CIENCIAS III. QUÍMICASEMANA 31 del 26 al 30 de abril

Trabajo 6 Trimestre 3(Fecha límite de entrega domingo 02 de mayo)

PROYECTO CIENTÍFICOLUNES ¿Cómo evitar la corrosión?MARTES ¿Cuál es el impacto de los combustibles y posibles alternativas de solución?JUEVES ¿Cuáles son los efectos de la lluvia ácida y las alternativas de solución para evitar o disminuir sus efectosVIERNES ¿Cómo elegir la mejor pila?

APRENDIZAJE ESPERADO: Propone preguntas y alternativas de solución a situaciones problemáticas

planteadas con el fin de tomar decisiones relacionadas con el desarrollo sustentable.

Sistematiza la información de su proyecto a partir de gráficas, experimentos y modelos con el fin de elaborar conclusiones y reflexionar sobre la necesidad de contar con recursos energéticos aprovechables

Comunica los resultados de su proyecto de diversa forma proponiendo alternativas de solución relacionadas con las reacciones químicas involucradas.

Evalúa procesos y productos de su proyecto considerando su eficacia, viabilidad e implicaciones en el ambiente.

Actividades:1. Lee el siguiente texto:

Reconoce que a partir de un proyecto, puedes entender, comprender y resolver fenómenos y procesos químicos que tienen impacto en la vida diaria, por lo que te convertirás en un detective químico. Los detectives son personas que estudian hechos y fenómenos. Recordando a ese famoso personaje inglés que utilizaba técnicas, formulaba hipótesis, hacía observaciones e implementaba Experimentaciones para comprobar sus hipótesis. Dicho personaje, analizaba la información experimental como la documental y por último daba a conocer sus resultados. Es decir, era un investigador, y hacía de cada misterio, un proyecto y resolvía algunos misterios.

2. Realizar proyecto de investigación: ¿Cómo evitar la corrosión? o ¿Cuál es el impacto de los combustibles y posibles alternativas de solución? página 234-237 (necesario leer todas las páginas, visitar las páginas web sugeridas de proyecto 1 o 2 y tomar en cuenta las "Sugerencias de comunicación")Un proyecto de investigación es un trabajo de investigación cuyo objetivo es presentar, de manera metódica y organizada, un conjunto de datos e informaciones en torno a un problema para formular una hipótesis encaminada a su resolución.Podrán presentar su proyecto de manera individual u organizarse en equipos y trabajar de manera virtual; haciendo al final una sola presentación del trabajo.

3. A continuación te presentamos el contenido de los programas Aprende en Casa III del día lunes y martes de esta semana, para que sirva de apoyo en tu investigación

NOTA: Presentar el trabajo como un Proyecto de investigación con una introducción, un desarrollo y sus conclusiones o resultados

Lunes¿Cómo evitar la corrosión?

En esta sesión trabajarás en el proyecto titulado: ¿Cómo evitar la corrosión?

El propósito es proponer preguntas y alternativas de solución a una situación problemática y con ello tomar decisiones que estén relacionadas con el desarrollo sustentable.

Los materiales que necesitarás es tu cuaderno, tu libro de texto, lápiz, colores y bolígrafo.

¿Qué hacemos? ¿Sabes de qué están hechas las naves espaciales? Puedes pensar que en su diseño se debe considerar una estructura capaz de resistir aceleraciones, variaciones de temperatura e impacto de los micro meteoritos, entre muchos otros factores.

Imagina de que materiales están hechas. ¿Metales? ¿Cerámicas? ¿Plásticos? ¿Crees que estas estructuras resistan el mismo tipo de daño o alteraciones en la Tierra que en el espacio? Anota tu respuesta.

Con la información que ya tienes sobre algunos materiales, deduce cuáles podrían ser los más apropiados.

Lee los comentarios de algunas alumnas:

Alumna 1: Ahora que las estoy viendo, yo pienso que no es conveniente que las naves espaciales sean de plástico porque este material, al someterlo a altas temperaturas, se derrite. Por eso creo que lo mejor sería de metal.

