como se usan los combustibles

8/18/2019 como se usan los combustibles

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Revisa con anticipación información estadística

sobre el uso de los combustibles industriales.

Revisa el planeamiento y la secuencia de estasesión.

Provéete de algunas muestras de combustibles

que se usen en la industria local.

Ten a la mano la cantidad suficiente de fichas

de aplicación para los estudiantes.

A n t e s de la se sión

Indagamos sobre cuánto y cómo seusan los combustibles en la industria

Imágenes y gráficos sobre consumo de combustibles

industriales.

Papelotes y plumones.

Cuadernos y lapiceros.

Muestras de combustibles empleados en las industrias locales.

Ficha de aplicación.

Diversos combustibles son usados como fuente de energía

en las industrias de todo el planeta, de allí su importancia

para el desarrollo. Sin embargo, el conocimiento que tenemos

hoy sobre el ambiente, además de los avances tecnológicos,

hacen indispensable el uso de combustibles de la mejor calidad

para disminuir su impacto ambiental. Es fundamental que los

estudiantes asimilen y analicen este tema de actualidad, pues

esto contribuirá al desarrollo de su pensamiento crítico y los

encaminará a que, cuando sea adecuado, sepan tomar decisiones

informadas, pertinentes y oportunas.

Materiales o recursos a utilizar

¿Cuánto y cómo se usan

los combustibles en la industria?

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QUINTO GRADO - UNIDAD 6 - SESIÓN 12


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Momentos de la sesión

10minutos

INICIO1.

COMPETENCIAS CAPACIDADES INDICADORES

Explica con conocimientos

científicos el mundo físico.

Comprende y aplica

conocimientos científicos.

Argumenta científicamente.

Responde interrogantes

planteadas con base en la

información consultada de

diferentes fuentes.

Construye una posición crítica

sobre la ciencia y la tecnología

en sociedad.

Toma posición crítica frente a

situaciones sociocientíficas.

Opina respecto a la influencia

positiva o negativa del uso

de los combustibles en el

descubrimiento de hechos y

fenómenos.Defiende su punto de vista

respecto a un aspecto

controversial generado por la

producción y uso de nuevos

materiales.

Área curricular de Ciencia y Ambiente

Competencia(s), capacidad(es) e indicador(es)a trabajar en la sesión

En grupo clase

Saluda a los estudiantes.

Preséntales las muestras quellevaste de los combustibles quese emplean en la localidad. Luegopregúntales lo siguiente: ¿saben

de qué son estas muestras?;¿para qué creen que sirven?Muestra, por ejemplo, un pedazode carbón, una briqueta (materialcombustible hecho de residuoscompactados de aserraderos o deorigen agrícola), leña, un frascocon alcohol, un cojín de ron de quemar, una botella pequeña conkerosene o petróleo o gasolina, entre otros combustibles quepuedas haber conseguido.

Deberás tener muchocuidado con el

almacenamiento y manejode los combustibles que

trajiste como muestra.Asegúrate que no hayacerca ningún elementoque pueda iniciar la

combustión de alguna delas muestras.

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Quinto Grado - Unidad 6 - Sesión 12


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Coméntales que hoy, en la sesión, se indagará más acerca de los

combustibles que se usan en la industria, y que a dichas sustanciasse les conoce también con el nombre de combustibles industriales.

Rotula las muestras de combustibles: kerosene, petróleo, gasolina,carbón, alcohol, ron de quemar , etc. Además, muéstrales la imagende un balón de gas propano. Pídeles que presten atención a losrótulos de las muestras que llevaste.

Luego pregúntales lo siguiente: ¿conocen los usos que tienen estoscombustibles en la industria?; ¿saben cuánto de ellos se gastaen las actividades industriales?; ¿cuáles de estos combustiblesson los más empleados en las industrias de nuestra localidad oregión?, ¿les gustaría investigarlo? Afirma lo siguiente: “Todo estolo descubriremos cuando realicemos el proceso de indagación engrupos”.

A continuación, preséntales la pregunta que guiará su indagación:

Los estudiantes irán identificando las muestras y expresarán algunosusos domésticos e industriales. Convén junto con ellos que se tratade tipos de combustible.

