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Escuela normal de licenciatura en

educación primaria de calkini

modulo Hopelchen

Ciencias naturales

RESUMEN DE TEMAS

Profesor: JOSE ELEUTERIO MISS DZIB

Alumna: Karla Arely Quintal Rodríguez

Cinthia Elizabeth Moo Tun

TERCER SEMESTRE

Domingo 25 de Enero del 2015

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Introducción

Las Ciencias de la Naturaleza se caracterizan por el estudio empírico de la realidad natural: la materia inerte y los seres vivos en sus múltiples aspectos, niveles de organización y modos de relación. Se contraponen a las ciencias formales, como las Matemáticas o la Lógica, por utilizar la observación y la experimentación para contrastar sus enunciados, y se distinguen de otras ciencias empíricas por su objeto de estudio, que es el medio natural.

A lo largo de este último siglo, las Ciencias de la Naturaleza han ido incorporándose progresivamente a la sociedad y a la vida social, convirtiéndose en una de las claves esenciales para entender la cultura contemporánea, por sus contribuciones a la satisfacción de necesidades humanas. Por eso mismo, la sociedad ha tomado conciencia de la importancia de las ciencias y de su influencia en asuntos como la salud, los recursos alimenticios y energéticos, la conservación del medio ambiente, el transporte y los medios de comunicación. En consecuencia, es conveniente que la educación obligatoria incorpore contenidos de cultura científica, como una parte de la cultura en general, y que prepare las bases de conocimiento necesarias para posteriores estudios, más especializados.

El conocimiento de las Ciencias de la Naturaleza, tanto en sus elementos conceptuales y teóricos como en los metodológicos y de investigación, capacita a los alumnos para comprender la realidad natural y poder intervenir en ella. Facilitar el acceso de los alumnos a las Ciencias de la Naturaleza es un objetivo primordial de la educación obligatoria, que ha de introducirles en el valor funcional de la ciencia, capaz de explicar y predecir fenómenos naturales cotidianos, así como ayudarles a adquirir los instrumentos necesarios para indagar la realidad natural de una manera objetiva, rigurosa y contrastada.

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Índice

UNIDAD I

ECOLOGIA Y BIODIVERSIDAD

1.1 Concepto de ecología

1.2 Niveles de organización ecológica

1.3 componentes del ecosistema

1.4 concepto de ecosistema

Interacción entre factores bióticos y abióticos en los

ecosistemas

Interacción entre los organismos

DINÁMICA DEL ECOSISTEMA 2.1 Niveles tróficos: productores, consumidores y

desintegradores.

2.2 Cadenas, redes alimenticias y pirámides de energía.

2.3 Flujo de elementos esenciales a través de las cadenas

alimenticias: ciclos del carbono, nitrógeno, fósforo y agua.

BIODIVERSIDAD

3.1 ¿Que es y cual es la importancia de la biodiversidad para

México?

3.2 México como país Megadiverso

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DESARROLLO SUSTENTABLE

4.1 ¿Que es el desarrollo sustentable?

PÉRDIDA DE LA BIODIVERSIDAD

5.1 Biodiversidad mexicana

5.2 México como país Megadiverso

5.3 Qué es el desarrollo sustentable

5.4 Pilares del desarrollo sustentable

UNIDAD II

LA MATERIA Y SUS INTERACCIONES

1.1 Circuito eléctrico

1.2 Elementos de un circuito eléctrico

1.3 Funcionamiento de un circuito eléctrico y sus componentes

1.4 Materiales conductores y aislantes de corriente eléctrica

1.5 Aplicaciones del circuito eléctrico

“ELECTRICIDAD ESTATICA”

2.1 Conceptualización de electricidad estática

2.2 “Fuentes de electricidad estática”

2.3 Sus efectos en el entorno y sus medidas de precaución de la

electricidad estática.

2.4 Usos y aplicaciones de la electricidad estática

2.5 Instrumentos de medición de la electricidad estática

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MANIFESTACIÓN DE LA ENERGÍA 3.1 Movimiento, luz, sonido, calor y electricidad

3.2 Transformaciones de la energía en el entorno

3.3 Fuentes alternativas de energía: sol, viento, mareas y

geotermia

3.4 Ventajas y desventajas del aprovechamiento de fuentes

alternativas de energía

3.5 Carácter y evidencia de fenómenos ondulatorios

FORMACIÓN DE ECLIPSES DE SOL Y DE LUNA

4.1 Eclipses

4.2 Eclipse de luna

Clasificación de los eclipses lunares

Duración y contactos

4.3 Eclipse de sol

Existen cuatro tipos de eclipse solar:

Magnitud y oscurecimiento

4.4 Periodicidad y frecuencia de los eclipses

• Creencias y Mitos

4.5.1. La argumentación en ciencias

4.5.2. Evidencias empíricas

4.5.3 Los métodos en la ciencia

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Unidad III

LA MATERIA Y SUS TRANSFORMACIONES

1.1 ¿Qué es una partícula? Naturaleza corpuscular de los

materiales

1.2 Clasificación de los materiales.

1.3 Esencialismo y modelo atómico

LAS MEZCLAS Y SU IMPORTANCIA EN EL AMBIENTE

2.1 Concepto de mezcla

2.2 Clasificación y tipos de mezclas

2.3 El agua común en una mezcla

2.4 La purificación del agua como la separación de mezclas

IMPACTO DEL DIÓXIDO DE CARBONO EN EL AGUA Y LA

ATMOSFERA

3.1 El dióxido de carbono

3.2 Usos del dióxido de carbono

3.3 el impacto del dióxido de carbono en el agua y la

atmosfera

3.4 La satisfacción de las necesidades

LA SATISFACCION DE LAS NECESIDADES

4.1 La combustión como herramienta para modificar la

naturaleza.

4.2 Oxidación de los materiales

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4.3 Mezclas contaminantes del aire

4.4 El efecto invernadero y su importancia

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UNIDAD 1

ECOLOGIA Y BIODIVERSIDAD

1.1 Concepto de ecología

La ecología es la ciencia que estudia a los seres vivos, su ambiente, la distribución, abundancia y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente: «la biología de los ecosistemas» (Margalef, 1998). En el ambiente se incluyen las propiedades físicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos).

La Ecología es una disciplina biológica que se está desarrollando a grandes pasos en la actualidad, debido a las modificaciones ambientales que en buena parte los seres humanos hemos provocado.

La visión integradora de la ecología plantea que es el estudio científico de los procesos que influyen la distribución y abundancia de los organismos, así como las interacciones entre los organismos y la transformación de los flujos de energía.

La Ecología se reduce al estudio de la contaminación y la preservación del ambiente. Sin embargo, en la actualidad, el hombre debe tomar muchas decisiones difíciles ante la rapidez de los cambios ambientales, para elevar la calidad de vida. Es así, que la comprensión del funcionamiento de la Naturaleza tiene para nosotros gran importancia. Debemos tener presente que el hombre es parte de ella; el agua que bebe, el aire que respira, los alimentos que consume y los productos que usa o desecha lo unen inevitablemente a las funciones de los ecosistemas.

Los habitantes de las grandes ciudades rara vez miramos el cielo nocturno; por eso, cuando ocasionalmente lo hacemos en una noche despejada, nos emociona redescubrir la vastedad del Universo. A veces nos sorprende no habernos dado cuenta antes de que todo lo que observamos ha estado ahí desde siempre. Lo mismo ocurre cuando por azar se nos presenta la oportunidad de penetrar en una comunidad natural, como un bosque, una selva o un lago, no alterados por la acción humana. Sentimos la misma emoción al descubrir ese otro universo de seres vivos, de colores, de movimientos, de sonidos, de olores y sensaciones mucho más hermosas de lo que imaginábamos, que es, para algunos de nosotros, mucho más bello que todo cuanto el hombre ha podido crear. Sin embargo, el mundo natural está siendo modificado, empobrecido o destruido tan rápidamente

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que cada vez es mayor la posibilidad de que un número menor de personas tengan la oportunidad de disfrutarlo en el futuro.

Pero, no se trata de ser pesimista. Existe aún la posibilidad de hacer muchas cosas para preservar parte de la enorme riqueza viviente que las circunstancias geográficas y climáticas han originado. Por eso, es importante que conozcas las características del ambiente, para que puedas regular tus actividades cotidianas, de tal forma que no sean agresivas para el medio, y aprendamos a disfrutar la belleza de la Naturaleza y a respetar a los seres vivos que nos rodean, abordando los temas que implican la relación del hombre con la Naturaleza discutiendo algunos problemas ambientales a los que se enfrenta en su ámbito social, político y económico, tales como el aprovechamiento de los recursos acuáticos, marinos y forestales, la extinción de especies, etc.

De esta manera podremos satisfacer los retos de vivir en un planeta tan poblado como éste, al conservar los recursos naturales para que no se agoten y puedan ser utilizados como una fuente de energía permanente.

Con el estudio de las acciones que tienen lugar entre el medio ambiente físico y los organismos, se puede entender por qué los animales y vegetales viven en determinados lugares y cómo viven. Este es el objetivo que se persigue al estudiar Ecología, es decir, comprender las relaciones mutuas entre los organismos y sus ambientes respectivos bajo condiciones naturales y modificadas, como se marca en el siguiente esquema:

Desde que el hombre apareció en la Tierra, tuvo la necesidad de conocer el medio que lo rodeaba. Es así que la historia de su origen como especie Homo sapiens, es larga y complicada; los datos arqueológicos, paleontológicos y antropológicos apoyan el planteamiento de que surgió como un animal que obtenía su sustento por medio de la caza y la recolección de plantas, raíces, animales pequeños, frutos, etc. Con ello

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puede decirse que el hombre era parte del ecosistema que habitaba y que estaba sujeto a los mecanismos reguladores del mismo.

El hombre primitivo como uno de los elementos que forman parte del ecosistema. (Tomada de: Francois, L. Relaciones entre los seres vivos y su ambiente.) De esta manera, el hombre actuaba como predador de distintas especies animales y sus actividades se limitaban a tomar lo que el ecosistema le daba. Con ello fue transformando su medio ambiente, y con el crecimiento de la población humana se fueron colonizando sitios nuevos, para integrar sistemas de relaciones más simples y eficientes que determinaron formas de vida sedentaria.

Durante este período se desarrolló un proceso cultural de gran trascendencia, cuando el hombre empezó a cultivar algunas plantas y a domesticar algunos animales, se crearon las condiciones propicias para el nacimiento de la agricultura, con lo cual empezó a aislarse del ecosistema, pues ya no estaba limitado a lo que el ecosistema le brindaba.

Estos hombres, primero se constituyeron en aldeas, después en pueblos y finalmente en ciudades, lo que les permitió conocer y aprovechar diferentes fuentes de materia y energía. Así se constituyeron los socios sistemas, es decir, sociedades humanas que empezaron a eliminar ciertas cantidades tanto de materia como de energía a los ecosistemas en forma de desechos domésticos, lo que poco a poco fue alterando y deteriorando el ambiente.

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1.2 Niveles de organización ecológica

Para los ecólogos modernos (Begon, Harper y Townsend, 1999) (Molles, 2006), la ecología puede ser estudiada a varios niveles o escalas:

Población (las interacciones de un ser vivo dado con los seres de su misma especie)

Comunidad (las interacciones de una población dada con las poblaciones de especies que la rodean),

Ecosistema (las interacciones propias de la biocenosis sumadas a todos los flujos de materia y energía que tienen lugar en ella)

Biosfera (el conjunto de todos los seres vivos conocidos).

Población biológica, en el campo de la biología, es un conjunto de organismos o individuos de la misma especie que coexisten en un mismo espacio y tiempo, y que comparten ciertas propiedades biológicas, las cuales producen una alta cohesión reproductiva y ecológica del grupo. La cohesión reproductiva implica el intercambio de material genético entre los individuos. La cohesión ecológica se refiere a la presencia de interacciones entre ellos, resultantes de poseer requerimientos similares para la supervivencia y la reproducción, al ocupar un espacio generalmente heterogéneo en cuanto a la disponibilidad de recursos.

En biología, un sentido especial de la población, empleado en genética y evolución, es para llamar a un grupo reproductivo cuyos individuos se cruzan únicamente entre sí, aunque biológicamente les fuera posible reproducirse también con todos los demás miembros de la especie o subespecie. Las principales causas por las que resultan delimitadas las poblaciones son el aislamiento físico y las diferencias del comportamiento.

Población

Las poblaciones representan un nuevo nivel de integración de la materia, el primero que es objeto de estudio de la Ecología. En este nuevo nivel de integración de la materia, ubicado después del individuo se estudian ahora grupos de organismos con características similares a los que llamamos especie Estos organismos constituyen conjuntos en los cuales la carga genética de los seres que forman el conjunto es similar de forma que pueden entrecruzarse, reproducirse y generar descendencia fértil y que además se encuentran en una zona definida y constituyen entonces una población Cabe mencionar que la especie se ha revisado ya en el tema de diversidad al mencionar los niveles taxonómicos y en Evolución como

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unidad de cambio evolutivo y ahora se revisarán sus características, su dinámica.

Las poblaciones son entonces conjuntos de organismos los que como grupo presentan elementos que los definen y los caracterizan como tal, estos elementos son: la densidad, la distribución la natalidad y su tasa, la mortalidad y su tasa, la migración y su tasa, la proporción de edades la proporción de sexos para aquellas poblaciones que se reproducen sexualmente, la sobrevivencia y sus curvas, además de su potencial biótico, la capacidad de carga, y el crecimiento, características estas tres últimas que se analizan ya en el tema de Dinámica Poblacional.

.

Comunidad.

Una biocenosis (también llamada comunidad biótica, ecológica o simplemente comunidad) es el conjunto de organismos de todas las especies que coexisten en un espacio definido llamado biotopo, que ofrece las condiciones ambientales necesarias para su supervivencia. Puede dividirse en fotocinesis, que es el conjunto de especies vegetales, zoo enosis (conjunto de animales) y micro biocenosis (conjunto de microorganismos). Un ecosistema, según la definición original Tansley (1935), está formado por la biocenosis junto con su ambiente físico o biotopo. El campo cultivado es logro de la biocenosis que, junto con su entorno físico-químico (biotopo) forman un agro sistema.

El término biocenosis fue acuñado en 1877 por Karl Mabíes, quien subrayaba así la necesidad de enfocar la atención no en el individuo sino en el conjunto de individuos.

En otras palabras es una comunidad o conjunto de poblaciones de diferentes especies, que habitan una zona geográfica determinada y se ve influenciada por factores físicos como la luz, la temperatura, la humedad, etc.

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Biosfera

La biosfera o biósfera es el sistema formado por el conjunto de los seres vivos del planeta Tierra y sus relaciones. Este significado de «envoltura viva» de la Tierra, es el de uso más extendido, pero también se habla de biosfera, en ocasiones, para referirse al espacio dentro del cual se desarrolla la vida.

La biosfera es el ecosistema global. Al mismo concepto nos referimos con otros términos, que pueden considerarse sinónimos, como ecosfera o biogeosfera. Es una creación colectiva de una variedad de organismos y especies que interactuando entre sí, forman la diversidad de los ecosistemas. Tiene propiedades que permiten hablar de ella como un gran ser vivo, con capacidad para controlar, dentro de unos límites, su propio estado y evolución.

La capa exterior del planeta Tierra puede ser dividida en varios compartimentos: la hidrosfera (o esfera de agua), la litosfera (o ámbito de los suelos y rocas), y la atmósfera (o la esfera de aire). La biosfera (o la esfera de la vida), a veces descrita como "el cuarto sobre" es la materia viva del planeta, o la parte del planeta ocupada por la vida.

La biosfera contiene grandes cantidades de elementos tales como carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno. Otros elementos, tales como el fósforo, calcio y potasio, también son esenciales a la vida, aún están presentes en cantidades más pequeñas. En el ecosistema y los niveles de la biosfera, es un continuo reciclaje de todos estos elementos, que se alternan entre los estados minerales y orgánicos.

De acuerdo con esta concepción, la Ecología ha considerado como su objeto de estudio a las poblaciones, las comunidades y los ecosistemas, y ha delimitado a la Biósfera como su campo de conocimiento y de acción.

Así tenemos, que la unidad de básica de estudio ecológico es la población, que se define como el conjunto de individuos de la misma especie que habita un área determinada.

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1.3 componentes del ecosistema

Un ecosistema está constituido por el conjunto de factores ambientales, que se definen como los componentes del medio, capaces de actuar directamente sobre los organismos y se dividen en: factores abióticos y bióticos.

Especificando lo anterior, tenemos que:

Los componentes bióticos y abióticos del medio están estrechamente ligados, ya que se encuentran en un constante flujo y reflujo, resultando difícil separarlos.

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1.4 concepto de ecosistema

La unidad de orden superior es la comunidad o biocenosis, que incluye a todas las poblaciones que habitan un área determinada. La interacción entre dicha comunidad y el ambiente que la rodea recibe el nombre de ecosistema.

Los ecosistemas se han formado a través de una larga evolución y son consecuencia de un proceso de adaptación permanente entre las especies y el medio ambiente. Al conjunto de todos los ecosistemas que existen en la Tierra se les llama Biósfera, que se define como la parte de la Tierra donde se desarrolla la vida. Se extiende hasta unos 8 a 10 km., sobre el nivel del mar y pocos metros por debajo del nivel del suelo, hasta donde penetran las raíces y existen microorganismos. Comprende las aguas superficiales y las profundidades oceánicas.

Los factores ambientales determinan la distribución de los organismos sobre la Tierra, de manera que se pueden distinguir en ella diferentes zonas biogeográficas con clima, topografía, flora y fauna característicos. Lo que nos permite observar una gran variedad de ecosistemas.

