1.0260 33.7 33.9 34.2 34.5 34.6 34.7 35.0 35.1 35.2 35.4 35.6 35.8 35.9 36.0 36.3 36.4 36.7

1.0270 35.0 35.2 35.5 35.8 35.9 36.2 36.3 36.4 36.5 36.7 36.9 37.1 37.2 37.5 37.6 37.8 38.0

1.0280 36.3 36.5 36.8 37.1 37.2 37.5 37.6 37.7 37.8 38.1 38.2 38.4 38.5 38.8 38.9 39.1 39.3

1.0290 37.6 37.8 38.1 38.4 38.6 38.8 38.9 39.0 39.1 39.4 39.5 39.7 39.9 40.1 40.2 40.5 40.6

1.0300 38.9 39.1 39.4 39.7 39.9 40.1 40.2 40.3 40.6 40.7 40.8 41.0 41.2 41.4 41.6 41.8 41.9

1.0310 40.2 40.5 40.7 41.0 41.2 41.4 41.5 41.8 41.9 42.0 42.1 42.3 42.5


Tabla HI-P-3: La salinidad (partes por mil) como una función de la densidad y la temperatura - continuación


Lectura Observada 25.0 25.5 26.0 26.5 27.0 27.5 28.0 28.5 29.0 29.5 30.0 30.5 31.0 31.5 32.0 32.5 33.0

0.9980 0.1 0.2 0.3 0.6 0.7 0.8 1.1 1.2 1.5 1.6 1.9 2.0 2.3 2.4

0.9990 0.8 1.0 1.2 1.4 1.5 1.8 1.9 2.0 2.3 2.4 2.5 2.8 2.9 3.2 3.4 3.6 3.8

1.0000 2.1 2.4 2.5 2.7 2.9 3.1 3.2 3.4 3.6 3.7 4.0 4.1 4.4 4.5 4.8 4.9 5.1

1.0010 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.5 4.8 4.9 5.1 5.1 5.4 5.5 5.8 5.9 6.2 6.4

1.0020 4.9 5.0 5.1 5.4 5.5 5.7 5.9 6.1 6.3 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.5 7.6 7.9

1.0030 6.2 6.3 6.6 6.7 6.8 7.1 7.2 7.4 7.6 7.7 8.0 8.1 8.4 8.5 8.8 9.1 9.2

1.0040 7.5 7.7 7.9 8.0 8.3 8.4 8.5 8.8 8.9 9.2 9.3 9.6 9.7 10.0 10.1 10.4 10.5

1.0050 8.9 9.1 9.2 9.3 9.6 9.7 10.0 10.1 10.2 10.5 10.6 10.9 11.0 11.3 11.5 11.7 11.9

1.0060 10.2 10.4 10.5 10.7 10.9 11.0 11.3 11.4 11.7 11.8 12.0 12.2 12.4 12.6 12.8 13.1 13.2

1.0070 11.5 11.7 11.9 12.0 12.2 12.4 12.6 12.8 13.0 13.1 13.4 13.6 13.7 14.0 14.1 14.4 14.7

1.0080 12.8 13.0 13.2 13.4 13.6 13.7 13.9 14.1 14.3 14.5 14.7 14.9 15.2 15.3 15.6 15.7 16.0

1.0090 14.1 14.4 14.5 14.7 14.9 15.0 15.3 15.4 15.7 15.8 16.1 16.2 16.5 16.6 16.9 17.1 17.3

1.0100 15.6 15.7 15.8 16.1 16.2 16.5 16.6 16.7 17.0 17.1 17.4 17.5 17.8 18.0 18.2 18.4 18.7

1.0110 16.9 17.0 17.3 17.4 17.5 17.8 17.9 18.2 18.3 18.6 18.7 19.0 19.1 19.3 19.6 19.7 20.0

1.0120 18.2 18.3 18.6 18.7 19.0 19.1 19.3 19.5 19.6 19.9 20.1 20.3 20.5 20.6 20.9 21.2 21.3

1.0130 19.5 19.7 19.9 20.0 20.3 20.4 20.6 20.8 21.0 21.2 21.4 21.6 21.8 22.1 22.2 22.5 22.7

1.0140 20.9 21.0 21.2 21.4 21.6 21.8 22.0 22.2 22.3 22.6 22.7 23.0 23.1 23.4 23.6 23.8 24.0

1.0150 22.2 22.3 22.5 22.7 22.9 23.1 23.3 23.5 23.6 23.9 24.0 24.3 24.6 24.7 24.9 25.2 25.3

1.0160 23.5 23.6 23.9 24.0 24.3 24.4 24.7 24.8 25.1 25.2 25.5 25.6 25.9 26.1 26.3 26.5 26.8

1.0170 24.8 25.1 25.2 25.3 25.6 25.7 26.0 26.1 26.4 26.5 26.8 27.0 27.2 27.4 27.7 27.8 28.1

1.0180 26.1 26.4 26.5 26.8 26.9 27.2 27.3 27.6 27.7 27.9 28.1 28.3 28.5 28.7 29.0 29.2 29.4

1.0190 27.6 27.7 27.8 28.1 28.2 28.5 28.6 28.9 29.0 29.2 29.5 29.6 29.9 30.0 30.3 30.6 30.8

1.0200 28.9 29.0 29.2 29.4 29.6 29.8 30.0 30.2 30.4 30.6 30.8 30.9 31.2 31.5 31.6 31.9 32.1

1.0210 30.2 30.3 30.6 30.7 30.9 31.1 31.3 31.5 31.7 32.0 32.1 32.4 32.5 32.8 33.0 33.3 33.4

1.0220 31.5 31.7 31.9 32.0 32.2 32.5 32.6 32.9 33.0 33.3 33.4 33.7 33.9 34.1 34.3 34.6 34.8

1.0230 32.8 33.0 33.2 33.4 33.5 33.8 33.9 34.2 34.5 34.6 34.8 35.0 35.2 35.5 35.6 35.9 36.2

1.0240 34.2 34.3 34.5 34.7 35.0 35.1 35.4 35.5 35.8 35.9 36.2 36.4 36.5 36.8 37.1 37.2 37.5

1.0250 35.5 35.6 35.9 36.0 36.3 36.4 36.7 36.8 37.1 37.2 37.5 37.7 37.8 38.1 38.4 38.6 38.8

1.0260 36.8 36.9 37.2 37.3 37.6 37.7 38.0 38.2 38.4 38.6 38.8 39.0 39.3 39.4 39.7 39.9 40.2

1.0270 38.1 38.4 38.5 38.8 38.9 39.1 39.3 39.5 39.8 39.9 40.2 40.3 40.6 40.8 41.0 41.2 41.5

1.0280 39.4 39.7 39.8 40.1 40.2 40.5 40.7 40.8 41.1 41.2 41.5

1.0290 40.8 41.0 41.2 41.4 41.6 41.8


Protocolo Opcional deTitulación de Salinidad

PropósitoMedir la salinidad de la muestra de agua utilizandoun método más preciso de titulación de la salinidad

Visión GeneralLos constituyentes más disueltos (sales) en el aguadel mar se encuentran en proporcionesrelativamente constantes. Al medir laconcentración de cualquiera de ellos en muestrasde agua de mar, en este caso cloro (clorinidad), lasalinidad de la muestra de agua puede ser inferida.

NivelIntermedio, Avanzado

TiempoEntre 10 y 15 minutos


La calibración cada seis meses

Conceptos ClavesEl método para medir la salinidad utilizando la

concentración de un constituyente químicodel agua de mar

La constancia de la composición del agua delmar

EstandarizaciónExactitudSalinidad del aguaMareas altas y bajasPrecisión

DestrezasUtilización del procedimiento de prueba con

titulación de salinidadDiseño de estrategias de mediciónRegistro de datosInterpretación de resultados

Materiales y HerramientasUn Juego para Pruebas de Titulación de laSalinidad (ver Caja de Herramientas)Hojas de Trabajo de DatosGuantes de cauchoUna botella de plástico de un litroSal de mesaAgua destiladaCinta adhesivaUn cilindro graduado de plásticotransparente de 500 mlUna balanza

PreparaciónRealice las actividades de Calibración que sedescriben a continuación

PrerequisitosUna breve discusión acerca de la relación de lasalinidad con el nivel de presencia de cloro y cómose utiliza la titulación para medirlas

Practicar realizando la calibración

Nota: Esta medición solamente se debe realizaren cuerpos de agua salada o salobre. En las aguasdulces se debe medir la conductividad.

Nota: Si desea obtener información sobreantecedentes y consideraciones especiales de Sitiosde Estudio de Hidrología de agua salada y salobre,favor remitirse a las secciones correspondientesdel Protocolo de Salinidad.

Calibración y Control de CalidadLa calibración se debe realizar al menos cada seismeses para poder verificar la técnica y laintegridad de los químicos. Nuevos valorespueden prepararse anualmente.

Valores de Salinidad:Los valores de salinidad no vienen en el juego detitulación de salinidad, por lo que es precisoprepararlos de la siguiente manera:


Intro

du

cción

Pro

toco

los


pén

dice

Bien

venid

a

1. Añada agua a la sal de mesa para lograrun estándar de titulación de agua de marde 38,6 ppm de salinidad. Use el estándarpara probar la precisión delJuego de Titulación de Salinidad.1.1 Pese 17,5 g de NaCl (sal de mesa)utilizando una balanza analítica. Viértalaen un cilindro graduado de 500 ml.1.2 Llene el cilindro con agua destiladahasta la línea.1.3 Agite suavemente la solución paramezclar el estándar.1.4 Vierta la solución en una botella deplástico de un litro y póngale una etiquetacon cinta adhesiva (incluyendo la fecha).2. Siga las instrucciones de la sección delProtocolo que habla acerca de cómo medirlos estándares. Allí donde dice “agua demuestra” utilice el estándar que usted hayapreparado.3. Registre el valor de los estándares luegode probarlos en la Hoja de Trabajo deDatos de la Investigación de Hidrología.4. Si los estándares de salinidad tienenuna diferencia de más de 0,4 pm, preparenuevos estándares y repita la medición.

Nota: La concentración del estándar en latitulación del agua salada se corrige con lacomposición del agua salada. Por ejemplo, paracalcular la salinidad del agua salada desde 17,5 gde NaCl en 500 ml (35 pm NaCl), tome enconsideración la composición molecular del NaCl(la proporción de peso molecular de Cl a NaCl esde 0,61): 35 pm x 0,61 = 21,35 pm de presenciade cloro. La salinidad del estándar es 21,35 x1,80655 = 38,6 pm porque en el agua del mar losiones de cloro constituyen el 55,354 % del totalde sales disueltas por peso.

Horas de Marea Alta y de Marea BajaAverigüe las horas de las mareas baja y alta dellugar más cercano a usted. Los horas deberáncorresponder a las mareas alta y bajainmediatamente anteriores, y para realizar lasmediciones usted deberá seguir estas horas.Registre en la Hoja de Trabajo de Datos de laInvestigación de Hidrología las horas y el lugaren el que estos fenómenos ocurren y luego

envíelos junto con otros datos al Servidor de Datosdel Estudiante GLOBE.

Cómo Medir la Salinidad1. Utilice un juego para pruebas de

titulación de salinidad que cumpla con lasEspecificaciones de GLOBE acerca de losinstrumentos del Juego de Herramientas.Estos juegos se basan en una técnica queconsiste en añadir un indicador de color ala muestra y luego un ácido de titulaciónpor gotas, hasta que se observe un cambiode color.

2. Siga las instrucciones del fabricante queconstan en el juego. Para titular más aguasalina que 20 pm, vuelva a llenar eltitulador con ácido, cuidando siempre dellevar un registro de la cantidad total deácido que se ha utilizado.

3. Registre la salinidad en ppm en la Hoja deTrabajo de Datos de la Investigación deHidrología.

4. Calcule el promedio de los valores de lasalinidad medidos por los grupos deestudiantes. Si los valores registradosestán dentro de un margen de 0,4 pm delpromedio, envíelos al Servidor de Datosdel Estudiante GLOBE. Si no están dentrode las 0,4 pm promedio, pida a susalumnos que vuelvan a titular la muestra yluego registre el promedio de los nuevosvalores. Si aún existe un valor aislado(aquel que es muy distinto de los demás)deséchelo y calcule el promedio con losrestantes. Si ahora alcanza el 0,4 pm conel nuevo promedio, reporte este valor alServidor de Datos del Estudiante GLOBE.Si aún existe una diferencia pronunciada(más de 0,4 pm) en los resultados, analicenuevamente el procedimiento con susestudiantes y busque las posibles causasde error, pero no envíe el valor al servidorde datos. Repita este protocolo paraobtener una medición apta para serenviada.

5. Coloque todos los líquidos en botellas dematerial de desecho.

Proto

colo Opcion

al de Titulación de Salin

idad


Protocolo de la Alcalinidad

PropósitoMedir la alcalinidad de la muestra de agua

Visión GeneralLa alcalinidad está estrechamente relacionadacon los tipos de vida acuática que sobrevivanen el agua

Tiempo15 minutos

NivelIntermedio y Avanzados


Conceptos ClavesAlcalinidad, los factores naturales que la

afectanMétodo de medición de la alcalinidadEstandarizaciónExactitud, Precisión

DestrezasUtilización correcta del procedimiento

para realizar las pruebas de alcalinidadRegistro de información

Materiales y HerramientasJuego para la prueba de alcalinidad (Ver

Juego de Herramientas)Bicarbonato de Sodio (polvo de hornear)Una botella de agua destiladaAgua destiladaUn vaso de precipitación de 500 mlUn cilindro graduado de 100 mlUn cilindro graduado de 500 mlUna varilla para mezclarHojas de datosUna botella para muestrasGuantes de látex/ gafas de protecciónUna balanza

PreparaciónCompletar las actividades de Calibración/Control de Calidad que se citan a continuación.Llevar los instrumentos y materiales al Sitiode Estudio de Hidrología.


Calibración y Control de CalidadPreparación de los Estándares de Bicarbonatode Sodio

1. Usando la balanza, pese 1,9 g debicarbonato de sodio y añádalo al cilindrograduado de 500 ml. Asegúrese detransferir todo el bicarbonato de sodio alcilindro.

2. Llene el cilindro graduado de 500 mlhasta la marca de 500 ml de aguadestilada.

3. Vierta esta solución en el vaso deprecipitación de 500 ml y agítela con lavarilla para mezclar para asegurarse deque se ha disuelto todo el bicarbonato desodio.

4. Vierta 15 ml del vaso de precipitación alcilindro graduado de 100 ml.

5. Primero enjuague el cilindro graduado de500 ml con agua destilada. Vierta los 15ml de la solución preparada conbicarbonato de sodio en el cilindrograduado de 500 ml.

6. Llene el cilindro graduado de 500 mlhasta la marca de 500 ml con aguadestilada.

7. La solución que queda en su cilindrograduado de 500 ml es su estándar.

La verdadera alcalinidad de este estándar debicarbonato de sodio es 68 mg/l como CaCO

3. El

valor verdadero del agua destilada esnormalmente inferior a 14 mg/l.


Intro

du

cción

Pro

toco

los


pén

dice

Bien

venid

a

Procedimiento para el Control de Calidad

1. Realice el protocolo de alcalinidad queviene a continuación, utilizando elestándar del bicarbonato de sodio en lugarde su muestra de agua.

2. Registre el valor de alcalinidad en mg/lcomo CaCO

3 en la Hoja de Trabajo de

Datos de Calibración.Si el estándar de bicarbonato de sodio sobresaleen un valor por encima del equivalente en mg/lde una gota o un grado del titulador de su juegode alcalinidad, prepare un nuevo estándarasegurándose de que los pesos y dilución seanexactos. Si aún sobrepasa muy por encima delequivalente en mg/l de una gota o un grado deltitulador de alcalinidad, posiblemente ustednecesite adquirir otros agentes para este juego deinstrumentos.

Cómo Medir la AlcalinidadSi su juego para pruebas de alcalinidad tiene tantoun protocolo de corto alcance, como uno dealcance mayor, utilice el segundo a no ser que laalcalinidad de su muestra de agua sea mayor queun valor aproximado de 125 mg/l como CaCO

3.

Esto le permitirá realizar mediciones más precisas.

1. Utilice un juego de pruebas de alcalinidadque cumpla con las Especificaciones de losInstrumentos de GLOBE en el Juego deHerramientas. Siga las instrucciones delfabricante. Estos juegos se basan en unatécnica que consiste en añadir unindicador de color a la muestra y luegoácido dosificado en gotas hasta observarun cambio de color.

2. Registre la alcalinidad total en mg/l comoCaCO

3 en la Hoja de Trabajo de Datos de

la Investigación de Hidrología.3. Calcule el promedio de los valores

medidos de alcalinidad por los distintosgrupos de alumnos. Si los valoresregistrados están dentro del equivalente enmg/l de una gota o un grado del tituladorpara su juego de pruebas del promedio,informe el valor promedio al Servidor deDatos del Estudiante GLOBE. Si hatrabajado con más de tres grupos y existe

un valor extremadamente distinto delresto, deséchelo y calcule el promedio delos otros valores. Si después de esto, todosestán dentro del equivalente en mg/l o ungrado del titulador de una gota del juegopara pruebas de alcalinidad basado en estenuevo promedio, envíe este último valor alServidor de Datos del Estudiante GLOBE.Si existe una amplia diferencia (más delequivalente de una gota o un grado deltitulador) en los resultados, discuta elprocedimiento y las fuentes potenciales deerrores con los alumnos, pero no envíe elvalor al Servidor de Datos de GLOBE.Repita el protocolo para producir unamedición que sí pueda enviar.

Alcalin

idad


Protocolo de los Nitratos

Conceptos ClavesMétodos clorimétricos para análisis de

aguaPresencia de nitratos en el agua

DestrezasRealización de un análisis clorimétricoDiseño de estrategias de mediciónRegistro de datos

Materiales y HerramientasUn tubo de precipitación o una probeta

de 50 mlUn Juego de Pruebas de Nitratos (si

cuenta con agua salada o salobreasegúrese de utilizar el juego depruebas adecuado)

Un cilindro graduado de 100 mlUn cilindro graduado de 500 mlBotellas o jarras de 3,500 mlAgua destilada

PreparaciónLea con atención todas las instrucciones deljuego de pruebas antes de comenzar.Asegúrese de que este juego tenga todos losmateriales que constan en la lista. Revise losniveles adecuados de nitratos que seanaceptables en el agua (10 mg/l de nitrógenodel nitrato para el agua potable).

PrerequisitosUna discusión breve acerca del por qué de laimportancia del nitrato en el agua

Una discusión acerca de la diferencia entrenitrógeno del nitrato y nitrato

Una discusión acerca de la diferencia entrenitrato y nitrito

Practicar la calibración

PropósitoObtener mediciones del nitrógeno del nitrato(nitrógeno presente en el nitrato) del agua delSitio de Estudio de Hidrología

Visión GeneralMedir los niveles de nitrato en el agua es unpaso muy importante a la hora de determinarla calidad del agua. El nitrógeno está presenteen el agua de muchas maneras, dos de las cualesson nitratos (NO

3-) y nitritos (NO

2-). De estas

dos, la primera suele ser la más importante. Losnitritos se pueden encontrar en aguas subóxicas.Los nitratos son un nutriente esencial para elcrecimiento de las algas y de otras plantasacuáticas, y pueden encontrarse en niveles muygrandes, debido a los aportes que proceden deuna variedad de fuentes. Es muy difícil medirel nitrato directamente, así que se lo reduce anitrito y la concentración de nitritos que resultade aquí es lo que se mide. Esta medición nosda la concentración combinada de nitrito (si lahubiera), así como las concentraciones denitratos. Dado que estamos interesados en lamedición de nitratos, los antecedentes de nivelesde nitritos también deberán medirse. Lasmediciones de nitratos se reportarán comonitrógeno del nitrato (mg/l), mientras que lasde nitritos serán reportadas como nitrógeno delnitrito (mg/l).

NivelIntermedios y Avanzados

TiempoAproximadamente 15 minutos


La calibración debe realizarse cada seis meses


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Calibración y Control de CalidadLos estándares deben ser revisados cada seis mesespara verificar la técnica utilizada así como laintegridad de los químicos. Cada vez se debenpreparar nuevos estándares frescos a menos queel existente se haya estabilizado. El medir losestándares será de gran ayuda a la hora declarificar las instrucciones del juego para pruebas,cuyo texto podría no ser tan claro.

Estándares de Nitratos:Los estándares de nitrato no vienen con los juegospara pruebas y se deben adquirir por separado oprepararlos de la siguiente manera:

• Solución de Nitrato para Almacenar:seque KNO

3 (nitrato de potasio) en un

horno durante 24 horas a 105 °C. Luego,disuelva 3,6 g de KNO

3 en agua destilada.

Diluya hasta 500 ml en el cilindrograduado de 500 ml utilizando aguadestilada. Haga un remolino en el aguacon cuidado mezclando la solución (no laagite). Guárdela en una jarra o botella de500 ml y póngale una etiqueta con lacinta adhesiva (incluyendo la fecha). Deesta manera tendrá una solución de KNO

3

de 7200 mg/l (o una solución denitrógeno del nitrato de 1000 mg/l).Nota: Para calcular el nitrógeno delnitrato (NO

3 – N) tome en consideración

la composición molecular del KNO3 (la

proporción del peso molecular de N áKNO

3 es de 0,138): 7.200 mg/l KNO

3 x

0,138 ≅ 1000 mg/l de nitrógeno delnitrato (NO

3 – N).

• Solución Estándar de Nitrato: mida 50 mlde la solución almacenada de nitratoutilizando el cilindro graduado de 100 ml.Viértala en el cilindro graduado de 500 mly dilúyalo en 500 ml de agua destilada.Haga un remolino en el agua con cuidadopara mezclarlo todo. El resultado será unestándar de nitrógeno del nitrato de 100mg/l. Almacénelo en una jarra o botellade 500 ml y póngale una etiqueta concinta adhesiva (incluyendo la fecha).

• Prepare una nueva cantidad de soluciónde nitrato cada vez que deba calibrar ysólo en caso de que la solución

almacenada no se haya conservado. Lassoluciones estándares de nitratos debenser frescas cada vez, sin importar el hechode que se haya conservado la soluciónanterior o no. La solución de nitratoalmacenada puede conservarse yestabilizarse hasta por 6 meses utilizandocloroformo (CHCl

3) en caso de que tenga

acceso seguro a este químico. Paraconservar un estándar de nitratoalmacenado añada 1 ml de CHCl

3 a 500

ml de solución almacenada.Procedimiento de Control de Calidad

1. Diluya los 100 mg/l de estándar parahacer un estándar de 2 mg/l. Utilícelopara probar la exactitud del juego denitratos. Mida aparte 10 ml de los 100mg/l de solución estándar de nitratoutilizando el cilindro graduado de 100 ml.Vierta esta preparación en el tubo deprecipitación o probeta de 500 ml. Midaaparte 490 ml de agua destilada en elcilindro graduado de 500 ml y añádalo alos 500 ml de la botella o jarra. Ponga unaetiqueta con cinta adhesiva (incluyendo lafecha) y remueva la solución en forma deremolino para mezclar el estándar.

2. Siga las instrucciones de la sección delProtocolo para medir el estándar. En laparte donde dice “agua de muestra” serádonde deba utilizar el estándar que hayapreparado.

3. Registre el valor del estándar después dehaberlo probado en la Hoja de Trabajo deDatos de la Investigación de Hidrología.

4. Si el estándar de nitrato está por fuera enmás de 1 mg/l, prepare nuevas solucionesy repita la medición. Si aún se mantienepor fuera, prepare una nueva soluciónpara almacenar y repita todo elprocedimiento.

Cómo Medir el Nitrógeno del Nitrato1. Utilice un juego de medición de nitrato

que cumpla con las EspecificacionesGLOBE para Instrumentos que constan enel Juego de Herramientas. Enjuague lostubos para muestras del juego unas tres

Nitratos


veces con agua de muestra antes deproceder a tomar las mediciones.

2. Nitrógeno del nitrato más nitrógeno delnitrito: Siga las instrucciones para nitratosdel fabricante que vienen en el juego.Estos juegos se basan en la técnica deañadir un re – agente que reaccione con elnitrato para formar nitrito. Este, a su vez,reacciona con el segundo re–agente paraformar un color. La intensidad de ese colorserá proporcional a la cantidad de nitratopresente en la muestra. La concentraciónse calcula al comparar el color de lamuestra, después de haberle añadido losre–agentes, con el comparador de coloresque viene en el juego. Si se pide que seagite la muestra, asegúrese de hacerlodurante el período de tiempo que seespecifique.Si no obedece a los tiempos especificadosen las instrucciones , el resultado seráunas mediciones incorrectas.