Alumna 2: No creo que sean de metal, ya que hemos observado que en la Tierra se llegan a picar. En fin, no sé si en el espacio existen las mismas condiciones que en la Tierra y que permitan la alteración de los metales.

Alumna 3:He descubierto varios factores que provocan que el metal acá en la Tierra se esté deshaciendo ¡Y yo que pensaba que tenían demasiada dureza! Sin embargo, desconozco las condiciones que hay en el espacio.

Sería conveniente que nos ayudaran a investigar cuál es el factor causante de que los metales se vuelvan tan frágiles aquí en la Tierra, para después indagar si se presentan las mismas condiciones que en el espacio.

Es un misterio que debes resolver. Te convertirás en un detective químico.

Los detectives son personas que estudian hechos y fenómenos. Recordando a ese famoso personaje inglés que utilizaba técnicas, formulaba hipótesis, hacía observaciones e implementaba experimentaciones para comprobar sus hipótesis.

Dicho personaje, analizaba la información experimental como la documental y por último daba a conocer sus resultados. Es decir, era un investigador, y hacía de cada misterio, un proyecto y resolvía algunos misterios.

Ahora tu investigarás cuál es el factor causante de las alteraciones en los metales, que también resulta en grandes pérdidas económicas. Además, averiguarás qué se puede hacer para frenarlo, y se propondrán alternativas de solución a este grave problema.

Este es el caso:

¿Cuál es el factor que causa el deterioro del metal?¿Cómo se puede detener su ataque?

Si tienes más preguntas formúlalas. Si recuerdas bien a este personaje, tal vez también recuerdes que trabajaba en equipo, tú también puedes trabajar de manera colaborativa.

Tal y como lo haría un detective, observa las evidencias químicas.

Este es un metal de la fachada de una casa, al acercarte puedes darte cuenta que se volvió peligroso.

Observa el cesto de basura que es de metal.

Ésta otra es en Veracruz, en una plataforma petrolera.

Ésta es de una cortina de metal, observa también la maceta, hecha de una cubeta de metal.

Pero, son lugares tan diferentes y distantes ¿Eso no es por acción del ser humano, o sí?

¿Qué factor consideras que es el causante?

Formula una hipótesis con base en lo que conoces.

¿Cuál o cuáles crees que serán los propósitos de investigar todo esto? ¿Para qué te va a servir?

También debes contar con un cronograma de actividades donde asignarás roles de participación de los integrantes y fechas de entrega del plan de acción.

Es preciso diversificar las actividades y considerar la información documental, experimental y de campo.

También es importante definir el medio en el que se va a compartir la información -de acuerdo a los recursos disponibles- y tener presente a quién estará dirigida la información.

Es fundamental que cada proceso tenga una evaluación. No sólo se trata de aplicar un examen, sino de evaluar si tu proceso fue adecuado o debes plantearlo de otra manera.

Es momento de saber si otras personas han realizado antes alguna investigación acerca del caso.

Revisando bibliografía seguramente has dado con el villano de esta historia, y no se trata de ninguna persona, sino de un proceso químico muy conocido.

¿Cómo es eso posible? Si los metales como los conoces, con forma, textura y función no aparecieron así por arte de magia.

Estos metales tuvieron que pasar por un proceso de manufactura de las materias primas, y por ahí comenzarás. Desde el principio del ciclo, los metales forman parte de la naturaleza y de la corteza terrestre.

Se les encuentra como minerales, mayoritariamente como óxidos y otras sales, como sulfuros, cloruros, sulfatos o carbonatos. Seguro lo recuerdas de sesiones pasadas.

El proceso principal para obtener estos metales es la metalurgia.

Que, por cierto, son procesos complejos y costosos ya que emplean grandes cantidades de energía.

¿Qué ejemplos de minerales se te ocurren?

Hematita (Fe2O3), Magnetita (Fe3O4), Limonita FeO(OH)∙H2O, Siderita (FeCO3), Pirita (FeS2), entre otros.

Estos son ejemplos de minerales de los cuales se podría extraer el hierro, a partir de este proceso metalúrgico.

¿Por qué el hierro se encuentra formando óxidos? ¿Por qué no se produce de forma libre en la naturaleza? ¿Crees que los óxidos de hierro son más estables que el hierro en su forma libre?