El ecosistema, unidad de estudio de la Ecología, se define como la totalidad de organismos existentes en una zona determinada, los cuales están íntimamente relacionados con el medio físico y químico, estableciendo un flujo de energía y circulación de la materia, lo que lo hace auto-suficiente y estable.

Interacción entre factores bióticos y abióticos en los ecosistemas

a) FACTORES BIÓTICOS

Como ya se mencionó, constituyen la parte biológica de los ecosistemas. Las relaciones que se establecen entre ellos son principalmente de tipo alimenticio, lo que permite reconocer diferentes niveles tróficos o nichos ecológicos.

Imagina que en una selva desaparecen los hongos, ¿qué crees que pasaría con las plantas y a su vez con los animales? También puedes imaginar que se extinguen los animales ¿qué sucedería con los demás seres vivos de la selva?

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Como puedes ver, los organismos son factores ambientales que también determinan la distribución de las especies, en virtud de que unos son alimento de otros, que compiten entro ellos por el alimento, la luz, el espacio o por la pareja.

Desde el punto de vista su función en el ambiente, los seres vivos pueden subdividirse en tres grandes grupos: productores, consumidores y desintegradores, corno se muestra en la figura 9.

1. Los productores, pueden transformar la energía luminosa en energía química potencial, acumulada en compuestos orgánicos, utilizando minerales (Cu, Ca, K, N, etc.) y C02 que son proporcionados por el medio, a través de la fotosíntesis. Durante este proceso, además de la producción de sustancias nutritivas, se renueva el oxígeno del medio, y el vapor de agua que se desprende, contribuye a la formación de las nubes que después traerán la lluvia. A este grupo pertenecen las plantas verdes o plantas fotosintéticas, y algunas bacterias que obtienen energía a partir de sustancias químicas (químiosintéticas).

2. Los consumidores; son organismos que consumen sustancias que producen otros seres vivos. Se dividen en dos grandes grupos:

a. Herbívoros. Se alimentan de vegetales. Por ejemplo Rizófagos: sólo comen las raíces. Xilófagos: se alimentan de madera. Frugívoros: comen frutas. Granívoros: se nutren de semilla

b. Carnívoros. Comen a otros animales. Por ejemplo: Ictiófagos: comen peces. Necrófagos: se alimentan de cadáveres. Hematófagos: se alimentan de sangre

3. Desintegradores o descomponedores, también se les llama saprófitos, comprenden a los hongos y a las bacterias. Se localizan sobre animales o vegetales muertos, producen enzimas suficientes que les sirven para efectuar reacciones químicas específicas con las cuales realizan la descomposición de los organismos muertos, con ello permiten reciclar las sustancias químicas nutritivas en la Naturaleza. Durante el proceso, toman lo necesario para su alimentación y dejan en el medio lo que sobra, que más tarde se desintegrará poco a poco hasta constituir el humus del suelo; de este modo se liberan las sustancias más simples que forman a los seres vivos para que las utilicen.

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b) FACTORES ABIÓTICOS

Los factores abióticos son todos los componentes fisicoquímicos que rodean a los seres vivos, como la luz, la temperatura, la humedad, etc.; y en términos generales, se pueden dividir en tres grandes grupos que son: los componentes energéticos, los componentes climáticos y los componentes del sustrato. Analizaremos cada grupo.

Las interrelaciones entre los factores bióticos (seres vivos incluyendo seres humanos) y abióticos (agua, aire, luz, temperatura, suelo, etc.) nos permite conocer las intimas dependencias entre ambos factores que forman parte del sistema ecológico en el cual, cualquier modificación que se presente puede provocar otras alteraciones por ejemplo: el aprovechamiento irracional de un bosque o una selva, provoca la erosión del suelo, inundaciones y disminución de la humedad en el subsuelo, ríos y lagos, además, ocasiona sequias con las consecuentes afectaciones para el ser humano y otros organismos como plantas y animales domésticos y silvestres, que al no encontrar agua pueden perecer.

Interacción entre los organismos

POR ANTAGONISMO:

Competencia: es la interacción entre individuos de la misma especie (competencia intraespecifica), que utilizan el mismo recurso y existen en cantidades limitadas. En general es la lucha de dos individuos por obtener un recurso o bien escaso, haciendo uso de sus habilidades; entre los recursos por los que los organismos luchan están: pareja, alimento, espacio, agua, sitio de apareamiento, etc.

Depredación: es la interacción entre individuos en la cual un organismo capture a otro organismo vivo con fines alimenticios. La depredación es la ingestión de organismos vivos, incluidas la de las plantas por animales, animal con animal, y planta con animal, y hongos. En la depredación existen dos componentes:

o Depredador: es aquel que se alimenta de otro organismo vivo. o Presa: es aquel que se convierte en alimento de otro individuo.

POR SIMBIOSIS:

Comensalismo: es la relación entre dos especies en la cual uno se beneficia y el otro ni se beneficia ni se perjudica.

Mutualismo: es a relación entre dos especies en las cuales ambas se benefician.

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Parasitismo: es una asociación o relación entre dos organismos o especies en el cual una se beneficia y la otra se perjudica. Hay tres clase de parásitos los cuales pueden ser:

Ectoparásito: parásitos externos Endoparásitos: parásitos internos Hiperparásitos: parásitos de parásitos

UNIDAD 1

DINÁMICA DEL ECOSISTEMA

2.1 Niveles tróficos: productores, consumidores y desintegradores

NIVELES TRÓFICOS:

Productores:

El nivel trófico de los productores está integrado por organismos, que tienen

la capacidad de transformar las sustancias inorgánicas en alimento

orgánico, función que dentro de un ecosistema son los únicos que la

poseen, también son llamados autótrofos. En su mayoría son vegetales y

algas fotosintetizados (fitoplancton). Son el inicio de toda cadena

alimentaria.

Consumidores:

Los consumidores se alimentan de sustancias orgánicas ya elaboradas por

otros organismos, es decir de sustancias elaborados por los productores o

por otros consumidores y en relación con su régimen alimentario se los

conoce como heterótrofos.

Los consumidores pueden ser:

Consumidores primarios o de primer orden: son

organismos herbívoros que se alimentan de productores, como

roedores, insectos, palomas, teros, vaca, oveja, etc.

Consumidores secundarios o carnívoros de primer orden: son

organismos carnívoros que se alimentan de los consumidores

primarios. Por su régimen alimentario se los llama carnívoros. Dentro

de este grupo encontramos algunos peces, zarigüeyas, culebras,

ranas, etc.

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Consumidores terciarios o carnívoros secundarios: son los que se

alimentan de otros carnívoros, como las aves rapaces y los felinos.

Dentro de este grupo encontramos a los omnívoros que consumen

tanto vegetales como animales.

Descomponedores y detritívoros:

Cuando una planta o un animal muere, los cuerpos son desintegrados por

otros organismos, los descomponedores, representados por bacterias y

hongos, y los detritívoros, representados por pequeños gusanos, lombrices

de tierra, protozoarios, caracoles, babosas, milpiés, etc. Dentro del

segundo grupo se ubican grandes animales carroñeros, organismos que se

alimentan de carroña como los buitres y cuervos.

La descomposición puede ser definida como la desintegración gradual

de materia orgánica muerta, en la que complejas moléculas ricas en

energía son fragmentadas por los organismos descomponedores y

detritívoros. Los organismos pertenecientes a este nivel trófico tienen un rol

primordial en el ciclo de la materia porque "cierran" las cadenas tróficas en

ciclos, posibilitando que la materia orgánica se transforme en inorgánica y

pueda ser captada por los productores.

2.2 Cadenas, redes alimenticias y pirámides de energía

Cadenas y redes alimentarias:

El trayecto que sigue el alimento al ir pasando de un organismo al otro se

denomina cadena alimentaria. Al comienzo de cualquier cadena siempre

se encuentra un organismo productor, lo que demuestra que las plantas

verdes son las que hacen posible la vida sobre nuestro planeta. El conjunto

de cadenas que tienen eslabones comunes da lugar a una verdadera red

alimentaria. Las estructuras más comunes y estables están construidas por

varias cadenas, con múltiples conexiones entre ellas. Cada nivel trófico

está compuesto por muchas especies, dado que por lo general una

población particular tiene varias alternativas para su alimentación. Por

ejemplo los animales omnívoros pueden consumir vegetales u animales,

comportándose de este modo como herbívoros o como carnívoros, lo que

hace que en la red trófica estos animales ocupen distintos niveles tróficos.

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Pirámide de la energía:

Se puede construir una pirámide de energía para ilustrar cómo la energía

pasa de un nivel trófico al nivel superior. La planta capta la energía

luminosa y la acumula. Parte de esa energía la utiliza para las funciones de

crecimiento y parte se disipa en forma de calor. Entre la base y la cumbre

se interpone un número variable de pisos, cada uno de los cuales alberga

a un menor número de individuos, puesto que al pasar de uno a otro, parte

de la energía se pierde. Las cadenas alimentarias son cortas porque la

energía se agota. El hombre procura buscar el alimento en los niveles más

bajos, porque allí hay más energía.

Hábitat:

Es el ambiente en donde vive una especie o población. Existe una infinidad

de hábitats distintos, dependiente del tipo de clima, la actitud, el suelo, el

agua y el viento, entre otros factores.

Nicho ecológico:

Hace referencia al "rol", o función, que tiene un organismo dentro del

ecosistema o comunidad. No sólo depende de dónde vive el organismo,

sino también de lo que hace, de sus costumbres, de sus hábitos, del

alimento que consume y su modo de vida. Por ejemplo, en la selva

misionera algunos roedores cavan sus cuevas en distintas zonas del suelo,

otras especies, como gusanos e insectos, desarrollan su vida en

diferentes partes del tronco de un árbol, algunas especies de aves viven en

las copas de los árboles y otras, en cambio, en el manto de humus que

cubre el suelo, como muchas especies de insectos y arañas.

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¿Qué es una cadena trófica?

Es el proceso de transferencia de energía alimenticia a través de

una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del precedente y

es alimento del siguiente. También conocida como “cadena alimentaria”,

es la corriente de energía y nutrientes que se establece entre las

distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.

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¿Qué es un productor?

Cada cadena se inicia con un vegetal, productor u autótrofo, o sea un

organismo que fabrican su propio alimento; utilizando sustancias orgánicas

a partir de sustancias inorgánicas que toma del CO2 del O2 y energía

solar. Todo ese proceso se llama fotosíntesis.

¿Qué son los consumidores?

El productor, será el consumidor primario, el que se alimenta de este último

será el consumidor secundario que sería un carnívoro y un terciario que

sería un omnívoro o un carroñero. De alguna forma son consumidores

primarios, los herbívoros. Son consumidores secundarios los carnívoros y

terciarios los omnívoros.

2.3 Flujo de elementos esenciales a través de las cadenas

alimenticias: ciclos del carbono, nitrógeno, fósforo y agua

Flujo de energía y nutrientes a través del ecosistema.

La energía solar capacita a las plantas para formar tejidos orgánicos a

partir de dióxido de carbono, agua y nutrientes inorgánicos a través del

proceso de la fotosíntesis. La energía de la luz es transformada en energía

química en los cloroplastos de las células vegetales. Cuando la planta

muere y se descompone o es comida por un consumidor, la energía

almacenada en la planta se transfiere.

La fuente de energía para los animales son las plantas u otros animales. Los

animales requieren energía para convertir nutrientes de su alimento en

tejido corporal, debido a que ellos no están en capacidad de aprovechar

directamente la luz del sol. Cuando las plantas son consumidas, una

pequeña proporción de la energía almacenada en las plantas es

transferida a los animales para el crecimiento, mantenimiento y realización

de las actividades. Cuando los animales son consumidos por otros

animales, otra transferencia de energía ocurre. Con cada transferencia,

parte de la energía se desecha en forma de calor y finalmente irradia de

regreso al espacio como radiación infrarroja. Cuando los animales usan la

energía almacenada en sus cuerpos, los compuestos inorgánicos se

liberan a través del sistema excretor de sus cuerpos y eventualmente con

la muerte del animal. Esos compuestos inorgánicos son una fuente de

nutrientes, los cuales posteriormente se usan por las plantas.

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Ciclo del carbono

El ciclo del carbono es un ciclo biogeoquímicos por el cual el carbono se

intercambia entre la biosfera, la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera de la

Tierra. Los conocimientos sobre esta circulación de carbono posibilitan

apreciar la intervención humana en el clima y sus efectos sobre el cambio

climático.

El carbono (C) es el cuarto elemento más abundante en el Universo,

después del hidrógeno, el helio y el oxígeno (O). Es el pilar de la vida que

conocemos. Existen básicamente dos formas de carbono: orgánica

(presente en los organismos vivos y muertos, y en los descompuestos) y

otra inorgánica, presente en las rocas.

En el planeta Tierra, el carbono circula a través de los océanos, de la

atmósfera y de la superficie y el interior terrestre, en un gran ciclo

biogeoquímico. Este ciclo puede ser dividido en dos: el ciclo lento o

geológico y el ciclo rápido o biológico.

Suele considerarse que este ciclo está constituido por cuatro reservorios

principales de carbono interconectados por rutas de intercambio. Los

reservorios son la atmósfera, la biosfera terrestre (que, por lo general,

incluye sistemas de agua dulce y material orgánico no vivo, como el

carbono del suelo), los océanos (que incluyen el carbono inorgánico

disuelto, los organismos marítimos y la materia no viva), y los sedimentos

(que incluyen los combustibles fósiles). Los movimientos anuales de

carbono entre reservorios ocurren debido a varios procesos químicos,

físicos, geológicos y biológicos. El océano contiene el fondo activo más

grande de carbono cerca de la superficie de la Tierra, pero la parte del

océano profundo no se intercambia rápidamente con la atmósfera.

El balance global es el equilibrio entre intercambios (ingresos y pérdidas)

de carbono entre los reservorios o entre una ruta del ciclo específica (por

ejemplo, atmósfera - biosfera). Un examen del balance de carbono de un

fondo o reservorio puede proporcionar información sobre si funcionan

como una fuente o un almacén para el dióxido de carbono.

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Ciclo del nitrógeno.

Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales del metabolismo.

Su reserva fundamental es la atmósfera, en donde se encuentra en forma de N2, pero esta molécula no puede ser utilizada directamente por la mayoría de los seres vivos (exceptuando algunas bacterias).

Esas bacterias y algas cianofíceas que pueden usar el N2 del aire juegan un papel muy importante en el ciclo de este elemento al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el N2 en otras formas químicas (nitratos y amonio) asimilables por las plantas.

El amonio (NH4+) y el nitrato (NO3-) lo pueden tomar las plantas por las raíces y usarlo en su metabolismo. Usan esos átomos de N para la síntesis de las proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen su nitrógeno al comer a las plantas o a otros animales.

En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales acaba formándose ion amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Esta eliminación se hace en forma de amoniaco (algunos peces y organismos acuáticos), o en forma de urea (el hombre y otros mamíferos) o en forma de ácido úrico (aves y otros animales de zonas secas). Estos compuestos van a la tierra o al agua de donde pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser usados por algunas bacterias.

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Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos.

Donde existe un exceso de materia orgánica en el mantillo, en condiciones anaerobias, hay otras bacterias que producen desnitrificación, convirtiendo los compuestos de N en N2, lo que hace que se pierda de nuevo nitrógeno del ecosistema a la atmósfera.

Ciclo del fósforo.

El ciclo del fósforo es un ciclo biogeoquímico que describe el movimiento de este elemento químico en un ecosistema. Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos. Éstos pasan a los vegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a los animales. Cuando éstos excretan, los componedores actúan volviendo a producir fosfatos.

Una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lo toman las algas, peces y aves marinas, las cuales producen guano, el cual se usa como abono en la agricultura ya que libera grandes

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cantidades de fosfatos; los restos de los animales marinos dan lugar en el fondo del mar a rocas fosfatadas, que afloran por movimientos orogénicos.

De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para realizar sus funciones vitales. Los animales obtienen fósforo al alimentarse de las plantas o de otros animales que hayan ingerido. En la descomposición bacteriana de los cadáveres, el fósforo se libera en forma de ortofosfatos (H3PO4) que pueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfato orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este fosfato a los mantos acuíferos o a los océanos. El ciclo del fósforo difiere con respecto al del carbono, nitrógeno y azufre en un aspecto principal. El fósforo no forma compuestos volátiles que le permitan pasar de los océanos a la atmósfera y desde allí retornar a tierra firme. Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo desde el océano hacia los ecosistemas terrestres. Uno es mediante las aves marinas que recogen el fósforo que pasa a través de las cadenas alimentarias marinas y que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos. Además de la actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento geológico de los sedimentos del océano hacia tierra firme, un proceso medido en miles de años.

El hombre también moviliza el fósforo cuando explota rocas que contienen fosfato.

La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, pero el papel que desempeña es vital. Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN. Muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentra también en los huesos y los dientes de animales. Este elemento en la tabla periódica se denomina como "P". La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas. El fósforo como abono es el recurso limitante de la agricultura. Ya que este recurso no tiene reserva en la atmósfera, su extracción se ve limitada a los yacimientos terrestres.

Ciclo del agua.

El ciclo del agua describe la presencia y el movimiento del agua en la

Tierra y sobre ella. El agua de la Tierra está siempre en movimiento

y cambia constantemente de estado: líquido, vapor, hielo y viceversa. El

ciclo del agua ha estado ocurriendo por miles de millones de años, y la

vida sobre la Tierra depende de él.