3. Pida a unos 3 estudiantes del grupo quelean el comparador de colores. Registre laconcentración de nitrato de cada grupo dealumnos en la Hoja de Trabajo de Datos dela Investigación de Hidrología. (Nota:sujete el comparador de cara a una fuentede luz, por ejemplo una ventana, el cielo ouna lámpara. No lo haga contra el sol).

4. Calcule el promedio de las tres lecturas. Silos valores registrados están dentro de 1mg/l del promedio, registre este valor en laHoja de Trabajo de Datos de laInvestigación de Hidrología. Si no estándentro del promedio de 1 mg/l pídales asus alumnos que vuelvan a leer elcomparador de colores, y que luegovuelvan a registrar y a calcular elpromedio de los nuevos valores. (Nota:no vuelva a leer si han transcurrido más de5 minutos). Si los valores restantes sí estándentro del margen de 1 mg/l del nuevopromedio, registre este nuevo valor en laHoja de Trabajo de la Investigación deHidrología. Si aún tiene un valor que esmuy distinto del resto, deséchelo y calculeun nuevo promedio con el resto de

valores. Si el margen obtenido aún esamplio (mayor a 1 mg/l) analice elprocedimiento con los estudiantes ybusquen las posibles causas de error, perono envíe el valor al Servidor de Datos.Repita el protocolo para obtener unresultado que pueda enviar.

5. Nitrógeno del nitrito: Siga lasinstrucciones del fabricante acerca denitritos. Se trata del mismoprocedimiento, excepto que no se utiliza elre–agente para reducir el nitrato a nitrito.

6. Repita los pasos 3 y 4 para obtener losvalores de nitrito.

Nota: Los resultados de las pruebas se debenreportar como nitrógeno del nitrato en mg/l (NO

3

– N, las mismas unidades que sus estándares) yno como nitrato en mg/l (NO

3-).

Para Información General: Para convertir nitratoen mg/l a nitrógeno del nitrato en mg/l divida por4,4 la proporción de sus pesos moleculares. Porejemplo: 44 mgl/ de NO

3- equivale a 10 mg/l NO

3-

N. Para convertir mg/l de nitrito a mg/l denitrógeno del nitrito divida por 3,3 la proporciónde sus pesos moleculares.

GLOBE™ 1997 Actividades de Aprendizaje - 1 Hidrología

El Paseo del AguaLos estudiantes se van a familiarizar con su Sitio de Estudio de Hidrología y van a perfilarsus características.

Modele su Propia CuencaLos estudiantes combinarán sus propias observaciones locales con un mapa topográfico eimágenes provenientes de satélites para construir un modelo tridimensional de su cuencade agua.

Detectives del Agua: (K-3) (Pre - Primaria a Tercer Grado)Los estudiantes investigarán cómo utilizar sus sentidos para la observación y por qué seutilizan instrumentos para recopilar datos.

El Juego del pHLos estudiantes participarán en un juego para comprender mejor la importancia de losniveles del pH.

Práctica de los ProtocolosEn el aula, los estudiantes van a practicar cómo utilizar los instrumentos para losprotocolos, explorando el rango de mediciones y fuentes de variación y error.

¡Agua, Agua en Todas Partes! ¿Cómo Compararla?Los estudiantes empezarán a mirar y a analizar los datos de GLOBE con los científicos deHidrología.

El Descubrimiento de Macro-InvertebradosLos estudiantes van a explorar la forma en la que la química del agua afecta la vida en susitio.

Modele su Balance de AguaLos estudiantes modelarán los cambios en el agua almacenada en el suelo durante un año.

Actividades de

Aprendizaje!

?


!?El Paseo del Agua

PropósitoFamiliarizarse con la hidrología de su zona

Visión GeneralLos estudiantes visitarán el Sitio de Estudio deHidrología, realizarán un análisis ocular paraaveriguar información acerca de la utilización delsuelo en su ámbito local, así como sobre la calidaddel agua, y documentarán sus descubrimientostrazando un mapa y perfilando el cuerpo del agua.Utilizarán esta investigación inicial para plantearpreguntas acerca de la utilización del suelo a nivellocal y/o sobre temas relacionados con la químicadel agua, los cuales pueden necesitar un estudioposterior.

TiempoUn viaje de campo más un período de clases

NivelTodos

Conceptos ClavesEl agua superficial existe en varias formas,

tales como estanques, lagos, ríos y cubiertade nieve.

Las características del agua estánestrechamente relacionadas con las de latierra que la rodea.

El agua corre de un lugar a otro.El agua superficial tiene muchas

características observables, como porejemplo color, olor, flujo y forma.

DestrezasObservación del agua en el sitio de estudioDescripción del agua en el sitio de estudioOrganización de observacionesFormulación de preguntas basadas en

observaciones en el sitio de estudioIdentificación de las relaciones existentes

entre las características del suelo y las delagua

Comunicación de las observaciones einterpretaciones iniciales oralmente, porescrito y en gráficos

Trazado de mapas de hidrología del sitio deestudio

Materiales y HerramientasMateriales de dibujo e instrumentos para

crear ilustraciones y mapasLos Cuadernos de Ciencias GLOBE y plumas

de dibujoCámaras de vídeo o para fotografíasBrújula, varas de medición o cordónVasos o frascos de plástico transparente para

observar la claridad y el color del agua

PreparaciónObtener mapas topográficos e imágenes desatélite de su sitio de estudio.


AntecedentesSu cuerpo de agua es parte de una vertiente dedrenaje. Una cuenca de agua delinea la vertientede drenaje, el área es drenada por un río y sustributarios. La topografía del área determina laforma de la cuenca. La tierra que la rodea y losusos que a ésta se le dan, tales como ciudades,pueblos, carreteras, agricultura, ganadería,producción de madera, vegetación natural, etc.,influyen en la química del agua de la cuenca.

Muchos son los factores que pueden afectar lascaracterísticas del agua en un sistema fluvial, lagoo estanque. Entre éstas tenemos: el color, laforma, la temperatura, etc. En el protocolo, se lesolicitará a usted recoger información acerca dela calidad del agua medida en función de oxígenodisuelto, pH, alcalinidad y conductividadeléctrica. Las observaciones de campo aumentanla capacidad de los estudiantes paraconceptualizar los lazos existentes entre lascaracterísticas del suelo y del agua. Esta actividad


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es una introducción a su sitio de estudio dehidrología y sienta las bases para las actividadesde aprendizaje subsiguientes, así como para losprotocolos de hidrología.

Qué Hacer y Cómo Hacerlo1. Pregunte a los estudiantes qué saben

acerca de los cuerpos de agua de sulocalidad. Empiece con pr eguntas comolas siguientes:¿Han visitado algún lago, río, estanque oarroyo?¿Cuál es su pasatiempo favorito en estoslugares?¿Por qué este cuerpo de agua esimportante para ustedes?

2. Lléveles al sitio de estudio de hidr ología.Recuér deles las pr ecauciones que debentomar.

Para el nivel de principiantes:

3.Para los estudiantes más jóvenes, la meta eshacer que caminen, obser ven y pr eguntenacerca del agua de su sitio de estudio.Esto incluye caer en cuenta el flujo de losríos o ar royos, la pr esencia de estanques,lagos de agua r esidual de la pr ecipitación,manantiales y humedad del suelo.Anímeles a que pr esten atención a todaslas for mas de agua que encuentr en en surecorrido por el lugar . Lleve un frasco yrecoja una muestra del agua. Pídales queobser ven el color del agua, lo que ven enella, si se mueve y a qué velocidad lo hace,qué hay cer ca del agua, si puedenescucharla mientras están en silencio, sitiene olor , si es cristalina o turbia, etc.

4. Haga que sus alumnos dibujen y/o tomennotas acer ca de la ubicación y extensióndel sitio de estudio. Compar e la ubicacióndel agua con otras características pr esentesen el lugar , tales como árboles, lomas, etc.Pídales que for mulen pr eguntas acer ca dela procedencia del agua.

Para los niveles intermedios y avanzados:

3. Disponga que equipos de estudiantesinspeccionen y analicen distintas seccionesdel sitio. Conformando equipos con unperiodista, un topógrafo, un dibujante y

un fotógrafo, los alumnos deben empezara documentar lo que obser van acer ca desu sección. ¿Cuál es la apariencia, olor ynaturaleza del agua? Se deben señalar loslímites: zonas urbanas, agrícolas,industriales, r esidenciales, cubier tas debosque, pantanos, etc. Los estudiantesdeben trazar mapas de los contor nos ycaracterísticas generales de sus secciones yregistrar la vida silvestr e y la vegetaciónque encuentr en dentr o y alr ededor delagua. ¿Cuál es la inclinación de la tierraadyacente a su sección de agua?

4. De regreso al aula, los estudiantes debencrear una muestra compuesta de todos losmapas. Busque similitudes y difer encias ydiscuta los patr ones que obser ve.Basándose en sus obser vaciones, anime asus alumnos a que piensen acer ca de laforma en que el agua llegó a este lugar ,cómo fluye a través del sitio de estudio, adónde se dirige después, cómo influye ensu calidad el ár ea cir cundante, sobr e todoen la época de lluvias o cuando se derritela nieve, cuando hay inundaciones, etc.¿Qué pr eguntas tienen? Escríbalas en un

El Paseo del A

gua

: Estudiantes en la Universidad de Arizonarealizando mediciones de pH, conductividad yalcalinidad


afiche y péguelo en la par ed.5. Adicionalmente, pida a los estudiantes que

discutan lo siguiente:¿Qué actividades de utilización de la tierraobser vó y enumeró? ¿Cómo cr ee que estasactividades pueden alterar lascaracterísticas del agua? ¿La calidad delagua sufrirá por esta influencia?¿Qué tipo de apariencia del agua seregistró con más fr ecuencia y qué puedeindicar ésta acer ca de la calidad del agua?¿Hubo ahí pruebas de utilización humanadel agua? ¿Pr uebas de que la vida silvestr eu otros animales utilizaban el agua?

Investigaciones Posteriores1. A medida que los alumnos acudan

mensualmente al sitio para r ecopilarinfor mación para el pr otocolo dehidrología, r ecuérdeles cuáles deben sersus obser vaciones al r ealizar esta actividady pídales que apunten los cambios en susCuader nos de Ciencias GLOBE.

2. La cantidad y calidad del agua es un temaglobal. Utilice su información compuestaacerca del Sitio de Estudio de Hidr ología yprepare una descripción de lascaracterísticas y rasgos de sus datos sobr ehidrología, incluyendo materiales talescomo gráficos. Póngase en contacto conotra escuela que haya r eportadoinfor mación y haga los ar reglos necesariospara que ellos también plasmengráficamente sus datos. Inter cambie ycompare los gráficos de ambas escuelas.Cada una deberá pr eparar una descripciónescrita del Sitio de Estudio de Hidr ologíade la otra, basándose en lascomparaciones. A continuación,inter cambie las descripciones escritas yanalice hasta qué punto las descripcionesextrapoladas se comparan con lasoriginales. Explor e aquellas característicasque se pueden o no deducir a partir de losdatos.

Evaluación de los EstudiantesPida a sus alumnos que hagan una exhibiciónvisual de lo que saben acerca de su cuerpo de agua,incluyendo la utilización de la tierra que la rodeay los impactos que puedan tener sobre la calidaddel agua (tanto negativos como positivos) comopara afectar a los peces y animales -incluyendo alser humano- que dependen del agua. Compartaestas conclusiones con otros alumnos de la escuelay de la comunidad.

AgradecimientosAdaptado del “River Walk”, Ground Truth TeacherHandbook de The Aspen Global Change Institutey de “Stream Sense” del Proyecto WET.


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Modele su Propia CuencaM

odele su Propia Cuen

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PropósitoIntroducir los estudiantes a su cuenca de agua y ala forma en la que ésta funciona

Visión GeneralLos estudiantes principiantes construirán unmodelo tri-dimensional de una cuenca de agua yexperimentarán con flujos de agua. Losestudiantes de niveles intermedios y avanzadosutilizarán mapas topográficos e imágenes delLandsat para construir un modelo en tresdimensiones de su cuenca de agua y probaránhipótesis acerca del flujo del agua.

TiempoPara el nivel principiante: Un período de clases

Para los niveles intermedios y avanzados: dos o tresperíodos de clases.

NivelTodos

Conceptos ClavesUna cuenca guía toda la precipitación y aguas

de arrastre hacia un mismo cauce o cuerpode agua.

El Sitio de Estudio de Hidrología es parte dela cuenca de agua.

La naturaleza de una cuenca de agua estádeterminada por las características físicasde la tierra.

DestrezasElaboración de un modelo de cuenca de aguaPredicción del flujo del aguaInterpretación de los mapas e imágenes para

crear un modelo físico de la cuenca

Materiales y HerramientasPara niveles de principiantes: Una plancha de

madera enchapada de aproximadamente1 m x 1 m

Piedras de distintos tamañosUna hoja de plásticoUn aspersor de líquidos para plantasPara los niveles intermedio y avanzado:Un mapa topográfico de su Sitio de Estudio

de Hidrología y del área circundanteUna imagen Landsat de su Sitio de Estudio

GLOBE (proporcionada por GLOBE)Una plancha de madera enchapada de

aproximadamente 1 m x 1 mYeso, arcilla o algún material similarMaterial resistente al agua o papel plástico

para envolturasPreparaciónRecoja los materiales.Obtenga mapas topográficos (consulte la

sección “Cómo Obtener Mapas e Imágenesde Sensores Remotos” de la sección de Juegode herramientas).

PrerequisitosPara niveles intermedios y avanzados:Comprensión básica de cómo funcionan losmapas y estar familiarizados con mapastopográficos e imágenes Landsat.

Si desea más información de apoyo acerca delos mapas de contorno, consulte ConceptosBásicos sobre Líneas de Contorno del Apéndicede esta investigación.

AntecedentesLa cuenca de agua conduce toda la precipitacióny material de arrastre (agua, sedimentos ymateriales disueltos) hacia un mismo curso ocuerpo de agua (agua de drenaje). Una líneadivisoria (o cuenca) es un cerro situado entreáreas de drenaje. Quizás haya escuchado hablar

acerca de la Línea Divisoria del Continente, esdecir la cordillera que divide los Estados Unidosy provoca que todos los sistemas fluviales situadoshacia el este de la misma, corran hacia el OcéanoAtlántico, y aquellos que están en el oeste se dirijanhacia el Océano Pacífico. Estas cuencas gigantesestán compuestas de otras menores. Con esta


actividad los estudiantes podrán ubicar los límitesde su cuenca local y crear un modelo que lesresulte útil a la hora de estudiar los sistemas deagua.

Las actividades humanas, tales como laconstrucción de presas para retener las aguas, paracambiar el curso del agua de una línea divisoriade una cuenca a otra (trasvase entre cuencas), opara modificar la topografía de la tierra paraconstruir carreteras u otras estructuras, puedenalterar las cuencas. Al aprender acerca de cómoelaborar modelos de una cuenca estamosayudando de alguna manera a la población a quecaiga en cuenta de las verdades acerca del sistemaacuático del que dependen: de dónde procede elagua, a dónde se dirige, qué opciones tiene lapoblación para utilizarla y conservarlaresponsablemente.

Qué Hacer y Cómo HacerloPara el nivel de principiantes:

1. En la plancha de madera enchapadacoloque una serie de piedras (r ocas) dedistintas formas y tamaños. Cúbralas conplástico y pr esione éste alr ededor de lasrocas, para darle for ma, y asegúr ese de quehayan puntos altos y bajos.

2. Pregunte a sus alumnos qué cr een queocurrirá al ver ter agua sobr e los distintoslugares del modelo.

3. A continuación, pídales que utilicen elaspersor de líquidos para plantas pararegar agua sobr e la super ficie del modelo.Continúe haciéndolo hasta que el aguafluya. Obser ve cómo lo hace y dóndequeda r etenida.

4. Analice con ellos lo que han obser vado,prestando especial atención en cómo laforma del modelo afecta el fluir del agua.

5. Pregúnteles lo que sucederá si las r ocascambian de lugar . Pídales que le digancómo las dispondrían para obtener unflujo de agua más rápido o más lento opara r ecoger más agua o menos en unpunto en especial.

6. Pídales que r e-distribuyan las r ocas paraprobar sus ideas. Repita esta variaciónalgunas veces.

Para niveles intermedios y avanzados:

1. Pregunte a los estudiantes: ¿Qué es unacuenca? ¿Por qué las cuencas sonimportantes?

2. Entrégueles mapas topográficos eimágenes Landsat de su ár ea. Ayude a susestudiantes a que se orienten y queentiendan lo que se muestra tanto en elmapa como en la imagen del satélite.Asístales utilizando las fotografías tomadaspor satélites, ya que son un r ecursoigualmente útil. Pídales que identifiquensu cuenca con un nombr e y queencuentr en sus linder os. Las líneas decontor no y los cambios de elevación de losmapas topográficos r esultan muy útiles ala hora de establecer las cuencas. Almarcar las cimas de las elevaciones ycordilleras, los estudiantes pueden cr earun bosquejo útil de su cuenca.Para empezar , pueden seleccionar unpunto de fácil identificación, como ladesembocadura de un ar royo. Alretroceder, partiendo de dicho punto,deberán mar car otr os puntos obvios, comopor ejemplo picos y sierras que separancorrientes adyacentes. Pr egúnteles: “¿Dequé manera fluirá el agua a partir de estepunto?” Pídales que dibujen flechas paramarcar los patr ones de dr enaje. La imagende la cuenca se clarificará a medida que sevayan identificando más puntos.

3. Proporcione a los estudiantes el materialnecesario para construir un modelo de sucuenca. Yeso, ar cilla y/u otr os materialesde su elección podrían ser vir. Pídales quetrabajen en gr upos pequeños para cr ear sumodelo, al que deberán cubrir conenvoltura plástica de uso doméstico.

4. Cuando lo hayan terminado, pídales querocíen agua sobr e el modelo y que tracenla senda que siguen las gotas de agua alatravesar la cuenca hasta dirigirse al cauce.

5. Discuta con ellos la r elación existenteentre las características físicas de la cuencay la ubicación de las actividades humanas.Céntr ese especialmente en los patr ones del


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fluido del agua de su cuenca.

Investigaciones Posteriores1. ¿De qué otra cuenca mayor forma parte su

cuenca? Y esa, a su vez, ¿a qué otra mayorpertenece? Continúe planteando estapregunta hasta llegar a las cuencas cadavez mayor es. ¿Cuál de todas es la mayor?

2. Compar e las imágenes obtenidasrecientemente por el satélite con aquellasde otras eras históricas ¿Qué cambios hansurgido en la cuenca?

Evaluación de los Estudiantes1. Pida a sus alumnos que escriban una

composición acer ca de la impor tancia delas cuencas.

2. Pídales que describan en qué forma cadauno de los pr otocolos de hidr ología serelaciona con la compr ensión de lascuencas y su importancia.

3. Pídales que identifiquen variascaracterísticas físicas naturales, así comootras pr ovocadas por el ser humano, tantosobre el mapa topográfico como sobr e lasimágenes del satélite. Ubique susposiciones cor respondientes sobr e elmodelo de la cuenca.

4. Pídales que describan las maneras en quelas características físicas de las cuencaspueden influenciar futuras actividadeshumanas y per mítales pr edecir acer ca deeste aspecto.

5. Pídales que describan algunas formas enlas que las actividades humanas modificanla for ma de la cuenca y , en consecuencia,el sender o por el que fluye el agua.

AgradecimientosAdaptado de “Make watershed model (Haga unmodelo de Cuenca)” (Aspen Global ChangeInstitute’s Ground Truth Studies TeacherHandbook), con información adicional de“Understanding Watersheds (Entendimiento de lasCuencas)” de Tennessee Valley Authority.

Modele su P

ropia Cuenca


!?Detectives del Agua

PropósitoAyudar a los estudiantes a comprender queexisten varias sustancias en el agua que puedenencontrar utilizando sus sentidos y que existenotras sustancias que solo pueden identificar conel uso de instrumentos.

Visión GeneralLos estudiantes intentarán identificar lassustancias del agua utilizando sus cinco sentidos.Luego podrán utilizar los instrumentos deGLOBE para detectar las sustancias del agua.

TiempoUn período de clase

NivelPrincipiantes

Conceptos ClavesSus cinco sentidos le hablan acer ca del

mundoSus sentidos detectan varias cosasUsted utiliza instr umentos para r obustecer

sus sentidos

DestrezasExploración de respuestas a pr eguntasDesarrollo de respuestas a pr eguntas

(hipótesis)Conducción de un experimentoRealización de obser vacionesRegistro de datosConteo (o suma)

Materiales y HerramientasPara cada equipo de 4 ó 5 estudiantes:

5 jar ras o tazas de plástico transpar ente5 cucharas de plásticoUn mar cador para enumerar las tazasElementos para detectar en el agua, los

cuales hagan funcionar todos lossentidos, como por ejemplo:Vista: una gota de colorante amarillopara alimentos, jugo de limón, aguacarbonatadaTacto*: polvo de hor nearOlfato: jugo de limón, vinagr eGusto: sal, azúcar , agua destilada, aguacorrienteOído: agua carbonatada

Hoja de T rabajo* El uso del sabor queda a discr ecióndel profesor

PreparaciónPrepare las muestras de agua para elexperimento y duplique las Hojas de Trabajosobre Detectives del Agua.


AntecedentesCon un promedio de arrastre de 30 cm/año, elciclo hidrológico erosiona constantemente loscontinentes. Una fracción de este materialerosionado es transportado por los ríos hacia losocéanos, tanto en forma de sólidos en suspensión(por ejemplo arena, arcillas y sedimentos) comode sustancias disueltas (sales). Estos elementospueden ser considerados como contaminantes

naturales y pueden variar desde piedra calizadisuelta (carbonato de calcio) hasta mineralesdisueltos que contienen metales pesados comoplomo, cadmio y zinc. Otras sustancias seintroducen en el sistema hidrológico a través delas actividades humanas. Los aceites, losdesperdicios, los fertilizantes y pesticidas químicosson algunos ejemplos. Está claro que si losmateriales son transportados por el agua, todaslas formas de vida que habiten en este elemento


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estarán sujetas a los efectos de dichas sustancias.

Los científicos han desarrollado pruebas paraobservar si estas sustancias, ya sean dañinas obeneficiosas, o que aparezcan por procesosnaturales o no, se encuentran en el agua. Estaspruebas requieren de la utilización de ciertosinstrumentos para medir las sustancias opropiedades que los humanos no pueden percibirsólo con los sentidos.

Preparación• Dote a cada grupo con una estación de

trabajo con tazas de agua y pequeñascantidades de cada substancia de“alimento misterioso” mezclada (aguasalada, agua carbonatada, etc.). T ambiénprovea agua de llave (potable) con lastazas de prueba.

• Reparta cucharas para que puedansumer gir en el agua de las tazas parasentirla y sabor earla.

• Enumer e las tazas con el mar cador.• Copie la Hoja de T rabajo para cada

estudiante.

Qué Hacer y Cómo HacerloAnalice con los estudiantes la forma en la que ellosutilizarían sus sentidos para detectar los elementospresentes en el ambiente. Discuta las ventajas ylas limitaciones de cada uno de los sentidos. Laspreguntas planteadas a los alumnos podríanhacerlos reflexionar acerca de lo siguiente:

1. ¿Cómo podemos utilizar nuestra vista paradetectar el peligr o? ¿Cuándo nuestr osentido de la vista no funciona bien?(cuando algo está fuera de nuestro ángulo devisión o del rango o está en la oscuridad o esinvisible...)

2. ¿Cómo podemos utilizar los oídos paradetectar el peligr o? ¿Cuándo no funcionanbien nuestr os oídos? ( objetos que noproducen sonidos, cuando no escuchamos niprestamos atención...)

3. ¿Cómo podemos usar nuestr o sentido delolfato para detectar el peligr o? ¿Cuándo nofunciona bien este sentido? ( cuando losobjetos son inodoros, si estamos resfriados...)

4. ¿Cómo podemos utilizar el sentido del

tacto para detectar el peligr o? ¿Cuándo nofunciona bien este sentido ? ( cuando unobjeto está alejado o si al tocarlo espeligroso...)

5. ¿Cómo podemos utilizar el sentido delgusto para detectar el peligr o? ¿Cuándo nofunciona bien este sentido ? ( cuando setrata de un elemento venenoso o sucio...)