Como lo puedes imaginar, los minerales presentes en la naturaleza son más estables que el metal en su estado elemental, en consecuencia, tarde o temprano el metal regresa a su forma más estable.

Esto quiere decir que el ciclo que se inició con el mineral a partir del que se extrajo el metal, termina cerrándose cuando el metal se corroe, y vuelve a transformarse, por ejemplo, en óxido.

El proceso al que se refiere se llama corrosión.

La corrosión es un proceso químico, a través del cual un metal o una aleación pasa de estar en su estado elemental a otro estado en el que comúnmente forma parte un óxido.

Un átomo está formado por tres tipos de partículas subatómicas: electrones, protones y neutrones.

Para que un metal se oxide es necesario que los átomos que lo constituyen pierdan electrones. Cuando los átomos de un elemento ceden uno o más electrones, se convierten en átomos cargados positivamente, y se les denomina cationes.

Los cationes pueden dispersarse en el entorno o pasar a ser parte de la capa de óxido. Los electrones juegan un papel clave, por lo que la corrosión se clasifica como un proceso electroquímico.

Los electrones no pueden acumularse en la superficie del metal. Siempre que el metal se oxida, es necesario que haya disponible otra especie química que acepte esos electrones; el agente oxidante.

Cuando el material metálico entra en contacto con el aire y con cierto grado de humedad, es el oxígeno del aire el que lleva acabo este proceso químico al ganar electrones. El oxígeno, al reaccionar con los iones de hidrógeno y los electrones pasa por una transformación química, y como resultado, se convierte en agua.

¿Por qué es importante conocer la corrosión?

Sigue buscando más pistas-evidencias.

Observa esta muestra de un auto.

Está hecho de acero, una aleación de hierro con carbono.

Todo este desastre comenzó con un pequeño rayoncito en el mercado. Al poco tiempo aparecieron unas manchitas, y luego pequeños agujeros alrededor de la pintura saltada.

Luego, la situación empeoró, lo llevaron a Veracruz, lo estacionaron cerca de la playa en ese ambiente marino. Estuvo lloviendo por mucho tiempo, y además lo estacionaron cerca de un área industrial donde se descubrió que había lluvia ácida. Ahora está así, y le tendrán que dar un mantenimiento mayor.

A principios del siglo XIX India era parte del imperio británico, por lo que los enemigos del ejército británico no eran propiamente los hindúes. Los cartuchos explotaban por sí solos estando dentro del arma.

Al ser examinados, se observaron pequeñas fisuras en los cartuchos, que eran consecuencia de procesos de corrosión.

Se descubrió que existía una relación entre la velocidad con las que aparecían las fisuras y la época del año.

El problema aumentaba en los meses del monzón, cuando la humedad y la temperatura suelen ser altas. Sin embargo, las fisuras no se hubieran iniciado de no haberse guardado las municiones en establos, donde el aire estaba saturado de amoníaco, a causa de la evaporación de la orina de ratas y el estiércol del ganado.

Existen metales que no se deterioran por la corrosión, un ejemplo de ellos es el oro.

A los metales que difícilmente se corroen, se les conoce como metales nobles.

Sólo se deterioran cuando entran en contacto con agentes químicos muy específicos que pueden ser: Temperaturas elevadas, altas concentraciones, o porque son particularmente agresivos.

Otros metales de esta familia son el platino, el iridio y el paladio, entre otros. Estos metales se encuentran en la naturaleza en su forma elemental, es decir, que no se requieren complejos procesos metalúrgicos para extraerlos de su mina o del mineral que los contiene.

Sin embargo, son poco abundantes en la corteza terrestre, lo que hace que su precio sea elevado.

Se les conoce también como metales preciosos, y son frecuentemente empleados en joyería y orfebrería, precisamente por su capacidad de permanecer prácticamente inalterables con el paso de tiempo.

Existen varias formas de saber qué metal o aleación se va a corroer con mayor facilidad. Una aproximación puede obtenerse a partir de una lista de materiales que se denomina serie galvánica, como la que se muestra en la siguiente tabla.