70minutos

DESARROLLO2.Planteamiento de la cuesón sociocienca

Analiza con los estudiantes la pregunta y pídeles que planteen susposibles respuestas.

Solicita que anoten sus respuestas en sus cuadernos de trabajo y enla pizarra.

Procura que los estudiantes vinculen las muestras de combustiblescon su utilidad en la industria local o regional, y que los relacionencon cálculos de consumo.

¿Por qué creen que actualmente se prefiere el uso de combustibles

limpios en la industria?

Planteamiento de hipótesis

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Elaboración del plan de indagación

Indica a los estudiantes que, para dar validez a las respuestasplanteadas, tendrán que hacer indagaciones en diversas fuentessobre los combustibles industriales. Recuérdales que deben elaborarsu plan de indagación en un papelote.

Asimismo, solicita que registren la información más relevante queapoye o refute sus respuestas.

Ayúdales a realizar su indagación y a leer el gráfico 1 medianteestas preguntas: ¿qué fuente de energía es la que más se usaba en1971?, ¿qué fuente de energía es la que más se utilizó en 2011?;¿cuál de las fuentes de energía tuvo el mayor aumento de consumoen los cuarenta años transcurridos entre ambas fechas?, ¿y cuál de

las fuentes es la que más disminuyó?; ¿en qué sector de la industriase usa más el carbón?; ¿el consumo de gas natural se elevó o bajóen la industria?, ¿por qué creen que sucedió esto?

Adaptado de Ecuador Energía (2015). Energía por sectores de la industria años 1971-2011

[gráfico]. Recuperado de

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ENERGÍA POR SECTORES DE LA INDUSTRIA AÑOS 1971-2011

TRANSPORTE INDUSTRIA NO ENERGETICO OTRO

PETROLEO 71 PETROLEO 11GAS NATURAL

71

GAS NATURAL

11

ELECTRICIDAD

71

ELECTRICIDAD

11

CARBON 71 CARBON 11

45,4%

54,8%

39,7%

56,5%53,5%

62,3%55,8%

80,7%

37,4%

44,1% 42,6%44,2%

1,6%

14,6%

4,3%0,34%

12,4%6,7%

16,8%12,0%

8,9%2,4%

0,6%5,2%2,7% 2,8%

23,1%19,9%

11,6%

36,7%

GRÁFICO 1

Solicita que relacionen los textos leídos con los gráficos. Paraello, emplea preguntas como las siguientes: ¿por qué será quelos expertos recomiendan que se incentive el consumo de gas en

la industria?; ¿creen que entre los años 2015 y 2021 aumente elconsumo de gas natural?, ¿en qué sector creen que aumentará?;¿por qué creen que se recomienda el uso de gas natural enreemplazo del petróleo en las termoeléctricas y en la industria?

Luego pide a los estudiantes que, con toda la información obtenidade diversas fuentes, replanteen la respuesta a la pregunta deindagación.

Finalmente, indícales que preparen la exposición de susargumentos.

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Analiza junto con los estudiantes lo que van presentando como

resultado de sus indagaciones y bríndales los esquemas de consumode combustibles industriales (Anexo 2) para que puedan analizarsus resultados y constatar de manera adecuada sus hipótesis.Sobre la base de ellos, pueden recrear gráficos donde señalenlos combustibles que se emplean en las industrias locales, o enactividades comerciales o económicas que se realizan en su localidad.

En la sistematización, pídeles que presenten sus argumentos a lapregunta de investigación, y que indiquen si lo que plantearoninicialmente fue correcto o no.

Toma en cuenta que, para determinar la validez de sus hipótesis,

deberán organizar la información obtenida en sus indagaciones,para luego vincularla con la realidad de la industria local; es decir,han de contestar la pregunta sabiendo no solo el uso, sino tambiénel consumo de combustible en las diversas actividades de laindustria local.

A continuación, reflexiona junto con los estudiantes sobre la impor-tancia que tienen algunos combustibles para la industria nacional.

Pide a los estudiantes que expliquen el uso que dan a loscombustibles, y que argumenten sobre su importancia para eldesarrollo de la industria local. Diles que seleccionen el combustiblemás limpio de todos.