6. Sujete una taza de agua. Pr egúnteles, ¿cuálde los sentidos cr een ustedes que puedeser el más adecuado para averiguar si elagua es apr opiada para beber? Consider elas ventajas y las desventajas de utilizarcada uno de los sentidos.

7. ¿Cree que sólo uno de los sentidos ser virápara averiguar cuál de las tazas contieneagua de la llave? Intente adivinar(hipótesis) cuál de los sentidos es el quedetectará más a menudo alimentosmisteriosos en el agua. En la hoja de datossobre el trabajo de detectives del agua,haga un cír culo alr ededor de aquello en loque usted cr ee de entr e las fotos que estánen la parte superior del documento.

Realización del Experimento1. Enseñe a sus alumnos las cajas de

“alimentos misteriosos” que han sidocolocados en el agua (sal, polvo dehornear, etc.). Dígales: “estos son algunosalimentos que he mezclado en el aguadelante de ustedes. Ahora vamos a utilizarlos sentidos para detectar cuál de estosalimentos podemos encontrar en lastazas”.

2. Haga que sus alumnos mir en las tazas.

TDS

pH

¡Fiu! ¡Creo queesta agua requiereuna prueba

Prueba

de

Alcalinidad Juego de

Prueba de Oxígeno Disuelto

Detectives del A

gua


Deben mar car con una X en la Hoja deTrabajo junto al númer o de cualquier tazaque no par ezca contener agua de la llave, ycon una W junto a aquellas tazas que síparezcan contener agua de la llave.

3. Pida a sus estudiantes que escuchen lastazas de agua. Deben mar car con una Xen la Hoja de T rabajo junto al númer o quecorresponda a la taza que no suene comoagua de la llave, y con una W junto aaquella que sí suene como agua de la llave.

4. Pídales que huelan cada taza. Debenmarcar con una X en la Hoja de T rabajojunto al númer o de cada taza que no huelacomo agua de la llave, y con una W juntoa aquella que sí huela como agua de llave.

5. Haga que los estudiantes r emojen lacuchara con unas cuantas gotas de agua decada taza para sentirla. Deben poner un Xen la Hoja de T rabajo junto a las tazas queno par ecen tener agua de la llave y una W ,en las tazas que sí les par ece que tieneneste tipo de agua.

6. Pida a los alumnos que mojen la cucharaen cada taza para pr obarla. Pídales queutilicen una cuchara limpia cada vez.Deben mar car con una X en la hoja detrabajo junto a las tazas que sepan distintoal agua de la llave y con una W en las quesí par ezcan tener esta clase de agua.

7. A continuación deben contar la cantidadde X cor respondiente a cada sentido.¿Cuál es el que r ecibió más X? Este es elmejor sentido para detectar lo que habíaen el agua.

8. Pida a los alumnos que r evisen aquellossentidos que ellos cr ean son los mejor espara explorar elementos en el agua. ¿Elgusto? Recuér deles que por hoy se pudoprobar el agua, per o pregúnteles “¿searriesgaría a pr obar un agua sin saber loque hay en ella?”.

9. Pregúnteles qué otras maneras puedenutilizar para descubrir las sustanciaspresentes en el agua. Póngalos encontacto con la idea del uso deinstrumentos para ayudar a los sentidos.Por ejemplo, pueden pensar en el uso de

detector es de humo, micr oscopios,audífonos, etc.

10. Presente a sus estudiantes la cinta depH como un instrumento para medir elagua y pídales que la utilicen para sometera prueba las tazas. ¿Qué es lo que hanpodido detectar con esta cinta?

Nota: Una actividad de seguimiento para el pHes el Juego del pH. Los estudiantes puedenexplorar los distintos valores del pH de variassustancias que se encuentran en su ambiente.

Adaptaciones para EstudiantesMayores:

1. Pida a sus alumnos que utilicen pruebasmás avanzadas para determinar lasdifer encias que se encuentran en el agua(alcalinidad, conductividad, salinidad ogravedad específica).

2. Desafíe a los alumnos a que inventen suspropias pr uebas para detectar difer enciasen el agua (por ejemplo, agitar el agua,añadir otr os químicos que puedan causarreacción con los elementos del agua).

Evaluación de los EstudiantesPídales a los alumnos que:

• Enumer en varias sustancias queencuentr en en el agua

• Expliquen por qué a veces se necesita deinstrumentos para detectar dichassustancias.

• Adivinen (pr opongan hipótesis) cómodistintas sustancias podrían afectar a losorganismos que viven ahí.

• Expliquen de qué forma cada sentido esbueno para examinar los distintos tipos demateriales.

• Utilicen la Hoja de T rabajo para r egistrarsu información (datos) y ver cómo estahoja les puede ayudar a explicar losresultados.

Investigaciones PosterioresHaga que sus alumnos investiguen si distintasplantas y animales prefieren distintos tipos deagua.␣


Nombre:_____________________________________

Taza ␣ Ver Oír Oler Sentir Gustar Prueba del pH

␣

1 uno ␣ ␣ ␣ ␣ ␣ ␣

2 dos

3 tres

4 cuatr o

5 cinco

TOTAL

Instrucciones para Llenar esta HojaBajo la columna que corresponde a cada sentido y en la fila de cada taza numerada, marque conuna “X” en el casillero que represente al líquido que usted piense que NO es agua. Marque conuna “W” el casillero que represente el líquido que usted piense que SI es agua.

Asegúrese de utilizar sólo el sentido que corresponde a cada columna a la hora de tomar unadecisión. Cuando haya terminado de probar cada sentido en cada taza, observe las filas para vercuál es el que más tiene la letra W. Esta debería corresponder a la taza que contiene agua.

␣ ␣ ␣ ␣ ␣ ␣

Hoja de Trabajo de losDetectives del Agua


El Juego del pH

PropósitoEnseñar a los estudiantes acerca de la acidez yalcalinidad de los líquidos y de otras sustanciasexistentes cerca de su escuela, de modo quepuedan comprender lo que los niveles del pH nosdicen acerca del medio ambiente.

Visión GeneralEl juego del pH involucrará a los alumnos en lamedición del pH de varias muestras de agua,muestras de tierra, plantas y otros materialesnaturales procedentes de distintos lugares. Luegolos estudiantes crearán mezclas de materiales parapoder colectar distintas mediciones del pH.

TiempoUn período de clases para la preparación

Un período de clases para el juego

NivelTodos

Conceptos ClavesMediciones del pH

DestrezasRealización de medicionesRealización del análisisInterpretación de los descubrimientosComprensión de las inter relaciones existentes

en la naturaleza

Materiales y HerramientasPara cada equipo (de alrededor de 4

estudiantes) se necesita:

!?

20 cintas medidoras del pH3 ó 5 tazas pequeñasPapel y lápizEtiquetas o membretes para pegar losresultados en la cartelera

Para toda la clase:Carteleras para los resultados de todoslos equipos (una línea de niveles del pHque vaya del 2 al 9 para cada equipo)Un papelógrafo con reglasTiras adicionales de papel medidor delpH

PreparaciónEl maestro debe preparar varias mezclas/soluciones tanto ácidas como alcalinas demateriales naturales y procesados. Esta solucióndebe marcarse con los ingredientes y una letra,pero no con sus características ácidas o alcalinas.Entre las soluciones ácidas se pueden incluirhierba fermentada, jugo de limón diluido yconcentrado, café negro, vinagre, jugo denaranja y refrescos. Las soluciones alcalinas,incluyen agua salada, champú, polvo dehornear, blanqueador de cloro, amoníaco de usodoméstico y limpiador de hornos. Lassoluciones de tierra, producidas al mezclar aguacon muestras locales de tierra, deben usarse aligual que muestras locales de agua. El maestrotambién puede elaborar soluciones utilizandomateriales que encuentre alrededor de la zonade la escuela, como por ejemplo, restos de aceitede un vehículo, líquido que quede en algunabotella desechada, etc.


AntecedentesEl nivel de acidez (pH) influye considerablementeen la vegetación y en la vida silvestre de unmedioambiente. El pH puede influirse pordistintos factores, entre los cuales los principalesson la contribución alcalina de las rocas y tierra,la cantidad de agua que exista en la zona y tambiénlas actividades humanas (tráfico, edificaciones,

superficies asfaltadas, etc.). La lluvia ácida tambiénpuede llegar a ejercer un fuerte impacto sobre elpH del agua. Es importante llegar a comprendertodas estas relaciones. Esta actividad tan sencillaayudará a sus alumnos a comprender lainterdependencia que existe entre la naturaleza ylas actividades humanas.


Intro

du

cción

Pro

toco

los


pén

dice

Bien

venid

a

Nota: Recuerde a los alumnos acerca de ladiferencia entre hipótesis y resultados. Anímelesa que elaboren sus propias hipótesis y a que veanla manera de probarlas con resultados (preparebibliografía para ellos, invite a algún experto a laclase, analice mediciones anteriores, etc.).

Las Reglas1. Explique a los estudiantes que el objetivo

del juego consiste en que cada equipoidentifique aquellas soluciones que tenganun pH entr e 2 y 9.Los alumnos deben trazar una líneahorizontal de la escala del pH que vaya del0 al 14, el pH 7 como el punto neutral.Cada unidad debe estar a una distancia de1 cm de la siguiente. Luego han dedibujar un casiller o debajo de cada unidaddel pH del 2 al 9.Cada equipo debe encontrar sustanciascuyo pH cor responda al casiller o de laescala del pH.

2. El maestr o dibuja la siguiente matriz en lapizar ra. (Ver Matriz HI-AC-1).

3. Por cada casiller o lleno, el gr upo gana 1punto, aun cuando se encuentr en dosmuestras con el mismo pH.

4. Los estudiantes deben r egistrar toda lainfor mación acer ca de la solución queconsta en las etiquetas y sobr e el pH quehayan medido.

5. Cuando ya estén listos para enviar unamuestra a la car telera de r esultados deljuego, deben enseñarle al maestr o tanto lasnotas como la muestra y juntos medirán elpH con una nueva cinta medidora del pH.Si el r esultado coincide con el obtenidopor los alumnos, la muestra se aprueba yse añaden puntos al mar cador del equipo.A continuación encontrará una tablacomo ejemplo de los r esultados dedistintos equipos. V er Matriz HI-AC-2.

6. El maestr o les da una nueva cintamedidora del pH por cada muestra que sesume a la car telera de r esultados.

Valor del pHEquipos 2 3 4 5 6 7 8 9 TOTAL

Equipo 1

Equipo 2

Equipo 3

Matriz HI-AC-1

Valor del pHEquipos 2 3 4 5 6 7 8 9 TOTAL

Equipo 1 1 1 1 1 4

Equipo 2 1 1 1 3

Equipo 3 1 1 1 3

Matriz HI-AC-2

El Juego del pH


Variaciones Según la EdadPrincipiantesPara una comprensión básica, utilice sal y azúcary explique a sus alumnos que lo salado no significanecesariamente que el elemento es ácido, y que eldulce no implica necesariamente alcalinidad. Lasbebidas gaseosas son buenos ejemplos de unlíquido dulce y muy ácido.

IntermediosOrganice un juego que sea más competitivo. Porejemplo, el equipo que encuentre o cree la primeramuestra con un cierto valor del pH recibe 5puntos, y a continuación todas las muestras conel mismo valor sólo recibirán 1.

Haga el juego más complicado limitando lasfuentes de muestras para que sólo utilicenmateriales naturales.

Limite el número de cintas medidoras del pH quele entrega a cada grupo y establezca reglas paracomprar nuevos con los puntos que ganen.

AvanzadosPregunte a sus alumnos qué soluciones se debenañadir juntas para producir una neutral. Hacerque prueben sus hipótesis mediante la adición dealgunas de las soluciones etiquetadas y el registrode su pH. Pídales que cuantifiquen la capacidadde neutralización de las distintas soluciones.Relacione esto con la capacidad deamortiguamiento (alcalinidad) de los lugares dehidrología.

Ofrézcales muestras de soluciones procedentes deotros lugares del país (o del mundo) y pídales quecaractericen cómo éstas influyen sobre el pH dedistinto modo.

Lleve a cabo un análisis similar de las muestrasprocedentes de distintas capas geológicas o dedistintas áreas de la comunidad o lugar de estudio.

Nota: Para los estudiantes mayores lerecomendamos que invite a un experto queresponda a sus preguntas.

Investigaciones PosterioresExamine el Sitio de Estudio de Hidrología yobserve los materiales que se encuentran en latierra, las rocas y la vegetación, los cuales podráninfluir en el pH del agua.

Intente identificar y cuantificar las influencias queno siempre están presentes en el lugar de estudio,como precipitación y algún fenómeno que ocurracorriente arriba de su lugar de toma de muestras.

Evaluación de los EstudiantesAl terminar el juego, siéntese con sus estudiantesfrente a la cartelera con los resultados e identifiquelas muestras que han encontrado, dónde lashallaron y el pH de cada una. Anímeles a queexpongan sus propias ideas acerca de por qué lasdistintas muestras tienen distintos valores del pH.Enfatice sobre las diferencias entre las muestrasde tierra, rocas, superficies artificiales, lagos, ríos,etc. Mencione las capacidades de neutralización(alcalinidad) de los distintos materiales y lasinfluencias ácidas de algunas rocas. Pregúntelespor qué les fue difícil encontrar muestras conciertos niveles del pH mientras otras resultaronmás fáciles.

AgradecimientosEl juego del pH fue creado y probado por loslíderes del equipo de Tereza, la Asociación parala Educación Ambiental, República Checa.


Intro

du

cción

Pro

toco

los


pén

dice

Bien

venid

a

Práctica de los Protocolos!

?

PropósitoLograr que los estudiantes puedan:

1. Aprender cómo utilizar correctamente cadauno de los instrumentos para hidrología

2. Explorar la gama de mediciones que esposible obtener con cada instrumento

3. Utilizar cada instrumento según lasinstrucciones del protocolo

4. Comprender la importancia del control decalidad

Visión GeneralLos estudiantes, divididos en grupos, rotarán entrelas estaciones de medición establecidas para cadauno de los protocolos que serán aplicados por laclase. Practicarán utilizando un instrumento, oel juego entero, y los protocolos para esa mediciónen particular y explorarán las fuentes de variacióny error. La actividad termina cuando losestudiantes realicen pruebas de agua procedentede distintas fuentes (su casa, el patio, charcos,arroyuelos, etc.).

Si cuenta con suficientes juegos de instrumentos,puede aprovechar para centrarse en un sub-conjunto de mediciones durante un período declase para poder simplificar la discusión. Los sub-conjuntos que sugerimos son: temperatura, pHy alcalinidad u oxígeno disuelto y conductividadeléctrica.

TiempoEntre tres y cuatro períodos de clases

NivelVarían según el protocolo

Conceptos ClavesGarantía de calidadControl de calidadConfiabilidadPrecisiónProtocoloCalibración

DestrezasSeguimiento cuidadoso de las instrucciones

Realización de mediciones

Materiales y HerramientasRemítase a los Protocolos de Hidrología para

averiguar acerca de los instrumentos,equipo y juegos necesarios para cadaprotocolo.

Un balde con agua de la llaveCopias de las Hojas de Actividad del

Estudiante de la Investigación deHidrología

Además usted necesitará los siguientesmateriales para algunos protocolos enparticular:

Transparencia:pH: muestras de agua con vinagre, agua

destilada, leche, jugo, gaseosa, etc...Temperatura: hieloConductividad: agua destilada, salSalinidad: agua destilada, sal, hieloNitrato: fertilizantes lawn (permitidos)

PreparaciónPida a sus alumnos que traigan muestras de

agua desde sus casas o del patio de laescuela.

Establezca estaciones de medición para cadaprotocolo. Para cada una de estasestaciones será preciso contar con losiguiente:

Equipo e instrumentos para realizar lasmediciones

Una copia del protocolo, para pegarlo en laestación

Copias de las Hojas de Actividad delEstudiante de la Investigación deHidrología.

Tome un balde de agua de la llave al comenzar lajornada y déjela reposar hasta empezar la clase.Registre la hora en un trozo de cinta adhesivapegada al balde.

Llene un frasco para muestra de oxígeno disueltoa la misma hora y guárdelo, según lo indica elprotocolo. Registre la hora en la etiqueta del frasco.


Práctica de los P

rotocolos


AntecedentesEs necesario contar con un plan de garantía decalidad y de control de calidad (GC/CC) paraasegurar que los resultados sean lo más exactos yprecisos posible. La precisión se refiere a la cercaníade la medición al valor verdadero. Precisión significala capacidad de obtener resultados consistentes. Losniveles de precisión, exactitud y confiabilidad segarantizan a través de lo siguiente:

Una calibración, utilización y mantenimientocuidadosos del equipo para pruebas.

Una aplicación de las instrucciones específicasde un protocolo, exactamente como estándescritas.

Una repetición de las mediciones para garantizarque se encuentran dentro de los límitesaceptables.

Una minimización de la contaminación de lasmuestras, los químicos almacenados y delequipo de pruebas.

Seguir el rastro de las muestrasSi sigue todos estos pasos juntos, la información queusted recoja será válida, valiosa y significativa.

CalibraciónLa calibración es un procedimiento utilizado pararevisar la exactitud o precisión del equipo depruebas. Para garantizar que este equipo funcionaadecuadamente, se probará una solución de valorconocido. Los procedimientos de calibraciónpueden variar de una medición a otra y se detallanen cada uno de los protocolos.

SeguridadConsulte las Hojas de Datos de Materialde Ciencias (HDMC) que vienen juntocon los juegos y amortiguadores.Asimismo, consulte las pautas deseguridad del distrito escolar al que ustedpertenece.

Qué Hacer y Cómo Hacerlo1. Divida a los estudiantes en grupos pequeños,

de preferencia de tres, los cuales debenturnarse para leer las instrucciones, realizarlas mediciones y registrar la información.

2. Los alumnos rotarán por cada estación,aprendiendo, así, a manejar los instrumentosy protocolos.

3. Vuelva a reunir a los alumnos en el aula paracada medición:a. Trace todos los puntos de la

información obtenida para ayudar aque los estudiantes visualicen elconcepto de pr ecisión. Cuando unamedición sea pr ecisa, los puntosestarán más cer ca unos de otr os.Discuta el rango de medicionesencontrado y las variaciones entr e ellas.

b. Gener e una lluvia de ideas con losalumnos acer ca de por qué existendiscr epancias. Es la hora de hablaracerca de calibración y sus estándar es,confiabilidad, pr ecisión y adher encia alos pr otocolos. Conecte lasexplicaciones con razones queexpliquen los pasos específicos de losprotocolos. Enfatice la impor tancia derealizar mediciones exactas para podercomparar las distintas muestras.

4. Compare los resultados que hayan obtenidode las muestras procedentes de fuentesdistintas. Ayúdeles a encontrar el sentido dedichos resultados colocando los datos sobreel mapa de las fuentes de agua yconsiderando la historia de cada muestrasegún su procedencia, sea de agua de pozo,agua de ciudad, piscina, estanque, charco oarroyuelo. Este es también un momentopropicio para hacer hincapié en laimportancia de realizar mediciones exactaspara establecer comparaciones. ¿La diferenciade la medición es real o es un error? Tambiénes el momento para analizar por qué no serealizaron las muestras para OD ytemperatura y cómo se deben probar.

AdaptacionesEstudiantes principiantesCéntrese en una medición a la vez, siguiendo laspautas que acabamos de darle.

Estudiantes avanzadosPídales que creen sus propios trazos con lainformación y que los interpreten.

Investigaciones PosterioresRepita las exploraciones que acabamos de mencionarpero varíe uno de los parámetros, como latemperatura, enfriando un tercio de cada muestrade agua y calentando otro tercio, dejando la últimatercera parte a temperatura ambiente. Acontinuación, compare el efecto de la temperaturadel agua con las otras mediciones.


Investigación de HidrologíaHoja de Actividad del Estudiante

Estudiante Muestra Sometida a Prueba cm

Estación de TransparenciaAntecedentesLa transparencia es la medida de la claridad del agua.La claridad del agua en su sitio de estudio dependede la cantidad de partículas de tierra suspendidasen el agua y de la cantidad de algas y de otras formasde crecimiento en su sitio de estudio. Latransparencia puede cambiar estacionalmenteconforme a los cambios en las tasas de crecimiento,que son el resultado del drenaje del agua deprecipitación y de otras razones. La claridad del aguade su sitio de estudio determina la cantidad de luzque puede penetrar. Debido a que las plantasrequieren luz, la transparencia es una medida muyimportante para determinar la productividad delagua de su sitio de estudio.

En el campo usted podría medir la transparencia dedos maneras: con un disco Secchi si el agua esprofunda y tranquila, o con un tubo de turbidez sisu sitio tiene aguas poco profundas y con corriente.Para la estación de práctica de laboratorioutilizaremos el tubo de turbidez.

Qué Hacer y Cómo Hacerlo1. Pida a los estudiantes que llenen el tubo de

turbidez con agua de la llave hasta que la

imagen desaparezca. Registre la profundidaddel agua en el tubo en cm.

2. Compare datos de varios estudiantes ypídales que formulen hipótesis acerca de lavariabilidad de sus datos.

3. Haga otras pruebas con los tubos, utilizandootras variables como: cantidad de luz en elcuarto, con el tubo a la luz del sol o a lasombra, con o sin gafas, girando el tubo paraprobar y detectar la imagen en el fondo,dejando reposar el agua durante 15-20segundos.

4. Una vez que los estudiantes hayanestablecido la profundidad usando agua de lallave, vierta el agua en un balde y agrégueleunos pocos gramos de sedimento de lodo.

5. Pida a los estudiantes que llenen el tubo conel agua lodosa hasta que la imagendesaparezca. Registre la profundidad del aguaen el tubo en cm. Compare las medicionesde varios estudiantes.

6. Ponga unas pocas gotas de colorante verdepara comidas en agua de la llave.

7. Haga que cada estudiante llene el tubo deturbidez con el agua coloreada hasta que laimagen desaparezca.



Estación de TemperaturaAntecedentesAl hablar de la temperatura del agua estamoshablando de la temperatura de un cuerpo acuáticocomo un arroyo, río, estanque, lago, pozo o estaciónde drenaje, tal y como estos aparecen en lanaturaleza. La temperatura de estos cuerpos de aguapuede variar considerablemente, según la latitud,altitud, hora del día, estación, profundidad, así comootras muchas variables. La temperatura del agua esimportante porque desempeña un papelfundamental en cuanto a las interacciones químicas,biológicas y físicas dentro de un mismo cuerpo deagua. Por ejemplo, las temperaturas puedenconstituir un indicador del incremento en laproducción de plantas, ya que éstas determinan eltipo de plantas y animales acuáticos presentes, dadoque todas las especies tienen límites naturales detolerancia a temperaturas mayores o menores. Portanto, a través de la temperatura del agua podemoscomprender lo que puede estar aconteciendo en undeterminado cuerpo acuático, sin necesidad demedir otros cientos de aspectos distintos en relaciónal mismo.

Qué Hacer y Cómo Hacerlo1. Siguiendo los pasos del Protocolo de la

Temperatura del Agua, cada uno de losmiembros de un grupo debe turnarse paramedir la temperatura de la misma muestracon el mismo termómetro. Asegúrese de quetodos saben leer el termómetro. Compare los

resultados. ¿Están dentro de un margen de0,5 ˚C cada uno? ¿Por qué sí o por qué no?Si no es así, repita el ejercicio con otramuestra de agua hasta que obtenga lecturasque están dentro de un margen de 0,5 ˚Centre cada uno de ellos.

2. Pida a cada miembro del equipo que utiliceun termómetro distinto y siga los pasos delprotocolo de temperatura del agua, que midala temperatura de una sola muestra de aguay que compare las lecturas. ¿Han logradoobtener lecturas con un margen de 0,5 ˚Centre ellas? ¿Por qué? ¿Por qué no? Si no esel caso, puede ser que deba calibrar lostermómetros.

3. Siguiendo las instrucciones del protocolo dela temperatura del agua, mida lastemperaturas del agua caliente y fría de lallave, de agua helada y del agua que haestado reposando en el balde.Enumere las observaciones que ha hecho yregistre las temperaturas obtenidas.

4. Discuta el rango de mediciones que seaposible realizar con cada uno de lostermómetros.

¿Será posible tomar temperaturas que vayanpor debajo de la marca de congelamiento?¿Por qué sí o no?

¿Puede tomar la temperatura del agua en estadode ebullición con el termómetro quedispone? ¿Por qué sí o no?