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El ciclo del agua no se inicia en un lugar específico pero, para esta explicación, asumimos que comienza en los océanos. El sol, que dirige el ciclo del agua, calienta el agua de los océanos, la cual sube hacia la atmósfera como vapor de agua. Corrientes ascendentes de aire llevan el vapor a las capas superiores de la atmósfera, donde la menor temperatura causa que el vapor de agua se condense y forme las nubes. Las corrientes de aire mueven las nubes sobre el globo, las partículas de nube colisionan, crecen y caen en forma de precipitación. Parte de esta precipitación cae en forma de nieve, que se llega a acumular en capas de hielo y en los glaciares -que pueden almacenar agua congelada por millones de años. En los climas más cálidos, la nieve acumulada se funde y derrite cuando llega la primavera. La nieve derretida corre sobre la superficie del terreno como agua de deshielo. La mayor parte de la precipitación cae en los océanos o sobre la tierra donde, debido a la gravedad, corre sobre la superficie como escorrentía superficial. Una parte de esta escorrentía alcanza los ríos en las depresiones del terreno; en la corriente de los ríos el agua se transporta de vuelta a los océanos. El agua de escorrentía y el agua subterránea que brota hacia la superficie se acumula y almacena en los lagos de agua dulce.

No toda el agua de lluvia fluye hacia los ríos, una gran parte es absorbida por el suelo como infiltración. Parte de esta agua permanece en las capas superiores del suelo y vuelve a los cuerpos de agua y a los océanos como descarga de agua subterránea. Otra parte del agua subterránea encuentra aperturas en la superficie terrestre y emerge como manantiales de agua dulce. El agua subterránea que se encuentra a poca profundidad es tomada por las raíces de las plantas y transpirada a través de la superficie de las hojas, regresando a la atmósfera. Otra parte del agua infiltrada alcanza las capas más profundas de suelo y recarga los acuíferos (roca sub-superficial saturada), que almacenan grandes cantidades de agua dulce por largos períodos. A lo largo del tiempo, esta agua continua moviéndose, y parte de ella retornará a los océanos, donde el ciclo del agua se cierra para comenzar de nuevo.

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UNIDAD I

BIODIVERSIDAD

3.1 ¿Qué es y cuál es la importancia de la biodiversidad para

México?

Biodiversidad mexicana

El mosaico de comunidades naturales en México es excepcionalmente

variado y sorprendente. En su territorio caben casi todos los paisajes que es

posible encontrar en el planeta. Desde los áridos desiertos, hasta las selvas

y pantanos más húmedos; desde los matorrales tropicales, hasta los

páramos de montaña casi en contacto con nieves eternas.

Esta gran diversidad biológica es producto de numerosos factores

geológicos, topográficos y climáticos que crean un complejo mosaico de

ambientes y microambientes, además del paso del tiempo, que ha

permitido la evolución de especies endémicas propias del territorio

mexicano.

3.2 MÉXICO COMO PAÍS MEGADIVERSO

México es el cuarto país mega diverso en el mundo; en México tenemos

las mejores y únicas especies que hay en el planeta. La variedad de seres

vivos que contiene una región o, como en este caso, un país. en el grupo

de plantas contamos con 26,000 especies; en el grupo de los anfibios

tenemos una alrededor de 282 especies; en el ámbito de los reptiles

tenemos 707 especies y somos el primer lugar mundial con mayor especies

de este grupo y por ultimo contamos con 439 especies de mamíferos.

México es considerado un país “megadiverso”, ya que forma parte del

selecto grupo de naciones poseedoras de la mayor cantidad y diversidad

de animales y plantas, casi el 70% de la diversidad mundial de especies.

México es cuarto lugar en flora del mundo, con 26,000 diferentes

especies.

México es considerado el segundo país en el mundo en ecosistemas

México es el cuarto lugar en el mundo en el total de especies. (2,500

especies están protegidas por la legislación mexicana).

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La fauna la integran aproximadamente 171 mil especies de invertebrados,

en su mayoría artrópodos (cerca de 86 mil especies) e insectos (78 mil

especies), además de cerca de 5 mil especies de vertebrados,

mayormente peces (2 mil 122 especies) y aves (mil 250 especies).

La flora mexicana, por su parte, consta de poco más de 23 mil especies, en

su mayoría angiospermas (poco más de 22 mil especies), con un nivel de

endemismo superior al 40 por ciento. Destacan por sus niveles de

endemismo la familia de las cactáceas (con 850 especies, 84% de ellas

endémicas) y la de las orquídeas (920 especies, 48% endémicas), así

como el género Pinus (con 48 especies, 43% endémicas).

Dada la enorme extensión de México, que abarca desde el Océano

Atlántico a Océano Pacífico, el país posee una variada topografía e

importantes diferencias climáticas, lo que propicia una flora y fauna

multivariada (incluyendo islas remota.

QUÉ ES EL DESARROLLO SUSTENTABLE

Desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la

capacidad de futuras generaciones de satisfacer sus propias

necesidades".

Los objetivos del desarrollo social y económico de todos los países,

desarrollados o en vía de desarrollo, deben estar definidos en términos de

la sostenibilidad, sin importar si se basan

en sistemas económicos orientados a una economía de mercado o a una

planificación central.

Pilares del desarrollo sustentable

Social.

Económico.

Medioambiental.

Actualmente un vasto número de personas en países en desarrollo no tiene

satisfechas sus necesidades básicas, la pobreza es endémica, como

tampoco tienen la oportunidad de mejorar sus condiciones de vida. Ésta

situación hace al mundo muy propenso a sufrir crisis humanitarias,

económicas y ecológicas que afectan el desarrollo, es por esto que

satisfacer las necesidades básicas de todas las personas y ofrecerles la

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oportunidad de una mejor calidad de vida son los mínimos requerimientos

para lograr un desarrollo sostenible.

Es necesario que el crecimiento demográfico esté en armonía con la

capacidad productiva del sistema, es decir, debe haber un

desarrollo tecnológico que permita el sostenimiento de una

mayor población sin aumentar la presión y el daño en el medio ambiente

y así asegurar los recursos a generaciones futuras.

Los avances tecnológicos pueden solucionar algunos problemas en el

corto plazo pero pueden conducir a unos mayores en el largo plazo, por

ejemplo, algunas tecnologías que aumentan la productividad de los

cultivos agrícolas pero que con el transcurso de los años afectan

gravemente los suelos.

Por otro lado el desarrollo tecnológico puede llevar a la marginalización de

grandes sectores de la población debido a una mala planificación, por

ejemplo, cuando se expulsan a campesinos de sus tierras para construir

una nueva central hidroeléctrica sin planes de contingencia para la

población afectada.

Los recursos renovables, como los bosques y las poblaciones de peces, no

van a agotarse siempre que el nivel de abuso esté entre los límites de regeneración y crecimiento natural del ecosistema. Pero como la mayoría de los recursos renovables son parte de un sistema mayor complejo e interrelacionado, por ejemplo, las poblaciones de peces que son parte de la cadena alimenticia del océano, se debe tener en cuenta los efectos que tienen en todo el ecosistema para poder maximizar el rendimiento máximo sostenible. En cuanto a los recursos no renovables, como combustibles fósiles o

minerales, su uso reduce el stock disponible para futuras generaciones,

pero esto no significa que este tipo de recursos no deban ser utilizados.

En general al momento de consumir recursos no renovables se debe tener

en cuenta la importancia de estos en la sociedad, la disponibilidad de

tecnologías para la minimización de su agotamiento y la probabilidad de

que haya recursos sustitutos disponibles.

Los bienes públicos, como el aire, también son recursos y deben ser

protegidos como cualquier cualquier otro. Debido a esto es necesario

minimizar el impacto de las actividades económicas en la calidad del aire,

agua y otros elementos naturales para preservar la integridad de los

ecosistemas. En esencia el desarrollo sostenible es un proceso de cambio

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en el cual la explotación de recursos, la dirección de las inversiones, la

orientación del cambio tecnológico y el cambio institucional están en

armonía y buscan mejorar el potencial actual y futuro de satisfacer las

necesidades y aspiraciones humanas.

UNIDAD 1

DESARROLLO SUSTENTABLE

4.1 QUÉ ES EL DESARROLLO SUSTENTABLE

"El desarrollo sustentable es un desarrollo que satisface las

necesidades del presente sin comprometer la capacidad

de futuras generaciones de satisfacer sus propias

necesidades"

Esta definición incluye dos conceptos claves:

Necesidades: en particular las de los más pobres del

mundo, a las que se les debe dar prioridad.

Limitaciones: impuestas por el estado de la tecnología y de

la organización social a la habilidad del medio ambiente de satisfacer las

necesidades presentes y futuras.

Los objetivos del desarrollo social y económico de todos los países,

desarrollados o en vía de desarrollo, deben estar definidos en términos de

la sostenibilidad, sin importar si se basan

en sistemas económicos orientados a una economía de mercado o a una

planificación central.

Desarrollo sustentable y la pobreza: Actualmente un vasto número de

personas en países en desarrollo no tiene satisfechas sus necesidades

básicas, la pobreza es endémica, como tampoco tienen la oportunidad de

mejorar sus condiciones de vida. Ésta situación hace al mundo muy

propenso a sufrir crisis humanitarias, económicas y ecológicas que afectan

el desarrollo, es por esto que satisfacer las necesidades básicas de todas

las personas y ofrecerles la oportunidad de una mejor calidad de vida son

los mínimos requerimientos para lograr un desarrollo sostenible.

Desarrollo sustentable y crecimiento poblacional: El incremento de

la población mundial, ya somos más de 7.000 millones y seremos 9.000

millones en 2050, aumenta la presión sobre los recursos naturales y puede

frenar el mejoramiento de los niveles de vida en zonas donde la pobreza es

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generalizada.

Aunque el único problema con la escasez de recursos naturales no es el

tamaño de la población, hay otros como la distribución de los recursos y el

consumo por persona, es necesario que el crecimiento demográfico esté

en armonía con la capacidad productiva del sistema, es decir, debe haber

un desarrollo tecnológico que permita el sostenimiento de una

mayor población sin aumentar la presión y el daño en el medio ambiente

y así asegurar los recursos a generaciones futuras.

Desarrollo sustentable y el progreso tecnológico: Los avances tecnológicos pueden solucionar algunos problemas en el corto plazo pero pueden conducir a unos mayores en el largo plazo, por ejemplo, algunas tecnologías que aumentan la productividad de los cultivos agrícolas pero

que con el transcurso de los años afectan gravemente los suelos. Por otro lado el desarrollo tecnológico puede llevar a la marginalización de grandes sectores de la población debido a una mala planificación, por ejemplo, cuando se expulsan a campesinos de sus tierras para construir una nueva central hidroeléctrica sin planes de contingencia para la población afectada. En un mundo de recursos finitos no puede haber un crecimiento económico infinito, pero el desarrollo tecnológico puede mejorar la capacidad de carga de los recursos existentes, es decir, hacer más con lo mismo, y a la vez puede propiciar un mayor acceso a bienes y servicios a las personas con menores ingresos. Desarrollo sustentable y los recursos renovables: El desarrollo económico obviamente implica cambios físicos en los ecosistemas. Todos los ecosistemas no pueden ser preservados intactos, por ejemplo, un bosque puede ser talado en unas partes pero ser extendido en otras, lo cual, no es algo necesariamente malo si la explotación forestal fue planeada y los efectos en la erosión de los suelos, el agua, la fauna y flora son tomados en cuenta. En general los recursos renovables, como los bosques y las poblaciones de peces, no van a agotarse siempre que el nivel de abuso esté entre los límites de regeneración y crecimiento natural del ecosistema. Pero como la mayoría de los recursos renovables son parte de un sistema mayor complejo e interrelacionado, por ejemplo, las poblaciones de peces que son parte de la cadena alimenticia del océano, se debe tener en cuenta los efectos que tienen en todo el ecosistema para poder maximizar el rendimiento máximo sostenible. Desarrollo sustentable y los recursos no renovables: En cuanto a los recursos no renovables, como combustibles fósiles o minerales, su uso

reduce el stock disponible para futuras generaciones, pero esto no significa

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que este tipo de recursos no deban ser utilizados. En general al momento de consumir recursos no renovables se debe tener en cuenta la importancia de estos en la sociedad, la disponibilidad de tecnologías para la minimización de su agotamiento y la probabilidad de que haya recursos sustitutos disponibles. Es por esto que el consumo de los recursos no renovables debe tener un énfasis en el reciclaje y en la economizaron para asegurar que los recursos no se agoten antes de que haya sustitutos aceptables disponibles. El desarrollo sostenible implica que la tasa de agotamiento de los recursos excluya el menor número de opciones de consumo para las generaciones futuras. Desarrollo sustentable y la diversidad de especies: El desarrollo económico tiende a simplificar los ecosistemas y a reducir la diversidad de especies de plantas y animales. Y las especies una vez extintas no son renovables (por ahora) La pérdida de especies puede limitar enormemente las opciones de las generaciones futuras. Por esto el desarrollo sostenible requiere de la conservación de las especies. Desarrollo sustentable y la contaminación: Los bienes públicos, como el aire, también son recursos y deben ser protegidos como cualquier cualquier otro. Debido a esto es necesario minimizar el impacto de las actividades económicas en la calidad del aire, agua y otros elementos naturales para preservar la integridad de los ecosistemas. En esencia el desarrollo sostenible es un proceso de cambio en el cual la explotación de recursos, la dirección de las inversiones, la orientación del cambio tecnológico y el cambio institucional están en armonía y buscan mejorar el potencial actual y futuro de satisfacer las necesidades y aspiraciones humanas.

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UNIDAD II

LA MATERIA Y SUS INTERACCIONES

1.1 Circuito eléctrico

• Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más

componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores,

fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos

una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes,

componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y

elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables)

pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su

comportamiento en corriente directa o en corriente alterna.

1.2 Elementos de un circuito eléctrico

• Se denomina circuito eléctrico al conjunto de elementos eléctricos

conectados entre sí que permiten generar, transportar y utilizar la

energía eléctrica con la finalidad de transformarla en otro tipo de

energía como, por ejemplo, energía calorífica (estufa), energía

lumínica (bombilla) o energía mecánica (motor). Los elementos

utilizados para conseguirlo son los siguientes:

• Generador. Parte del circuito donde se produce la electricidad,

manteniendo una diferencia de tensión entre sus extremos.

• Conductor. Hilo por donde circulan los electrones impulsados por el

generador.

• Resistencias. Elementos del circuito que se oponen al paso de la

corriente eléctrica.

• Interruptor. Elemento que permite abrir o cerrar el paso de la

corriente eléctrica. Si el interruptor está abierto no circulan los

electrones, y si está cerrado permite su paso.

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1.3 Funcionamiento de un circuito eléctrico y sus componentes

Un circuito eléctrico consiste en un conjunto de elementos u operadores que

unidos entre sí, permiten la circulación de una corriente entre dos puntos,

llamados polos o bornes, para aprovechar la energía eléctrica.

Todos los circuitos eléctricos se componen de los siguientes elementos

mínimos:

• Un generador de energía,

• Un receptor y Consumidor de esa energía,

• Conductores que transporten esa energía.

Los Generadores de energía eléctrica son dispositivos que proveen en el

circuito la necesaria diferencia de cargas entre sus dos polos o bornes y que,

y que por lo demás, son capaces de mantener eficazmente durante el

funcionamiento del circuito. Ejemplos de generadores de energía eléctrica

tenemos las pilas y baterías y las fuentes de alimentación.

Los Receptores son los dispositivos encargados de tomar y convertir la energía

eléctrica en otro tipo de energía útil de manera directa, como la lumínica, la

mecánica (movimiento), calorífica, etc. Los receptores eléctricos más

usuales serán las lámparas o ampolletas, las resistencias eléctricas de los

hervidores de agua y los motores.

Los Conductores o cables son los elementos que nos sirven para conectar

todos los demás elementos que forman el circuito. Con ellos estableceremos

el camino para transportar a los electrones desde el polo negativo hasta el

positivo del generador. Los conductores están fabricados con materiales que

conducen bien la electricidad, generalmente metales como cobre y aluminio

y otros, recubiertos de materiales aislantes, normalmente PVC.

1.4 Materiales conductores y aislantes de corriente eléctrica

La electricidad es una forma de energía que se puede trasmitir de un punto a

otro.

Todos los cuerpos presentan esta característica, que es propia de las partículas

que lo forman, pero algunos la trasmiten mejor que otros.

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Los cuerpos, según su capacidad de trasmisión de la corriente eléctrica, son

clasificados en conductores y aisladores.

Conductores son los que dejan traspasar a través de ellos la electricidad.

Entre éstos tenemos a los metales como el cobre.

En general, los metales son conductores de la electricidad.

Aisladores o malos conductores, son los que no permiten el paso de la corriente

eléctrica, ejemplo: madera, plástico, etc.

La pila es un sistema que transforma la energía química en energía eléctrica. En

el interior de la pila se está produciendo una reacción química entre el cinc

(metal) y un ácido, que genera el flujo de electricidad.

Para saber si algún elemento no identificado, metal u otro que no se sepa su

procedencia, es conductor o no, o si tiene electricidad o no, jamás debe

hacerse al tacto de las manos. Para ello hay instrumentos especiales.

Materiales

conductores

Se dice que un cuerpo

es conductor eléctrico cuando puesto en contacto con un cuerpo cargado de

electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Son conductores

eléctricos aquellos materiales que tienen electrones de valencia relativamente

libres. Los elementos capaces de conducir la electricidad cuando son

sometidos a una diferencia de potencial eléctrico más comunes son los

metales, siendo el cobre el más usado, otro metal utilizado es el aluminio y en

aplicaciones especiales se usa el oro.

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Materiales semiconductores

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como

aislante dependiendo del campo eléctrico en el que se encuentre, capaz de

conducir la electricidad mejor que un aislante, pero peor que un metal. El

elemento semiconductor más usado es el silicio. De un tiempo a esta parte se

ha comenzado a emplear también el azufre. La característica común a todos

ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuración electrónica.

Materiales aislantes

"Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las

diferentes partes conductoras (aislamiento de la instalación) y proteger a las

personas frente a las tensiones eléctricas (aislamiento protector). La mayoría de

los no metales son apropiados para esto pues tienen resistividades muy

grandes. Esto se debe a la ausencia de electrones libres. Los materiales

aislantes deben tener una resistencia muy elevada, requisito del que pueden

deducirse las demás características necesarias".