Ordena a los metales y ubica arriba los que tienen menos facilidad para oxidarse (los metales menos reactivos o nobles) y abajo a los metales más reactivos.

Esta tabla te sirve para estimar cuál de ellos se atacará primero. Por ejemplo, en una pieza de hierro o acero en contacto con magnesio en agua salada, el magnesio se oxidará primero por ser más reactivo y cuando se agote se atacará el hierro.

También es la base de una de las formas más conocidas de enfrentarse a la corrosión. Mientras haya magnesio en contacto con el hierro, éste no se verá afectado por la corrosión. Así, los metales más reactivos, los ubicados más abajo en la tabla, protegen a los menos reactivos.

Este es el fundamento de un método conocido como protección catódica por ánodo de sacrificio.

¿Quiénes son los cómplices de la corrosión? No solo se requiere un metal, el proceso es más complejo y requiere de la participación de tres cómplices para poder iniciarse y avanzar:

Se necesita, por supuesto, el metal. Si está en la parte inferior de la tabla, mejor.Por ejemplo, las láminas galvanizadas de un techo; es acero recubierto con cinc.

Para que el cinc se corroa, los átomos neutros que lo componen deben perder electrones, abandonar su forma elemental y convertirse en átomos con carga neta (iones).

Para conseguir una configuración que minimice su energía y los haga más estables, los átomos pueden perder uno o más electrones dependiendo de cómo están acomodados los electrones en el átomo neutro. Como al perder electrones los iones quedan con carga positiva, se les denomina catión.Emplea el lenguaje simbólico de la química, esta etapa se representaría de la siguiente manera:

átomo → catión + electrones

Por ejemplo: Zn → Zn2+ + 2e-

A este proceso se le conoce como oxidación.

Debido a que los electrones no pueden acumularse en la estructura del metal, requieren de una sustancia que sea capaz de captar esos electrones liberados, el segundo cómplice es, el metal que está en contacto con aire o con algún medio líquido que contenga aire disuelto.

En estos casos, es el oxígeno presente en el aire quien cumple la función de captar los electrones y al reaccionar con el hidrógeno se transforma en agua. Recurriendo nuevamente a los símbolos químicos, el proceso quedaría representado así:

oxígeno molecular + protones + electrones → agua

O2 + 4 H+ + 4 e- → 2 H2O

A la etapa en la que los átomos de un elemento aceptan electrones, se le denomina reducción.

Busca al tercer cómplice.

Una conexión de aluminio de buen grosor. Esta conexión pertenece a una tubería transportadora de agua.

Su superficie es un área lisa, con dureza como todos los metales, pero podrían tener hundimientos, y espacios cacarizos, coloquialmente se dice que se está picando.

El Aluminio que se encuentra en la zona inferior de la tabla galvánica es muy reactivo.

Un metal y un entorno aireado tampoco son suficientes para que el proceso de corrosión avance, por lo que se necesita de un tercer cómplice, que es por cierto abundante y lo puedes encontrar en el aire, el cual varía sus proporciones dependiendo de la zona en que se encuentre, se refiere al agua.

La puedes encontrar en forma líquida o como vapor de agua.Posee la capacidad de disolver los iones que se producen, permitiendo que se alejen del sitio en que se forman. La presencia de agua hace posible que los iones se muevan y así se cierra también el circuito de cargas positivas que se producen en la oxidación y los electrones que se transfieren en la reducción.

Y no se requieren de grandes cantidades de agua, basta una pizca de humedad en el ambiente para que la lista de cómplices necesarios esté presente y se inicie la corrosión. En este proceso, los tres son imprescindibles, por lo que, si faltara cualquiera de ellos, no se iniciaría el proceso de corrosión.

¿Sabías qué? Las bacterias son microorganismos y algunas de ellas son participantes estelares en los procesos de corrosión.

El 9 de agosto de 2000 hubo una explosión en un gasoducto de Nuevo México (EE.UU.). Un gasoducto es una enorme tubería de acero empleada para transportar gases combustibles.

La causa fue un importante problema de corrosión en la pared del gasoducto.

Muchas bacterias producen ácidos como resultado de su proceso respiratorio. Las bacterias sulfato reductoras son particularmente agresivas, ya que generan ácido sulfhídrico, este compuesto es especialmente dañino para la mayoría de los aceros.