Estudiante Muestra Sometida a Prueba Temperatura


AntecedentesTodos los seres animados dependen del oxígeno parasu supervivencia. En un ambiente acuático, lasmoléculas del gas oxígeno se disuelven en el agua yesto es lo que llamamos Oxígeno Disuelto OD. Enel aire, 20 de cada 100 moléculas son de oxígeno.En el agua, únicamente entre 1 y 5 moléculas decada millón son de oxígeno. Por esta razón, eloxígeno disuelto se mide en términos de partes pormillón (ppm). Las distintas especies de organismosacuáticos requieren distintas cantidades de oxígeno,pero generalmente los organismos acuáticosnecesitan de al menos 6 ppm para que sucrecimiento y desarrollo sean normales.

La temperatura del agua y la altitud influyen en lacantidad de oxígeno que el agua puede retener; estoes el valor de “equilibrio”. En general, el agua máscaliente no puede retener tanto oxígeno como lafría. De igual manera, cuanto mayor es la altitud, elagua no puede retener tanto oxígeno como en aguasa menor altitud. Fíjese en estos patrones en las Tablasde Temperatura y Altitud del Protocolo de OD. Poresta razón utilizamos el patrón del agua destiladaen el protocolo y corregimos los valores detemperatura y altitud.

La cantidad real de OD en el agua puede ser mayoro menor que la del valor de equilibrio. Las bacteriasdel agua consumen oxígeno a medida que digierenla materia inerte de otras plantas o animales. Estopuede resultar en una reducción de los niveles de

OD en el agua. Por contraste, las algas de loslagos producen oxígeno durante la fotosíntesis,lo cual puede resultar a veces en un incrementode los niveles de OD en el verano.

Qué Hacer y Cómo Hacerlo

1. Siguiendo los pasos del Protocolo deOxígeno Disuelto, cada uno de losmiembr os del gr upo, por tur nos, mideel OD de la misma muestra. Compar elas lecturas. ¿Están dentr o de unmargen de 0,2 mg/l entr e una y otra?¿Por qué si o no? Si no es así, r epita elejer cicio con otra muestra de aguahasta obtener lecturas que estén dentr ode este mar gen.

2. Si las llaves del agua que usted utilizatiene air eadores, pr uebe una muestrade agua tomada r ecientemente de lallave, una que haya sido r ecogida alempezar el día y dejado r eposar en unbalde y la muestra guar dada ycolectada a la misma hora. Registr e lahora en la que se midió el agua delbalde. ¿Cuánto tiempo ha pasadodesde que se la r ecogió? Compar e laslecturas. Son difer entes, ¿Por qué sí ono? ¿Qué pudo haber causado lasdiferencias?

Estudiante Muestra Sometida a Prueba Hora OD


Estación de Oxígeno Disuelto


mida el pH de distintas muestras y r egistr elos r esultados obtenidos.

3. Calibr e el lápiz del pH y r epita lasmediciones una y otra vez siguiendo elprotocolo cuidadosamente para evitarcontaminar las muestras. De formaalter nativa, los estudiantes podrán utilizarun lápiz que haya sido calibrado y otr oque no lo haya sido, en caso de contar consuficiente equipo. Registr e sus lecturas.

4. Compar e la infor mación obtenidautilizando distintos métodos. Analice lasposibles razones por las que existendiferencias.

5. Mida el pH de líquidos conocidos comoagua destilada, vinagr e, agua de la llave,leche, jugo, gaseosas, etc., utilizando tantola cinta medidora del pH, como lápicescalibrados y no calibrados del pH.

6. Enumer e las muestras que ha r evisado yregistr e el r esultado obtenido utilizandolos distintos métodos.¿Cuál de ellos le dio el r esultado másexacto? ¿Y el más confiable?

7. Elabor e una escala del pH y trace losvalores promedio obtenidos en cadamuestra.

Estación del pHAntecedentesEl pH es un indicador del contenido ácido delagua. La escala del pH va desde 1 (ácido) hasta14 (alcalina), siendo 7 el valor neutral. La escalaes logarítmica, así que un cambio en una unidadde pH significa que la concentración ácida oalcalina será diez veces mayor. Por ejemplo, unavariación de 7 a 6 representa una solución 10 vecesmás ácida; una variación de 7 a 5 significa que es100 veces más ácida, y así sucesivamente. Mientrasmás bajo es el pH, más ácida es el agua. El pH deun cuerpo de agua ejerce una enorme influenciaen lo que pueda habitar en él, así las formasinmaduras de salamandras, sapos y otros animalesacuáticos son especialmente sensibles a nivelesbajos del pH.


1. Siguiendo las instrucciones de la cintamedidora del pH del Protocolo de pH, cadamiembr o del gr upo mide por tur nos el pHde la misma muestra. Compar e suslecturas. ¿Están dentr o de 1,0 unidadesunas de otras? ¿Por qué? ¿Por qué no? Sino es así, r epita el ejer cicio con otramuestra hasta que las lecturas estén dentr odel rango mencionado.

2. Sin calibrar el lápiz del pH, per o siguiendolas instrucciones del lápiz del pH, queestán en el Protocolo del pH, por tur nos


Muestra Pr obada Cinta Medidora del pH Lápiz del pH No Calibrado Lápiz del pH Calibrado


Estación de Conductividad EléctricaAntecedentesLa conductividad eléctrica es la medida de lacapacidad de una muestra de agua para transmitirla corriente eléctrica. El agua pura es un conductorpobre de la electricidad, pues son las impurezasdel agua, como las sales, las que permiten queésta conduzca la electricidad. Por lo tanto, seutiliza la conductividad frecuentemente paramedir la cantidad de sólidos disueltos que existenen el agua, dado que este método resulta mássencillo que evaporar todas las moléculas de aguade una muestra para pesar después los sólidos quequedan

La conductividad se mide en unas unidadesdenominadas microSiemen/cm. Las plantas muysensibles pueden resultar afectadas si son regadascon agua que tenga niveles de conductividad deelectricidad mayores de 2.200-2.600microSiemens. Para el uso doméstico, preferimosque el nivel de conductividad del agua esté pordebajo de 1.100 microSiemens. Las industrias y,en concreto, las electrónicas, requieren de aguapura.


1. Siguiendo las instr ucciones del Protocolo dela Conductividad Eléctrica, cada miembr ode un gr upo medirá por tur nos laconductividad de la misma muestra deagua de la llave. Compar e los r esultados.¿Están con un mar gen de 40 µSiemens/cm

unos de otr os? ¿Por qué? ¿Por qué no? Sino es así, r epita el ejer cicio con otramuestra de agua de la llave hasta queobtenga el r esultado esperado.

2. Sin calibrar el lápiz para medir laconductividad eléctrica, per o siguiendo lasinstr ucciones del pr otocolo, mida porturnos la conductividad del aguadestilada, agua de la llave y agua destiladaa la que se haya añadido una pizca de sal.Registr e estas cantidades.

3. Calibr e el lápiz y r epita las medicionessiguiendo las indicaciones del pr otocolocuidadosamente. Registr e las lecturas.

4. Compar e los r esultados obtenidosutilizando el lápiz no calibrado y el que sílo fue. ¿Hay alguna difer encia? Analice lasposibles razones por las que éstas existen.¿Es que siempr e uno de los lápices essuperior al otr o? ¿En la misma cantidad?

5. Mida la conductividad de líquidosconocidos como vinagr e, agua para beber ,leche, jugo, gaseosas, etc.Enumer e las muestras r evisadas y r egistr elos r esultados.

6. ¿Cuál es el rango de las lecturas de laconductividad? Elabor e una escala de laconductividad y trace el valor obtenidopara cada muestra.


Muestra Lápiz de la Lápiz de la Medida Conductividad Sin Calibrar Conductividad Calibrado

Agua Destilada

Agua de la Llave

Agua con Sal


Investigación de HidrologíaHoja de Actividad del EstudianteEstación de Salinidad, para Agua Salina o Salobre

Hoja de Trabajo para la Estación de Salinidad

Muestra Temperatura Hidrómetr o Salinidad Estudiante/s

Agua pura ␣ ␣ ␣ ␣

7,5 gramos de sal ␣ ␣ ␣ ␣

17,5 gramos de sal ␣ ␣ ␣ ␣

AntecedentesLa salinidad es la medición de las sales disueltas enaguas saladas o salobres. Se mide en partes por mil(pm). La salinidad puede variar con la precipitación,el derretimiento de las nieves o la proximidad defuentes de agua dulce, como las bocas de los ríos.

El hidrómetro es un instrumento que mide lagravedad específica o densidad de un fluido. Sudiseño está basado en un principio reconocido porel matemático griego Arquímedes, que establece quela pérdida de peso de un cuerpo en un líquido esigual al peso del volumen de líquido desalojado.Mientras más denso sea un líquido, por lo tanto,menos se hundirá el bulbo que ha sido pesado, paradesplazar su propio peso.

¿Por qué necesita tomar una lectura de temperaturajunto con su lectura del hidrómetro? La razón esque el agua se torna más densa conforme se acercaal punto de congelación (y tiene su menor densidadcuando se transforma en hielo). Debido a quenosotros queremos medir el efecto de las salesdisueltas sobre la densidad, debemos controlar lavariable temperatura.


1. Llene un cilindr o de 500 ml con aguapura, hasta la mar ca de los 500 ml.

2. Con mucha suavidad, coloque elhidrómetr o dentr o del cilindr o (no riegueel agua).

3. Lea la escala del hidrómetr o en la base delmenisco. Registr e el dato.

4. Saque el hidrómetr o y añada 7,5 gramosde sal al cilindr o. Mezcle.

5. Use un ter mómetro para medir latemperatura del agua del cilindr o a 10 cmpor debajo de la superficie del agua.Registr e ese dato.

6. Use el hidrómetr o para medir la densidaddel fluido que se encuentra en el cilindr o.Registr e

7. Establezca la salinidad de su fluido segúnla tabla y usando la temperatura y laslecturas del hidrómetr o. Registr e.

8. Añada 10 gramos de sal a su mezcla.9. Mida la temperatura y salinidad del fluido

y regístr elas.10.Añada unas pocas piezas de hielo al

cilindr o.11.Mida la temperatura y salinidad del fluido

y regístr elas.Examine los datos que ha registrado. La salinidaddel agua pura debería ser cero (0). Conforme ustedañadió la sal al agua, la salinidad deberíaincrementarse. El cambio de la temperatura del aguava a afectar la densidad del agua, pero no deberíaafectar la salinidad después de que se ha hecho laconversión.

Discuta cualquier variación entre los estudiantes.Repita las mediciones si las variaciones exceden 2pm.


AntecedentesLa alcalinidad es la medida de la capacidad quetiene un cuerpo de agua para resistir los cambiosen el pH cuando se le añaden ácidos. Estasañadiduras a menudo proceden de la nieve o lalluvia, si bien algunas fuentes de la tierra tambiénpueden ser importantes en determinadas zonas.La alcalinidad se genera cuando el agua disuelverocas como cal y pizarra. La alcalinidad de lasaguas naturales protege a los peces y a otrosorganismos acuáticos de los cambios drásticosen el pH.


1. Siguiendo los pasos del Protocolo deAlcalinidad, cada miembr o del gr upo mide

por tur nos la alcalinidad de la mismamuestra de agua de la llave. Compar e losresultados. ¿Están con un mar gen de 1gota o de una unidad del titulador unosde otr os? ¿Por qué? ¿Por qué no? Si no esasí, r epita el ejer cicio con otra muestra deagua o una unidad del titulador de la llavede agua hasta que obtenga el r esultadoesperado.

2. Pruebe las muestras de agua que ha traídoal aula pr ocedentes de otras fuentes.Enumer e las fuentes de agua y losresultados obtenidos. Compar e laalcalinidad de estas muestras. ¿Cuál es elrango de los r esultados? ¿Por qué existenvariaciones?.


Estación de Alcalinidad

Estudiante Muestra Sometida a Prueba Lectura



Muestra sometida a Prueba Lectura Estudiante

Estación de NitratosAntecedentesEl nitrógeno es uno de los tres principales nutrientesque las plantas necesitan. La mayoría de las plantasno pueden usar el nitrógeno en su forma molecular(N

2). En los ecosistemas acuáticos, las algas azul-

verdes son capaces de transformar N2 a amoniaco

(NH3) y nitrato (NO

3-), los cuales entonces pueden

ser usados por las plantas. Los animales comen esasplantas para obtener el nitrógeno que necesitan paraelaborar sus proteínas. Cuando las plantas y losanimales mueren, las moléculas de proteína sondesintegradas por las bacterias y los hongos paraliberar amoniaco. Entonces, otras bacterias oxidanel amoniaco y producen nitritos (NO

2-) y nitratos

(NO3

-). En condiciones subóxicas, los nitratospueden ser transformados por otras bacterias enamoniaco (NH

3), comenzando de nuevo el ciclo del

nitrógeno.

Típicamente, los niveles de nitrógeno en aguasnaturales son bajos (por debajo de 1 ppm denitratos). El nitrógeno que es liberado por ladescomposición de las excreciones de los animalesy de las plantas y animales muertos, es rápidamenteconsumido por las plantas. En los cuerpos de aguacon altos niveles de nitrógeno puede ocurrir laeutroficación. Los niveles de nitrógeno puedenelevarse como consecuencia de procesos naturaleso de actividades humanas. Los patos y los gansoshacen importantes contribuciones a la cantidad denitrógeno de los cuerpos de agua en los que seencuentran. Las fuentes humanas de nitrógenopueden ser las aguas servidas (aguas negras) queson depositadas en los ríos, los fertilizantes que selavan del suelo y que entran en los riachuelos o sefiltran hacia los canales de aguas subterráneas y del

drenaje de corrales o establos.

Los niveles de nitratos se miden en miligramos denitrato por litro.

Qué Hacer y Cómo Hacerlo1. Siguiendo los pasos de Protocolo de Nitratos,

mida el nivel de nitratos en la muestra deagua. Compare las mediciones de variosestudiantes. ¿Se diferencian sus medicionespor menos de 0,2 mg/l? Si esto no ocurre,discuta las posibles razones de este error.Repita las mediciones hasta que obtengamediciones que no varíen en más de 0,2 mg/l.

2. Repita el protocolo con la misma agua, perobatiendo (agitándola) el agua durante lamitad del tiempo que se establece en elprotocolo.

3. Repita el protocolo con la misma agua, perodejando que la muestra repose durante cincominutos más que el tiempo que se estableceen el protocolo.

4. Mida el nivel de nitratos de varias muestrasdiferentes de agua: del drenaje de una canchade golf, de otra poza de agua, de un tanquede almacenamiento, de un río, etc. Haga unalista de las fuentes de agua y registre susresultados.

5. Añada unos pocos gramos de fertilizante a sumuestra. Haga la prueba nuevamente. ¿Cuáles la diferencia?

6. Discuta las posibles fuentes de nitrógeno quepodrían afectar a sus muestras de agua.


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a¡Agua, Agua en Todas Partes! ¿Cómo Compararla?

!?

PropósitosObservar cómo las características del agua puedenvariar según su ubicación y animar a los estudiantesa que observen otros lugares y los comparen con elsuyo. Ilustrar a los estudiantes sobre la manera cómolos científicos están empezando a explorar sus datos;y motivarlos a que hagan sus propios análisis dedatos.

Visión GeneralSe pedirá a los estudiantes que examinen sus datosiniciales, aquellos que los científicos ya hanidentificado en el conjunto de datos de GLOBE.Después de haber leído los comentarios de loscientíficos acerca de estos datos, los estudiantesdeberán buscar información adicional en otrasescuelas de GLOBE para explorarla y analizarla.

TiempoUn período de clases para la actividad inicial y en lamarcha se define para el seguimiento

NivelIntermedio y Avanzado

Conceptos ClavesLas características del agua varían (con

algunos límites)Los datos se utilizan para formular preguntasLos datos se utilizan para responder preguntas

DestrezasGraficación de datosComparación entre el espacio y el tiempoAnálisis de datos sobre tendencias y diferenciasElaboración de hipótesisPrueba de hipótesisUtilización de la base de datos de GLOBE

Materiales y HerramientasUn lápiz y papel de dibujo o materiales de

computaciónUna computadora y el Servidor del Estudiante

GLOBELos Cuadernos de Ciencias GLOBE

PreparaciónRecopilar datos de GLOBE


AntecedentesAunque a veces toma muchos años desarrollar unconjunto de datos para explorar o responderpreguntas sobre un lugar, los científicos de GLOBEya han empezado a examinar el creciente conjuntode datos que GLOBE dispone sobre hidrología, conel objeto de adquirir indicaciones oportunas acercade tendencias interesantes a fin de monitorear lacalidad de los datos. Para ayudar a los estudiantes aque empiecen a examinar sus propios datos y losde otras escuelas, los hidrólogos de GLOBE deseancompartir con ustedes las investigacionespreliminares que han realizado. A continuaciónencontrarán los primeros resultados que sedesprenden del análisis de los datos sobre el pH yla temperatura, así como algunas preguntasinteresantes planteadas luego de examinar otrainformación referente al tema de hidrología. Dadoque estas investigaciones se realizan sobre la marcha,habrá constante actualización de datos a medidaque éstos vayan saliendo. Estas preguntas seenviarán a través del Servidor de Datos del

Estudiante GLOBE en el rincón de los científicos.También podrá encontrar información adicionalsobre los análisis regionales en las páginas WEB.

A medida que se disponga de más información enel archivo, los científicos continuarán con susesfuerzos para buscar tendencias interesantes yformular más preguntas. Los estudiantes puedenapoyar estos esfuerzos monitoreando y analizandolos datos con el pasar del tiempo, desde sus propioslugares así como desde otros en todo el planeta, ycompartir sus ideas e investigaciones con otrosmiembros de la red de GLOBE.

Qué Hacer y Cómo HacerloLa sección 1 de esta actividad contiene una serie degráficos que han sido generados de los datos del pHy la temperatura y que proceden de GLOBE. Dichosgráficos se escogieron para ser utilizados pararesponder a preguntas específicas normalmenteplanteadas por los estudiantes o para ilustrar acercade problemas sobre la calidad de los datos que los

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artes!


científicos observan frecuentemente. Cada uno delos conjuntos de gráficos se puede usar como puntode partida para futuras investigaciones o futurasdiscusiones sobre el análisis de los datos.

Empiece por enseñar a los alumnos el gráfico de losdatos “típicos” sobre el pH y sobre las lecturas detemperaturas. Discuta las tendencias esperadas quese presentan en los conjuntos de datos y motive aque se planteen preguntas o comentarios al respecto.

A continuación, con cada uno de los siguientesconjuntos de gráficos pida a los alumnos queexaminen los datos y propongan hipótesis o planteenpreguntas acerca de lo que han observado. Registreestas observaciones. Una vez hayan examinado losgráficos y registrado sus observaciones e hipótesis,compare sus conclusiones con las opiniones de loscientíficos acerca de lo que puede estar sucediendo.Estos registros deben anotarse en los Cuadernos deCiencias GLOBE de los estudiantes y luego puedencontinuar con otras investigaciones para analizar susdatos o los de otros lugares.

En la sección 2, los científicos de GLOBE hanempezado la revisión inicial de los nuevos protocolosde GLOBE: oxígeno disuelto, alcalinidad yconductividad. Los estudiantes pueden examinarnuestros gráficos y luego intentar identificar lastendencias y problemas que encuentren en lasnuevas mediciones de los datos.

Los gráficos que aparecen a continuación tambiénse pueden encontrar en la WEB, en el Rincón de los

Científicos. Los maestros pueden usar estainformación imprimiéndola, haciendo encabezadoso pidiendo a los alumnos que trabajen con lascomputadoras. Así mismo, en la WEB se encuentrana disposición de los usuarios más gráficos einformación acerca de otras investigaciones realizadaspor los científicos de GLOBE y que se puedenrecuperar para su impresión o para visualizarlas enla computadora.

Nota: Las copias de los gráficos incluidos en estaactividad están disponibles en formatos mayores enel Apéndice. Dichos gráficos se pueden utilizar pararealizar encabezados en las instrucciones o paraduplicarlos y distribuirlos entre los estudiantes parasu análisis o evaluación.

¿Cuál Sería un Ejemplo de un TípicoConjunto de Datos de GLOBE?Características típicas

• Los datos sobr e el pH van de ar riba haciaabajo, per o siempr e dentr o de un mar genrazonable.

• La temperatura salta un poco, per o sigueuna tendencia estacional.

¿Hay cosas inusuales inclusive en este juego dedatos?¡Claro que sí! Observe por segunda vez y pienseacerca de los gráficos de la figura HI-AC-1. ¿Puedenotar algo que le parezca sorprendente? ¡Mire cómohan variado los valores de noviembre a diciembre!

Figura HI-AC-1: Escuela GLOBE en California, EE.UU

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Puede ser el resultado de los métodos de pruebautilizados, pero también podría ser algo real. Siel equipo ha sido calibrado y se han obtenido losmismos resultados con múltiples pruebas, puedeser que los estudiantes han estado intentandoidentificar otros factores que causan ese aumento.

Sección 1: pH y Datos deTemperatura

Parte 1. Identificación de DatosAislados

1. Muestre a los estudiantes los gráficos de lasfiguras HI-AC-2 y HI-AC-3. Cuando hayantenido oportunidad de examinarlos y deregistrar las observaciones, pídales queidentifiquen cualquier dato poco usual.

2. Discuta con ellos la importancia de lacalidad de la información. Pregúnteles quédeben hacer si algunos puntos de los datosse encuentran muy apartados del resto delconjunto (¿se trata de datos aislados?).

3. Analice sus observaciones yrecomendaciones.

Nota de los científicosHemos trazado toda la información en forma degráficos en series horarias. Antes de poderdiscernir las tendencias y comparar los datosprocedentes de distintos lugares, revisaremos lainformación con cuidado para buscar valores

aislados. Por ejemplo, fíjese que en la figura HI-AC-2 una lectura de temperatura está fuera del rangode las demás. Probablemente se trata de un error,así que procedemos a eliminar este punto de nuestroanálisis antes de proseguir.

Además, las lecturas del pH que se desvíanconsiderablemente del promedio son susceptiblesde sospecha.

En la figura HI-AC-3, fíjese en el valor único de lalectura de pH que da 4, mientras que todas las demásestán dentro de un margen de 6-9,5.

Algunos otros puntos de interés pueden verse alanalizar estos gráficos. La figura HI-AC-3 muestralo que aparentemente es una tendencia del pH queasciende gradualmente a medida que el registro siguesu curso. Los valores del pH van a ser más dispersosde lo que se esperaba. ¿Cuál puede ser la razón? Enla figura HI-AC-2, vemos una variación más típicade los valores del pH, con una tendencia queasciende gradualmente. Puede tratarse de unproblema asociado con alguna solución tampón queha ido perdiendo precisión, o puede representar uncomportamiento real en la naturaleza.

Análisis PosterioresAnime a los alumnos a que analicen sus propiosdatos. Se pueden generar gráficos en series horariasmediante la importación de los datos de GLOBE,en una hoja electrónica, o mediante la utilizaciónde las herramientas de gráficos de GLOBE paragraficar los datos de cada estudiante.

Es posible acceder a las herramientas para gráficos

Figura HI-AC-2: Una Escuela de GLOBE en California Figura HI-AC-3: Una Escuela de GLOBE en California, EE.UU

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en el lugar de visualización de GLOBE, en el Servidorde Datos del Estudiante GLOBE. Las instruccionespara acceder a las capacidades gráficas estándisponibles en el Juego de Herramientas. Pida a losalumnos que intenten localizar los datos aisladosen su propia información, con el fin de reducir almínimo la posibilidad de errores en la calibración oqué incongruencias en las mediciones puedan influiren los datos.

También puede utilizar las visualizaciones de GLOBEpara intentar identificar observaciones diarias queestén fuera de lo normal. Vea la Figura HI-AC-6.Los estudiantes deben generar mapas de punto ycontorno de las observaciones semanales, paraintentar identificar patrones inusuales, como porejemplo un punto celeste (temperatura muy baja)dentro de una zona de puntos anaranjados o rojos(temperatura cálida). Si los estudiantes descubreninformación que provoque cuestionamientos,pueden localizar el conjunto de datoscorrespondiente a ese lugar para tratar de identificarlas razones de la anomalía. También puede contactarel lugar utilizando el sistema de correo GLOBEMailpara plantear sus preguntas sobre la zona.

Parte 2. Investigación del Rango deValores del pHMis valores del pH saltan por doquier demanera impredecible

¿Es esto correcto? ¿Deben los valores del pHsaltar tanto?