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1.5 Aplicaciones del circuito eléctrico

Circuitos amplificadores

Los amplificadores electrónicos se utilizan sobre todo para aumentar la

tensión, la corriente o la potencia de una señal. Los amplificadores lineales

incrementan la señal sin distorsionarla (o distorsionándola mínimamente),

de manera que la salida es proporcional a la entrada.

Amplificadores de sonido

Amplifican la señal eléctrica que, a continuación, se convierte en sonido

con un altavoz. Los amplificadores operativos, incorporados en circuitos

integrados y formados por amplificadores lineales multifásicos acoplados a

la corriente continua, son muy populares como amplificadores de sonido.

Amplificadores de vídeo

La señal generada por el amplificador se convierte en la información visual

por ejemplo la que aparece en la pantalla de televisión, y la amplitud de

señal regula el brillo de los puntos que forman la imagen. Para realizar esta

función, un amplificador de vídeo debe funcionar en una banda ancha y

amplificar de igual manera toda las señales, con baja distorsión.

Amplificadores de radiofrecuencia

Estos amplificadores aumentan el nivel de señal de los sistemas de

comunicaciones de radio o televisión.

Circuitos Lógicos

Forman la base de cualquier dispositivo en el que se tengan que

seleccionar o combinar señales de manera controlada. Entre los campos

de aplicación de estos tipos de circuitos pueden mencionarse la

conmutación telefónica, las transmisiones por satélite y el funcionamiento

de las computadoras digitales.

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UNIDAD II

2.1 Conceptualización de electricidad estática

La palabra "estático" significa falto de

movimiento. Por lo tanto, la electricidad

estática es una carga eléctrica sin

movimiento. Todos los materiales están

hechos de átomos. Un átomo es la

partícula más pequeña de un material

que todavía conserva las propiedades

de dicho material. Si el núcleo gana o

pierde electrones, se produce un desequilibrio. Un átomo que pierde uno o

más electrones pasa a tener carga positiva, mientras que un átomo que

gana uno o más electrones pasa a tener carga negativa, La electricidad

estática es un fenómeno de las superficies que se genera cuando dos o

más cuerpos entran en contacto y se separan de nuevo. Esta acción da

lugar a una separación o transferencia de electrones negativos de un

átomo a otro. El nivel de carga (la fuerza del campo) depende de varios

factores: el material y sus propiedades físicas y eléctricas, la temperatura,

la humedad, la presión y la velocidad de separación.

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2.2“Fuentes de electricidad estática”

Dependiendo de la energía que se quiera transformar en electricidad, será

necesario aplicar una determinada acción. Se podrá disponer de

electricidad por los siguientes procedimientos.

2.3 Sus efectos en el entorno y sus medidas de precaución de la electricidad

estática.

EFECTOS:

Desde las losetas de caucho o los materiales sintéticos utilizados en el

suelo, hasta las cintas transportadoras o las correas de transmisión de la

maquinaria pueden producir electricidad estática; también la

manipulación de combustibles líquidos, como el gasoil o alcohol, o

algunos procesos de fabricación.

Otros ejemplos cotidianos de la manifestación de la electricidad estática

son la repulsión que sufre el cabello cuando lo cepillamos, la descarga

que se produce si tocamos la ropa de otra persona cuando el suelo es de

moqueta, o la pequeña sacudida que recibimos al bajar del automóvil y

acercar la mano a la puerta. Estos ejemplos son simples e inofensivos.

Energía acción

Mecánica frotamiento

Química Reacción química

Luminoso Por luz

Calórica calor

Magnética Por magnetismo

Mecánica Por presión

Hidráulica Por agua

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Resultan mucho más peligrosos cuando las descargas electrostáticas se

producen en el ámbito laboral, en ambientes donde existe presencia de

sustancias con propiedades inflamables y/o explosivas, y donde las

consecuencias de la electricidad estática pueden ser dramáticas.

Actividades tan cotidianas en la industria como el trasvase de líquidos

inflamables de unos a otros recipientes de almacenamiento, la carga y

descarga de cisternas de abastecimiento de combustibles en las

estaciones de servicio, o el almacenamiento en silos de polvos

potencialmente explosivos como la harina pueden generar, y de hecho

han provocado, incendios y explosiones de extrema gravedad que han

tenido su origen en descargas electrostáticas accidentales.

la generación de electricidad estática suele provocar la acumulación de

partículas de polvo en superficies con carga estática causando atracción

de partículas sólidas con los consiguientes problemas de acumulación de

suciedad en productos terminados, aumento de atranque de líneas,

colmatación de filtros, tamices obstruidos, tuberías de conducción

bloqueadas, pintura y recubrimientos superficiales no distribuidos

homogéneamente, etc.

Fundamentos físicos de la electricidad estática

El término electricidad define, en general, un fenómeno físico-químico

asociado al movimiento de electrones a través de un determinado

material. Básicamente, es posible distinguir tres tipos:

> Electricidad por corriente alterna: generada en los centros de

producción y utilizada a diario a través del suministro realizado por

las compañías eléctricas.

> Electricidad por corriente continua: generada por las pilas, las

baterías, los acumuladores, etc).

> Electricidad estática: es un tipo de energía que resulta de un

exceso de carga eléctrica que acumulan determinados materiales,

normalmente por rozamiento.

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MEDIDAS DE PRECAUCION:

Para evitar los accidentes con la electricidad estática es preciso realizar un

breve análisis de la problemática que pueden crear en determinadas

actividades laborales y dar un repaso de las posibles soluciones que hoy

día existen en el mercado para contrarrestar su efecto negativo, tanto en

relación con las molestias causadas por su presencia en las áreas de

oficinas, lo que entraría en el campo de estudio de la ergonomía

ambiental, como en su aspecto más dañino como son los posibles

incendios y/o explosiones que se pueden generar en áreas con este tipo

de riesgo -objeto de análisis por parte de la seguridad industrial.

> Elección adecuada de materiales en instalaciones y equipos

de trabajo desde la fase de diseño:

>Suelos conductores antiestáticos de losetas o alfombras

conductivas.

>Tratamientos superficiales antiestáticos en partes sometidas a

fricción en los equipos de trabajo (poleas, rodillos, cintas

transportadoras, etc.

> Incorporación de mangueras para líquidos inflamables con

almas metálicas y conexión a tierra.

> Uso de elementos no conductores, como barandillas, pomos

de puertas, escaleras y andamios con ruedas, mobiliario,

recipientes antiestáticos, etc.

>Conexión equipotencial de todos los elementos conductores

entre sí complementado con la toma de tierra. La conexión

física entre los diferentes elementos metálicos de una

instalación o de un equipo de trabajo y su posterior puesta a

tierra es una medida esencial y a menudo suficiente para

evitar la generación de electricidad estática.

>Control de la humedad relativa del aire. La acumulación de

cargas electrostáticas sobre las superficies puede verse

minimizada con un incremento de su conductividad eléctrica

favorecido por humedades relativas del aire elevadas.

Teóricamente, con una humedad relativa del aire por encima

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del 60 por ciento las cargas electrostáticas prácticamente

desaparecen.

>Tratamientos superficiales. Otra forma práctica de potenciar

la conductividad eléctrica de las superficies, e indirectamente

de reducir la acumulación de cargas electrostáticas, es

mediante su tratamiento con detergentes, pinturas, lubricantes,

impregnados y otras sustancias polares específicas que

favorezcan la formación de películas superficiales

conductoras.

>Ionización del aire. La disipación de cargas electrostáticas

también se puede conseguir mediante la ionización del aire en

las proximidades de las superficies cargadas. En condiciones

óptimas, el aire se hace suficientemente conductor eliminando

de esta forma la electricidad estática generada.

>Elección adecuada de ropa de trabajo. se deben utilizar

prendas con altos contenidos en algodón o tejidos

comercializados como antiestáticos (evitar en todo momento

tejidos sintéticos como el nylon, rayón o lycra o naturales

como la seda o la lana) y dotar a los operarios de calzado de

seguridad con suelas de goma o sintéticas aislantes.

Dispositivos y elementos de protección antiestática. Dentro de la

enorme gama de productos comercializados con el marchamo de

antiestáticos se pueden encontrar aplicaciones tan variopintas

como:

• Papeleras antiestáticas.

• Escobas, cepillos u recogedores antiestáticos.

• Aspiradores eléctricos antiestáticos (algunos incorporan filtros HEPA como

complemento).

• Mangueras conductivas para la aspiración o impulsión de polvos

combustibles o vapores inflamables.

• Palets conductivos para el transporte con carretillas elevadoras.

• Escaleras de mano antiestáticas.

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• Alfombras individuales antiestáticas para puestos de trabajo dotados de

pantallas de visualización de datos (PVD).

• Sillas ergonómicas antiestáticas.

• Material de oficina antiestático (carpetas, portadocumentos, reposapiés,

celo, bolígrafos, etc.

2.4 Usos y aplicaciones de la electricidad estática

La electricidad estática es un fenómeno que se debe a una acumulación

de cargas eléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a

una descarga eléctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con

otro.

La electricidad estática se produce cuando ciertos materiales se frotan uno

contra el otro, como lana contra plástico o las suelas de zapatos contra la

alfombra, donde el proceso de frotamiento causa que se retiren los

electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la superficie

del otro material que ofrece niveles energéticos más favorables, o cuando

partículas ionizadas se depositan en un material, como por ejemplo, ocurre

en los satélites al recibir el flujo del viento solar y de los cinturones de

radiación de Van Allen. La capacidad de electrificación de los cuerpos por

rozamiento se denomina efecto triboeléctrico, existiendo una clasificación

de los distintos materiales denominada secuencia triboeléctrica.

La Xerografía

La electricidad estática se usa habitualmente en xerografía donde un

pigmento de polvo (tinta seca o tóner) se fija en las áreas cargadas

previamente haciendo visible la imagen impresa.

En Electrónica

La electricidad estática causa numerosos daños a los componentes por lo

que los operarios han de tomar medidas para descarga.

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2.5 Instrumentos de medición de la electricidad estática

Instrumentos para la medición de electricidad estática

El ohmímetro

Es un arreglo de los circuitos del voltímetro y del amperímetro, pero con

una batería y una resistencia. Dicha resistencia es la que ajusta en cero el

instrumento en a escala de los ohmios cuando se cortocircuitan los

terminales. En este caso, el voltímetro marca la caída de voltaje de la

batería y si ajustamos la resistencia variable, obtenemos el cero en la

escala.

El voltímetro

Es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad de medición es

el voltio (v) con sus múltiplos: el mega voltio (MV) y el kilovoltio (kv) y sub

múltiplos como mili voltio (mv) y el micro voltio. Existen voltímetros que

miden tensiones continuas llamados voltímetro de bobina móvil y de

tensiones alternas, los electromagnéticos.

Sus características son también parecidas a las del galvanómetro, pero

con una resistencia en serie.

El galvanómetro

Los instrumentos principales en la detección y medición de la corriente. Se

basan en las interacciones entre la corriente eléctrica y un imán. El

mecanismo del galvanómetro está diseñado de forma que un imán

permanente o un electroimán produce un campo magnético, lo que

genera una fuerza cuando hay un flujo de corriente en una bobina

cercana al imán,

El amperímetro

Es el instrumento que mide la intensidad de la corriente eléctrica. Su unidad

de medida es el amperímetro y sus submúltiplos, el miliamperio y el micro-

amperio. Los usos dependen de tipo de corriente, ósea, que cuando

midamos corriente continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y

cuando usemos corriente alterna, usaremos el electromagnético.

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UNIDAD II

MANIFESTACION DE LA ENERGIA

Llamamos energía a la capacidad que tiene un cuerpo para producir un trabajo o provocar un cambio. Sin energía no habría Sol, ni plantas, ni animales, nada…, ni sería posible la vida formas de energía. Algunas manifestaciones son:

La energía cinética: es la que tiene un cuerpo que se halla en movimiento, por ejemplo, un coche circulando por una

carretera. La energía cinética. Este automóvil, con el que se realizan pruebas especiales a gran velocidad, posee una gran energía cinética.

La energía potencial gravitatoria: es la que tiene un

cuerpo que está a cierta altura sobre la superficie de la Tierra. Por ejemplo, una maceta en el balcón de un tercer piso tiene más energía potencial que la misma maceta en el balcón del primero. La suma de la energía cinética y la energía potencial se llama energía mecánica.

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La energía eléctrica: gracias a la cual

existe la corriente eléctrica y funcionan

muchos de los aparatos que conocemos

La energía química: es la que

almacenan los alimentos, las

pilas o los combustibles.

La energía calorífica: es la que se

transmiten dos cuerpos que están

a diferentes temperaturas: el

caliente al frío.

La energía eólica: es la energía del viento.

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La energía solar: es la energía de la luz del Sol.

La energía nuclear: se obtiene en las centrales nucleares, a partir del uranio y otras sustancias radiactivas.

El sonido: es una energía de vibración

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3.1 Movimiento, luz, sonido, calor y electricidad

La energía se manifiesta de diferentes formas: calor, luz, sonido,

electricidad y magnetismo.

EL CALOR.

Es una forma de energía que pasa de un cuerpo a otro cuando están a

diferente temperatura, por ejemplo, cuando nos frotamos las manos.

Cuando quemamos un combustible (gasolina) o cuando prendemos un

bombillo también generamos calor. Que pasa de 3 formas:

Conducción: El calor recorre un cuerpo de un extremo hasta el otro, así sucede en los cuerpos solidos Convección: El calor se distribuye por medio de corrientes calientes y frías tal como ocurre en los líquidos y los gases. Radiación: El calor es emitido por ondas que llegan a los cuerpos que las van a absorber. Así se propaga el calor en los gases y en el espacio vacío.

EL SONIDO

Es una manifestación de energía que generan los cuerpos al vibrar. Se producen al golpear, agitar, soplar, pulsando o frotando los cuerpos.

Propagación: El Sonido viaja de unos cuerpos a otros, pero se tiene que propagar sobre algún material, cómo el aire o el agua, en el vacío el sonido no se propaga. El sonido viaja en todas las direcciones, y al chocar con los cuerpos, parte del sonido, vuelve al lugar de origen, este fenómeno se llama Eco.

Cualidades: Cada sonido se diferencia por su intensidad, tono y timbre. Acá vemos algunos ejemplos: Intensidad fuerte: Intensidad Débil: Tonos Graves: Tonos Agudos: Trueno Tic Tac de un reloj Rugir de un león Trompeta El timbre es lo que nos permite diferenciar los sonidos que produce cada

voz.

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LA LUZ

Los cuerpos transparentes dejan pasar casi toda la luz, los cuerpos

translucidos dejan pasar solo una parte de la luz. Los cuerpos opacos nose

dejan atravesar por la luz.

LA ELECTRICIDAD

Los electrones son pequeñas partes de los átomos, la electricidad se

produce por el paso de esos electrones de unos átomos a otros. La

corriente eléctrica es el paso de electricidad de unos cuerpos a otros y

este paso puede ser de manera instantánea a manera de descarga como

por ejemplo los truenos, o las chispas que se generan en los tomacorrientes

de las casas. La corriente eléctrica también puede fluir de manera

continua como sucede con los bombillos de las casas. Existen cuerpos

conductores que posibilitan el paso de electricidad cómo por ejemplo los

objetos metálicos. También existen cuerpos aislantes que impiden el paso

de corriente como la madera o los metálicos.

3.2 Transformaciones de la energía en el entorno

En todos los actos cotidianos se emplea algo de fuerza. Al levantarnos, peinarnos, caminar, correr, jugar, trabajar, etc. Siempre se necesita de fuerza para poder desenvolvernos con facilidad, según las exigencias del medio ambiente que nos rodee. La capacidad que posee una persona, o un objeto, para ejercer fuerza y realizar cualquier trabajo, se denomina Energía. Por eso decimos que alguien tiene mucha energía cuando realiza grandes actividades durante el día como: trabajar, estudiar o practicar deportes. Definida como la capacidad de realizar trabajo en potencia o en acto y relacionada con el calor (transferencia de energía), se percibe fundamentalmente en forma de energía cinética, asociada al movimiento, y potencial, que depende sólo de la posición o el estado del sistema involucrado. Existen diferentes formas de energía. Y por su naturaleza tenemos energía potencial y cinética. Potencial: es la energía contenida en un cuerpo, y depende de su posición o altura respecto a un sistema de referencia. Por ejemplo: una piedra sobre una montaña (a mayor altura, mayor energía potencial). Cinética es la que posee un cuerpo debido a su movimiento o velocidad; por ejemplo: la energía del agua al caer de una cascada, la energía del aire en movimiento, etc. La energía se manifiesta en varias formas, dando lugar a otras

clasificaciones de la energía que en su esencia son energía cinética o

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potencial o combinaciones de estas dos. Tales son: Energía Calórica o

térmica: Producida por el aumento de la temperatura de los objetos. Como

sabemos, los cuerpos están formados por moléculas y éstas están en

constante movimiento. Cuando aceleramos este movimiento se origina

mayor temperatura y al haber mayor temperatura hay energía calorífica.

Esto es lo que sucede cuando calentamos agua hasta hervir y se produce

gran cantidad de vapor. Una fuente natural de calor es el Sol, y numerosas

investigaciones descubrieron cómo se podría aprovechar la luz del sol

para producir calor durante la noche e inclusive electricidad. Energía

Química: Es la producida por reacciones químicas que desprenden calor o

que por su violencia pueden desarrollar algún trabajo o movimiento. Los

alimentos son un ejemplo de energía química ya que al ser procesados por

el organismo nos ofrecen calor (calorías) o son fuentes de energía natural

(proteínas y vitaminas). Los combustibles al ser quemados producen

reacciones químicas violentas que producen trabajo o movimiento.