Indícales que elaboren un esquema donde detallen el tipo decombustible, sus usos y el gasto que se realiza de este en losprocesos industriales o comerciales en los que se emplea.

Solicita que planteen su punto de vista sobre si debería usarsemás el gas natural para la industria. Deben dar por lo menos tresargumentos para sustentar su punto de vista.

Pide a los estudiantes que expliquen el uso que dan a loscombustibles y argumenten su importancia para el desarrollo de laindustria local. Además, deben expresar un cálculo aproximado decuánto se gasta en combustible en sus casas.

Solicítales que indiquen qué ventajas y desventajas tiene el uso de esecombustible en sus casas, tanto para su salud como para el ambiente.

Análisis de resultados y comparación de las hipótesis

Argumentación

Comunicación

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Comenta lo siguiente: “De acuerdo con los resultados de las

diversas indagaciones en grupos, se ha determinado que elcombustible más empleado en nuestra localidad o región es _________ (menciónalo). Este se emplea para el funcionamientode múltiples maquinarias y equipos destinados a la industria _________ (menciónala)”.

Podrías referir que el petróleo (o la gasolina) se emplea para hacerfuncionar el tractor que remueve la tierra de la chacra al iniciar unnuevo proceso de producción agrícola, y que aproximadamente seutilizan, para preparar la tierra de una hectárea, dos galones decombustible. Además, se continúan usando las calderas de carbón

al fundir el oro y la plata que se trabajaran en orfebrería paraelaborar collares y otras joyas. Para fundir una pepita de oro serequiere aproximadamente de 10 kilos de carbón.

Finalmente, pide a los estudiantes que respondan las siguientespreguntas: ¿qué aprendimos en esta sesión?, ¿cómo lo aprendimos?,¿para qué nos servirá lo aprendido?

10minutos

CIERRE (valoración del aprendizaje)3.

Tarea a traba jar en casa

Solicita a los estudiantes que analicen los tipos de uso de los

combustibles (Anexo 1) y que los escriban en su cuaderno.

Indícales que describan qué otros usos de estos combustibles

conocen, y que expliquen si son o no combustibles limpios.

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Analiza los tipos de uso de los combustibles más comunes.

Anexo 1Quinto Grado

Petróleo

Materia prima para obtener derivadosde importancia comercial, comogasolina, aceites, etc.

Kerosene

Se uliza en la limpieza mecánica,

como disolvente, y en la elaboraciónde inseccidas.

GasolinaCombusble de motores industriales yautomóviles.

Gas naturalCombusble versál que se emplea enprocesos de combusón.

Carbón

Combusble fósil, anguamente usadoen calderas. Se emplea en calefaccióny en la industria metalúrgica.

LeñaCombusble de uso muy anguo,ulizado en hornos caseros para lacocción de alimentos.

Ron de quemar De combusón rápida. Se le empleapara iluminación en lámparas.

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Analiza los tipos de uso de los combustibles más comunes.

Anexo 2Quinto Grado

Grácos estadíscos

Adaptado de Consumo mundial de energía [gráfico]. (s. f.). Recuperado de

Adaptado de Organización de las NacionesUnidas para la Alimentación y la Agricultura.(s. f.). Consumo final energético. Sector

industrial [gráfico]. Recuperado de

Ministerio de Energía y Minas delPerú. (s. f.). Matriz energética nacional [gráfico]. Recuperado de

Viceministrode Energía

http://www.minem.gob.pe/

Dirección

General de Electricidad

Matriz Energética NacionalESTRUCTURA DEL CONSUMO FINAL DE ENERGÍA POR FUENTES: 2009

Fuente Empresas del Sector, DGH, DGE. Datos estimados.Documento: Balance de Energía 2009, MINEM

CarbónMineraly

Derivados

45%

Bagazoy Carbón

Vegetal

25,3%

Electricidad

17,7% Leñay B&Y

14,1%EnergíaSolar

0,0%

Hidrocarburos

81,8%TOTAL: 805 094 TJ

La electricidadrepresenta el18% delconsumo final deenergía a nivelnacional.