1. Muestre a los estudiantes los dos gráficos queexisten en las figuras HI-AC-4 y HI-AC-5.Cuando hayan tenido la oportunidad deexaminarlos y registrar sus observaciones,pídales que identifiquen las tendencias queno sean comunes.

2. Analice los rangos del pH que los estudianteshayan descubierto en su propio lugar. ¿Dequé dimensión es la variación que hanencontrado en las lecturas del pH?

3. ¿Han utilizado los estudiantes lasherramientas de gráficos de GLOBE paragraficar su propia información y laprocedente de otras escuelas? ¿Cuál ha sidoel rango de sus datos?

4. Analice las observaciones percibidas y lasrecomendaciones.

Nota de los científicosLos gráficos de las figuras HI-AC-4 y HI-AC-5

constituyen ejemplos excelentes de lecturas curiosasdel pH que se encuentran en los conjuntos de datos.Aquí parece que los valores del pH estuvieransaltando de atrás hacia adelante dentro de un rangode casi 3 unidades del pH. ¿Cuál es su opinión acercade lo que puede estar sucediendo en este campo?Recuerde que los valores del pH suelen sermediciones razonablemente estables, a menos quehaya una turbulencia ocasional en una corriente oun lago, como por ejemplo un vertido de desechosrealizado periódicamente, una lluvia prolongada, unbrote masivo de algas o un cambio en el flujo debidoal aumento del caudal procedente de la nievederretida en el curso superior del río. Un buenejemplo de un cambio periódico en el flujo de agua

Figura HI-AC-4: Escuela GLOBE en Florida, EE.UU.

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Figura HI-AC-5: Escuela GLOBE en Washington, EE.UU.

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Figura HI-AC-6: Temperatura del Servidor de Datos del Estudiante GLOBE

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Temperatura (°C)


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también puede deberse a una descarga procedentede un reservorio ubicado aguas arriba. Este hechopuede afectar considerablemente los valores del pHmedidos aguas abajo.

Este conjunto de información sobre la temperaturamuestra positivas tendencias estacionalespredecibles. ¿Hay alguna perturbación pronunciadao es que los datos solamente reflejan parte delproceso de aprendizaje?

Nota de los científicosEste gráfico de la figura HI-AC-7 es un ejemploexcelente de un sitio de hidrología que registra bajaslecturas del pH. La pregunta que cabe es ¿cuántasprobabilidades hay de que el pH del agua sea enrealidad tan bajo? Este gráfico muestra el rango dedatos del pH comprendido aproximadamente entre3 y 4,5. Las aguas naturales tienden a estar en unrango del pH entre 6 y 8.

Posibilidades• ¡Se trata de algo real! Si cree que este es el

caso, en el siguiente paso debe preguntarse así mismo y a sus compañeros por qué losvalores del pH son tan bajos. ¿Qué dice estoacerca del camino que el agua ha recorridohasta llegar al sitio de estudio de hidrología?

• Se trata de un producto de la forma cómo serealizaron las pruebas. Desafortunadamente,aunque hemos hecho todo lo posible, a veceshay un paso que no se cumple, y que esprecisamente el que causa el error en losdatos. En otras ocasiones, los materiales delos que disponemos no están en buenascondiciones. En el caso de valores del pHbajos, parece más bien que las soluciones quela escuela está utilizando para la calibraciónya no sirven. De hecho, el empezar por estosestándares es un buen punto de partida.

Prueba de sus Soluciones EstándarPara investigar sobre la posibilidad de que lasSoluciones Estándar no sean óptimas, usted tieneun par de opciones:

• Comprar un nuevo juego de solucionesestándar y compararlas con las antiguas.

• Calibrar el medidor del pH con las solucionesy luego utilizarlas para probar el pH de unabebida acabada de abrir. Estos productos,debido a sus modalidades de producción,utilizan constantemente el mismo pH ypueden usarse para establecer comparacionesy averiguar si los medidores del pH estánfuncionando correctamente.

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Figura HI-AC-7: Escuela de GLOBE en Nueva Jersey, EE.UU.

Me pregunto por qué estamos obteniendovalores de pH tan bajos?

1.Enseñe a los estudiantes el conjunto degráficos de la Figura HI-AC-7. Cuando hayantenido la oportunidad de analizar los gráficosy registrar sus observaciones, pídales queidentifiquen cualquier tendencia pococomún. ¿Esperan que las lecturas del pH seantan bajas? Pídales que expliquen por qué sí opor qué no. Deben justificar su explicaciónutilizando los datos y los antecedentes acercadel pH.

2. Pida a los estudiantes que proponganhipótesis acerca de la razón por la que losresultados del pH son tan bajos en ese lugar.

3. Pregúnteles cómo pueden corroborar sushipótesis.

4. Identifique otros lugares de la misma zona através del Servidor de Datos del EstudianteGLOBE. Recupere la información relativa aesos lugares y compárela con los de su lugar.


A continuación se enumera un juego de pHcorrespondiente a varias bebidas a temperaturaambiente:

Coca-Cola...............2,5RC - Cola............... 2,5Mr. Pibb..................2,8Pepsi-Cola................2,5Sprite...................... 3,2

Investigaciones PosterioresPida a los alumnos que prueben sus propiosinstrumentos utilizando la información que se acabade dar.

Parte 3. Identificación del pH y losPatrones de Temperatura¡Qué divertido! Mis valores del pH y lastemperaturas suben y bajan poco a poco

1. Enseñe a los alumnos la serie de gráficos de laFigura HI-AC-8. Apenas hayan tenido laoportunidad de examinar los gráficos yregistrar sus observaciones, pídales queidentifiquen cualquier tendencia poco

del Japón. Utilice para ello las herramientaspara gráficos y compare los datos con estosgráficos.

Nota de los científicosAlgunas veces, todo lo que hacemos parece estarcorrecto y de repente ¡nos damos cuenta de que setrataba de una tendencia realmente clara de losdatos! En mi papel de contribuyente al cuerpocientífico de conocimiento, es importante observarlos datos y seguir revisando para ver si todo estápreciso. En la figura HI-AC-8, en la que se muestrandatos de una escuela GLOBE del Japón, observamosalgo que parece ser una tendencia constante y sinextremos en el pH. Este parece seguir la tendenciade la temperatura en un grado considerable, einclusive parece estar dentro de un rango más omenos aceptable.

¡Los datos parecen buenos! Entonces, ¿Porqué preocuparnos?La información luce bien porque no aparecenmayores saltos en las mediciones, los datos seingresan constantemente y las mediciones detemperatura muestran una tendencia suave ypredecible. Sin embargo, fíjese en las siguientesdos observaciones:

À Es muy poco usual que un proceso naturalpresente variaciones del pH superiores a 1 ó1,5 unidades. Además los valores del pH queestán por encima de 9,0 no son tan comunesen lagunas y corrientes. Sería muy interesanteobservar lo que otras escuelas de la mismazona marcan como tendencia.

À Si bien la temperatura y el pH serelacionan hasta cierto punto, no esperamosque una correlación tan cercana vaya a ser elresultado. Los medidores del pH tambiéndeben estar diseñados para corregirautomáticamente la temperatura. ¿Fue verdaden este caso?

Parte 4. ¿Cómo Difieren la Cinta de pHy el Medidor de pH?En estas mediciones cuál de los dos usamos:¿el medidor o la cinta de pH?

Figura HI-AC-8: Escuela de GLOBE en Japón

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común.2. Pídales que elaboren hipótesis acerca de la

razón por la que el gráfico de temperaturamuestra ese patrón y no otro. ¿Acaso sucedenormalmente que el pH siga a la temperaturacon tanta cercanía?

3. Dibuje un gráfico con sus propios datos y losprocedentes de otros lugares, principalmente


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1. Explicar que los alumnos de distintasescuelas pueden estar usando cintas de pH,lápices de pH y medidores para recogerinformación acerca del pH.

2. Muestre a los alumnos los conjuntos degráficos de las figuras HI-AC-9 y HI-AC-10.Una vez que hayan tenido la oportunidad deexaminarlos y registrar sus observaciones,pídales que propongan una hipótesis eintenten averiguar el tipo de instrumentaciónque se utilizó para las mediciones del pH.

3. Pídales que justifiquen o fundamenten lahipótesis relativas a los instrumentos que seusaron para recoger la información acerca delpH

Nota de los científicosEn la figura HI-AC-9 se puede apreciar que estaescuela probablemente realizó las mediciones delpH usando cintas de pH. Así se explica el altonúmero de saltos de 1 unidad en el pH con el tiempo.Es muy posible que el pH actual de la fuente deagua que esta escuela está midiendo, en el oestemedio de los EE.UU., se encuentre en algún puntoentre pH7 y pH 8. Se pueden esperar cambios ligerosen el pH del agua para que las lecturas retrocedan yavancen entre dos valores, en caso de que se las hayatomado con papel.

En la figura HI-AC-10 estamos ante un ejemplo deuna escuela GLOBE que ha utilizado un medidorde pH para su medición. Los datos sobre latemperatura arrojan una progresión de temperaturarazonablemente suave.

Investigaciones Posteriores1. Pida a los estudiantes que vuelvan a crear la

base del gráfico de pH como si estuviesenutilizando cinta de pH. Para hacerlo debentomar cada punto del número más cercano yvolver a dibujar el gráfico.

2. ¿Será posible identificar las tendencias en losviejos gráficos, como se hace en los nuevos?

Figura HI-AC-10: Una Escuela de GLOBE en California, EE.UU.

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Figura HI-AC-9: Una Escuela de GLOBE en el Oeste Medio de losEstados Unidos

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Sección 2. Análisis deNuevos Datos de GLOBELa alcalinidad se añadió al Protocolo de Hidrologíaen septiembre de 1996. Se trata de unos cuantoshallazgos en los análisis de algunas de las primerasescuelas que enviaron estos datos.

1. Pida a sus alumnos que analicen los datos delos gráficos. ¿En qué difieren?

2. Pídales que planteen las preguntas que hangenerado sus observaciones. Por ejemplo:

• ¿Cuál es la tendencia de los datos? ¿Seráoportuno esperar que ésta cambie según laestación?

• ¿Están los datos dentro de un rangonormal?

• ¿Existen elementos en estos datos que sepueden considerar anormales?

3. Pídales que predigan las tendencias futuras enel conjunto de datos.

4. Registre las observaciones, preguntas ypredicciones.

5. Pídales que piensen en algunas formas deresponder a sus preguntas.

Figura HI-AC-11: Datos de Alcalinidad de GLOBE, Septiembre a Diciembre de 1996

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Escuelas que reportaron sólo un punto

Academia Tabor, Marion, MA, EE.UU.

Secundaria Okemos, Okemos, Michigan, EE.UU.

Secundaria Simsbury, Connecticut, EE.UU.

Secundaria Happy Valley, Elizabethton, Tennessee, EE.UU.

Instituto Químico Dr. Flad, Stuttgart, Alemania.

Escuela Crescent Elk, Crescent, CA, EE.UU.6

Septiembre Octubre Noviembre Diciembre1996


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Nota de los científicosCrescent City, CA, EE.UU., reporta valores dealcalinidad relativamente bajos, que muestran algode variación en el tiempo. Estos cambios puedenestar asociados con la lluvia, la cual baja laalcalinidad. Sería interesante juntar esta informacióncon los datos sobre hidrología y atmósfera del lugarcon el fin de obtener una imagen más completa.

Stuttgart, Alemania, cuenta con una serie temporalmuy interesante, que capta los cambios que sesuceden en la alcalinidad día tras día. Han observadoun mínimo aumento a principios de noviembre, peropor lo general se trata de valores estables. Estosvalores relativamente altos corresponden a unasuperficie de agua bien amortiguada. Nuevamente,los cambios diarios pueden ser ocasionados por lalluvia.

Elizabethton, TN, EE.UU., Los valores sonintermedios, entre los del colegio Crescent Elk y losdel Instituto Químico. Además son coherentes entresí. Estamos ansiosos de saber si ocurren cambios enla alcalinidad durante el invierno y con la llegadade la primavera.

Simsbury, CT, EE.UU., está también reportandovalores con alcalinidad relativamente baja, la cualmuestra ciertas variaciones con el tiempo. De hecho,lo que resulta sorprendente es que los cambios através del tiempo son tan pocos, si se considera elrango que se reportó. Sería interesante constatar silos valores caen más durante una lluvia o unanevada.

Okemos, MI, EE.UU., reporta valores de alcalinidadque muestran una caída interesante desde cerca de300 mg/l hasta cerca de 70 mg/l. Será preciso ponertoda esta información junto a otros datos de GLOBEsobre hidrología, suelo y atmósfera del mismo lugar,con el fin de adquirir un cuadro un poco máscompleto de lo que ocurrió.

Marion, MA, EE.UU. Sus valores son muy bajos ymuestran una caída estable con el tiempo.Recomendamos que revisen sus cálculosnuevamente, puesto que de ser correctos, el modeloque se muestra es muy interesante. ¿Será queestamos ante efectos de mareas en la zona costera?

Conductividad de la Electricidad. Estos análisisse añadieron al Protocolo de Hidrología a mediadosde Septiembre de 1996. A continuación presentamosunos cuantos hallazgos de análisis de algunas de lasprimeras escuelas que reportaron estos datos:

1. Pida a los alumnos que examinen los datosde los gráficos. ¿Qué diferencias encuentranen ellos?• ¿Cuál es el rango de los datos en un

mismo lugar?• ¿Cuáles son las tendencias de los datos?

¿Hacia arriba? ¿Hacia abajo? ¿Sonconstantes?

2. Pídales que formulen preguntas basadas ensus observaciones.

3. Pídales que predigan las tendencias futurasen los conjuntos de datos.


5. Pídales que piensen cuáles pueden ser lasrespuestas a sus preguntas. Para ello puedenelaborar hipótesis y justificarlas ofundamentarlas.

Nota de los científicosBelton, TX, EE.UU., reporta dos entradas demediciones de conductividad realizadas en su lugarde agua. Ambas están en los niveles normalespropios de un sistema de corrientes (700 µS/cm, y745 µS/cm) [microSiemens por centímetro]. ¡Serámuy interesante averiguar qué otra informaciónaparece en el futuro!

Marion, MA, EE.UU., ha descubierto que su sitiocontiene agua relativamente pura, cuyaconductividad es relativamente baja y se encuentradentro de un margen de 60µS/cm - 22µS/cm hastaahora. Compare estos resultados con los de lasecundaria Okemos y verá el margen de impurezaque los sistemas naturales pueden llegar a tener.

Okemos, MI, EE.UU., midió la conductividad conun rango de 790 µS/cm - 980 µS/cm. Esto significaque su agua está más o menos llena de químicos.

Merrimack, NH, EE.UU., ha reportado dosentradas de conductividad: 590 y 630 µS/cm. Fíjeseen los otros gráficos y observe el punto en el que laescuela falla relativamente. ¿Qué puede estarindicando este hecho acerca del agua? Recuerde quela conductividad eléctrica es un indicador de quehay iones disueltos en el agua y, por eso debendescribir las rocas a través de las cuales ha circuladoel agua.

Elizabeththon, TN, EE.UU., mide la conductividadeléctrica de una fuente de agua, cuyos valores soncoherentes y bajos (rango 300 µS/cm - 360 µS/cm).

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Animamos a esta escuela a que continúe enviandodatos para poder saber más acerca del agua enTennessee, así como los cambios que van ocurriendoa lo largo del año.

Wetzlar, Alemania, muestra el mayor rango demediciones que nunca hayamos observado en unaescuela (rango: 339 µS/cm - 993 µS/cm). Nos estánenviando información regularmente, cada dossemanas más o menos, y hemos descubierto unainteresante tendencia en este lugar. Durante el últimomes, más o menos, sus mediciones de conductividadempezaron a ascender. ¿Qué es lo que pudo habercausado este cambio en la química del agua?

Elsterberg, Alemania, muestra que su sistema

hidrológico es muy consistente en cuanto a nivelesde impurezas. Sus mediciones de conductividadoscilan entre los 322 µS/cm a 472 µS/cm. Durantesus mediciones, vemos que ha habido un levedescenso en la conductividad. ¿Qué es lo que pudohaber ocasionado este cambio?

Crescent City, CA, EE.UU., ha reportado datosconstantemente durante un período de tres meses.Sus mediciones de conductividad parecen ser muybajas. Pensamos que se trata de una leve tendenciade los datos que van hacia abajo. ¿Qué piensa usted?Compare las tendencias de alcalinidad y los datosde lluvia con las tendencias de la conductividadeléctrica en Crescent City, EE.UU. ¿Puede observar

Figura HI-AC-12: Datos de Conductividad Eléctrica de GLOBE, septiembre - diciembre de 1996

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Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

Escuelas que sólo informan un punto de datos


Secundaria Okemos, Okemos, MI, EE.UU.

Escuela de Enseñanza Media Mastricola,

Merrimack, NH; EE.UU.



Goethe-Schule, Wetzlar, Alemania

Mittelschule Elsterberg, Elsterberg, Alemania

Escuela Crescent Elk, Crescent City, CA, EE.UU.


Secundaria Belton Junior, Belton, TX, EE.UU.


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algún patrón?

Stuttgart, Alemania, ha adquirido cierta reputaciónentre el equipo de hidrología porque envían muchospuntos de datos. Sus mediciones de conductividadno tienen excepción y muestran que las variacionesen su sistema de agua no solamente suceden en unlapso de tres meses sino a diario. Sus datos oscilanentre 552 µS/cm a 920 µS/cm. Creemos que se venen estos datos evidencias de tormentas individualesy posiblemente una tendencia estacional en losniveles de impurezas. ¿Están de acuerdo? ¿En quése comparan estas tendencias con los patrones sobrelluvia y alcalinidad?

Oxígeno Disuelto. Este análisis se añadió alProtocolo de Hidrología en septiembre de 1996. Acontinuación presentamos algunos hallazgos dealgunas de las primeras escuelas que enviaban estosdatos.

1. Pida a los alumnos que examinen los datosde los gráficos de la figura HI-AC-13• ¿Qué difer encias encuentran en ellos?• ¿Cuál es el rango de los datos en

distintos lugar es?• ¿Cuáles son las tendencias de los datos?• ¿Los datos par ecen estar dentr o de un

rango normal? ¿Qué otra informaciónse puede considerar a la hora de juzgarun “rango normal” para el oxígenodisuelto?

2. Pida a los alumnos que planteen preguntasque surjan de sus observaciones.

3. Pídales que predigan las tendencias futurasen los conjuntos de datos.


5. Pídales que piensen cuáles pueden ser lasrespuestas a sus preguntas.

Nota de los científicos

Belton, TX, EE.UU., reportó dos puntos de datosen un nivel de 9 mg/l. Esta cantidad de oxígenodisuelto sugiere que se trata de una fuente de aguasaludable en la que pueden habitar plantas y peces.Animamos a Belton a continuar con las medicionesde oxígeno disuelto, para poder observar en quémedida sus niveles varían en el invierno y laprimavera.

Marion, MA, EE.UU., está midiendo la fuente deagua donde los niveles de oxígeno disuelto estánen el orden de los 10 - 11 mg/l. Este rango de nivelesde oxígeno es super-saturado para un rango de

temperatura que está por encima de los 11 ̊ C a 0 mde elevación. Al mismo tiempo, Tabor registró estasmediciones de OD (oxígeno disuelto) y lastemperaturas halladas están dentro de los 6˚ y 8 ̊ C.¿Por qué han llegado a ser tan elevados los nivelesde OD?

Simsbury, CT, EE.UU., La Secundaria Simsburyinforma que su agua registró niveles de oxígenodisuelto de 11 mg/l en octubre y luego una elevacióndrástica hasta un nivel de 14 mg/l a mediados denoviembre. Las mediciones de oxígeno disuelto sonmuy constantes hasta el último envío deinformación. Nos encantaría saber por qué el últimoenvío es mayor. Las temperaturas medidas enSimsbury están entre 1˚ y 9 ̊ C en esta época. Comodato de alerta se debe apuntar que la temperaturaregistrada, cuando la escuela de Simsbury medía14 mg/l de oxígeno disuelto, era de 3 ˚C. Estamedición de OD está sobre-saturada con relación aesta temperatura, lo cual implica que la calibracióndel equipo de medición del oxígeno disuelto deSimsbury no está correcta.

Okemos, MI, EE.UU., Muestra un saltosorprendente de 4 a 12 mg/l en sus mediciones deOD. Cuando se ha calibrado cuidadosamente elequipo que se va a utilizar para tomar lasmediciones, entendemos que esta tendencia escorrecta y que puede estar reflejando unacombinación de una caída en el nivel de latemperatura del agua y una caída en el nivel de lademanda biológica de oxígeno (DBO) durante elinvierno.

Merrimack, NH, EE.UU., muestra un descenso ensu OD de 9 a 7 mg/l en el transcurso de un mes(noviembre a diciembre). Esta caída puederepresentar algo interesante con respecto a estacuenca de agua y debemos pensar que es importanteque la escuela medite acerca de lo que estáprovocando esta caída.

Elizabethton, TN, EE.UU., envía medidas deniveles de oxígeno disuelto en su agua que oscilanentre 10 y 12 mg/l durante aproximadamente unmes. Puede tratarse del resultado de un descensoen la temperatura del agua o puede estar reflejandoalguna otra cosa. Sería interesante comparar estosdatos con los registros sobre temperatura del agua.

Wetzlar, Alemania. Reporta dos entradas queindican que el lugar de agua posee niveles un tantoelevados de oxígeno disuelto (13 mg/l). Esinteresante anotar que 13 mg/l de OD en latemperatura registrada, 3,8 ˚C está cerca de unasaturación. Esta fuente de agua probablemente está

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Figura HI-AC-13: Datos de GLOBE de Oxígeno Disuelto, septiembre - diciembre de 1996

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Escuelas que sólo informan un punto de datos

Secundaria Belton Junior, Belton, TX, EE.UU.

Tabor Academy, Marion, MA, USA


Secundaria Okemos, Okemos, MI, EE.UU.



Secundaria Happy Valley, Elizabethton, TE, EE.UU.

Goethe-Schule, Wetzlar, Alemania

Mittelschule Elsterberg, Elsterberg, Alemania


1996

Escuela Crescent Elk, Crescent City, CA, EE.UU.


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mezclada con el aire de los alrededores.

Vinalhaven Island, ME, EE.UU., En un principiohabía medido niveles de OD tan altos como 10 mg/l, pero luego muestra una tendencia descendenteen su OD en el transcurso del mes y medio siguiente,cuando registró 7 mg/l. ¿Qué es lo que pudo habercausado esta caída en los niveles de oxígeno? Quizásalgunos tipos de algas que producen oxígeno en losprimeros meses del año empezaron a morir en esaépoca y dejaron, por tanto, de producir oxígeno.Otra posibilidad es que el nivel de OD esté volviendoa bajar después de algún acontecimiento que causóun incremento sustancial en el nivel de oxígeno.

Crescent City, CA, EE.UU., mide sus datosregularmente y la información muestra los cambiosque suceden en su lugar cada dos semanas. Losniveles de oxígeno en esta zona suben y bajangradualmente en un margen de casi 5 a 10 mg/l. Esmuy interesante observar lo que parece ser undescenso global en los niveles de oxígeno disueltodurante el trimestre que se ha mostrado. Estasituación haría que un observador especule que losniveles de OD caen porque también cae latemperatura. ¿Pero tiene sentido esto? En realidad,no, ya que esperamos que los niveles de ODaumenten cuando baja la temperatura, ya que el aguafría puede retener más oxígeno disuelto que el aguatibia. ¿Qué es lo que pudo haber provocado estatendencia? ¿Acaso las tendencias de OD siguen laconductividad y las tendencias alcalinas? Comocientíficos nos encantaría contar con másinformación acerca de qué actividades de plantas ylluvias han ocurrido durante este período de tiempoy cómo las descargas de agua han cambiado a lolargo de este tiempo.

Stuttgart, Alemania, muestra las serie demediciones más frecuente y consistente de lasescuelas de GLOBE. Muestran niveles de oxígenodisuelto de su área que fluctúan entre 10 y 18 mg/l.Mientras intentamos imaginar lo que produjo estasmediciones de OD tan altas, el equipo de hidrologíaparece haber descubierto que Stuttgart no siempreregistra mediciones de temperatura con sus entradasde oxígeno disuelto. Puesto que el OD depende tantode la temperatura, recomendamos muyencarecidamente a las escuelas que envíen lainformación sobre temperatura del agua en caso deque midan el oxígeno disuelto.

Continuación del Análisis de sus DatosLea los informes de la investigación hidrológica enel Servidor del Estudiante GLOBE, en el Rincón de

los Científicos. Estos informes se actualizanperiódicamente.