3.3 Fuentes alternativas de energía: sol, viento, mareas y geotermia

La energía solar es una fuente de vida y origen de la mayoría de las demás formas de energía en la Tierra. Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía térmica o energía eléctrica utilizando paneles solares,

Mediante colectores solares, la energía solar puede transformarse en energía térmica, y utilizando paneles fotovoltaicos la energía lumínica puede transformarse en energía eléctrica. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí en cuanto a su tecnología. Así mismo, en las centrales térmicas solares se utiliza la energía térmica de los colectores solares para generar electricidad.

Se distinguen dos componentes en la radiación solar: la radiación directa y la radiación difusa. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en

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la atmósfera, en las nubes, y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas direcciones. Sin embargo, tanto la radiación directa como la radiación difusa son aprovechables.

Se puede diferenciar entre receptores activos y pasivos en que los

primeros utilizan mecanismos para orientar el sistema receptor hacia

el Sol -llamados seguidores- y captar mejor la radiación directa.

Energía hidroeléctrica

Utiliza la energía del agua que cae para hacer girar turbinas y generar

electricidad. La energía que se genera de esta forma depende del

control de un curso de agua, como por ejemplo un río, a menudo con

una presa. La energía hidroeléctrica tiene varias ventajas. Es casi obvio

que es renovable. Los generadores impulsados por agua no producen

emisiones. El flujo de agua, controlado dentro de la planta

hidroeléctrica, determina la cantidad de electricidad producida para

generar la energía necesaria. Aproximadamente el 20% de la

electricidad mundial proviene de esta fuente. Entre los principales

usuarios de la energía hidroeléctrica se encuentran Noruega, Rusia,

China, Canadá, Estados Unidos y Brasil.

Energía eólica

Las gigantes turbinas de viento generan energía cuando el viento hace

girar sus enormes paletas. Las paletas están conectadas a un

generador que produce electricidad. Los grandes parques eólicos

pueden cumplir con las necesidades básicas de energía de una

empresa de servicios públicos. Los parques eólicos más pequeños y los

molinos de viento individuales pueden abastecer hogares, antenas

parabólicas y bombas de agua. Tal como ocurre con la energía solar,

la construcción de los parques eólicos requiere una gran inversión

inicial que no se amortiza con rapidez.

Energía geotérmica

La energía geotérmica toma fuentes naturales, tales como aguas

termales y chorros de vapor, y las utiliza para producir electricidad o

suministrar agua caliente a una región. Las plantas de energía

geotérmica envían el vapor que llega a la superficie de la Tierra hacia

turbinas. Las turbinas giran e impulsan generadores que producen

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electricidad. La primera planta generadora de energía geotérmica por

vapor se inauguró en Larderello, Italia, en 1904. Esta planta todavía se

encuentra en funcionamiento. Los Estados Unidos, Islandia, Las Filipinas,

El Salvador, Rusia, Kenia y El Tíbet se encuentran entre los 24 países que

utilizaron 8,900 megavatios de electricidad generados por

instalaciones geotérmicas en 2005. La calefacción geotérmica directa

utiliza agua caliente de la superficie de la Tierra, como por ejemplo

aguas termales, para calefaccionar hogares y otros edificios. En 2005,

alrededor de 16,000 megavatios de energía provinieron de fuentes

geotérmicas directas, en aproximadamente 72 horas.

3.4 Ventajas y desventajas del aprovechamiento de fuentes alternativas de energía

DESVENTAJAS

Todas las fuentes de energía producen algún grado de impacto ambiental. La energía geotérmica puede ser muy nociva si se arrastran metales pesados y gases de efecto invernadero a la superficie. • La eólica produce impacto visual en el paisaje, ruido de baja frecuencia, puede ser una trampa para aves. • La hidráulica menos agresiva es la mini hidráulica ya que las grandes presas provocan pérdida de biodiversidad, generan metano por la materia vegetal no retirada, provocan pandemias como fiebre amarilla, dengue, equistosomiasis. • La energía geotérmica no solo se encuentra muy restringida geográficamente sino que algunas de sus fuentes son consideradas contaminantes. esto debido a que la extracción de agua subterránea a alta temperatura genera el arrastre a la superficie de sales y minerales no deseados y tóxicos. la principal planta geotérmica se encuentra en la toscana, cerca de la ciudad de pisa y es llamada central geotérmica de larderello.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA RENOVABLE

Energías ecológicas: La primera ventaja de una cierta cantidad de fuentes de energía renovables es que no producen gases de efecto invernadero ni otras emisiones, contrariamente a lo que ocurre con los combustibles, sean fósiles o renovables. Algunas fuentes renovables no emiten dióxido de carbono adicional, salvo los necesarios para su construcción y

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funcionamiento, y no presentan ningún riesgo suplementario, tales como el riesgo nuclear. • Naturaleza difusa: con cuatro metros cuadrados de colector solar térmico, un hogar puede obtener gran parte de la energía necesaria para el agua caliente sanitaria aunque, debido al aprovechamiento de la simultaneidad, los edificios de pisos pueden conseguir los mismos rendimientos con menor superficie de colectores y, lo que es más importante, con mucha menor inversión por vivienda.

3.5 Carácter y evidencia de fenómenos ondulatorios

Una onda es una perturbación física que transmite energía y momento lineal, pero que no transmite materia. En las ondas materiales las partículas concretas que componen el material no se propagan, sino que se limitan a oscilar alrededor de su posición de equilibrio. No obstante cuando una onda se transmite por dicho material se produce una sincronización de oscilaciones entre las distintas partículas componentes del medio que posibilita la propagación de un momento lineal y una energía. El estudio de los fenómenos ondulatorios supone la utilización de conceptos tales como periodo, frecuencia, longitud de onda y amplitud, y junto a ellos el de frente de onda, el cual es característico de las ondas bidimensionales y tridimensionales. Se denomina frente de ondas al lugar geométrico de los puntos del medio que son alcanzados en un mismo instante por la perturbación. Las ondas que se producen en la superficie de un lago, como consecuencia de una vibración producida en uno de sus puntos, poseen frentes de onda circulares. Cada uno de esos frentes se corresponden con un conjunto de puntos del medio que están en el mismo estado de vibración, es decir a igual altura. Las ondas se pueden mover a grandes distancias, pero el medio (en nuestro caso el agua) solo tiene movimiento limitado. Una onda consiste de oscilaciones que se mueven sin arrastrar materia. Las ondas llevan energía de un lugar a otro, como por ejemplo la recibida por la piedra que cae en el agua. Cuando las longitudes de las ondas en el agua se acortan mucho, la

principal fuerza restauradora es la atracción capilar, es decir la tensión

superficial. Para longitudes de ondas largas, la fuerza gravitatoria es la

principal, pero en general es una combinación de ellas la que domina el

proceso.

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UNDAD II

FORMACIÓN DE ECLIPSES DE SOL Y DE LUNA

4.1 Eclipses

Significan la ocultación de un astro por interposición de otro. Los

movimientos de la Tierra y de la Luna en torno del Sol originan los eclipses

de Sol o de Luna, según sea el astro obscurecido. Para que haya eclipse es

menester que la Tierra, el Sol y la Luna estén en línea recta y casi en el

mismo plano, y que la Tierra o la Luna penetre en el cono de sombra

producido por el otro astro.

La naturaleza de los eclipses de Sol y de Luna difiere muchísimo. En un

eclipse solar la Luna podrá ocultar todo o parte del astro para ciertos

lugares de la Tierra, pero jamás para toda ella. Así habrá zonas en que el

Sol quedará completamente obscurecido, o parcialmente, o no

se observará fase alguna del eclipse. A pesar de que los tres astros se

encuentran en línea recta suele ocurrir que, dada su distancia relativa, la

Luna esté de tal manera que en el máximo del eclipse el disco solar no

quede del todo oculto, sino que alrededor del disco lunar pueda verse una

parte de aquél. Entonces se produce un eclipse anular.

La luna puede pasar dentro del cono de sombra que proyecta la Tierra en

el espacio en el momento del plenilunio. Así queda interceptada para la

Luna la luz del Sol y ocurre un eclipse total o parcial, según que se halla

sumido tota o parcialmente en la sombra.

Cuando la Luna pasa delante del Sol, la sombra que señala en la Tierra es

circular y que, por causa del movimiento de rotación de nuestro planeta,

va recorriendo diversos lugares. En todos ellos el Sol está completamente

oculto y produce un eclipse total de Sol. Este fenómeno se inicia siempre

en el lado O del disco del astro, y la sombra atraviesa la superficie terrestre

de O a E. En los eclipses lunares, por el contrario, la sombra comienza en el

lado E del disco y lo va barriendo hacia el O.

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4.2 Eclipse de luna

Un eclipse lunar (del latín, eclipsis) es un evento astronómico que sucede

cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna, provocando que esta

última entre en el cono de sombra de la Tierra y en consecuencia se

oscurezca. Para que el eclipse ocurra los tres cuerpos celestes, la Tierra, el

Sol y la Luna, deben estar exactamente alineados o muy cerca de estarlo,

de tal modo que la Tierra bloquee los rayos solares que llegan al satélite. Es

por esto que los eclipses lunares sólo pueden ocurrir en la fase de luna

llena.

Los eclipses lunares se clasifican en parciales (solo una parte de la Luna es

ocultada), totales (toda la superficie lunar entra en el cono de sombra

terrestre) y penumbrales (la Luna entra en el cono de penumbra de la

Tierra). La duración y el tipo de eclipse dependen de la localización de la

Luna respecto de sus nodos orbitales.

A diferencia de los eclipses solares, que pueden ser vistos solo desde una,

relativamente, pequeña parte de la Tierra, un eclipse lunar puede ser visto

desde cualquier parte de la Tierra en la que sea de noche. Además, los

eclipses lunares duran varias horas, mientras que los solares solo se

prolongan por unos minutos.

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Clasificación de los eclipses lunares

La sombra de la Tierra se proyecta en dos partes: la umbra y la

penumbra. En la umbra, no existe radiación solar directa. Sin embargo,

debido al mayor tamaño angular del Sol, la radiación solar es

bloqueada solo parcialmente en la porción exterior de la sombra

terrestre, que recibe el nombre de penumbra. De este modo, debido a

las distintas sombras, los eclipses se clasifican en:

Eclipse penumbral: ocurre cuando la Luna pasa a través de la

penumbra terrestre. La penumbra ocasiona un sutil oscurecimiento en la

superficie lunar. Si solo una pequeña parte de la Luna entra en la región

penumbral, el eclipse resultante es de muy difícil observación a simple

vista y se denomina penumbral-parcial. Un tipo especial de eclipse

penumbral es el penumbral-total en el cual la Luna entra totalmente en

la penumbra, sin pasar por la umbra. Este último caso de eclipse

penumbral es muy infrecuente (unos 3 por siglo) debido a que el ancho

de la zona penumbral (la diferencia entre el diámetro interno y el límite

externo) es solo ligeramente más grande que el diámetro de la Luna. En

los eclipses penumbrales-totales, la porción de la Luna que se

encuentra más cerca de la umbra aparece un poco más oscura que el

resto.

Eclipse parcial: ocurre cuando solo una parte de la Luna entra en la

umbra.

Eclipse total: sucede cuando la Luna entra completamente en la zona

umbral. Un caso especial de eclipse total es el total-central, en el cual

la Luna, además de pasar por la umbra terrestre, lo hace por el centro

de esta.

o Duración y contactos

La duración de un eclipse lunar es determinada por sus contactos,

que son las etapas clave del fenómeno. En un eclipse total, los

contactos medidos son:

P1 (Primer contacto): Comienzo del eclipse penumbral. La Luna toca

el límite exterior de la penumbra terrestre.

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U1 (Segundo contacto): Comienzo del eclipse parcial. La Luna toca

el límite exterior de la umbra terrestre.

U2 (Tercer contacto): Comienzo del eclipse total. La superficie lunar

entra completamente dentro de la umbra terrestre.

Máximo del eclipse: Etapa de mayor ocultación del eclipse. La Luna

está en su punto más cercano al centro de la umbra terrestre.

U3 (Cuarto contacto): Fin del eclipse total. El punto más externo de la

Luna sale de la umbra terrestre.

U4 (Quinto contacto): Fin del eclipse parcial. La umbra terrestre

abandona la superficie lunar.

P2 ó P4 (Sexto contacto): Fin del eclipse penumbral. La Luna escapa

completamente de la sombra terrestre.

Lógicamente, los 7 valores solo aparecen en los eclipses totales; en un

eclipse parcial, U2 y U3 no se presentaran; en un eclipse penumbral, U1,

U2, U3 y U4 no serán medidos.

La distancia entre la Luna y la Tierra varia constantemente debido a la

ligera excentricidad de la órbita lunar. La distancia máxima que puede

separar ambos cuerpos celestes se denomina apogeo, y es de 406,700

km. La distancia mínima posible es de 356 400 km,

denominada perigeo. La distancia que separa la Luna y la Tierra

existente durante el eclipse afecta la duración del mismo. Cuando la

Luna se encuentra cerca de su apogeo, su velocidad orbital es la menor

posible. El diámetro de la umbra no decrece apreciablemente entre en

perigeo y apogeo, ya que los límites de la umbra son casi paralelos

entre si (esto se debe a la enorme distancia que separa a la Tierra del

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Sol). Por lo tanto el eclipse más duradero posible será aquel que ocurra

durante el apogeo.

4.3 Eclipse de sol

• Un eclipse solar es el fenómeno que se produce cuando

la Luna oculta al Sol, desde la perspectiva de la Tierra. Esto sólo

puede pasar durante la luna nueva (Sol y Luna en conjunción).

• Cuando la Luna nueva se encuentra más próxima a la Tierra

(perigeo, izquierda), la umbra alcanza la superficie de ésta y un

observador en A verá un eclipse total. Si la Luna nueva está más lejos

(apogeo, derecha) la umbra no llega a la Tierra, y un observador

en B, en la antumbra, verá un eclipse anular. Los observadores en C,

en la penumbra, apreciarán eclipses parciales.

Existen cuatro tipos de eclipse solar:

Parcial: la Luna no cubre por completo el disco solar, que aparece

como un creciente.

Semiparcial: la Luna casi cubre por completo el Sol, pero no lo

consigue.

Total: desde una franja (banda de totalidad) en la superficie de

la Tierra, la Luna cubre totalmente el Sol. Fuera de la banda de

totalidad el eclipse es parcial. Se verá un eclipse total para

los observadores situados en la Tierra que se encuentren dentro del

cono de sombra lunar, cuyo diámetro máximo sobre la superficie de

nuestro planeta no superará los 270 km, y que se desplaza en

dirección este a unos 3.200 km/h. La duración de la fase de totalidad

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puede durar varios minutos, entre 2 y 7,5, alcanzando algo más de

las 2 h todo el fenómeno, si bien en los eclipses anulares la máxima

duración alcanza los 12 minutos y llega a más de 4 h en los

parciales, teniendo esta zona de totalidad una anchura máxima de

272 km y una longitud máxima de 15.000 km.

Anular: ocurre cuando la Luna se encuentra cerca del apogeo y

su diámetro angular es menor que el solar, de manera que en la fase

máxima permanece visible un anillo del disco del Sol. Esto ocurre en

la banda de anularidad; fuera de ella el eclipse es parcial.

Para que se produzca un eclipse solar la Luna ha de estar en o próxima

a uno de sus nodos, y tener la misma longitud celeste que el Sol.

Magnitud y oscurecimiento

A una misma magnitud no le corresponde necesariamente un

igual oscurecimiento.

La magnitud de un eclipse solar es la fracción del diámetro solar

ocultado por la Luna, mientras que el oscurecimiento se refiere a la

fracción de la superficie solar que queda oculta. Son cantidades

completamente distintas. La magnitud puede darse en forma decimal o

como un porcentaje: hablaremos indistintamente de una magnitud 0,2 o

del 20%, por ejemplo.

Si el eclipse es total se considera el cociente entre los diámetros

angulares lunar y solar. En el momento de la totalidad este cociente

valdrá 1,0 o más, en el caso de una Luna nueva muy próxima al

perigeo.

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4.4 Periodicidad y frecuencia de los eclipses

• Se llama eclipse a la desaparición momentánea de un astro por

interposición de otro.

Obviamente, los más conocidos fenómenos de este tipo por el gran

público, son los eclipses solares y lunares.

Pero también existen "ocultaciones" de estrellas por la Luna, y

"ocultaciones" de los satélites de Júpiter, entre otros. También se

registran "ocultaciones" entre las llamadas estrellas dobles o

múltiples, que constituyen un muy interesante fenómeno, observable

únicamente con telescopios.

Una circunstancia a tener presente es que los eclipses de Sol

únicamente se dan cuando la Luna está en fase nueva o "Novilunio".

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Y por su parte, los eclipses de Luna solamente se producen cuando

la Luna está en fase llena o "Plenilunio".

• Todos los meses, en algún momento tenemos a la Luna en fase

nueva o "Conjunción" y en fase llena u "Oposición", pero

naturalmente no todos los meses tenemos dos eclipses, uno de Sol y

otro de Luna.

En efecto, un eclipse solar y otro lunar se produciría mensualmente,

sólo si la órbita lunar y la órbita terrestre estuvieran en un mismo

plano. Pero sucede que la "Eclíptica" (lo dice su nombre, zona donde

se dan los eclipses) y la órbita lunar, se cortan formando un cierto

ángulo de aproximadamente 5 grados y 9 minutos.

En consecuencia, las condiciones necesarias para que se produzcan

los fenómenos eclipsantes, están mucho más espaciadas en el

tiempo.

• Cada 18 años y 11 días se producen 70 eclipses, por término medio,

de los cuales 29 son lunares y 41 solares.