A este tipo de corrosión se le conoce como corrosión microbiológica o corrosión inducida por microorganismos.

Ahora que conoces al agresor de los metales, observa qué ha hecho el ser humano para protegerlos.

Los métodos que se aplican para proteger a los metales de la corrosión se basan en impedir la acción de alguno de los tres participantes que ya conociste. Por ejemplo:

Si es un medio líquido, se puede colocar aceite en vez de agua, ya que los iones no podrán disolverse. Como sabes, en muchos talleres mecánicos, los metales se conservan libres de óxido por más tiempo, si se les cubre con una capa de aceite o grasa.

Así funcionan algunos recubrimientos anticorrosivos. Una película de pintura sobre un metal puede actuar como una barrera física, impidiendo el contacto directo entre el metal y el oxígeno del aire.

Para que esto sea eficiente, hay que tener cuidado con las imperfecciones, defectos o poros en las estructuras metálicas, ya que el oxígeno es un gas y las pequeñas moléculas pueden atravesar cualquier resquicio que haya quedado sin recubrir.

Observa el mapa.

En 2005, de los 14 millones de toneladas de acero que se produjeron en México, 2.8 millones se utilizaron para reponer material perdido por efecto de la corrosión, cuyo proceso tiene un costo aproximado de alrededor de 25,000 millones de dólares.

¿Cómo explicarías las diferencias y similitudes en los niveles de corrosión que se observan en el mapa?

Por lo anteriormente presentado, se debe atender este fenómeno químico.

El 28 de abril de 1988, un Boeing 737 sufrió un accidente catastrófico al perder parte del fuselaje en pleno vuelo.

En las investigaciones, se determinó como causa la falta de mantenimiento, que no detectó la corrosión en el fuselaje.

No obstante, en 1981 otro avión sufrió los mismos daños, dejando un centenar de víctimas.

En Guadalajara, México, en 1992, una secuencia de explosiones de gasolina en el sistema de alcantarillado destruyó 12 kilómetros de calles, fallecieron 206 personas, casi 500 resultaron heridas y unas 15,000 quedaron sin hogar.

Algunas tuberías de drenaje habían sido remplazadas por tubos de cobre revestido de cinc, ubicados cerca de una tubería de acero de una abastecedora de gasolina. La humedad de la tierra hizo que los metales sufrieran corrosión galvánica, por lo que se filtró el combustible al subsuelo.

La acumulación de vapores y una chispa como detonante, provocaron la tragedia.

Con base en lo que ahora conoces de este proceso químico, responde:

¿Qué se requiere para que exista la corrosión?¿Qué condiciones favorecen que se lleve a cabo este fenómeno?

Reflexiona y propone las medidas de prevención ante este fenómeno químico.¿Cómo lo puedes detener?

Recuerda que una parte importante de los proyectos es dar a conocer los resultados de sus investigaciones.

¿Cómo piensas presentar o dar a conocer los resultados de su proyecto?

Podría ser que elabores un video donde propongas las medidas que se deberán aplicar para evitar la corrosión. No olviden indagar de qué materiales están hechas las naves espaciales, y reflexiona: ¿La corrosión se podrá dar en el espacio?

Recuerda que la corrosión forma parte de las reacciones de óxido reducción, por ello, es importante que conozcas a otro gran detective químico, que habla de este tipo de reacciones y su importancia en la vida diaria.

Es por eso que se te recomienda: “Más allá de la herrumbre I, II y III”

De los autores Javier Ávila Mendoza y Joan Genescá. Lo puedes encontrar en la colección “La Ciencia para Todos”.

O en la siguiente dirección electrónica:

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/html/quimica.html

Reconoce que, a partir de un proyecto puedes entender, comprender y resolver fenómenos y procesos químicos que tienen impacto en la vida diaria.

Recuerda los 4 pasos de un Proyecto: Planeación, Desarrollo, Comunicación y Evaluación.

Martes¿Cuál es el impacto de los combustibles y

posibles alternativas de solución?Lee la siguiente frase célebre de René Gerónimo Favaloro, inventor, educador y cardiocirujano argentino.