Investigaciones Posteriores1. Anime a los estudiantes a que recuperen los

conjuntos de datos de las escuelas arribamencionadas y que ingresen los datos en unahoja para poderlos graficar. ¿Qué preguntasfueron contestadas por el conjunto de datosdel período más largo?

2. ¿Qué preguntas requieren otro tipo de datos,tales como temperatura o precipitación, paraser respondidas? Pida a los alumnos queidentifiquen los datos que crean que guardanrelación y que los comparen con los deHidrología. Esto puede incluir lo siguiente:

• ¿El hecho de examinar la informaciónsobre la caracterización del sueloexplica la conductividad?

• ¿Cuál es la r elación entr e la temperaturay el oxígeno disuelto? ¿Existen algunasotras mediciones que guar den relacióncon la temperatura?

• ¿Los niveles de oxígeno disueltomuestran fluctuaciones estacionales?¿Qué otr os datos fluctúan según laestación?

• Examine los cambios pr oducidos en elpH en las escuelas donde los niveles dealcalinidad son distintos. ¿Dóndefluctúan más los valor es de pH: ensitios con niveles de alcalinidad bajos oaltos?

• Elabor e un gráfico de lasprecipitaciones en su lugar . ¿Quémediciones de hidr ología han variadocada vez que ha habido lluviastorrenciales? Utilice los mapas decontor no o los de punto paraidentificar cualquier otra ár ea dondehaya habido lluvias fuertesrecientemente. ¿Qué le sucede a lasmediciones de la química del agua enaquellos lugar es después de la lluvia?

¿Hubo nuevas preguntas después delperíodo más largo de recolección de datos?Registre estas preguntas y anime a susestudiantes a que inventen metodologías

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para realizar otras investigaciones.

Sugerencias: utilice los mapas de GLOBE paraidentificar aquellos sitios con longitudes similarespara compararlos. Identifique los “sitios decontrol” o los que sean similares a aquel dóndeusted realiza sus investigaciones, excepto por lavariable en la que usted está interesado. Porejemplo:

1. Utilice el cor reo GLOBEMail tanto r ecabarinfor mación sobr e el sitio que no se hayareportado al Ser vidor de Datos de GLOBE,como para compartir sus investigacionescon otras escuelas.

2. Utilice las posibilidades que le ofr ecen lasherramientas de gráficos de GLOBE paraelaborar gráficos de 2 escuelas paracompararlas.

3. Utilice mapas topográficos para identificarcuencas de agua. Haga un acer camientocon el zoom en la r egión que usted hayaidentificado en las visualizaciones deGLOBE y encuentr e los sitios de GLOBEcontenidos en esa cuenca. Elabor e ungráfico con los datos sobr e la química delagua de los sitios que están dentr o de lacuenca, para tratar de identificar loscambios que se dan a lo lar go del curso delagua.

A medida que se vaya añadiendo información alServidor de Datos del Estudiante GLOBE,continúe identificando las escuelas que leinteresen. Busque escuelas en sitios similares alsuyo y averigüe si la hidrología de ellas es similara la suya.

Pida a los estudiantes examinar críticamente suspropios datos usando mapas y gráficos paraidentificar patrones o datos inusuales. Formulepreguntas, identifique formas de explorar los datosde los estudiantes para lograr respuestas, ycomience a explorar el propio sitio de ellos.

Evaluación de los EstudiantesLos alumnos deben ser capaces de identificar lastendencias, anomalías y problemas que surgen enlas series de datos. Esta habilidad puededemostrarse en las discusiones en clase y medianteejercicios escritos que realicen sobre lastendencias, anomalías y escritos que se les provea.También deben ser capaces de demostrar quecomprenden la limitación que se puede deducira partir de una serie de datos. También deben sercapaces de utilizar las herramientas de graficaciónde GLOBE para crear gráficos y analizar lainformación que ellos logran y preparan. A travésde esta actividad, los estudiantes también debenser capaces de comprender los parámetros de lasmediciones de GLOBE, tales como pH,temperatura y alcalinidad. La comprensión delcontenido científico puede evaluarse en elcontexto de su conocimiento sobre la cienciainherente a la información.


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?El Descubrimiento de losMacro - Invertebrados

PropósitoDeterminar la diversidad de los macro - invertebradosbénticos (que habitan en el fondo del agua) en su Sitiode Estudio de Hidrología. Investigar las correlacionesexistentes entre los macro - invertebrados y lasmediciones de la química del agua.

Visión GeneralLos estudiantes establecerán un índice de diversidadde los macro - invertebrados bénticos, mediante laclasificación y el conteo de los organismos recogidosen el sitio, en cuyo proceso se familiarizarán con lostaxones de muchos macro - invertebrados. Acontinuación investigarán la relación entre los taxonesque han descubierto y sus mediciones de la químicadel agua.

TiempoUn período de clases para realizar el ejercicio práctico

Un período de clases para recoger la muestra y otromás para contar y calcular el índice

NivelTodos

Conceptos ClavesLa diversidad de especies está relacionada conla química del aguaLas especies requieren de distintos hábitatsUna muestra al azar puede ser usada paraaveriguar la diversidad de las especies

DestrezasCálculo de un índice de diversidadRecolección de muestras al azarConstrucción de herramientasIdentificación de la taxaDescubrimiento de parámetros de hábitat de lasespeciesRealización de mediciones de la química delagua.

Materiales y HerramientasPara las actividades prácticas

Una bandeja poco profunda y blanca

(por ejemplo una bandeja de espumaflexdonde viene empacada la carne) deaproximadamente 60 x 40 cm

Un marcador negroUna reglaCaramelos pequeños, confeti para decoración

de pasteles o cualquier otro objeto de varioscolores o formas para las muestras

La Hoja de Trabajo de los Macro - invertebradosUna cubeta de hielo para clasificar las variedadesPequeños trozos de papel numerados del 1 al 50

para seleccionar números al azarPara las actividades en el campoEl juego para clasificaciones y toma de muestras(se necesitan 3 de estos juegos)Una bandeja blanca y poco profunda para

clasificar, de aproximadamente 30 x 20 cmUna fuente poco profunda blanca para contar

las especies 60 x 40 cmUn marcador negro permanenteUna cubeta de hielo para clasificar las

variedadesUna jeringa con una ampolla de 10 - 20 ml (el

extremo debe ser de aproximadamente 5mm de diámetro)

Pinzas plásticas largasUn lente de aumentoUna pipeta Pasteur de 3 ml (gotero de ojo) (el

extremo debe ser de 2 mm de diámetroaproximadamente)

Un recipiente de 4 litros con tapa para lasmuestras (o 4 recipientes de 1 litro)

Una serie de etiquetas o papel numeradoUn balde para verter el agua a través de una redRecipientes adicionales con tapa en caso de que

se vayan a llevar los macro - invertebrados alaula

La Hoja de Trabajo de Macro -Invertebrados

Y quizás:

El Descubrim

iento de los M

acro - Invertebrados


Red de aguas rápidas (para lugares con fondos rocosos)

Un cedazo de nylon de 91 x 122 cm (con malla de 2mm)

2 palos (122 cm de largo , 1 - 2 cm de diámetro)

Grapas

2 piezas de dril o cualquier otra tela gruesa (de 8 x 122cm cada una)

Aguja e hilo o cinta fuerte y a prueba de agua o

Red -D (para aguas tranquilas con fondo de lodo)

2 piezas de tamiz de nylon de ventana (36 x 53 cm)

3 colgadores de ropa de alambre

Drill pesado o tela fuerte (8 x 91 cm)

Aguja e hilo o cinta fuerte y resistente al agua

Un palo de 152 cm (Ej., un palo de escoba o el mangode alguna herramienta)

Una abrazadera para tubo de 4 cm

PreparaciónFabrique o compre una red apropiada.

Saque copias de las Hojas de Trabajo de Macro -Invertebrados

Recoja los materiales para el equipo de muestreo

Recoja fotos o libros con ilustraciones sobre los macro -invertebrados locales.

PrerequisitosLos estudiantes deben empezar a recoger datos sobre laquímica del agua.

AntecedentesLos macro - invertebrados bénticos son animalespequeños y sin columna vertebral, que se puedenver sin necesidad de usar un microscopio.Normalmente miden más de 1 mm y viven en ellodo o entre las piedras del fondo de los cuerposacuáticos. Entre ellos tenemos muchas larvas deinsectos como mosquitos, tábanos y fríganos quenacen en el agua y luego se convierten en insectosterrestres al madurar. Otros ejemplos de macro -invertebrados bénticos son los crustáceos tales comocaracoles, cigalas, gusanos y sanguijuelas. Estascriaturas pueblan el lodo o los pedruzcos que hayen el fondo de estanques o arroyos en cantidadesasombrosas, que a menudo ascienden a miles en unmetro cuadrado. Generalmente son un eslabónimportante en la cadena alimenticia.

Los macro - invertebrados pueden decirnos muchascosas acerca de las condiciones de un cuerpoacuático. Muchos de estos organismos son muysensibles a los cambios del pH, oxígeno disuelto,temperatura, salinidad y demás parámetros delhábitat. Un organismo en particular necesita unacalidad de agua constante para poder vivir aplenitud.

Para la actividad Descubrimiento de Macro -Invertebrados, deseamos establecer un índice dediversidad correspondiente a su Sitio de Estudio deHidrología. La diversidad biológica es una medidade la cantidad de clases distintas de organismos que

existen en un ecosistema. No se trata de unamedición de la cantidad total de organismos delsistema. Por ejemplo, podemos tener un númeroigual de organismos en un arroyo con niveles bajosdel pH que en otro arroyo con un pH neutro. Sinembargo, debido a que algunos tipos (taxones) demacro - invertebrados no sobreviven en un arroyocon pH bajo, la diversidad o el número total de taxasdiferentes sería menor. Simplemente se puede contarcon una gran cantidad de organismos dentro de cadaclase, los cuales tolerarían un pH bajo.

Qué Hacer y Cómo HacerloExiste una serie de recursos óptimos que nos ayudana identificar y a investigar a los macro -invertebrados. Al final de esta actividad encontraráuna lista de dichos recursos.

1. Pida a los alumnos que investiguen lascondiciones bajo las cuales viven las distintasclases de macro - invertebrados. Puedenrecurrir a sus propias observaciones, areferencias externas o a las tablas que seencuentran al final de esta investigación.

2. Pídales que elaboren hipótesis sobre lo quelos macro - invertebrados pueden encontraren el agua que usted estudia en la estaciónactual. Haga que lleven registros de susinvestigaciones, hipótesis y fundamentos enlos Cuadernos de Ciencias GLOBE. Quizásdeseen dibujar alguno de los macro -invertebrados en sus cuadernos con notas deidentificación para las referencias de campo.


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Cálculo de la Diversidad de los Macro -Invertebrados en el CampoPreparaciónRecoja materiales para sus muestras y para elaborarel índice de diversidad. De ser necesario, haga unjuego de muestras siguiendo las instrucciones queencontrará al final de esta actividad. Nota: Existendos métodos para recoger las muestras de macro -invertebrados, según el lugar de agua. Si cuentacon un sustrato rocoso o de piedras con corriente,entonces debe utilizar una red de aguas rápidas. Si,por el contrario, se trata de un lugar con fondo delodo y casi sin corriente, entonces debe utilizar unared de marco D.

Antes de salir al campo, los estudiantes tambiéndeben desarrollar la Actividad de Práctica del Índicede Diversidad que está al final de este ejercicio. Deeste modo podrán practicar en cómo realizar elejercicio y les ayudará a comprender el concepto detoma de muestras al azar.

Recolección de las muestrasRecoja las mediciones de la química del agua de susitio. Nota: Tenga la precaución de comprobar quees seguro entrar al agua y siga los procedimientosde seguridad cuando los estudiantes estén dentrode ella.

Utilización de una red de turbulencia para recogerlas muestras:

1. Divida a la clase en grupos de 3 y 4estudiantes y entregue a cada grupo una red,un cubo o balde y un juego para la toma demuestras.

2. Pida a cada grupo que elija un sitio para latoma de muestras. Este debe estar situado aunos pocos metros de distancia de los otros,que representarán distintas regiones delarroyo. Por ejemplo, una zona con vegetaciónacuática y otra rocosa.

3. Empezando con el grupo que se encuentremás lejos aguas abajo, pida a una o dospersonas de cada grupo que utilicen sus piesy manos o un palo para agitar el material delfondo, mientras otras dos personas sujetan lared a 1 ó 2 metros aguas abajo de laturbulencia. La agitación del agua debe duraral menos un minuto. También deben removery raspar los lados ocultos de las rocas. Porrazones de seguridad, si el área derecolección mide más de medio metro de

profundidad, no deben quedarse de pie en elagua.

4. Levante la red del agua moviendo su partemás baja hacia delante a lo largo del fondodel arroyo con un movimiento como siestuviera excavando, de modo que no seescape nada. Vierta 100 ó 200 ml de aguadel lugar sobre el material de la red sobre labandeja de clasificación.

5. Pida a dos personas de cada grupo querecojan los organismos utilizando la jeringa olas pinzas y los coloquen en los recipientesllenos con el agua de la muestra.

6. Repita los pasos del 3 al 5 con cada grupo deestudiantes para poder obtener una muestrarepresentativa. Nota: Si la zona de toma demuestras es poco profunda, procure recogermuestras de todas las partes del área.

Utilización de una red de marco D para recoger lasmuestras:

1. Divida la clase en grupos de 3 y 4 estudiantesy entréguele a cada grupo una red, un cubo yun juego para la toma de muestras.

2. Haga que cada grupo elija un sitio para latoma de muestras. Los sitios deben estarsituados a pocos metros de distancia unos deotros, pero representará distintas regiones delarroyo. Por ejemplo, una zona con vegetaciónacuática y otra rocosa.

3. Pídale al primer grupo que coloque la red enel agua hasta que llegue al sustrato del fondo.Use la red para agitar el sustrato por lomenos en 30 cm. Desplace la red por elfondo del agua agitada, pero sin tocarlo, a lolargo de unos 30 cm y luego llévelo, denuevo a la superficie.

4. Hale la red fuera del agua de modo que no seescape nada. Con 100 ó 200 ml de agua dellugar, enjuague el material de la red ycolóquelo en la bandeja para lasclasificaciones.

5. Haga que dos miembros de cada gruporecojan los organismos utilizando la jeringa olas pinzas y los coloquen en los recipientesllenos de agua de la muestra.

6. Repita los pasos del 3 al 5 con cada grupo deestudiantes para poder obtener una muestrarepresentativa. Nota: Si la zona de toma demuestras es poco profunda, procure recogermuestras de todas las partes del área.

El Descubrim

iento de los M



Cálculo del Indice de Diversidad1. Dibuje una cuadrícula, de 4 cm cada

cuadrado en la bandeja para el conteo.2. Enumere los cuadrados de forma consecutiva.3. Vierta su muestra en la bandeja y distribúyala

de manera más o menos igual por toda lacuadrícula con aproximadamente 1 mm deagua.

4. Pida a uno de los estudiantes que seleccioneun número.

5. Pida a otro alumno que busque el número enla cuadrícula y retire el organismo utilizandouna pipeta de Pasteur o pinzas. Coloque a esteorganismo (el número 1) en un recipiente conagua. Nota: Si no hay nada en el cuadradodibujado, seleccione otro número.

6. Marque con una X en la hoja de trabajo pararepresentar al organismo 1.

7. Recoja el organismo 2 del mismo cuadrado, osi no hay nada más en él, seleccione otronúmero y recoja la muestra del cuadradonuevo.

8. Coloque el organismo 2 cerca del número 1en el recipiente.

9. Si el organismo 2 es el mismo que el 1,coloque una X en la hoja de trabajo. Encambio, si es distinto, marque una O en lahoja de trabajo.

10. Coloque al organismo 1 en uncompartimento de la cubeta de hielos o en elrecipiente para que los taxonen.

11. Recoja el organismo 3 del mismo cuadrado, oseleccione uno nuevo si lo necesita.

12. Coloque el organismo 3 cerca del número 2.13. Si el organismo 3 es el mismo que el número

2, ponga la misma marca que usó para elorganismo 2 en la hoja de trabajo (X ú O). Encambio, si es distinto que el 2, marque con laletra opuesta.

14. Coloque al organismo 2 en la cubeta dehielos. Si se trata del mismo organismo 1,póngalo junto a él. Si es distinto, utilice otrocompartimento.

15. Continúe eligiendo números al azar ytomando muestras. Registre cada muestracomo X ú O, y luego clasifique las taxones encompartimentos, al menos hasta que hayacompletado 50 muestras.

16. Cuente el número de puntos anotados en la

hoja de trabajo (vea el ejemplo que viene acontinuación) y regístrelos.

17. Divida el número de puntos para el deorganismos contados (50) y registre estevalor en su hoja de trabajo.

18. Cuente el número de las distintas taxonesque ha encontrado en su muestra y registre.

19. Multiplique los dos números y registre losresultados. Se trata del índice de diversidad.

20. Pida a sus estudiantes que traten deidentificar todas las taxones que les seaposible.

Ejemplo de una hoja de trabajo :XX 000 X OO X

1––––2–––––3 4––5

En este ejemplo particular existen 5 puntos.

Investigaciones Posteriores1. Los estudiantes deben reconocer tantos

macro - invertebrados como sea posible ensu agua de muestra.

2. Compare las hipótesis con los taxones queencontraron.

3. Formule hipótesis acerca de qué condicionespueden hacer que ciertos taxones existaninesperadamente, o por qué algunos taxonesmás comunes no aparecen.

4. Utilice el Servidor de Datos de GLOBE paraencontrar escuelas con un sitio de estudio dehidrología similar al suyo. Empiece porbuscar escuelas dentro de la misma cuencade agua o a la misma latitud y elevación, consimilares pH , temperatura, oxígeno disueltoy niveles de salinidad.

5. Utilice el correo GLOBEMail para contactaresas escuelas y pregúnteles qué macro -invertebrados están encontrando.


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Parámetros del Hábitat para Macro - Invertebrados Seleccionados

Rango de pH Para los Macro - Invertebrados Seleccionados*TAXA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Efímera XXXXPolilla XXXXFrígano XXXX

Caracoles XXXXXXXXXAlmejas XXXXXXXXXMejillones XXXXXXXXX

* los rangos de pH entr e 1 y 6 y 10 y 14 no son aptos para la mayoría de los or ganismos

Rango de Temperatura para los Macro - Invertebrados SeleccionadosTAXA Rango Frío < 12.8 ° C Rango Medio 12.8-20 ° C Rango Cálido > 20 ° CFríganos x x xPolilla x x ␣Efímera x x ␣Escarabajo [en forma de moneda] x ␣ ␣Escarabajo acuático ␣ x ␣Zancudo del agua ␣ x ␣Libélula ␣ x x

Niveles Mínimos de Oxígeno Disuelto para los Macro - InvertebradosSeleccionados

TAXA Rango Alto 8 - 10 ppm Rango Medio 4 - 8 ppm Rango Bajo 0 - 4 ppmPolilla XEscarabajo [en forma de moneda] XFrígano X XAlgunas efímeras X XLibélulas XChinches XMosca “damisela” XMosquitos XMoscas XLombriz flexible XCaracoles de bolsillo/ de pulmón XGusano cola de rata X

El Descubrim

iento de los M



Práctica de la Actividad del Indice deDiversidad

1. En la bandeja, dibuje una reja con cuadradosde 4 cm.

2. Enumere los cuadrados en ordenconsecutivo.

3. Vierta su muestra en la bandeja y distribúyalade manera más o menos igual por toda larejilla.

4. Pida a uno de los estudiantes que dibuje unnúmero.

5. Pida a otro alumno que busque el número enla rejilla y retire un trozo. Coloque a estetrozo (la muestra 1) sobre la mesa. Si no haynada en el cuadrado dibujado, trace otronúmero.

6. Marque con una X en la hoja de trabajo pararepresentar al organismo 1.

7. Recoja el organismo 2 del mismo cuadrado, osi no hay nada más en él, dibuje otro númeroy recoja la muestra del cuadrado nuevo.

8. Coloque el organismo 2 cerca del número 1sobre la mesa.

9. Si el organismo 2 es el mismo que el 1,coloque una X en la hoja de trabajo. Encambio, si es distinto, marque con una O enla hoja de trabajo.

10. Coloque al organismo 1 en uno de lostazones de los tipos o en cubetas para hielo.

11. Recoja el organismo 3 del mismo cuadrado,o dibuje uno nuevo si lo necesita.

12. Coloque el organismo 3 cerca del número 2.13. Si el organismo 3 es el mismo que el

número 2, ponga la misma marca que usópara el organismo 2 en la hoja de trabajo (Xú O). En cambio, si es distinto que el 2,marque con la letra opuesta.

14. Coloque al organismo 2 en la cubeta dehielos. Si se trata del mismo organismo 1,póngalo junto a él. Si es distinto, utilice otrotazón de taxa

15. Continúe dibujando números al azar ytomando muestras. Registre cada muestracomo X ú O, y luego clasifique los taxa encompartimentos, al menos hasta que hayancompletado 50 muestras.

16. Cuente el número de puntos anotados en la

hoja de trabajo (vea el ejemplo que viene acontinuación)..

17. Divida el número de puntos para 50 (estevalor es su número de muestra).

18. Multiplique esta cantidad por el número detaxas distintos y ésta será el índice dediversidad.

Prácticas PosterioresPida a sus alumnos que calculen el índice dediversidad utilizando pocos números de taxa o unadistribución numérica distinta dentro de los tipos.Comparen los resultados.

Ejemplo de una Hoja de Trabajo

Registro— XX 0 0 0 X 0 0 X

Muestra # 1 2 3 4 5 6 7 8 9Puntos 1––2–––-3 4––5

El ejemplo citado nos dice que la muestra 1 y 2eran similares. La muestra 3 era distinta de la 2 y lasmuestras 4 y 5 eran similares a la 3. La muestra 6era distinta de la número 5, etc. hay 5 puntos.

LISTOS PARA EL MUESTREO


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Recursos para Investigaciones deMacro - Invertebrados Bénticos deAgua Dulce:Caduto, M.J. (1990). Pond and Brook: A Guide toNature Study in Freshwater Environments, segundaedición, Prentice-Hall, NJ.

Cromwell, Mare et al. (1992), Investigating Streamsand Rivers, GREEN , Universidad de Michigan,Ann Arbor.

Maitland, Peter S. (1990). Biology of Fresh Waters.Blackie, Glasgow y Londres.

Merrit, R.E. y K.W. Cummins (1988). Anintroduction to the Aquatic Insects of North America.Kendall-Hunt Pubilishing Co. Dubuque, Iowa.

Mitcell, Mark K y Stapp, William B. (1996). FieldManual for Water Quality Monitering, Ann Arbor,Michingan 48401

McCafferty, P.W. (1981). Aquaticentomology: TheFishermen´s and Ecologist´s Guide to Insects and TheirRelatives. Jones and Barlett Publishers, Inc.California.

Needham, James G (1962). A Guide to the Studyof Fresh Water Biology. Holden-Day, Inc. SanFrancisco.

Pennok, Robert. (1973). Freshwater Invertebratesof the United States. Ronald Press, NY:

River Watch Network, 153 State St., Montpeier,Vermont 05602.

Save our Streams, The Izaak Walton League ofAmerica, 1800 North Kent Stree, Suite 806,Arlington, Virginia 22209.

Video (17 min.): Identification of the Benthic Macro- Invertebrates; Edward A Deschuytner, NorethernEssex Community College, Elliott Way, Haverhill,MA 01830-2399.

El Descubrim

iento de los M



36 cm

2 piezas de malla cortada en la línea negra y cocidos entre

sí por la línea blanca

Cosa la funda dejando un lado abierto

Inserte el gancho a través de la funda

red

colgadores

54 cm

gancho del colgador

abrazadera del tubo

Figura HI-AC-15: Cómo Fabricar una Red D

90 cm

Grapas

borde de tela (8 cm) doblada

90 cm

pantalla de ventana

asas de madera(1 x 2)

Figura HI-AC-14: Cómo Fabricar la Red de Turbulencia

Instrucciones para Fabricar Redes paraMacro - Invertebrados.Cómo hacer una red de turbulencia

1. Doble una tira de 8 x 122 cm de tela sobr euno de los extr emos lar gos de la malla ycosa el extr emo para r eforzarlo.

2. Repita lo mismo con el otr o extr emo.3. Pegue la malla a los palos con grapas,

igualando el tamaño de los palos con labase de la malla y extendiendo para formarasas en la par te superior .