• Todos los eclipses se producen en dos épocas muy específicas del

año, separadas entre sí unos seis meses.

Aunque los eclipses de Luna son en sí, menos frecuentes que los de

Sol, sin embargo y desde un determinado punto de la geografía, es

mucho más probable observar un eclipse lunar que otro solar.

El motivo para ello, es que cuando la Luna se eclipsa, el fenómeno

se observa en todo el hemisferio que se encuentra en sombra, o sea

para aproximadamente el 50% de la periferia del globo. En cambio,

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los eclipses solares son regionales y visible dentro de la estrecha

franja, recorrida por el cono de sombra de la Luna que se proyecta

sobre la superficie terrestre.

• Los eclipses de Sol ciertamente sólo son visibles dentro de una

estrecha franja, y en forma distinta para los diversos observadores,

según se encuentren dentro de la citada faja o en las porciones

laterales de la misma.

Y es que estos eclipses solares son un efecto de perspectiva, y por lo

tanto, dependen de la posición del observador terrestre con

respecto al Sol y a la Luna.

En cambio, los eclipses lunares no dependen de la ubicación del

observador, sino de la porción, más o menos considerable de la

superficie lunar que se oscurece, al sumergirse ese astro en el cono

de sombra que nuestro mundo proyecta al espacio.

Y entonces la Luna, oscurecida por tal circunstancia, aparecerá con

el mismo aspecto para todos los habitantes del hemisferio terrestre

que miren a ella, y mientras el astro lunar se encuentre por encima

del horizonte (léase: y durante todo el tiempo que la Luna se

encuentre visible).

• El eclipse lunar consiste en la ocultación total o parcial de la Luna, al

sumergirse ese astro en el cono de sombra que nuestro planeta Tierra

proyecta al espacio.

La "única y verdadera condición" para que tal fenómeno se

produzca, es que la Luna se encuentre en un nodo y el Sol en el

nodo opuesto.

Como consecuencia de ello, "es evidente" que la Luna estará en

oposición al Sol, y por lo tanto, presentará la fase de luna llena o

"Plenilunio".

Con respecto a la afirmación que enfatiza el hecho "que es

necesario que el cono de sombra terrestre alcance la superficie

lunar", bueno, ello es obvio, porque de lo contrario jamás se habría

apreciado un eclipse de este tipo. Pero lo cierto es que la sombra

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terrestre alcanza la Luna, siempre que se dé la condición que antes

señalamos.

• Los eclipses lunares pueden ser penumbrales, parciales, o totales. El

eclipse es total, cuando el astro de las noches penetra en su

totalidad en el cono de sombra proyectado por la Tierra al espacio.

El fenómeno es parcial, cuando la Luna penetra sólo parcialmente

en él. Y es penumbral, cuando se ubica en la región de penumbra

del cono terrestre. Esta última situación prácticamente no interesa,

ya que el cambio de luminosidad en la superficie lunar no es

percibido por "el gran público", dado que el fenómeno no se aprecia

a simple vista, pudiéndose registrar sólo con aparatos especiales.

Durante un eclipse total, el astro lunar va adquiriendo una extraña

coloración rojiza, que varía entre una tonalidad gris oscura hasta un

intenso color "cobrizo".

Ello depende mucho de la actividad de los volcanes terrestres, que

no sólo vomitan lava, sino polvo y gases de diversa naturaleza, que

empañan las capas atmosféricas. Obviamente, si hay demasiado

polvo en suspensión, el fenómeno se apreciará grisáceo. Y por el

contrario, de contar con un cielo diáfano, limpio, y transparente, la

coloración será intensamente cobriza.

• El enrojecimiento apreciado en el disco lunar se debe a la atmósfera

terrestre, la cual, a modo de una lente gigantesca, acorta la longitud

del cono de sombra, (quedando reducida entre los 42 y 50 radios

terrestres).

En consecuencia, solamente llegan a la superficie lunar los rayos de

mayor longitud de onda (o sea, luz de color rojo).

Se comprende que tal tonalidad será más o menos intensa,

dependiendo de las condiciones físicas imperantes en la atmósfera

de nuestro mundo, así como de lo que ocurra en el propio Sol

durante el tiempo en que se aprecie el eclipse.

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Creencias y Mitos

• Por muchos años los eclipses solares tuvieron diferentes

explicaciones según la cultura. Antes de que la astronomía fuera una

ciencia desarrollada las explicaciones se basaban en la religión o

leyendas populares.

• Tanto los eclipses solares como los lunares representan un corte en el

orden establecido. La rutina diaria del sol, a la que estamos

acostumbrados, se termina de repente. Sin embargo, no todas las

culturas lo ven como algo negativo, sino como un nuevo comienzo o

cambio favorable.

• Algunas culturas pensaban que es un momento donde los demonios

o animales consumen el sol.

• Los vikingos por ejemplo veían lobos atrapando al sol, que cuando

conseguían atraparlo se daba el eclipse.

• En Vietnam, sin embargo, la creencia era que un sapo se come al sol

o la luna, y en Kwakiutl, en las costas de Canadá, que el sol es

consumido por la boca del cielo. En cambio, la cultura coreana dice

que son perros de fuego que se roban al sol.

• Una de las historias más elaboradas es la Hindú, donde el demonio

Rahu se disfraza para probar un elixir que le dará la inmortalidad. El

sol y la luna lo notan y se lo cuentan al dios Vishnu, quien le corta la

cabeza antes de que el elixir pase por su garganta. Por tanto la

cabeza inmortal de Rahu sigue rondando los cielos y tratando de

atrapar al sol y la luna. Cuando lo logra, se produce un eclipse.

• En muchos de estos pueblos la principal costumbre era hacer ruido,

para ahuyentar al demonio o animal. Para esto se golpeaban tarros

u ollas para que se fuera y dejara al sol.

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En otras culturas, como los Navajos, el eclipse es un momento especial

de la vida, y lo festejan quedándose con sus familias, cantando

canciones especiales y absteniéndose de comer, tomar o dormir.

• Las civilizaciones antiguas creían que el sol era devorado por un tipo

de animal salvaje y que el modo de liberarlo era actuar como

"locos", para eso se reunían a aullar o emitir gritos que salvaran al

astro.

• -Otros creían que este suceso era un indicador de guerras,

enfermedades y muerte, incluso en zonas como América del sur,

relacionaron a los eclipses con la viruela o la influenza española.

• -Uno de los mitos más comunes, incluso actualmente, es que las

embarazadas no pueden ver los eclipses ya que corren el riesgo de

que su hijo nazca con manchas en la piel o alguna deformación,

como labio

leporino.

• -Hay quien cree que se miras directamente un eclipse puedes

quedarte ciego.

• Otro mito es que el eclipse influye en los cambios de humor y genera

problemas en las relaciones.

• Un eclipse anuncia un desastre natural o la muerte o caída de un

gobernante.

• Otra de las creencias que existe con relación a los eclipses, es que

para que evitar sus efectos negativos debes ubicarte en un lugar de

tu casa donde no llegue la luz del sol o colocar tijeras bajo la

almohada o detrás de la puerta.

Página 67

• Se dice que los eclipses adelantan los partos y aquellos niños que

nazcan durante este fenómeno, serán más inteligentes y tendrán

habilidades especiales

• Otro mito señala que si usas ropa interior y exterior de color rojo,

llevas alfileres en las prendas y llaves en ambos bolsillos; podrás

evitar los efectos negativos del eclipse.

4.5.1. La argumentación en ciencias

Llevar a las clases las propuestas de aprendizaje como argumentación

implica que éstas se constituyan en comunidades de aprendizaje, donde

sea posible superar la enseñanza tradicional informativa y repetitiva y, en

su lugar, se consoliden ambientes que propicien la realización de

actividades que privilegien la participación de los y las estudiantes en

procesos como clasificaciones, comparaciones, justificación y valoración

de explicaciones.

Página 68

La argumentación es la expresión oral o escrita de un razonamiento con el

fin de llegar a una conclusión.

En la argumentación exponemos los motivos que sostienen nuestro punto

de vista. Es la exposición de nuestras ideas mediante un razonamiento.

Esta argumentación puede servirnos para demostrar o explicar en qué

consiste una situación o tema.

EJEMPLO

Quiero fumar. Los resultados de los estudios científicos han encontrado que

el humo del tabaco deja residuos de alquitrán en los pulmones, además de

que puede producir cáncer de garganta, de pulmón o de la boca.

También afecta el sentido del gusto, el esmalte de los dientes y la

Argumentar es:

Un proceso de construcción de justificaciones (relaciones

lógicas) entre unos datos y una afirmación.

Establece relaciones que ayudan a construir conocimiento y permite tomar decisiones

fundamentadas.

Examinar la aceptabilidad de las razones.

Página 69

garganta. Así que fumar es nocivo y daña la salud. Lo mejor es que no

fume.

4.5.2. Evidencias empíricas

Página 70

Tema 4.5.2. Evidencias empíricas.

La evidencia empírica es información que es

adquirida a través de la observación o de la experimentación.

La informacirecolectada y analizada por científicos, y es un proceso

central del mcient

El inicio del método científico comienza con los científicos formulando preguntas y luego adquiriendo el conocimiento para apoyar o rechazar una teoría específica.

Allí es donde entra en juego la recolección de la evidencia empírica.

Página 71

4.5.3 Los métodos en la ciencia

El almacenamiento de la información empes crucial para el método científico, ya que la ciencia sólo puede avanzar si la informaciócompartida y analizada.

El conocimiento vulgar no es teórico sino práctico.

Todo ello logrado por experiencias cumplidas al azar, sin m

calor de las circunstancias de la vida, por su propio esfuerzo o

válido del saber de ottradiciones de la colectividad. Su fuente principal son los sentidos. Toda esta clase de conocimientos

es lo que puede catalogarse también como "saberes".

Página 72

Método histórico. Está vinculado al conocimiento de las distintas etapas de

los objetos en su sucesión cronológica. Para conocer la evolución y

desarrollo del objeto o fenómeno de investigación se hace necesario

revelar su historia, las etapas principales de su desenvolvimiento y las

conexiones históricas fundamentales. Mediante el método histórico se

analiza la trayectoria concreta de la teoría, su condicionamiento a los

diferentes períodos de la historia.

El método científico es un método de investigación usado principalmente

en la producción de conocimiento en las ciencias.

Tema 4.5.3. Los métodos en la ciencia.

Método empírico-analítico. Conocimiento de manera lógica auto

progresivo. Características de las ciencias naturales y sociales o humanas. Caracteriza a las ciencias descriptivas. Es el método general más utilizado. Se basa en la lempírica. Dentro de éste podemos observar varios métodos especparticulares. Se distinguen los elementos de un fenómeno y se procede a revisar ordenadamente cada uno de ellos por separado.

Método experimental: Algunos lo consideran por su gran desarrollo y relevancia un método independiente del método empírico, considerándose a su vez independiente de la lógica empírica, su base, la lógica experimental.

Página 73

Para ser llamado científico, un método de investigación debe basarse en la

empírica y en la medición, sujeto a los principios específicos de las

pruebas de razonamiento.

El método científico es: «un método o procedimiento que ha caracterizado

a la ciencia natural desde el siglo XVII, que consiste en la observación

sistemática, medición, experimentación, la formulación, análisis y

modificación de las hipótesis».

El método científico está sustentado por dos pilares fundamentales. El

primero de ellos es la reproducibilidad, es decir, la capacidad de repetir un

determinado experimento, en cualquier lugar y por cualquier persona. Este

pilar se basa, esencialmente, en la comunicación y publicidad de los

resultados obtenidos (por ej. en forma de artículo científico). El segundo

pilar es la refutabilidad. Es decir, que toda proposición científica tiene que

ser susceptible de ser falsada o refutada (falsacionismo). Esto implica que

se podrían diseñar experimentos, que en el caso de dar resultados distintos

a los predichos, negarían la hipótesis puesta a prueba.

Página 74

Unidad III

LA MATERIA Y SUS TRANSFORMACIONES

1.4 ¿Qué es una partícula? Naturaleza corpuscular de los materiales

Para la química, una partícula es el fragmento más pequeño de materia que mantiene las propiedades químicas de un cuerpo. En este sentido, los átomos y las moléculas son partículas. Cuando una partícula no está formada por otras unidades más pequeñas, se habla de partícula elemental. Estas partículas constituyen el elemento más básico y primordial de una materia. La especialidad de la física que se encarga de analizar estas unidades elementales que forman la materia recibe el nombre de física de partículas. Esta rama se encarga del estudio de cuestiones como los aceleradores de partículas, que son máquinas que provocan colisiones de partículas para generar nuevos elementos subatómicos. En el ámbito de la gramática, las partículas son aquellos fragmentos que no cambian en el marco de una oración o que permiten formar algunos vocablos. Dentro del lenguaje coloquial, por último, la noción de partícula está asociada a los sedimentos o residuos que se advierten en algo. Si una persona le dice a otra que no beba el vaso de agua que tiene frente a sí ya que presenta “partículas”, le estará informando que el líquido exhibe formaciones extrañas que no deberían estar en él. Se llama partícula a cualquier parte o cuerpo muy pequeño de algo. Entre

los ejemplos de partículas que podemos dar se encuentran los granos

minerales y las partículas subatómicas.

1.2 Clasificación de los sistemas materiales

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Homogéneos: Presentan la misma composición química e

iguales propiedades en todos sus puntos. Presentan una sola fase que

puede estar en estado sólido, líquido o gaseoso.

Heterogéneos: No son uniformes, presentan una estructura y una

composición diferente en distintos puntos. Esto provoca que tengan 2 o

más fases.

Según su composición, los sistemas materiales se clasifican en:

Sustancias puras: Contienen un sólo componente, de composición y

propiedades fijas. Se dividen en:

Elementos químicos: Formados por átomos con el mismo número

atómico. Ej.: oro, carbono, oxígeno.

Compuestos químicos: Contienen varios tipos de átomos, con

distinto número atómico, unidos entre sí mediante enlaces químicos,

formando moléculas o redes de átomos o iones, con

una estructura fija. Ej.: agua, benceno, etanol, glucosa.

Se pueden descomponer en los elementos constituyentes

mediante métodos químicos de descomposición como la electrólisis.

Mezclas de sustancias. Contienen dos o más sustancias puras, por lo

que su composición y sus propiedades son variables. Se dividen en:

Mezclas homogéneas, habitualmente llamadas disoluciones. Tienen

aspecto homogéneo. Ej.: agua de mar.

Mezclas heterogéneas o mezclas propiamente dichas. Tienen

aspecto heterogéneo.

1.5 Esencialismo y modelo atómico

Características de la materia La materia y sus características Proyecto Salón Hogar.

Nuestro planeta, el Sol, las estrellas, y todo lo que el hombre ve, toca o siente, es materia; incluso, los propios hombres, las plantas y los animales.

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La materia presenta formas distintas, las cuales poseen características que nos permiten distinguir unos objetos de otros. El color, el olor y la textura son propiedades de la materia que nos ayudan a diferenciarlos.

Los estados de la materia

La materia se puede encontrar en tres estados:

Sólido, como la madera y el cobre; Líquido, como el agua y el aceite; y Gaseoso, como el aire y el vapor de agua.

Estado sólido: un sólido es una sustancia formada por moléculas, que se encuentran muy unidas entre sí por una fuerza llamada Fuerza de Cohesión. Los sólidos son duros y difíciles de comprimir, porque las moléculas, que están muy unidas, no dejan espacio entre ellas.

Estado líquido: un líquido es una sustancia formada por moléculas que están en constante desplazamiento, y que se mueven unas sobre otras. Los líquidos son fluidos porque no tienen forma propia, sino que toman la del recipiente que los contiene.

Estado gaseoso: un gas es una sustancia formada por moléculas que se encuentran separadas entre sí. Los gases no tienen forma propia, ya que las moléculas que los forman se desplazan en varias direcciones y a gran velocidad. Por esta razón, ocupan grandes espacios.

GAS

Sustancia en uno de los tres estados diferentes de la materia ordinaria, que son el sólido, el líquido y el gaseoso. Los sólidos tienen una forma bien definida y son difíciles de comprimir. Los líquidos fluyen libremente y están limitados por superficies que forman por sí solos. Los gases se expanden libremente hasta llenar el recipiente que los contiene, y su densidad es mucho menor que la de los líquidos y sólidos

ESTADO NATURAL

El agua es la única sustancia que existe a temperaturas ordinarias en los tres estados de la materia, o sea, sólido, líquido y gas.

Como sólido o hielo se encuentra en los glaciares y los casquetes polares, así como en las superficies de agua en invierno; también en

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forma de nieve, granizo y escarcha, y en las nubes formadas por cristales de hielo.

Existe en estado líquido en las nubes de lluvia formadas por gotas de agua, y en forma de rocío en la vegetación. Además, cubre las tres cuartas partes de la superficie terrestre en forma de pantanos, lagos, ríos, mares y océanos.

Como gas, o vapor de agua, existe en forma de niebla, vapor y nubes. El vapor atmosférico se mide en términos de humedad relativa, que es la relación de la cantidad de vapor de agua en el aire a una temperatura dada respecto a la máxima que puede contener a esa temperatura.

Cambios de la materia

Cambio Físico: es el cambio transitorio de las sustancias que no afecta a la naturaleza de la materia, aunque cambia su forma. Un cambio físico se produce por la acción de un agente externo a la naturaleza de la materia. En el caso del agua, el agente es el calor.

Cambios del estado del agua:

El paso del estado sólido a líquido recibe el nombre de fusión, lo que sucede por aumento de calor.

El paso de estado líquido a gaseoso se llama evaporación, lo que sucede por aumento de calor.

El paso del estado gaseoso a líquido se llama condensación, lo que sucede por pérdida de calor.

El paso de líquido a sólido recibe el nombre de solidificación, lo que sucede por pérdida de calor.