“Si no tomamos conciencia del desastre ecológico que el hombre ha desatado en nuestro planeta, las consecuencias serán terribles. Todos debemos comprometernos a luchar sin descanso por la rehabilitación del aire, el agua y el suelo.”

El propósito de la sesión es que logres sistematizar la información de tu proyecto a partir de gráficas, experimentos y modelos, con el fin de elaborar conclusiones y reflexionar sobre la necesidad de contar con recursos energéticos aprovechables.

Tendrás que ocupar todos los conocimientos y habilidades que has desarrollado a lo largo de este tiempo.

En esta sesión comenzarás a trabajar en un nuevo proyecto.

Los materiales que utilizarás son tu libro de texto de Ciencias. Química, tu cuaderno de notas, bolígrafo y colores.

¿Qué hacemos?Los combustibles derivados del petróleo facilitan la vida diaria. Se utilizan en los medios de trasporte, en las fábricas, en la fundición de metales y como fuente de energía en diferentes procesos de la vida cotidiana. Por ejemplo, la preparación de alimentos.

Los combustibles fósiles se clasifican como recursos no renovables ya que están presentes en el ecosistema en cantidades limitadas, por lo tanto, el consumo constante hará que se agoten.

Del petróleo se obtienen combustibles como el diésel, la gasolina y el gas natural. Con el paso del tiempo, las reservas de petróleo poco a poco se agotarán y ya no se contará con estos recursos para solventar la demanda de energía en el país y en el mundo.

Debido a la inminente escasez del combustible y su impacto ambiental, es importante considerar el uso de otras fuentes de energía que puedan aprovecharse por tiempo ilimitado y procurar que produzcan un menor daño al ambiente.

Piensa en ¿cuáles serían los sustitutos adecuados para los combustibles fósiles? Es decir ¿qué otras fuentes de energía podrías emplear?Durante esta sesión realizarás un proyecto con dos temáticas: ciudadano y tecnológico.

Repasa rápidamente las etapas para llevar a cabo un proyecto: Planeación, desarrollo, comunicación y la evaluación.

Aunque ya estás familiarizado con ellas, recordarás algunos elementos y herramientas que te auxiliarán en el desarrollo de tus proyectos.

Existen muchas maneras de desarrollar un proyecto, pero siempre es importante definir con exactitud tu propósito, alcances y limitaciones, así como los procesos y productos que se van a llevar a cabo.

Comienza con la etapa 1: La “planeación”.

Para dirigir y desarrollar tu proyecto, primero debes reconocer tus inquietudes, derivadas de la curiosidad, la observación y de la identificación de alguna necesidad o problema en su familia o entorno. Los proyectos servirán para generar propuestas que puedes poner en marcha cuando el regreso a las aulas sea seguro.

En esta etapa debes plantear algunas preguntas para guiar tu investigación, se te sugieren las siguientes.

¿Qué son los combustibles y qué tipos existen?¿Cuál es el impacto de los combustibles fósiles en la salud y en el medio ambiente?¿Qué fuentes de energía pueden sustituir a los combustibles fósiles?¿Qué posibles alternativas de solución se pueden plantear para disminuir el uso de combustibles fósiles?

Cuestionamientos como estos pueden ayudar a delimitar el alcance del proyecto

Plantea algunas preguntas para delimitar el tema de tu proyecto.

Formularse estas preguntas facilitará el proceso de búsqueda y selección de información en la siguiente etapa.

El paso siguiente será recopilar información para responder las preguntas previamente planteadas. Una vez que las resuelvas podrás establecer el alcance de tu proyecto; este último puedes formularlo cuando hayas definido tu propósito y qué productos deseas obtener al concluir.

Es conveniente que elabores un cronograma de actividades para dar seguimiento a los avances de tu proyecto y registres de manera precisa qué actividad realizarás, quién será responsable de hacerlo, y cuándo y dónde deberás llevarlo a cabo.

La siguiente etapa del proyecto consiste en el “desarrollo”, que es el análisis de la problemática.

Con el fin de dar sustento teórico a tu proyecto, se te sugiere investigar en fuentes bibliográficas, revistas y sitios de internet confiables de instituciones educativas o científicas.