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Nota sobre el gas naturalEn el encuentro anual de altos ejecuvos de los sectores de electricidad e hidrocarburosPERÚ ENERGÍA 2015, parciparon destacados ponentes nacionales y extranjeros y se discu-eron las tendencias energécas internacionales. En sus conclusiones, los expertos plantea-ron que el consumo mundial de gas natural crecerá rápidamente en los próximos años. Estocreará un mercado de gas natural que representará una gran oportunidad para los paísesque lo producen, como es el caso del Perú.

La demanda de gas, connúa el informe, estará relacionada directamente con la generaciónde electricidad, por lo que urge buscar que se ejecuten, en provincias, proyectos de plantastermoeléctricas de gas natural (actualmente las termoeléctricas generan electricidad uli-

zando como fuente energéca el petróleo).Los expertos recomendaron que, mediante lo que ellos llaman la promoción de la culturadel gas natural, se trabaje en fomentar industrias y acvidades que usen el gas natural y elconsumo masivo de este combusble en los hogares.

En su informe demandan la atención del Gobierno para que brinde apoyo a esta iniciava.

Combusbles y contaminación del ambiente

Leña

La combusón de madera origina emisiones de una gran variedad de compuestos orgánicos,

entre los que se incluyen sustancias catalogadas como cancerígenas (que pueden producirde cáncer), como el benzopireno e hidrocarburos aromácos policíclicos (sustancias que sedesprenden como producto de la combusón). En el caso de estos úlmos, el problema queexiste es que, una vez en el exterior y en contacto con el suelo, se transforman en sustan-cias que conenen nitrógeno y oxígeno, y que presentan mayor poder cancerígeno que lasiniciales. Además, la localización de estos hidrocarburos es dicil una vez que son emidos ala atmósfera, pues pueden encontrarse en el agua, en la erra o en las plantas. La formaciónde estos hidrocarburos se debe a la combusón incompleta de la madera. Se debe señalarque no solo están asociados a esta, sino que también se producen en grandes candades enla combusón incompleta del carbón y de los derivados del petróleo, como la gasolina.Recuperado de Organización de Estados Iberoamericanos (s. f.). “Lucha contra la contaminación”. Portal web

OEI. Consulta: 11 de julio de 2015.

Combusbles fósiles (petróleo, carbón)

A lo largo de los siglos XIX y XX, la acvidad humana ha transformado la composición quími -ca del agua y del aire en la Tierra, ha modicado la faz del propio planeta y ha alterado lavida misma. ¿Por qué este periodo, más que ningún otro, ha generado cambios tan generali-zados en el entorno?

Las razones son múlples y complejas. Pero, sin lugar a dudas, uno de los factores más nota -bles es la ulización de los combusbles fósiles, que ha suministrado gran candad de ener-

Anexo 3Quinto Grado

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gía a una población mucho mayor que en cualquier época anterior. Hacia 1990, la humani-dad ulizaba un total de energía 80 veces superior a la que usaba en 1800. La mayor partede dicha energía procedía de los combusbles fósiles. La disponibilidad y capacidad de usode esta nueva fuente de energía ha permido a la humanidad aumentar los volúmenes de

producción y de consumo.De forma indirecta, esta fuente de energía ha provocado un rápido crecimiento de la po-blación, al haber desarrollado el ser humano sistemas de agricultura mucho más ecaces(como la agricultura mecanizada), basados en la ulización de estos combusbles fósiles. Lastécnicas de culvo mejoradas originaron un aumento del suministro de alimentos que, a suvez, favoreció el crecimiento de la población. Hacia nales de la década de 1990, la pobla-ción humana era aproximadamente seis veces mayor que la de 1800. Los cambios generali-zados que han tenido lugar en el medioambiente se deben también a otros factores, comoel verginoso ritmo de urbanización o la velocidad igualmente verginosa de la evolucióntecnológica.

Otro factor no menos trascendente es la renovada importancia que los Gobiernos modernosotorgan al crecimiento económico. Todas estas tendencias están relacionadas entre sí. Cadauna de ellas colabora al desarrollo de las otras, y todas ellas conguran la evolución de lasociedad humana en la edad contemporánea. Estas tendencias de crecimiento han replan-teado las relaciones entre el hombre y el resto de los habitantes de la Tierra.