La materia: Todo lo que nos rodea

Una definición

Materia es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio, y tiene masa.

En nuestro planeta, la materia se encuentra en tres estados: gaseoso, líquido y sólido. Graficando esto en relación a nuestro entorno, tenemos que:

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- El estado gaseoso es el de la atmósfera, que -a su vez- posee muchos gases diferentes. - El estado líquido es el de los océanos, ríos y lagos, que conforman la masa líquida denominada hidrosfera. - El estado sólido es la tierra, constituida por los suelos, montañas, piedras, etcétera. Esta masa sólida es llamada geosfera.

En estos tres estados de la materia existe un patrón común: en todos, la materia está formada por moléculas.

Moléculas

En un sólido, las moléculas están muy unidas, presentando una gran fuerza

de cohesión; en los líquidos, se encuentran un poco más separadas y su

fuerza de cohesión es menor; en los gases, están muy separadas y su

fuerza de cohesión es casi nula.

Por fuerza de cohesión entendemos a la fuerza que une las moléculas.

Como ejemplos de la materia en sus diferentes estados tenemos:

-Sólidos: piedra, talco, harina, etcétera. -Líquidos: agua, vinagre, mercurio, etcétera. -Gases: vapor de agua, oxígeno, hidrógeno, etcétera.

CONDENSACIÓN

En física, proceso en el que la materia pasa a una forma más densa, como ocurre en la licuefacción del vapor. La condensación es el resultado de la reducción de temperatura causada por la eliminación del calor latente de evaporación; a veces se denomina condensado al líquido resultante del proceso.

La eliminación de calor reduce el volumen del vapor y hace que disminuyan la velocidad de sus moléculas y la distancia entre ellas. Según la teoría cinética del comportamiento de la materia, la pérdida de energía lleva a la transformación del gas en líquido. La condensación es importante en el proceso de destilación y en el funcionamiento de las máquinas de vapor, donde el vapor de agua utilizado se vuelve a convertir en agua en un aparato llamado condensador.

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En química, la condensación es una reacción que implica la unión de átomos dentro de una misma molécula o en moléculas diferentes. El proceso conduce a la eliminación de una molécula simple, por ejemplo de agua o alcohol, para formar un compuesto nuevo más complejo, frecuentemente de mayor peso molecular que cualquiera de los compuestos originales.

EVAPORACIÓN

Conversión gradual de un líquido en gas sin que haya ebullición. Las moléculas de cualquier líquido se encuentran en constante movimiento. La velocidad media (o promedio) de las moléculas sólo depende de la temperatura, pero puede haber moléculas individuales que se muevan a una velocidad mucho mayor o mucho menor que la media.

A temperaturas por debajo del punto de ebullición, es posible que moléculas individuales que se aproximen a la superficie con una velocidad superior a la media tengan suficiente energía para escapar de la superficie y pasar al espacio situado por encima como moléculas de gas.

Como sólo se escapan las moléculas más rápidas, la velocidad media de las demás moléculas disminuye; dado que la temperatura, a su vez, sólo depende de la velocidad media de las moléculas, la temperatura del líquido que queda también disminuye. Es decir, la evaporación es un proceso que enfría; si se pone una gota de agua sobre la piel, se siente frío cuando se evapora.

En el caso de una gota de alcohol, que se evapora con más rapidez que el agua, la sensación de frío es todavía mayor. Si un líquido se evapora en un recipiente cerrado, el espacio situado sobre el líquido se llena rápidamente de vapor, y la evaporación se ve pronto compensada por el proceso opuesto, la condensación.

Para que la evaporación continúe produciéndose con rapidez hay que eliminar el vapor tan rápido como se forma. Por este motivo, un líquido se evapora con la máxima rapidez cuando se crea una corriente de aire sobre su superficie o cuando se extrae el vapor con una bomba de vacío.

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UNIDAD III

LAS MEZCLAS Y SU IMPORTANCIAEN EL AMBIENTE.

2.1 Concepto de mezcla

Una mezcla es una materia constituida por diversas moléculas. Las

materias formadas por moléculas que son todas iguales, en cambio,

reciben el nombre de sustancia químicamente pura o compuesto

químico.

Las mezclas, por lo tanto, están formadas por varias sustancias que

no mantienen interacciones químicas. Las propiedades de los

diversos componentes pueden incluso ser distintas entre sí. Es

habitual que cada uno de ellos se encuentre aislado a través de algún

método mecánico.

Una mezcla surge cuando se incorporan distintas sustancias sin

interacción química a un todo. Si la misma está formada por

sustancias puras que no pierden sus propiedades naturales en la

integración, se habla de mezcla homogénea. Éstas son disoluciones y

se caracterizan por no exhibir sus componentes de manera

diferenciada ante los ojos del observador, que sólo detecta una única

fase.

2.2 Clasificación y tipos de mezclas

A grandes rasgos, las mezclas pueden ser clasificadas en dos grandes

grupos, dependiendo de sus características:

Mezcla Homogénea

Las mezclas homogéneas son aquellas en las que los componentes de la

mezcla no son identificables a simple vista. Una mezcla homogénea

importante de nuestro planeta es el aire. El aire está formado por varios

componentes como:

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Oxígeno: Elemento O.

Nitrógeno: Elemento N.

Dióxido de carbono: Compuesto CO2

Vapor de agua

Otros gases en menor cantidad.

Entre las mezclas homogéneas se distingue un tipo especial denominado

disolución o solución. Al componente que se encuentra en mayor cantidad

se le denomina solvente o disolvente y al que se encuentra en menor

cantidad, soluto.

Mezcla heterogénea

Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no

uniforme en la cual se pueden distinguir a simple vista sus componentes y

está formada por dos o más sustancias, físicamente distintas, distribuidas en

forma desigual. Las partes de una mezcla heterogénea pueden separarse

fácilmente. Pueden ser gruesas o suspensiones de acuerdo al tamaño.

Mezclas gruesas: El tamaño de las partículas es apreciable, por ejemplo:

las ensaladas, concreto, etc. Y suspensiones: Las partículas se depositan

con el tiempo, por lo general tiene la leyenda "agítese bien antes de usar",

por ejemplo: medicamentos, aceite con agua, etc.

Las mezclas compuestas entre diferentes sustancias gaseosas se

caracterizan por ser entre partículas que se encuentran muy poco

unidas entre sí y a distancias significativas.

También se encuentran aquellas mezclas que las componen distintas

moléculas líquidas. En casos como estos se pueden identificar las

siguientes opciones:

Emulsiones: mezclas como estas son las que están compuestas por

más de un líquido inmiscible, por lo que, a nivel molecular no logran

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mezclarse de forma permanente tras haberlas agitado, sino que,

luego de un período de reposo vuelven a separarse.

Disoluciones: en oposición a las mezclas anteriores, en estas las

distintas sustancias que las componen sí logran mezclarse de manera

permanente, conformando una mezcla homogénea.

Además, existen mezclas compuestas por sustancias líquidas y

sólidas, que se clasifican en 4 grupos:

Geles: las mezclas como estas se caracterizan por encontrarse en un

estado que podría ser definido como intermedio entre el sólido y el

líquido.

Suspensiones: si bien estas mezclas tienen un estado líquido, se

caracterizan por ser turbias, por lo que por medio de filtros o de

sedimentación se logra separar fácilmente las sustancias que las

componen.

Coloides: en mezclas como estas, tendiendo a líquidas, a diferencia

de las anteriores, resulta muy difícil identificar los compuestos que

poseen.

Disoluciones: mezclas como estas consisten en la disgregación de

sustancias sólidas a escala iónica y molecular, en una sustancia

líquida.

Se habla de las mezclas gaseosas que contienen sólidos y

líquidos, en las que se encuentran las siguientes opciones:

Disoluciones: en este caso, la mezcla ocurre entre una sustancia

líquida y un gas.

Espumas: en este caso se pueden identificar dos variedades: las

sólidas y las líquidas. Las sólidas son aquellas cuya consistencia,

como su nombre indica, resulta sólida. Por otra parte, en las líquidas

el gas y el líquido no logran disolverse totalmente, por lo que

componen una mezcla espumosa.

Página 83

Otro tipo de mezclas son las que están compuestas por gases

con líquidos o sólidos:

Aerosoles líquidos: en el caso de estas mezclas se combinan

sustancias gaseosas con líquidas.

Aerosoles sólidos: a diferencia del caso anterior, la mezcla se

establece entre una sustancia gaseosa y otra sólida.

2.3 El agua común en una mezcla

El agua sirve para regular la temperatura de nuestro cuerpo. Cuando

transpiramos y cuando se evapora la transpiración, nos enfriamos. Esto

sucede porque para pasar de líquido a vapor de agua necesita calor, y

como está sobre nuestra piel, lo toma de nuestro cuerpo.

Las moléculas de agua tienen una alta tensión superficial, se atraen entre sí

tan fuerte que tienden a comportarse como si fueran una delgada película

elástica. Este nivel de tensión produce que las gotas tengan forma esférica

antes de que por acción de la gravedad se alarguen

El agua líquida presenta la capacidad de disolver una gran cantidad de

sustancias por lo que se denomina como "solvente universal". Es el líquido

que más sustancias disuelven y transporta. Tanto el agua de mar como la

de los ríos, lagos y lagunas son soluciones por agua (el solvente) y una

gran cantidad de sustancias disueltas (los solutos). Entre los solutos hay

sales minerales, como el cloruro de sodio, que conocemos como la sal de

mesa.

2.4 La purificación del agua como la separación de mezclas.

La correcta separación de mezclas nos ayuda a poner en práctica todos

los métodos que se presentarán, para separar mezclas; es importante

saber sobre su estado físico:

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1) Destilación

La destilación es el procedimiento más utilizado para la separación y

purificación de líquidos, y es el que se utiliza siempre que se pretende

separar un líquido de sus impurezas no volátiles. La destilación, como

proceso, consta de dos fases: en la primera, el líquido pasa a vapor y en la

segunda el vapor se condensa, pasando de nuevo a líquido en un matraz

distinto al de destilación.

2) Evaporación

Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los

componentes, y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente.

Este método se emplea si no tenemos interés en utilizar el componente

evaporado. Los otros componentes quedan en el envase.

3) Centrifugación

Es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la

sedimentación. Se coloca la mezcla dentro de una centrifuga, la cual tiene

un movimiento de rotación constante y rápido, lográndose que las

partículas de mayor densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden

en la parte superior.

4) Levigación

Se utiliza una corriente de agua que arrastra los materiales más livianos a

través de una mayor distancia, mientras que los más pesados se van

depositando; de esta manera hay una separación de los componentes de

acuerdo a lo pesado que sean.

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5) Imantación

Se fundamenta en la propiedad de algunos materiales de ser atraídos por

un imán. El campo magnético del imán genera una fuente a tractora, que

si es suficientemente grande, logra que los materiales se acercan a él. Para

poder usar este método es necesario que uno de los componentes sea

atraído y el resto no.

6) Cromatografía de Gases

La cromatografía es una técnica cuya base se encuentra en diferentes

grados de absorción, que a nivel superficial, se pueden dar entre diferentes

especies químicas. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no,

es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se

encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales

utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados),

para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que

se queden adheridos a su superficie.

7) Cromatografía en Papel

Se utiliza mucho en bioquímica, es un proceso donde el absorbente lo

constituye un papel de Filtro. Una vez corrido el disolvente se retira el papel

y se deja secar, se trata con un reactivo químico con el fin de poder

revelar las manchas.

8) Decantación

Consiste en separar materiales de distinta densidad. Su fundamento es que

el material más denso.

9) Tamizado

Consiste en separar partículas sólidas de acuerdo a su tamaño.

Prácticamente es utilizar coladores de diferentes tamaños en los orificios,

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colocados en forma consecutiva, en orden decreciente, de acuerdo al

tamaño de los orificios. Es decir, los de orificios más grandes se encuentran

en la parte superior y los más pequeños en la inferior. Los coladores

reciben el nombre de tamiz y están elaborados en telas metálicas.

10)Filtración

Se fundamenta en que alguno de los componentes de la mezcla no es

soluble en el otro, se encuentra uno sólido y otro líquido. Se hace pasar la

mezcla a través de una placa porosa o un papel de filtro, el sólido se

quedará en la superficie y el otro componente pasará.

Unidad III

IMPACTO DEL DIÓXIDO DE CARBONO EN EL AGUA Y LA ATMOSFERA

El dióxido de carbono como mezcla

3.1 El dióxido de carbono

El dióxido de carbono (CO2), es uno de los gases más abundantes en la

atmósfera y juega un papel importante en los procesos vitales de plantas,

animales y, en definitiva del ser humano, como en la fotosíntesis, la

respiración o en diversas actividades internas del cuerpo humano.

Historia del dióxido de carbono

El dióxido de Carbono (CO2) es un gas inerte, incoloro, inodoro e insípido,

que está presente en nuestra atmósfera de manera natural; además de ser

aislador, no ser inflamable, ni permitir la combustión.

El CO2 es uno de los gases de efecto invernadero que contribuye a que la

Tierra tenga una temperatura habitable, siempre y cuando se mantenga en

unas cantidades determinadas. Sin dióxido de carbono, la Tierra sería un

bloque de hielo. Por otro lado un exceso de CO2 impide la salida de calor

de la atmósfera y provoca un calentamiento excesivo del planeta.

Características.

• No inflamable.

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• Incoloro.

• Inodoro.

• Más pesado que el aire.

• Oxidante al contacto con el agua.

• No tóxico.

• Asfixiante.

3.2 Usos del dióxido de carbono.

El Bióxido de Carbono se utiliza como gas en los refrescos, les da el sabor

ácido y la estimulante sensación de burbujeo tan característica en esa

clase de bebidas, también es útil en vinos y otras bebidas. Debido a su

característica de gas inerte, es utilizado también para inertización de

reactores, tanques o equipos de transferencia. También es utilizado en

procesos de soldadura por arco, en la industria de fundición, del plástico y

en la industria química entre otras.

Se utiliza como agente extintor eliminando el oxígeno para el fuego.

También en refrigeración como líquido refrigerante en máquinas frigoríficas

como hielo seco.

3.3 Impacto del dióxido de carbono en el agua y la atmosfera

El dióxido de carbono (CO2) es el más importante de los gases menores,

involucrado en un complejo ciclo global. Se libera desde el interior de la

Tierra a través de fenómenos tectónicos, vulcanismo y a través de la

respiración, procesos de suelos y combustión de compuestos con carbono

y la evaporación oceánica. El CO2 es un componente natural del aire. Se

ocupa de crear un efecto invernadero sobre la tierra, una especie de tapa

que impide que desaparezca el calor de la superficie y que la Tierra se

enfríe. Y la biosfera o el ecosistema global funcionan de tal manera que

hace posible la vida sobre el planeta.

Acidificación de los océanos:

La acidificación del océano es un peligro oculto causado por el aumento

de las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono (CO2).

Recientemente, los científicos han demostrado que la quema de petróleo,

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carbón o gas, transforma rápidamente la química básica de los océanos,

lo que hace que el agua sea más ácida. Cada día hay más evidencia de

que la acidificación afecta la vida marina en todo el mundo y que dentro

de unas décadas valiosos ecosistemas marinos pueden ser dañados o

destruidos.

¿Qué es la acidificación de los océanos?

El proceso de acidificación de los océanos es sorprendentemente simple.

De la misma manera que el dióxido de carbono, procedente de la quema

de combustibles fósiles, se acumula en la atmósfera y causa el

calentamiento global, también se acumula en los océanos, donde cambia

la química del agua. Cuando el dióxido de carbono entra en el océano,

este reacciona con el agua de mar para formar ácido carbónico.

Desde el comienzo de la revolución industrial, hace 150 años, el mar ha

absorbido aproximadamente una cuarta parte de todo el dióxido de

carbono proveniente de combustibles fósiles, lo cual es equivalente a 500

mil millones de toneladas. Por lo tanto, el promedio de acidez ha

aumentado un 30 por ciento. Las actividades de los humanos están

innegablemente vinculadas a los cambios en la acidez de los océanos.

Además de ser indiscutible el efecto que produce la acidificación del

dióxido de carbono, el CO2 que se produce por la quema de combustibles

fósiles se puede identificar y medir en el agua del océano.

• El dióxido de carbono es el gas de efecto invernadero más

importante emitido como consecuencia de actividades humanas,

tales como la quema de combustibles fósiles y la deforestación.

• El CO2 perdura en la atmósfera durante cientos e incluso miles de

años y por tanto determinará en gran medida el calentamiento

medio global en superficie a finales del siglo XXI y posteriormente.

• La mayoría de los aspectos del cambio climático perdurarán durante

muchos siglos, incluso aunque se detuvieran inmediatamente las

emisiones de CO2.

• Contaminantes primarios son:

Óxidos de azufre (SOx), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de

carbono (CO), aerosoles, hidrocarburos, halógenos y sus derivados

(Cl2, HF, HCl, haluros), arsénico y sus derivados, ciertos componentes

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orgánicos, metales pesados (Pb, Hg, Cu, Zn) y partículas minerales

(asbesto y amianto).

• Contaminantes secundarios

Son los que se forman en la atmósfera mediante reacciones

químicas de otros contaminantes que proceden en su mayor parte

de fuentes antropogénicas: ozono (O3), sulfatos, nitratos, aldehídos,

cetonas, ácidos. Encontramos que los contaminantes atmosféricos se

subdividen en: partículas y gases. También se pueden agrupar en

función de sus posibles efectos sobre la salud humana y el medio

ambiente.

• PARTÍCULAS

Son los contaminantes atmosféricos más complejos, ya que

engloban un amplio espectro de sustancias, tanto sólidas como

líquidas, procedentes de diversas fuentes, entre las que destacan las

siguientes: polvo (producido por desintegración mecánica), humos

(procedentes de combustiones), brumas (por condensación de

vapor) y aerosoles (mezcla de partículas sólidas y/o líquidas

suspendidas en un gas).