Registra en tu bitácora los datos más relevantes para dar respuesta a tus interrogantes.

Para comprender los combustibles, debes tener en cuenta que son derivados del petróleo.

El petróleo es una mezcla de hidrocarburos que contienen átomos de carbono e hidrógeno, y, en menor proporción, átomos de oxígeno, nitrógeno o azufre.

Únicamente el 10% del petróleo obtenido de los yacimientos se utiliza para fabricar compuestos clasificados, de manera muy general, como derivados del petróleo; el resto es usado como combustible.

Las refinerías son los complejos industriales donde se procesa el petróleo para obtener valiosos derivados que son considerados energías no renovables.

Con todo lo que has aprendido habrás notado que existen dos tipos de energías: las energías renovables y las no renovables ¿Cuál crees que es la diferencia entre ellas?

Las energías no renovables son aquellas cuyas reservas son limitadas y, por lo tanto, disminuyen a medida que se consumen. Las reservas son menores y es más difícil su extracción por lo que su costo aumenta. Ejemplos de éstas son el petróleo, el carbón y el gas natural.

Las energías no renovables se clasifican en:

1. El petróleo. Este líquido viscoso de color verde, amarillo, marrón o negro está constituido por distintos hidrocarburos, que son compuestos formados por átomos de carbono e hidrógeno en cantidades variables. La formación del petróleo comenzó hace millones de años, cuando la Tierra era un planeta cubierto de agua. Con el paso del tiempo, los procesos geológicos y la acción bacteriana sobre la materia orgánica acumulada en el fondo del mar dio lugar a esta mezcla de hidrocarburos.

2. El gas natural. Esta fuente de energía fósil consiste en una mezcla de hidrocarburos en estado gaseoso. Al igual que el petróleo, su existencia se debe a la acción bacteriana de miles de años bajo tierra.

3. El carbón. Es una roca formada por carbono y otras sustancias. En el año 1990 representaba más del 27% del suministro de la energía comercial de todo el mundo.

Las energías no renovables han sido utilizadas durante muchas décadas y, en consecuencia, existe una gran cantidad de tecnología basada en ellas.

El empleo de energías no renovables también genera residuos y emisiones de gases contaminantes a la atmósfera, por lo que, a gran escala, representan un gran riesgo para la salud y el medio ambiente.

La extracción, elaboración, transporte y combustión de estos combustibles fósiles tienen un impacto directo en el efecto invernadero y contribuyen al cambio climático.

Casi el 80% de las emisiones de dióxido de carbono a nivel global provienen del uso de los combustibles fósiles, además de la contaminación del medio ambiente.

Observa siguiente gráfica donde se detallan los sectores que generan mayores emisiones de CO2.Responde las interrogantes que se plantean.

Reflexiona ¿estas emisiones tienen repercusiones en la salud?

Estos contaminantes han afectado la calidad de vida de las personas en muchas ciudades del mundo. La exposición a contaminantes del aire se ha asociado con enfermedades respiratorias y cardiovasculares. Los sectores de la población más sensibles son las mujeres embarazadas, ancianos y niños.

Para disminuir el impacto de contaminantes en el aire, es necesario reducir las emisiones nocivas de contaminantes y promover las energías renovables.

Por supuesto, las energías renovables son recursos limpios y considerados inagotables ya que son proporcionados por la naturaleza.

Las fuentes de energía renovable están formadas principalmente por:

Energía solar. La radiación solar se puede aprovechar para producir electricidad o calor. Se produce energía solar fotovoltaica cuando la radiación solar que incide en unos módulos diseñados para tal fin, se convierte en energía eléctrica por efecto fotovoltaico. Y se trata de energía solar térmica cuando se utiliza la radiación solar directa concentrada para el calentamiento de un fluido.

Energía hidráulica. Cuando el agua es retenida en embalses o pantanos a gran altura y se deja caer hasta un nivel inferior, se obtiene energía cinética, que posteriormente, se transforma en electricidad, mediante una central hidroeléctrica.