4. Envuelva la pantalla alr ededor de los palosvarias veces y vuelva a grapar para r eforzarlos extr emos.

Cómo Hacer Una Red D1. Con la malla de nylon corte dos trozos de 36

x 53 cm (ver diagrama) y cósalas.2. Al extremo abierto de la red péguele una tela

pesada, dejando una abertura para formar unestuche para insertar la percha.

3. Corte los ganchos de las perchas y desenredelos alambres.

4. Utilice la cinta para pegar las perchas juntasde modo que el marco quede más pesado.

5. Inserte un alambre a través del estuche y dévuelta a los extremos que quedan por laabertura.

6. Perfore un agujero en la punta del mango demadera que sea lo suficientemente grandecomo para introducir los extremos de lasperchas. Inserte los extremos de éstas en elagujero del palo, asegure la red al palousando el gancho que cortó de la percha ycon la abrazadera de tubo o cinta adhesivapara asegurar el gancho al palo.


Investigación de HidrologíaHoja de Trabajo de las Actividades con Macro - Invertebrados

Nombre de la estación:____________________________________________________________

Coordenadas GPS: Latitud: ______________________ Longitud: _________________________

Nombre del (los) r ecolector(es):_____________________________________________________

Recolección de muestras: # Muestra: _______ Fecha:______________ Hora (TU): ________________

Nombre del analista(s):______________________________________________________________

Análisis (cálculo del índice de diversidad): Fecha:________________ Hora (TU): _________________

Método de r ecolección: ________ r ed D ________ r ed de turbulencia

Cálculo del númer o de puntos:

Número de la r ejilla

X ú 0

Número de la r ejilla

X ú 0

# total de puntos: _______

# total de puntos / # de muestras (50) = _________ (índice de puntos)

# total de taxa: _______

(Indice de puntos) x (# total de taxa) = __________(Indice de diversidad)

Revise el Tipo de Macro - Invertebrados Encontrados, Si Son Conocidos

Fríganos (T ricóptera) Stonefly (Plecóptera)

Efímera (Efemoróptera) Chinches (Hemíptera)

Lombrices y Sanguijuelas Caracoles

Libélulas/mosca “Damisela” (Odonata) Dobsonfly , Fishfly , Alder fly, (Megalóptera)

Escarabajos (Coleóptera) Mosca Negra, Mosca, Típula, Mosquito (Díptera)

Acaros (Arácnidos) Crustáceos (por ejemplo, Cer ditos, Scud)

Notas: (pr ofundidad del agua, lluvia r eciente, r ocas, hierbas, etc..)


1.ninfa de libélula 8.larva de mosca negra

2.ninfa de mosca“damisela”

9.larva de dobsonfly

3.ninfa de efímera 10.larva de mosca

4.ninfa de stonefly

11.larva de típulas

5.larva de frígano 12. larva de escarabajoacuático [en forma de

moneda]

6.larva de escarabajoredondeado

13.mosquito

7.cerdito acuático 14.Scud

Ejemplos de Macro - Invertebrados


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Modele su Balance del Agua!

?

PropósitoUtilice los datos de GLOBE sobre temperatura,latitud y precipitación para modelar el cambiodel almacenamiento de agua en el suelo a lo largode un año y luego compare su modelo con losdatos de GLOBE sobre el contenido de agua enel suelo y la información de Biometría.

Visión GeneralLos estudiantes crearán un modelo físicoutilizando vasos para representar la columna delsuelo que ilustra el balance del agua del suelo.Usarán información del Servidor de Datos deGLOBE para calcular la evapotranspiraciónpotencial (la cantidad de agua que se requierepara cumplir la demanda del mes), lastemperaturas mensuales promedio y laprecipitación de su modelo. Tambiénconstruirán un modelo que represente el balancedel agua del suelo en su sitio.

TiempoUn período de clases para calcular los valores

Un período de clases para elaborar el modelo

Un período de clases para probar las hipótesis

NivelIntermedios y avanzados

Conceptos ClavesEl suelo almacena agua.El suelo tiene cier ta capacidad para r etener

agua (capacidad de campo).Las temperaturas elevadas y los períodos

largos de luz del día aumentan laevapotranspiración

La pr ecipitación no es igual a la cantidad deagua que se almacena en el suelo

El contenido de agua del suelo se r elacionacon el cr ecimiento vegetativo

DestrezasMedición del volumen y longitudSeguimiento de instruccionesConstrucción de modelosRecuperación de infor mación del Ser vidor de

GLOBELectura de gráficosCálculo de promediosPrueba de hipótesis utilizando modelosElaboración de gráficos de los datos de GLOBE

Materiales y Herramientas14 tubos de pr ecipitación, vasos o cilindr os

graduados (apr oximadamente de 20 a 25cm de alto, o con la altura suficientecomo para r etener la pr ecipitación totaldel mes más húmedo de su sitio modelo).

Agua (u otr o medio para r epresentar laprecipitación, por ejemplo ar roz)

Marcadores rojo y negr oReglaInfor mación de un ejemplo o del Ser vidor de

GLOBE

PreparaciónPara la actividad previa: recopilar información deGLOBE sobre temperatura, precipitación, GPS,suelo, humedad, biomasa e hidrología.

PrerequisitosCálculos matemáticos sencillos, lectura degráficos, utilización del Servidor de Datos deGLOBE.

Modele su B

alance del A

gua


AntecedentesLa cantidad de agua que se almacena en el suelode su sitio puede calcularse analizando el balancedel agua de su zona. El contenido del agua de susuelo varía según el balance entre el aguaacumulada debido a la precipitación y el aguaperdida por la evaporación y la transpiración. Lascantidades combinadas de agua perdida por efectode la evaporación y la transpiración se denominanevapotranspiración. La proporción máxima deevapotranspiración se alcanzaría si el agua siempreestuviera disponible, lo cual se denominaevapotranspiración potencial. El contenido deagua del suelo es un factor clave a la hora dedeterminar cuáles plantas pueden crecer en suzona. Varios factores controlan el contenido deagua del suelo, entre los cuales se cuentan latemperatura, la duración de la luz del sol, lacantidad de cobertura de suelo y la cantidad deprecipitación. Se podría pensar que los meses demayor precipitación son también los de mayorcontenido de agua en el suelo. Puede que seacierto, pero puede que no, si las temperaturas sontan elevadas, ¡puesto que el agua se evapora! Loscientíficos estudian el balance del agua en unazona para predecir qué tipo de plantas podráncrecer allí y cuándo estarán en crisis debido a lafalta de agua.

PreparaciónAnalice con sus alumnos la importancia del aguacontenida en el suelo. Quizás sería buena idearealizar la actividad Colarse Simplemente, para ilustrarla capacidad de retención de los distintos suelos.

Saque una copia de las Hojas de Trabajo para quelas usen sus alumnos.

Qué Hacer y Cómo HacerloExamine los datos de la figura HI-AC-16.

Precipitación = Cantidad total de precipitación al mes.

Agua Requerida (EP) = PotencialEvapotranspiración es la cantidad total de agua quese podría perder a través de la evaporación y latranspiración si el agua estuviera siempre disponible.

Agua extra = La precipitación que excede a lacantidad requerida.

Agua extra requerida = El agua requerida por elalmacenamiento para resarcirse de una reducciónen la precipitación.

Almacenamiento de agua = El agua almacenadaen el suelo disponible para las plantas (no puedeexceder 100 mm, porque esta es la capacidad decampo para este sitio).

Escasez de agua␣ = Agua que se necesita en excesoa la precipitación y el almacenamiento en el suelo.

Arrastre = El agua que se pierde por efecto delarrastre cuando la precipitación es mayor de lo quese requiere y el almacenamiento del suelo ya hacompletado su capacidad.

Temperatura = Promedio mensual de la temperatura.

Figura HI-AC-16: Tabla de Balance del Agua en el Monte Lemmon, AZ Datos de Práctica.

Meses Ene. Feb. Mar Abril Mayo Junio Julio Ago. Sept. Oct. Nov. Dic. Total

Precipitación (mm) 96 32 89 65 9 32 381 17 32 23 86 45

Agua requerida (PE en mm)

31 7 61 33 46 99 101 69 68 06 72 7

Agua extra

Agua extra requerida

Agua almacenada

Escasez de agua

Arrastre

Temperatura (promedio en Celsius)

2 2 4 8 21 71 81 71 61 21 7 3


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1. ¿Cuál es el mes de mayor pr ecipitación? ¿Yel de menor?

2. ¿Cuál es el mes más cálido? ¿Y el más frío?3. ¿Durante qué meses el agua r equerida será

mayor que la pr ecipitación (EP)?4. ¿En qué meses se podría esperar tener

arrastr e?5. Proponga una hipótesis acer ca de en qué

mes o meses usted esperaría tener escasezde agua. Registr e su hipótesis y elfundamento de la misma en el Cuader node Ciencias GLOBE.

Establecimiento del Modelo1. Asigne 12 contenedor es que r epresentan

los meses del año y már quelos desde ener ohasta diciembr e. Vea la figura HI-AC-17.

2. Busque en la tabla la cantidad deevapotranspiración potencial (EP) que serequier e para cada mes. Dibuje una líneaen cada contenedor con un mar cador quemuestr e los milímetr os de EP r equeridapara cada mes.

3. Marque el contenedor númer o 13 como dealmacenamiento. Dibuje una línea en los100 mm del contenedor para indicarcuándo se ha llenado la capacidad dealmacenamiento.

Utilización de su Modelo1. Empiece el modelaje de su balance de agua

midiendo en el tubo de precipitación lacantidad de lluvia que haya recibido enenero. Luego siga los pasos detallados acontinuación:• Si cuenta con más pr ecipitación de la

que necesita en un mes, llene elcontenedor de ese mes sólo hasta lalínea EP y luego vierta el agua extra deltubo de pr ecipitación en el contenedorde almacenamiento.

• El contenedor de almacenamiento sólopuede llenarse hasta el nivel de 100mm. El agua extra será de ar rastr e y sela debe tirar .

• Si no cuenta con pr ecipitaciónsuficiente para llenar algún mes hasta lalínea EP, vier ta toda la pr ecipitación enel contenedor del mes. Saque agua delrecipiente de almacenamiento y viér talaen el contenedor del mes hasta quellegue a la línea EP .

• Si aún así no cuenta con suficiente aguaincluso después de haber vertido todala pr ecipitación del tubo y de haberutilizado agua almacenada, trace unalínea r oja en el vidrio mar cando el nivelde agua para dar a conocer que hahabido escasez de agua.

2. A medida que vaya cr eando el modelo debalance de agua, llene la hoja de trabajo de

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Octubre Nov. Dic.

Un vaso para cada mes, marcado con la cantidad de agua requerida.(en los vasos):

Agua requerida

Vaso de Precipitación

Almacenamiento100 mm

Figura HI-AC-17: Definición del Modelo del Balance de Agua

Modele su B

alance del A

gua


la tabla de balance de agua con los datoscorrespondientes a cada mes. (Revise elejemplo de la tabla de balance de agua queya está llena en la Hoja de T rabajo de laTabla de Balance de Agua)

3. Repita estos pasos en todos los meses.Siga los meses en or den para poderconocer cuánto se almacena en cada mes.

Notas:

1. Puede usarse ar ena, ar roz o cualquier otr omaterial en lugar de agua.

2. Pruebe a comenzar esta experiencia enenero y luego empiece en octubr e. En losEstados Unidos y en otras zonas, loshidrólogos definen un “año de agua” desdeoctubr e, antes de la estación inver nal deacumulación de nieve. ¿Obtiene ustedresultados difer entes?

Analice sus Resultados1. ¿En qué meses hubo escasez de agua? ¿Esto

concuerda con sus hipótesis? ¿Existenalgunas variables que se puedan tomar encuenta a la hora de lanzar hipótesis sobre laescasez de agua en su zona?

2. ¿Ocurre la escasez de agua siempre en losmeses con menores niveles de precipitación?

3. ¿Ocurre la escasez de agua siempre en losmeses con las temperaturas más elevadas?

4. ¿En qué meses se podrían esperarinundaciones? Fundamente sus hipótesis.

Prueba de Otras Hipótesis con suModeloElabore hipótesis que predigan la forma en la queel balance del agua variará junto con los cambiosen las variables.

1. ¿Qué sucede si el invierno es especialmentehúmedo? (aumenta la precipitación deinvierno)

2. ¿Qué sucede si el verano es más seco que decostumbre? (reduce la precipitación enverano)

3. ¿Qué sucede si tiene un verano más calurosode costumbre? (aumenta la cantidad de aguarequerida -EP- para los meses de verano).

4. ¿Qué sucede si aumenta su agua almacenadaconstruyendo un reservorio artificial?(aumenta la cantidad almacenada a 15 mm)

Compruebe sus hipótesis modificando las

variables de la tabla y realizando el modelonuevamente.

Adaptación Para Estudiantes MayoresPida a sus alumnos que llenen la tabla de la hoja

de trabajo sobre balance del agua coninformación de su propio lugar o usando lade GLOBE.

1. Averigüe el promedio de precipitaciónmensual de cada mes y llene la filacorrespondiente a precipitación en la tabla.

2. Averigüe la temperatura mensual promediode cada mes y llene la fila correspondiente atemperatura en la tabla.

3. Averigüe la latitud de su lugar y llene lalatitud.

4. Averigüe la EP de cada mes y llene la fila deEP en la tabla. (La EP se puede calcularutilizando la hoja de trabajo sobre cómocalcular la EP del apéndice).

5. Averigüe la diferencia entre precipitación y elagua requerida (EP) para el mes.

• Si existe más agua de la que se necesita,registr e la difer encia en la fila de aguaextra.

• También ingr ese esta difer encia en la filacorrespondiente al agua almacenada,añadiendo a este valor cualquier agua queya esté almacenada desde el mes anterior .Nota: Durante el primer mes no va a tenerun númer o para añadir del mes anterior ,de modo que sólo r egistr e la difer encia.

• La cantidad almacenada no puede ser <0 ó> 100. Coloque la cantidad que excedalos 100 mm como si fuera ar rastr e.

• Si existe menos agua de la que se r equier e,registr e la difer encia en la fila del aguaextra r equerida.

• Reste (agua de almacenamiento del mesanterior) / (agua extra r equerida para elmes actual).

• Registr e el valor r esultante en el casiller odel almacenamiento de agua para elpresente mes si es >0.

• Si el númer o es <0, r egistr e 0 en elcasiller o de almacenamiento de agua y surespuesta en el casiller o de escasez deagua.


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6. Los estudiantes también deben calcular lacantidad r eal de pér dida de agua mediantela evapotranspiración:Si la pr ecipitación > EP:La evapotranspiración r eal = EPSi la pr ecipitación < EP (siempr e y cuandoexista agua almacenada)La evapotranspiración r eal = pr ecipitación+ agua extra r equerida.Únicamente puede añadir la cantidad deagua disponible en el r ecipiente dealmacenamiento.

Elabore un gráfico de la precipitación, laevapotranspiración real y la EP (3 líneas) del lugarutilizando los meses en el eje de la X y los mm deagua en el eje de la Y para la precipitación yprecipitación real. Vea la figura HI-AC-18.Examine el gráfico y la sombra de las zonas enlas que ha tenido exceso de agua, escasez,utilización de la escasez y recarga y arrastre.

Elabore una hipótesis sobre cuán cerca las otrasvariables pueden relacionarse con el balance del

Figura HI-AC-18: Ejemplo de Gráfico para Precipitación, Agua Requerida (EP) y Evapotranspiración Real

Modele su B

alance del A

gua

agua. Utilice el Servidor de Datos de GLOBE parainvestigar su hipótesis.

1. Analice los datos de GLOBE sobr ehumedad del suelo del lugar donde haelaborado el modelo de balance del agua.¿Qué r elación puede encontrar entr e sumodelo y los datos sobr e la humedad delsuelo?

2. Compar e los datos de GLOBE sobr e labiomasa del lugar donde usted modela elbalance del agua. ¿Están cer canos unos deotros? ¿Hay ocasiones de mayor biomasacuando hay más cantidad de aguadisponible?

3. Elabor e un gráfico de sus mediciones de laquímica del agua. ¿Existen muchosindicios de posibles cambios en el balancedel agua que pudieran afectar la calidad deun cuerpo acuático?

Gráfico del Balance del Agua

Precipitación (mm)

Agua Requerida (EP)

Evapotranspiración Real

Meses

En

e.

Feb

.

Mar

Abr

il

May

o

Jun

io

Julio

Ago

.

Sep

t.

Oct

.

Nov

.

Dic

.


Investigación de HidrologíaHoja de Trabajo de la Tabla de Balance del Agua


Precipitación (mm)

Agua requerida (PE en mm)

Agua extra


Agua almacenada

Escasez de agua

Arrastre


96 32 89 65 9 32 381 17 32 23

28

28

63

0

6

0

25

57

76

31

55

45100100

2354

72

86 45

31

56

56

7

16

61

82 82

82

41

41

47

88

33

23

46 99

0

101 69 68 06 72 7

13 7 16 33 64 68 101 96 80 32 27 7

2 2 4 8 12 17 18 17 16 12 7 3


Precipitación (mm)

Agua requerida (EP en mm)

Agua extra


Agua almacenada

Escasez de agua

Arrastre


Evapotranspiración Real

Ejemplo: Tabla Llena del Balance del Agua (Datos del Monte Lemmon, Arizona, Estados Unidos)


Enero___Febrero___Marzo___Abril___Mayo___Junio___Julio___Agosto___Septiembr e___Octubr e___Noviembr e___Diciembr e___

Paso 3

Añada los índices de calor mensuales al Indice de Calor Anual.

Indice de Calor Anual:_________

Indi

ce d

e C

alor

Men

sual

Temperatura Promedio Mensual

Investigación de HidrologíaHoja de Trabajo Para Calcular la Evapotranspiración PotencialEsta hoja de trabajo le permitirá calcular la evapotranspiración potencial (EP) de cualquier lugarutilizando los datos sobr e temperatura y latitud del ser vidor de GLOBE. La evapotranspiración potencialluego puede utilizarse en la actividad del balance del agua.

Paso 1

Averigüe la temperatura pr omedio mensual de su sitio utilizando el Ser vidor de Datos de GLOBE

Temperatura Promedio Mensual:


Paso 2

Averigüe los Indices de Calor de cada mes basándose en el gráfico de abajo.

Indice de Calor Mensual


Tem

pera

tura

Pro

med

io M

ensu

al (

ºC)

Eva

potr

ansp

irac

ión

Pote

ncia

l no

Aju

stad

a (c

entí

met

ros)

Indice Anual de Calor

Evapotranspiración Potencial no Ajustada

Hoja de Trabajo Para Calcular la Evapotranspiración Potencial (continuación)

Paso 4Utilizando el índice de calor anual y la temperatura promedio mensual, averigüe la evapotranspiraciónpotencial no ajustada en el gráfico que viene a continuación.

NOTA: Si la temperatura promedio del mes es inferior a 0, la evapotranspiración potencial no ajustadade ese mes será 0. Si la temperatura promedio del mes es mayor que 26,5, utilice la evapotranspiraciónpotencial no ajustada para el gráfico de temperaturas altas que viene a continuación.

Nota: Para utilizar el gráfico anterior, averigüe la temperatura promedio mensual de su lugar en el ejeizquierdo y el índice de calor anual en el centro. Trace una línea recta que una los dos puntos ycontinúe hasta que cruce la línea de la evapotranspiración potencial no ajustada en la derecha. Lea laEP no ajustada en esta línea y registre el valor en la parte inferior. Para temperaturas mayores, utiliceel gráfico que viene a continuación para leer la EP no ajustada directamente de la temperatura.


Evapotranspiración Potencial No Ajustada para cada mesEnero___Febrero___Marzo___Abril___Mayo___Junio___Julio___Agosto___Septiembr e___Octubr e___Noviembr e___Diciembr e___

Paso 5Registre el Factor de Corrección de cada mes en la tabla que viene a continuación.


Paso 6Multiplique el Factor de Corrección por la EP no ajustada para averiguar la Evapotranspiración Potencial.

Evapotranspiración PotencialEnero___Febrero___Marzo___Abril___Mayo___Junio___Julio___Agosto___Septiembr e___Octubr e___Noviembr e___Diciembr e___

Factores de Corrección a la Luz del Día Para la Evapotranspiración Potencial

Latitud Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

0 1.04 0.94 1.04 1.01 1.04 1.01 1.04 1.04 1.01 1.04 1.01 1.04

10 N 1.00 0.91 1.03 1.03 1.08 1.06 1.08 1.07 1.02 1.02 0.98 0.99

20 N 0.95 0.90 1.03 1.05 1.13 1.11 1.14 1.11 1.02 1.00 0.93 0.94

30 N 0.90 0.87 1.03 1.08 1.18 1.17 1.20 1.14 1.03 0.98 0.89 0.88

40 N 0.84 0.83 1.03 1.11 1.24 1.25 1.27 1.18 1.04 0.96 0.83 0.81

50 N 0.74 0.78 1.02 1.15 1.33 1.36 1.37 1.25 1.06 0.92 0.76 0.70

10 S 1.08 0.97 1.05 0.99 1.01 0.96 1.00 1.01 1.00 1.06 1.05 1.10

20 S 1.14 1.00 1.05 0.97 0.96 0.91 0.95 0.99 1.00 1.08 1.09 1.15

30 S 1.20 1.03 1.06 0.95 0.92 0.85 0.90 0.96 1.00 1.12 1.14 1.21

40 S 1.27 1.06 1.07 0.93 0.86 0.78 0.84 0.92 1.00 1.15 1.20 1.29

50 S 1.37 1.12 1.08 0.89 0.77 0.67 0.74 0.88 0.99 1.19 1.29 1.41

Cómo usar la tabla: Para cada mes, busque la latitud del lugar y el mes para averiguar el Factor deCorrección para cada mes.

Nota: Los factores de corrección para la latitud 50N se utilizan en todas las latitudes que están más haciael norte. Los factores de corrección de la latitud 50S se utilizan en todas las latitudes que están más haciael sur.

Hoja de Trabajo Para Calcular la Evapotranspiración Potencial (continuación)EP No Ajustada para Temperaturas Elevadas

TemperaturaE

P N

o A

just

ada

(cen

tímet

ros)


Paso 7Registre la EP en la fila correspondiente de su Tabla del Balance del Agua.

* Adaptado de Muller, Robert A y Oberlander,T. (1978) Physical Geography Today: A Portrait of aPlanet, Random House.