• GASES

Un amplio abanico de sustancias, en forma gaseosa, de diversa

naturaleza y con comportamientos y dinámicas químicas muy

diferentes, constituyen los principales gases contaminantes

atmosféricos.

• ÓXIDOS DE CARBONO

Fundamentalmente son el monóxido de carbono (CO) y el dióxido

de carbono (CO2). Se liberan a la atmósfera como consecuencia de

las combustiones incompletas (CO) y completas (CO2). La fuente

principal del CO son los humos procedentes del escape de los

vehículos a motor.

El dióxido de carbono como agente del efecto invernadero

• El dióxido de carbono, junto al vapor de agua y otros gases, es uno de los gases de efecto invernadero (G.E.I.) que contribuyen a que la Tierra tenga una temperatura tolerable para la biomasa. Por otro lado, un exceso de dióxido de carbono se supone que acentuaría el fenómeno conocido como invernadero, reduciendo la emisión de calor al espacio y provocando un mayor calentamiento del planeta; sin embargo, se sabe también que un aumento de la temperatura del mar por otras causas (como la intensificación de la radiación

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solar) provoca una mayor emisión del dióxido de carbono que permanece disuelto en los océanos (en cantidades colosales), de tal forma que la variación del contenido del gas en el aire podría ser causa o consecuencia de los cambios de temperatura, cuestión que no ha sido dilucidada por la ciencia.

• En los últimos años la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera ha presentado un aumento. Se ha pasado de unas 280 ppmen la era preindustrial a unas 390 ppm en 2009 (aun cuando su concentración global en la atmósfera es de apenas 0,039 %). Este aumento podría contribuir, según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático promovido por la ONU, al calentamiento global del clima planetario, en oposición, otros científicos dudan de que la influencia de los gases llamados "de efecto invernadero" (básicamente anhídrido carbónico y metano) haya sido crucial en el calentamiento que se lleva registrando en promedio en la superficie terrestre (0,6 °C) en los aproximadamente últimos 100 años.

3.4 LA SATISFACCION DE LAS NECESIDADES

Este es considerado como el concepto más tradicional hacia donde fija su

atención el mercadeo el cual es la comprensión de las necesidades del

consumidor, que se considera sujeto activo en la relación de intercambio

económico, es precisamente esta la importancia que tiene para el

mercadeo conocer a su consumidor, en sus necesidades y las variables

que a través del producto que ofrezcan puede satisfacerlas. Dentro de

estas tenemos:

Las necesidades absolutas y relativas.

las necesidades “Absolutas “son aquellas que experimenta el individuo

indiferentemente de la situación que experimente la sociedad, estas son

limitadas en capacidad, y esto se debe a que a medida que se satisfacen

van apagándose, y las “Relativas” son aquellas que cuando se satisfacen

van a elevar a la persona y le ocasionan un sentimiento de superioridad,

debido a su naturaleza son consideradas insaciables, ya que cuando la

capacidad económica del individuo es mayor, aumenta en la misma

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proporción sus apetencias, es más podría decirse que esas conquistas en

el terreno de las necesidades relativas son las que sirven a las sociedades

actuales para definir las posiciones de los individuos en la escala social.

La necesidad, el deseo y la demanda.

“La Necesidad” podemos decir que ocasiona en el individuo un

sentimiento de privación que se encuentra intrínsecamente ligado a la

condición humana, por lo tanto es de carácter universal, común a todos,

este sentimiento posee la peculiaridad de motivar la conducta del

individuo a eliminar dicho sentimiento, Privación Conducta de

erradicación. “El deseo” Es la exteriorización de la voluntad de satisfacer la

necesidad, y que no todos los individuos van a realizar de la misma

manera puesto que depende de una serie de factores que influyen como

la edad, la cultura socialmente dominante, el ambiente climatológico y

otras situaciones.

“La demanda” consiste en la formulación expresa del deseo según la

voluntad de compra de cada individuo y según los recursos de que

dispone para ello. Pueden presentarse situaciones de necesidad sin deseo,

un ejemplo de esto es el enfermo que necesita comer para sobrevivir, pero

no puede expresar su deseo de comida, así como también puede existir

deseo sin demanda, la persona que carece de recursos para formular su

deseo.

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UNIDAD III

LA SATISFACCION DE LAS NECESIDADES

4.1 La combustión como herramienta para modificar la naturaleza.

Combustión: La combustión es la fuente de energía más importante provista

por la naturaleza. Sus aplicaciones en motores de combustión interna,

refinación de metales o cocción de alimentos, entre otros, hacen de ella un

elemento esencial en la eficiencia de algunos procesos.

¿Qué es la Combustión?

La combustión es la reacción química rápida del oxígeno del *aire u oxígeno

directo, que se define como comburente, con los distintos elementos que

constituyen el combustible (principalmente carbono (C) e hidrógeno (H).

Estas reacciones químicas liberan energía produciendo aumentos locales de

temperatura, lo que origina un flujo de calor hacia el exterior.

* El aire está compuesto principalmente de oxígeno (O) y nitrógeno (N).

Tipos de Combustión

Completa: Se produce cuando el total del combustible reacciona con el

oxígeno. En el caso de una combustión completa, los productos de esta

combustión son solamente CO2, H2O, O2 y N2. Es decir no quedan residuos

de combustible sin quemar.

Incompleta: Se produce cuando parte del combustible no reacciona

completamente. En este caso los productos de la combustión incluyen

también hidrocarburos no quemados, como C, H y CO.

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CONDICIONES PARA LA COMBUSTIÓN

Para que ocurra la combustión, el combustible debe alcanzar la denominada

temperatura de ignición. Cuando ello ocurre, el combustible comienza a

arder y se forma la llama, una zona donde ocurre una rápida oxidación del

combustible, liberando gran cantidad de energía, y que se produce a altas

temperaturas.

Una mezcla aire/combustible es inflamable cuando la llama iniciada en uno

de sus puntos puede propagarse.

Para cada combustible existen dos límites de inflamabilidad, fuera de los

cuales la mezcla no es combustionable. Por debajo del límite inferior de

inflamabilidad, la mezcla no es suficientemente rica en combustible, sobre el

límite superior de inflamabilidad la mezcla es pobre en comburente (aire).

Tipos de Llama

1. Llama de Premezcla: Una llama se considera premezclada cuando la

mezcla de combustible y comburente se realiza antes de la boquilla

del quemador. La cantidad de aire usualmente es menor que la

estequeométrica y el aire faltante proviene del ambiente que rodea la

llama, denominado aire secundario.

2. Llama de Difusión: Una llama es de difusión cuando la mezcla del

combustible y el comburente se realiza en el exterior del quemador. El

gas sale por la boquilla del quemador y el oxígeno para la combustión

proviene del aire circundante. Esta llama es más luminosa que la de

premezcla y su luminosidad proviene de las partículas de hollín

incandescentes.

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4.2 OXIDACIÓN DE LOS MATERIALES

Cuando un material se combina con el oxígeno, transformándose en óxidos

más o menos complejos, se dice que experimenta una reacción de

oxidación. De una forma esquemática, se puede representar el proceso de

oxidación de la siguiente manera:

Material + Oxígeno = Óxido del material ± energía

El signo + que precede a la energía indica que la reacción es exotérmica y,

en consecuencia, transcurre hacia la formación del óxido. En cambio, si la

reacción es endotérmica (signo - para la energía), puede deducirse que el

material será de difícil oxidación.

Cuando un material se encuentra situado en una atmósfera oxidante, su

superficie se oxida más o menos rápidamente; el óxido que se forma se

deposita en la parte exterior del material recubriéndolo por completo. Para

que el proceso de oxidación continúe en esa situación, el material o el

oxígeno deben atravesar, por difusión, la capa de óxido, que se comporta

oponiéndose tanto al movimiento de los átomos de oxígeno como a los del

material. Existen capas de óxidos que presentan mayor oposición a este

movimiento que otras.

¿QUÉ ES LA OXIDACIÓN?

Básicamente, la oxidación es la falta de electrones en átomos cuando dos o

más sustancias interactúan: con perder un electrón es más que suficiente.

Esto significa que el átomo de metal pasa de un estado neutral a una carga

positiva de iones cuando entra en contacto con el oxígeno, produciendo el

óxido.

La oxidación también puede producirse cuando se disuelven

los metales; por ejemplo, si disolvemos zinc en ácido, así como también con

otros elementos, como una manzana en contacto con el aire.

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El contrario de la oxidación es la reducción, que se produce cuando se

adiciona al menos un electrón cuando dos sustancias entran en contacto.

TIPOS DE OXIDACIÓN

Las oxidaciones pueden ser lentas o rápidas, pero en todas ellas se

libera energía. Sin embargo y por lo general, el término oxidación se aplica a

procesos cuyas manifestaciones son lentas y en donde la energía que se

produce no se percibe, porque se disipa en el ambiente. Por ejemplo: la

respiración, la corrosión de los metales, la putrefacción de la madera, el

envejecimiento del cuerpo, etc.

En las oxidaciones rápidas los efectos son inmediatos y claramente visibles.

En estas reacciones se generan grandes cantidades de calor, y debido a

esto, se puede producir una llama. Esto es lo que se conoce

como reacciones de combustión.

Para realizar el proceso de oxidación se pueden utilizar diferentes

mecanismos o sistemas, entre ellos podemos mencionar:

• OXIDACIÓN QUÍMICA.

Reacción que tiene lugar, por ejemplo, en presencia del oxígeno disuelto del

agua en un proceso a través del cual el oxígeno es reducido y el compuesto

orgánico es oxidado. (Utilizado para purificar aguas servidas).

• OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA

La oxidación electroquímica (depuración electroquímica) se produce

mediante reacciones anódicas (indirectas y/o directas) en las que el oxígeno

es transferido desde el disolvente (agua) a los productos que deben

oxidarse.

La característica principal del tratamiento es que utiliza la energía eléctrica

como vector de descontaminación ambiental.

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• OXIDACIÓN TÉRMICA

Método de oxidación que empleando hornos se aplica para incinerar de

residuos, los que se transforman en materias inertes (cenizas o escorias) y

gases a través de una combustión controlada a temperaturas elevadas (900º

C).

Lo que comúnmente llamamos basura, técnicamente se conoce como

desechos sólidos y consiste básicamente de todo material, producto de las

actividades humanas, que se bota o elimina por carecer de valor o utilidad.

• OXIDACIÓN CATALÍTICA

Existen unas sustancias, denominadas catalizadores, que tienen la

propiedad de acelerar la reacción de oxidación de los compuestos orgánicos

volátiles a temperaturas relativamente bajas, generalmente entre 250 y 350º

C, sin experimentar un cambio químico.

Los gases a depurar deben ser calentados hasta alcanzar la temperatura de

funcionamiento del catalizador. Este calor necesario es suministrado por un

quemador a gas o un calentador eléctrico. Para reducir el consumo

energético, puede instalarse un pre calentador que aproveche el calor de los

gases ya depurados.

• OXIDACIÓN Y RESPIRACIÓN

La oxidación es el efecto primario de la respiración en el cuerpo, es un

proceso natural que implica que el oxígeno se combine con otra sustancia.

Como resultado de esta oxidación, la composición química de ambas

sustancias cambia.

Otro ejemplo lo tenemos con la respiración celular, que no es más que la

oxidación de glucosa (C6H12O6) a CO2 y la reducción de oxígeno a agua.

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Ya vimos que, técnicamente hablando, la oxidación incluye cualquier

reacción en la cual se transfieren electrones, la mayoría de las oxidaciones

producen grandes cantidades de energía. La oxidación es como una

combustión dentro del cuerpo, cuando el oxígeno convierte los azúcares en

energía.

Nuestro cuerpo también usa la oxidación como defensa contra bacterias,

virus, fermentaciones, etcétera, porque las moléculas oxidantes atacan a las

células patógenas y éstas son expulsadas de cuerpo a través del proceso

normal de eliminación.

4.3 Mezclas contaminantes del aire

La contaminación del aire es una mezcla de partículas sólidas y gases en

el aire. Las emisiones de los automóviles, los compuestos químicos de las

fábricas, el polvo, el polen y las esporas de moho pueden estar

suspendidas como partículas.

El ozono, un gas, es un componente fundamental de la contaminación del

aire en las ciudades. Cuando el ozono forma la contaminación del aire

también se denomina.

FUENTES DE CONTAMINACIÓN

Las naturales: de las que el hombre no es responsable y no puede hacer

nada, ya que se trata de procesos que existieron siempre, como en el caso

de los volcanes, que pueden pasar muchos años sin actividad hasta que

despiertan por medio de erupciones más o menos violentas.

Las artificiales: son el resultado de las diversas actividades del hombre,

como los procesos industriales, las combustiones de automóviles,

mecanismos de calefacción, etc.

Efectos debidos a la contaminación del aire

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Salud humana

Olores

Enfermedades crónicas

Incapacidad laboral

Bronquitis

Asma

Bienestar general.

Salud animal

Envenenamiento por plomo,

arsénico, etc.

Radioactividad

Enfermedades agudas o

crónicas

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4.4 EL EFECTO INVERNADERO Y SU IMPORTANCIA.

Se llama efecto invernadero al fenómeno por el que determinados gases

componentes de una atmósfera planetaria retienen parte de la energía

que el suelo emite al haber sido calentado por la radiación solar.

Este fenómeno evita que la energía del sol recibida constantemente por la

tierra vuelva inmediatamente al espacio produciendo a escala planetaria

un efecto similar al observado en un invernadero.

¿Por qué se produce?

Se podría decir que el efecto invernadero es un fenómeno atmosférico

natural que permite mantener una temperatura agradable en el planeta, al

retener parte de la energía que proviene del sol. El aumento de la

concentración de dióxido de carbono (CO2) proveniente del uso de

combustibles fósiles ha provocado la intensificación del fenómeno

invernadero. Principales gases: Dióxido de carbono/ CO2.

Consecuencias

Grandes cambios en el clima a nivel mundial.

El deshielo de los casquetes polares lo que provocaría el aumento

del nivel del mar.

Las temperaturas regionales y los regímenes de lluvia también sufren

alteraciones, lo que afecta negativamente a la agricultura.

Aumento de la desertificación.

Cambios en las estaciones, lo que afectará a la migración de las

aves, a la reproducción de los seres vivos etc.

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¿Podríamos vivir sin el efecto invernadero?

En el Sol se producen una serie de reacciones nucleares que tienen como

consecuencia la emisión de cantidades enormes de energía. Una parte

muy pequeña de esta energía llega a la Tierra, y participa en una serie de

procesos físicos y químicos esenciales para la vida.

Mientras que la atmósfera absorbe la radiación infrarroja y ultravioleta, la

luz visible llega a la superficie de la Tierra. Una parte muy pequeña de esta

energía que nos llega en forma de luz visible es utilizada por las plantas

verdes para producir hidratos de carbono, en un proceso químico

conocido con el nombre de fotosíntesis.

En este proceso, las plantas utilizan anhídrido carbónico y luz para producir

hidratos de carbono (nuevos alimentos) y oxígeno.

Las emisiones de gases por las industrias, las plantas de generación de

electricidad, los automóviles y la tala de árboles provocan daños en el

ambiente. La liberación de gases como el dióxido de carbono influye

directamente en la atmósfera ya que, como decíamos, atrapan más calor

del que necesitamos.

Gases de invernadero

Los gases que producen el efecto invernadero provocan que la radiación

infrarroja del sol se retenga en el ambiente. Esto ocasiona que se caliente

la superficie de la Tierra y la parte inferior de la atmósfera. Desde principios

de siglo hasta hoy, la temperatura ya se ha incrementado en 0,5 grados

centígrados. El dióxido de carbono (CO2) es el gas más importante de

efecto invernadero.

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Conclusión

Un ejemplo ilustrativo de la importancia actual del gas natural se evidencia

en la generación eléctrica: los líquidos derivados del petróleo participan

con el 2%, la hidroelectricidad con el 75% y el gas natural con el 23%. Por

otro lado, el apoyo a la industria ha sido decisivo al contribuir con las

necesidades energéticas de ese importante sector con el equivalente a

281 mil barriles diarios (MBDPE) en más de 1.300 industrias instaladas en las

áreas de influencia de los gasoductos. Otro aporte significativo desde el

punto de vista social, es que el gas natural mejora la calidad de vida en

más de 400 mil hogares de Caracas, Maracaibo y Puerto La Cruz, y

existen proyectos muy avanzados para dotar de gas doméstico a

importantes centros urbanos del país.

Las enormes reservas de gas natural que posee Venezuela, del orden de 40

mil 200 millones de BPE, permiten adelantar proyectos que aporten usos

más nobles a este hidrocarburo. El Complejo Petroquímico José Antonio

Anzoátegui, con su estructura jurídica de condominio, es el asiento actual

y futuro de nuevas industrias petroquímicas que se van desarrollando en

círculos concéntricos, con el incremento de modernas tecnologías para la

obtención del producto final o, cuando menos, de productos intermedios

con nuevos valores agregados. Asimismo, facilita y abarata los servicios

comunes que se requieren, tales como el agua y la electricidad.

En la actualidad, el gas natural ha logrado cuotas relevantes en el

mercado energético nacional, relegando su minusvalía y

los costos irrecuperables que se derivaban de su manejo. Como dato

inicial diremos que el gas natural participa, en el mercado energético

nacional, con un 46%. De los 1 millón 212 mil 500 barriles diarios (MBDPE)

que consume el país, el gas natural aporta 555.920 barriles y la tendencia

es a incrementar esta cifra. Como beneficio asociado a su uso,

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encontramos la liberación de combustibles que pueden emplearse para

otros fines y para la exportación a los mercados internacionales.