Durante cientos de miles de años, los seres humanos y sus predecesores en la cadena evolu-va han ido modicando, tanto deliberada como accidentalmente, su entorno de vida. Perosolo en épocas recientes, con la ulización de los combusbles fósiles, la humanidad ha con-seguido provocar cambios profundos en la atmósfera, el agua, el suelo, la vegetación y losanimales. Provistos de combusbles fósiles, los humanos han alterado el entorno natural deforma como nunca lo habían hecho en épocas preindustriales, provocando, por ejemplo, la

devastación de hábitats y de fauna y ora naturales a través de los verdos de petróleo.El hombre ha podido provocar los cambios medioambientales de forma mucho más rápidaacelerando anguas acvidades, como la deforestación.

Cuando se quema el combusble fósil, transere su energía química y la convierte en calóri -ca, la cual, luego es trasladada a las máquinas, como motores o turbinas que mueven vehí-culos, maquinaria, etc.

De manera bastante inadverda, y casi involuntaria, la humanidad ha asumido un papel cen -tral en la determinación del desno de muchas especies y en la salud de las aguas, el airey el suelo de nuestro planeta. El ser humano desempeña, por consiguiente, un papel vitalen la evolución biológica. La historia del medioambiente de los dos úlmos siglos ha sidola de una tremenda transformación. En apenas 200 años, la humanidad ha provocado una

modicación más drásca en la Tierra que la ocurrida desde la aparición de la agriculturahace unos 10 000 años. El aire, el agua y el suelo, de importancia vital para el hombre, es-tán en peligro; toda la trama de la vida depende de nuestros caprichos. A grandes rasgos, elser humano nunca ha gozado de tantos éxitos ni ha llevado una vida más placentera. La erade los combusbles fósiles está alterando la condición humana en algunos sendos hastaahora impensables. Pero el hecho de si hemos comprendido este impacto, y de si estamosdispuestos a aceptarlo, constuye un interrogante aún sin respuesta.

Recuperado de John McNeill. (s. f.). “Contaminación: combusbles fósiles”. Portal web La Estantería Solidaria.

Consulta: 11 de julio de 2015.

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Gas natural

El gas natural es el combusble fósil con menor impacto medioambiental de todos los uliza-dos, tanto en las etapas de extracción, elaboración y transporte como en la fase de ulización.

Respecto a la fase de extracción, la única incidencia medioambiental está vinculada a pozosen los que el gas natural se encuentra ligado a yacimientos de petróleo que carecen de sis-temas de reinyección. En esos casos, el gas se considera como un subproducto y se quema.Por otro lado, la transformación es mínima: se limita a una fase de puricación y, en algunoscasos, de eliminación de componentes pesados, sin emisión de residuos líquidos ni produc-ción de residuos sólidos.

Las consecuencias atmosféricas del uso del gas natural son menores que las de otros com-busbles por las siguientes razones:

• La menor candad de residuos producidos en la combusón permite su uso como fuen-te de energía directa en los procesos producvos o en el sector terciario, lo cual evitaprocesos de transformación como los que enen lugar en las plantas de renamiento del

petróleo.• La misma pureza del combusble lo hace apropiado para su empleo con las tecnologías

más ecientes: generación de electricidad mediante ciclos combinados, producción si-multánea de calor y electricidad mediante sistemas de cogeneración, climazación pormedio de disposivos de compresión y absorción.

• Se puede emplear como combusble para vehículos, tanto privados como públicos, loque mejora la calidad medioambiental del aire de las grandes ciudades.

• Produce menores emisiones de gases contaminantes por unidad de energía producida.

El gas natural, como cualquier otro combusble, produce CO2; sin embargo, sus emisionesson 40 % o 50 % menores que las del carbón, y 25 % o 30 % menores que las del fueloil. Elgas natural se caracteriza por la ausencia de cualquier po de impurezas y residuos, lo quedescarta cualquier emisión de parculas sólidas, hollines, humos, etc., y además permite, enmuchos casos, el uso de los gases de combusón de forma directa (cogeneración) o el em -pleo en motores de combusón interna (autos, camiones, etc.).

Recuperado de Ministerio de Industria, Energía y Turismo de España. (s. f.). “El gas natural”. Portal web Mine-tur. Consulta: 11 de julio de 2015.

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