GLOBE™ 1997 Apéndice - 1 Hidrología

Apéndice

Hoja de Trabajo de Datos

Hoja de Trabajo de Datos de Calibración

Conceptos Básicos sobre Curvas de Nivel

Gráficos para Duplicación

Glosario

Hojas de Ingreso de Datos en la Web de GLOBE


Investigación de HidrologíaHoja de Trabajo de Datos

Nombre de la escuela: __________________________________________________________

Grupo de estudiantes: _________________________________________________________

Nombre del lugar: ____________________________________________________________

Fecha de recolección de la muestra: ______ hora: _______ (horas y minutos) marque uno: UT___ local ___

TransparenciaCobertura de nubes (marque uno): ____ claro ____ disperso ____ roto ____ nublado

Disco Secchi:Observador 1:longitud de la soga: cuando el disco desaparece: ______ m Cuando el disco reaparece:______m

Distancia desde donde el observador 1 marcó la soga en la superficie del agua: ___________ m

Observador 2:longitud de la soga: cuando el disco desaparece: ______ m Cuando el disco reaparece:______m


Observador 3: longitud de la soga: cuando el disco desaparece: ______ m Cuando el disco reaparece: ______ m


Tubo de Turbiedad:Línea de agua en el tubo cuando la imagen desaparece:

Observador 1: ______ cm Observador 2: ______ cm Observador 3: ______ cm

Temperatura del Agua:Observador 1: ______ oC Observador 2: ______ oC Observador 3: ______ oC Promedio: _______oC

Oxígeno DisueltoObservador 1: _____ mg/l Observador 2: _____ mg/l Observador 3: _____ mg/l Promedio:______mg/l

Fabricante del juego y modelo: __________________________________________________________

pHMétodo usado en la medición: _____papel _____lápiz _____ medidor

Valor de los amortiguadores en el lugar: pH 4: ______ pH 7: _______ pH 10: ______

Observador 1: ______ Observador 2: ______ Observador 3: ______ Promedio:_______

Conductividad:Conductividad estandard: _________ MicroSiemens/cm (µS/cm)

Observador 1: ____ µS/cm Observador 2: ____ µS/cm Observador 3: ____ µS/cm Promedio: _____ µS/cm


Hoja de Trabajo de Datos (página 2)

SalinidadInformación Sobre MareasHora de la marea antes de la medición: _______________ horas y minutos

Marque uno: marea alta ___ marea baja ___ Marque uno: UT _____ hora local_____

Hora de la marea después de la medición: _______________ horas y minutos

Marque uno: marea alta ___ marea baja___ Marque uno: UT _____ hora local_____

Lugar donde suceden estas mareas: _______________________________________________________

Salinidad (Método del Hidrómetro)Observador 1 Observador 2 Observador 3

Temperatura del agua en el cilindro: ________ oC ________ oC ________ oC

Gravedad específica: ________ ________ ________

Salinidad de la muestra: ________ ppt ________ ppt ________ ppt

Promedio de salinidad: ________ ppt

Titulación Opcional de SalinidadSalinidad de la muestra: Observador 1: _____ ppt Observador 2: _____ ppt Observador 3: _____ ppt

Promedio de salinidad: ______ ppt

Fabricante del juego y modelo:________________________________________________________

AlcalinidadPara Juegos de Instrumentos que Leen la Alcalinidad Directamente

Observador 1: ____ mg/l como CaCO3 Observador 2: ____ mg/l comoCaCO

3

Observador 3: ____ mg/l como CaCO3 Promedio ______ mg/l como CaCO

3

Juegos Hach u otros en los que se cuentan gotas:

Observador 1 Observador 2 Observador 3 PromedioNúmero de gotas _______ gotas _______ gotas _______gotas _______ gotasConversión constantepara su juego y protocolo: x______ x______ x______ x______

Alcalinidad total (mg/l como CaCO3) =______mg/l =_____ mg/l =______ mg/l =______ mg/l

Fabricante del juego y modelo:_________________________________________________________

Nitrato:Observador 1: ______ mg/l NO

3- - N + NO

2- - N ______ mg/l NO

2- - N

Observador 2: ______ mg/l NO3

- - N + NO2

- - N ______ mg/l NO2

- - N

Observador 3: ______ mg/l NO3

- - N + NO2

- - N ______ mg/l NO2

- - N

Promedio: ______ mg/l NO3- - N + NO

2- - N ______ mg/l NO

2- - N

Fabricante del juego y modelo:______________________________


Investigación de HidrologíaHoja de Trabajo de Datos de Calibración

Nombre de la escuela: _____________________________________________________________________

Grupo de estudiantes: _____________________________________________________________________

Fecha: _______

Oxígeno Disuelto:Temperatura del agua destilada: ______C; Elevación de su sitio: _____metros

Oxígeno disuelto en el agua destilada agitada:

Observador 1: _____ mg/l Observador 2: _____ mg/l Observador 3: _____ mg/l Promedio: ______mg/l

Solubilidad del oxígeno en el agua Valor de calibración Valor esperadopara su temperatura al nivel del mar para su elevación de OD en sude la tabla 3-1. de la tabla 3-2. agua destilada.______________mg/l x _____________ = _________mg/l

Fabricante del juego y modelo: __________________________________________________________

SalinidadSalinidad del estándar: Observador 1: ______ ppt Observador 2: ______ ppt Observador 3: ______ ppt

Promedio de la salinidad: ______ ppt

Fabricante del juego y modelo: ___________________________________________________________

AlcalinidadPara el Estándar de Bicarbonato de Sodio

Para juegos que leen la alcalinidad directamente

Observador 1: ____ mg/l como CaCO3 Observador 2: ____ mg/l como CaCO

3

Observador 3: ____ mg/l como CaCO3 Promedio: ______ mg/l como CaCO

3

Juegos Hach u otros en los que se cuentan gotas:

Observador 1 Observador 2 Observador 3 Promedio

Número de gotas _______gotas _______ gotas _______gotas _______ gotasConversión constantepara el juego y protocolo: x______ x______ x______ x______

Alcalinidad total (mg/l como CaCO3)=______mg/l =_____ mg/l =______mg/l =______ mg/l

Fabricante del juego y modelo:____________________________________________________________

Nitrato:Observador 1: ____ mg/lNO

3- - N Observador 2: ____ mg/l NO

3- - N Observador 3: ____ mg/l NO

3- - N

Promedio: ____ mg/l NO3

- - N

Fabricante del juego y modelo:____________________________________________________________


Investigación de HidrologíaCurvas Básicas de Nivel

Espacios Ampliossignifica no mucha

inclinación

CurvasBásicas de

Nivel

Poco es

pacio en

tre

las cu

rvas s

ignific

a

mucha i

nclinaci

ón

Curvas

Irre

gular

es

signifi

can T

erre

no Rugo

so

Curvas en forma de Ugeneralmente

significan Picos

Curvas Concéntricas Cerradaslas cuales se incrementan en

altitud son Montañas

Poco espacio entre las curvascon marcas “gruesas” significa

hueco profundo

Curvas

al la

do del

río

signifi

ca rí

o arri

ba

Curvas en forma de Vgeneralmente significan

Valles


Figura HI-AP-1: Escuela GLOBE en California, EE.UU.

10

15

20

25

30

Tem

pera

tura

, o C

7

8

9

pH


1996



0

5

10

15

20

25

Tem

pera

tura

, o C

7

8

9

pH


1995 1996



5

10

15

20

25

Tem

pera

tura

, o C

4

5

6

7

8

9

10

pH


1995 1996


Figura HI-AP-4: Escuela GLOBE en Florida, EE.UU.

10

15

20

25

30

35

Tem

pera

tura

, o C

5

6

7

8

9

pH


1995 1996


Figura HI-AP-5:Escuela GLOBE en Washington, EE.UU

5

10

15

20

25

30

Tem

pera

tura

, o C

7

8

9

10

pH

J F M A M J J A S O N D J F M A M J

1995 1996


Figura HI-AP-7:Escuela GLOBE en Nueva Jersey, EE.UU

0

5

10

15

20

25

Tem

pera

tura

, o C

2

3

4

5

pH


1995 1996


Figura HI-AP-8:Escuela GLOBE en Japón

0

5

10

15

20

25

30

35

Tem

pera

tura

, o C

7

8

9

10

11

pH


1995 1996


Figura HI-AP-9:Escuela GLOBE en el Medio Oeste de Estados Unidos

0

5

10

15

20

25

30

Tem

pera

tura

, o C

6

7

8

9

pH


1995 1996


Figura HI-AP-10: Escuela GLOBE en California, EE.UU

10

15

20

25

30

Tem

pera

tura

, o C

7

8

9

pH


1996


Figura HI-AP-11: Datos GLOBE Sobre Alcalinidad, Septiembre - Diciembre de 1996

02550750

100200300

050

100150

A

lcal

inid

ad, m

g/l

CaC

O 3

0

20

40

0

100

200

0

20

40

0

100

200

300

Escuelas que solo reportan datos de un punto


Okemos High School,

Okemos, Michigan, EE.UU.

Simbsbury High School, Simbsbury, Connecticut, EE.UU.

Happy Valley High School, Elizabethton, Tennessee, EE.UU.

Instituto de Química Dr. Flad, Stuttgart, Alemania

Crescent Elk School, Crescent City, California, EE.UU.

Septiembre Octubre Noviembre Diciembre1996


Figura HI-AP-12: Datos GLOBE de Conductividad Eléctrica, Septiembre - Diciembre de 1996

0250500750

0100200300

0200400

0500

10000

200400600

Con

duct

ivid

ad E

léct

rica

(µS

/cm

)µ

0250500750

0250500750

0100200300

0200400600

0

500

1000


1996

Escuelas que solo reportan datos de un punto


Okemos High School, Okemos, Michigan, EE.UU.

Mastricola Middle School,Merrimach, Nueva Hampshire, EE.UU.

Happy Valley High School,

Elizabethton, Tennessee, EE.UU.

Escuela Goethe, Wetzlar, Alemania


Crescent Elk School,Crescent City, California,


Belton Junior High School, Belton, Texas, EE.UU.

EE.UU.


Figura HI-AP-13: Datos GLOBE de Oxígeno Disuelto, Septiembre - Diciembre de 1996

05

1015048036905

1005

1005

10

Oxí

geno

Dis

uelto

(m

g/l)

05

1005

1005

10036905

1015


Escuelas que solo reportandatos de un punto

Belton Junior High School, Belton, Texas, EE.UU.


Simsbury High School, Simsbury, Connecticut, EE.UU.

Okemos High School, Okemos, Michigan, EE.UU.

Mastricola Middle School,

Merrimach, Nueva Hampshire, EE.UU.

Happy Valley High School, Elizabethton, Tennessee, EE.UU.


Vinalhaven High School, Vinalhaven, ME, EE.UU.

Crescent Elk School,Crescent City, California, EE.UU.

Instituto Químico Dr. Flad, Stuttgart, Alemania

1996


Glosario

Acidez1. La cantidad de base fuerte (por ejemplo,

hidróxido de sodio) que se requiere paratitular una muestra de pH deaproximadamente 10,3. Mide la capacidadneutralizadora base de una agua.

2. Una cualidad o estado ácido (de usocomún).

AcídicoSe caracteriza por contener valores de pH< 7.

AcidoCualquier sustancia que pueda donar unátomo de hidrógeno o un protón (H+) aotra sustancia.

AcuosoQue contiene agua o está contenido enella.

AeorsolesLas partículas líquidas o sólidas dispersaso suspendidas en el aire.

Agua salobreAgua que contiene sales disueltas enniveles de concentración menores que losdel agua del mar, pero mayores que los delagua dulce. La concentración de salesdisueltas está normalmente entre los 1.000y 10.000 ppm.

Aguas naturalesAquellos sistemas que normalmente secomponen de sedimentos/minerales y dela atmósfera, así como de una fase acuosa.Casi siempre incluyen una porción de labiosfera.

Agua salinaEl agua que contiene sal o sales.

Agua subóxicaNiveles muy bajos de oxígeno disuelto quedan lugar a una denitrificación (el nitratose convierte en amoníaco).

AlcalinidadLa cantidad de ácido fuerte (por ejemploácido hidroclórico) que se requiere paratitular una muestra con pH de

aproximadamente 4,5. Mide la capacidadneutralizadora ácida de un agua que amenudo vuelve a imprimirse como ppmCaCO

3.

AlcalinoSe caracteriza por contener valores de pH> 7.

ArrastreEl componente de la precipitación queaparece en forma de agua y que fluyedentro de un riachuelo o un río.

BaseCualquier sustancia que acepte un protón(H+) de otra sustancia.

BénticoRelativo a los animales o plantas quehabitan en el fondo del agua.

CalibraciónFijar o revisar un instrumento según uníndice o estándar de valor conocido,mediante algún tipo de relaciónproporcional o estadística.

Calidad del aguaUn atributo distintivo o característica delagua, descrito en función de suspropiedades físicas, químicas y biológicas.

Cuenca de agua1. Una línea de separación entre aguas que

fluyen hacia distintos ríos, deltas o mares.2. Un término que designa el área drenada

por un río o riachuelo. (De uso común).Ciclo hidrológico

Es una serie de etapas a través de lascuales el agua pasa de la atmósfera a laTierra y regresa a la atmósfera. Esteproceso incluye la condensación que dalugar a la formación de nubes, laprecipitación, la acumulación en lossuelos o en cuerpos de agua y la re-evaporación

ClorinidadLa concentración de cloro de unasolución.


Intro

du

cción

Pro

toco

los


pén

dice

Bien

venid

a

Clorinidad en pmDe acuerdo al peso, equivale a miligramosde cloro por litro, con la idea de que unlitro de agua pesa un kilogramo.

Concentración de ambienteEl nivel de químicos presente en el aguapor procesos naturales y no porcontribuciones del ser humano

ConductividadLa capacidad de una solución acuosa paratransportar corriente eléctrica. Dependede la concentración de sales disueltas(iones), del tipo de iones y de latemperatura de la solución. Las unidadesmás comunes son los microSiemens/cm omicromhos/cm. (Ambas sonequivalentes).

DenitrificaciónEs el acto o proceso por el cual se reduceel nitrato hasta convertirlo en amoníaco.El nitrito puede ser un productointermedio.

DensidadLa proporción de la masa de una sustanciaen relación a su volumen.

Escala logarítmicaUna escala en la que el incremento decada unidad representa un aumento oreducción de diez veces.

EnriquecimientoEl proceso por el que una agua se vuelvemás productiva (por ejemplo, al añadirlenutrientes).

EstándarUna medida con un valor establecido pormedios externos para utilizarla en unproceso de calibración. Una referenciaconocida.

EstandarizaciónLo que hace conformarse a un estándar.

EutroficaciónUn nivel elevado de productividad en uncuerpo de agua, que a menudo se debe aun aumento en el suministro de

nutrientes.Evaporación (del agua)

El cambio de estado líquido a vapor a unatemperatura inferior al punto de ebullición

ExactitudLa cercanía de un valor medido al valorreal (ver precisión).

Gravedad específicaLa proporción de la densidad de unasustancia con respecto a la densidad delagua (a 25° C y 1 atmósfera).

FotosíntesisEl proceso por el cual los organismos, y enespecial, las plantas verdes, utilizan laenergía del sol para sintetizar loscarbohidratos a partir del dióxido decarbono y del agua.

HipótesisUna afirmación tentativa presentada paraprobar sus consecuencias lógicas oempíricas.

in situQue está situado en su lugar naturaloriginal (del Latín).

Lluvia ácidaLa lluvia que se caracteriza por contenervalores de pH inferiores a 6.

LénticoRelativo a o que habita en aguas tranquilas(lagos, estanques o pantanos).

LóticoRelativo a o que habita en aguas enmovimiento (riachuelos o ríos).

MareasLa subida y bajada periódicas del agua delocéano y de sus entrantes, las cuales seproducen por la atracción de la luna y delsol. Las mareas suceden cada doce horas.

Método colorimétricoVarios procedimientos utilizados paramedir las sustancias disueltas dependen deuna determinación de color. La ideasubyacente es que la intensidad del colores proporcional a la concentración de lasustancia disuelta en cuestión.

Glosario


Micromhos/cmLa unidad estándar de medición de laconductividad. Equivale a microSiemens/cm.

MicroSiemens/cmUnidad métrica utilizada en la mediciónde la conductividad. Equivale amicromhos/cm.

MolarUna unidad utilizada en las mediciones deconcentración (moléculas por litro desolución).

MoléculaLa unidad fundamental más pequeña(normalmente un grupo de átomos) de uncompuesto químico que puede participaren una reacción química.

NeutralQue se caracteriza por valores de pH = 7.

NitratoUna sal de ácido nítrico (HNO

3). Los

nitratos normalmente son muy solubles ypueden reducirse para formar nitritos oamoníaco.

NitritosUna sal de ácido nítrico (HNO

2). Los

nitritos normalmente son muy solubles ypueden ser oxidados para formar nitratoso reducidos para formar amoníaco.

Nitrógeno del nitritoLas concentraciones de nitrito (NO

2-) a

menudo se expresan como masa denitrógeno por el volumen de agua.

Nitrógeno del nitratoLas concentraciones de nitrato (NO

3-) que

a menudo se expresan como masa denitrógeno por el volumen de agua.

Oxígeno disueltoEs la masa de oxígeno molecular disueltoen un volumen determinado de agua. Lasolubilidad del oxígeno se ve afectada demanera no lineal por la temperatura, porlo que en agua fría se pueden disolvercantidades mayores de oxígeno que enagua caliente. La solubilidad del oxígenoen el agua también se ve afectada por lapresión y la salinidad, la cual reduce dichasolubilidad.

pHEl logaritmo negativo de la concentraciónmolar de protones (H+) en una solución.

ppmNormalmente, se refiere a partes pormillón. (Equivale a miligramos por litroen los cálculos de GLOBE).

pptNormalmente, partes por mil.(Equivalentes a los gramos por litro en loscálculos de GLOBE).

Precipitación1. Los productos de la condensación que

caen en la atmósfera, como por ejemplo lalluvia, la nieve, el granizo.

2. La separación de una solución en formasólida debido a cambios físicos o químicos(por ejemplo, por añadir un reagente opor reducción en la temperatura).

PrecisiónLa medición que se aplica al grado deacuerdo existente entre múltiples análisisde una muestra (Ver exactitud).

ProductividadEl promedio de formación de materiaorgánica durante determinado período detiempo, como un día o un año.

ProtónUna partícula elemental cargadapositivamente y que se encuentra en todoslos núcleos atómicos. El átomo dehidrógeno (H+) cargado positivamente.

ReagenteUna sustancia utilizada para provocar unareacción, y en especial para detectar lapresencia de alguna otra sustancia.

ReducirEn química, el cambio de un estado deoxidación mayor a otro menor (es decir,añadir electrones).

SalesLos componentes iónicos que en unasolución de agua arrojan iones positivos(excepto H+) y negativos (excepto OH-).La más común de todas es el cloruro desodio, o “sal de mesa”.

SalinidadLa medida de la concentración de sales


Intro

du

cción

Pro

toco

los


pén

dice

Bien

venid

a

disueltas -principalmente de cloruro desodio- en agua salobre y salada.

Sólidos disueltosLas partículas sólidas que se han vueltolíquidas debido a la inmersión o ladispersión en un líquido (por ejemplo, lassales).

Sólidos en suspensiónLas partículas sólidas de un fluido que nose disuelven ni se asientan.

SolubilidadLa capacidad relativa de ser disuelto.

SoluciónUna mezcla homogénea que contiene doso más sustancias.

Solución saturadaUna solución que contiene la cantidadmáxima de sustancias disueltas bajodeterminadas condiciones de temperaturay presión.

Solución tampón (buffer)Aquella que resiste variaciones en su pHcuando se añade hidróxido (OH-) oprotones (H+). El valor de pH estable yconocido de estas soluciones hace quesean adecuadas para calibrar instrumentosutilizados en las mediciones de pH.

Soluto [disuelto]Una sustancia que se disuelve en otra paraformar una solución.

SolventeUna sustancia que disuelve otra paraformar una solución.

SuspensionesUna mezcla en la cual quedan suspendidasy sin disolverse partículas diminutas de unsólido.

TitulaciónEl proceso encaminado a averiguar lacantidad de un constituyente determinadomediante la adición de un reagente líquidode fuerza conocida y la medición delvolumen del reagente, necesario paraconvertir el constituyente mediante unacierta reacción.

TituladorUn reagente que se añade en un procesode titulación.

Glosario

TransparenciaLa propiedad de dejar pasar los rayos deluz a través de la sustancia, de modo quelos cuerpos situados detrás se puedan vercon claridad.

TopografíaLas características del relieve superficial deun área.

Total de sólidos disueltosLa masa total de sólidos que queda cuandoun cierto volumen de agua filtrada seevapora hasta provocar sequedad absoluta,siguiendo las instrucciones de unprotocolo aceptado.

TurbioQue no es claro ni transparente debido ala acción de agitar el sedimento.

Vapor de aguaEl agua en su fase gaseosa.


Investigación de Hidrología

Hoja de Ingreso de Datos del Sitio de Estudio de Hidrología

Nombre de la Escuela

Hora de la medición:Año: Mes: Día: Hora: TUHora actual: 1997 Junio 18, 20 TU

Nombre del Sitio:Cree un nombre único que describa la ubicación de su lugar

Por favor ingrese toda la información que pueda sobre lo que viene a continuación:

Cuando haya obtenido información adicional haga clic sobre el botón de Ingreso de Datos y vaya a "Editar Lugar de Estudio"

Fuente de los datos: GPS Otra

Latitud: grados min Norte Sur(Ingrese los datos en el formato 56 grados, 12,84 min. y marque si está al Norte o al Sur)

Longitud: grados min Este Oeste del meridiano principal(Ingrese los datos en el formato 102 grados, 43,90 min. y marque si está al Este o al Oeste)

Elevación: metros

Clasificación del Cuerpo de Agua de la Muestra

Tipo de Agua: Salada Agua dulce

Agua en movimiento: Arroyo Río Otros Ancho aproximado del agua en movimiento metros

Agua estática: Estanque Lago Reservorio Otros

Tamaño del Agua estática: Mucho más pequeña que 50m x 100m (campo de fútbol) Aproximadamente de 50m x 50m (campo de fútbol)Mucho más grande que 50m x 100m (campo de fútbol)

Si sabe: Área aproximada de agua estática km2 Promedio de la Profundidad de agua estática metros

Ubicación de la muestra: Desembocadura Orilla Puente Barco Entrada

Turbiedad Clara Turbia No se conocePuede ver el fondo? Si No

Material del canal/banco tierra roca concreto bancos con vegetación

Cauce de rocas: granito pizarra volcánico sedimentos mixtos no se sabe

Juego de Oxígeno Disuelto:Fabricante LaMotte Hach Otro

Junio 7


Nombre del modelo:

Juego de Alcalinidad Fabricante: LaMotte Hach Otro Nombre del modelo:

Constante de Conversión:

Juego de Nitrato Fabricante: LaMotte Hach Otro Nombre del modelo:

Juego de Titulación de la SalinidadFabricante: LaMotte Hach Otro Nombre del modelo:

NOAA/Forecast Systems Laboratory, Boulder,Colorado


ID de Entrenamiento US

Hora de la medición:Año: Mes: Día: Hora: TU Tiempo Actual Julio 13, 1997, 16 TU

Ubicación del Sitio de Estudio:

Fuente de Agua:

* TRANSPARENCIA

Cobertura de Nubes: Claro Disperso Fragmentado Cubierto

Ingrese los datos dependiendo si usted ha usado el Disco Secchi o el método del Tubo de Turbidez.

Primera Prueba del Disco Secchi: Profundidad en la que el disco desaparece (m): Profundidad que el disco reaparece (m):

Distancia entre la marca en la Soga que señaló el Observador y la Superficie del Agua: metros Segunda Prueba del Disco Secchi:

Distancia entre la marca en la Soga que señaló el Observador y la Superficie del Agua: metros Tercera Prueba del Disco Secchi:

Tubo de Turbidez:

Nota: Si el patrón del tubo de turbidez desaparece antes de que el tubo este lleno, ingrese la profundidad en donde es visible. Si no es así ingrese el tubo de turbidez.

Prueba 1 (cm): ¿Mayor que la profundidad del Tubo de Turbidez?

TEMPERATURA DEL AGUA Temperatura del Agua: grados Celcius

OXIGENO DISUELTO Promedio del Oxígeno Disuelto de la muestra de agua: mg/l (equivalente a ppm)

PH DEL AGUAPromedio del pH del Agua: medido con

CONDUCTIVIDADPromedio de la conductividad de la muestra de agua: microSiemens/cm

* S A L I N I D A DUbicación de la Marea: Nombre del Sitio:

Latitud: grado min. Norte Sur del Ecuador (Ingrese los datos en el formato 56 grados 12,84 minutos y marque si es Norte o Sur.)

Seleccionar

01 Creek South of School

Estado Normal

Profundidad en la que el disco desaparece (m): Profundidad que el disco reaparece (m):

Profundidad en la que el disco desaparece (m): Profundidad que el disco reaparece (m):

Distancia entre la marca en la Soga que señaló el Observador y la Superficie del Agua: metros



Seleccionar

Investigación de HidrologíaInvestigación de HidrologíaHoja de Ingreso de Datos de Agua de SuperficieHoja de Ingreso de Datos de Agua de Superficie


Virt

Hora de Marea Alta y Baja antes de la Medición de Salinidad (TU):

Hora de Marea Alta y Baja después de la Medición de Salinidad (TU): Hora: Minuto: Marea Alta Marea Baja

Ingrese los datos dependiendo si usted ha usado el método del Hidrómetro o el de Titulación.

Método del Hidrómetro: Temperatura de la muestra de agua en un tubo de 500 ml (grados C):

Gravedad Específica de la muestra de agua:

Salinidad de la muestra agua: ppt

Promedio de la Salinidad de la muestra de agua: ppt

Método para calcular la Salinidad por Titulación:

ALCALINIDADPromedio de la alcalinidad de la muestra de agua: mg/l como CaCO

* NITRATOPromedio del Nitrato y del Nitrito de la muestra de agua: mg/l nitrógeno presente en el nitrato

+ nitrógeno presente en el nitrito Promedio del Nitrito en la muestra de agua: mg/l nitrógeno presente en el nitrito

Comentarios:

* Estos protocolos son nuevos, por alrededor de Junio de 1997. Espere más.

NOAA/Forecast Systems Laboratory, Boulder,Colorado

Hora: Minuto: Marea Alta Marea Baja

Salinidad de la muestra agua: ppt

3

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