Energía del mar. El mar también puede ser aprovechado como fuente de energía para producir electricidad. Se denomina undimotriz a la energía generada por el movimiento de las olas. También se pueden aprovechar las corrientes marinas, la térmica oceánica y de ósmosis para producir energía.

Energía eólica. Es la energía cinética contenida en las masas de aire en la atmósfera. Por medio de los ‘molinos de viento’ estratégicamente ubicados, es posible transformar esta energía en electricidad gracias al movimiento generado por el aire.

La Biomasa. La materia orgánica también puede aprovecharse como fuente de energía. Existen materias orgánicas que se pueden aprovechar como biomasa, por lo que se trata de una fuente de energía muy heterogénea.

Geotérmica. Bajo la superficie de la Tierra existe un gran volumen de energía en forma de calor que puede aprovecharse para producir energía eléctrica (en yacimientos de alta temperatura, superiores a 100-150 grados Celsius) o energía térmica.

Las fuentes alternas de energía contribuyen a crear puestos de trabajo en un nuevo sector y su impacto económico es especialmente positivo para la región en la que se instala.

Como se muestra en la siguiente gráfica, el Programa de Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional de México, vislumbra un crecimiento de las energías renovables del país, desde el año 2018 hasta el 2032.

Observa con atención y reflexiona:

¿Cuáles son las 3 fuentes renovables de mayor uso en México? ¿Por qué piensas que sea así?¿Cuál es la razón por la que la energía que representa el 1% de aplicación, no ha tenido crecimiento?¿Cuáles son los beneficios del uso de las energías de mayor aplicación en México?

Luego de realizar tus proyecciones, te darás cuenta de lo importante que es optar por energías renovables ya que no contaminan y son respetuosas con el medio ambiente, por ello, también se denominan “energías limpias”.

Son más seguras para la salud de las personas y el cuidado del medio ambiente, ya que generan impactos limitados y son fáciles de desmantelar.

Las energías limpias tienen un potencial prácticamente ilimitado para producir energía ya que se generan a partir de fuentes ‘inagotables’ como el sol, el viento o el movimiento del agua, entre otras.

Para este proyecto realizarás un producto tecnológico que logre identificar cómo podrías interactuar las energías renovables en tu vida diaria. En esta ocasión realizarás un aerogenerador eólico, que es un dispositivo que aprovecha la fuerza del viento para transformarla en electricidad.

Se te sugiere que armes una maqueta para demostrar cómo funcionaría un aerogenerador en tu hogar.

Por ejemplo, imagina la maqueta que tiene unas luces led que se abastecen con la energía generada del movimiento de la hélice. Esto es un aerogenerador, ya que produce electricidad a partir del aprovechamiento de la energía natural del viento para impulsar un generador.

El viento es una fuente de energía limpia y sostenible que nunca se agota, y la transformación de su energía cinética en energía eléctrica no produce emisiones.Si se sopla la hélice del aerogenerador, se puede observar que comienzan a encender las luces leds dentro de la casa, te imaginas, ¿cuánto se ahorraría en electricidad?

Además de ahorrar, estarían haciendo uso de energías limpias para evitar el deterioro del ambiente.

Analiza esta propuesta en familia y determinen qué tan viable resultaría utilizar este sistema para abastecer de electricidad al hogar. Ten en cuenta los posibles costos de instalación y la zona geográfica en la que habitan.

En el siguiente video, podrás analizar la propuesta del uso de la energía solar en juguetes:

Uso de energía solar en jugueteshttps://youtu.be/V9OgSo7aafk

Comenta con tus familiares y amigos ¿Cuáles serían los costos para adquirir estos productos? Así como las ventajas y desventajas de utilizar estos artículos de celdas solares.

Ahora, sigue la etapa de “comunicación”. Ya tuviste la oportunidad de obtener información para el desarrollo y para analizar las ventajas y desventajas de la utilización de las energías limpias. Ahora es momento de pensar en cómo difundir esta información tan importante.

Para comunicar tus ideas de manera efectiva, se te sugiere hacer un podcast; es muy sencillo y fácil de crear y pondrás en acción tus habilidades comunicativas. Si es factible, puedes enviarlo a la radiodifusora de tu localidad, con el fin de dar a conocer posibles alternativas de solución ante la problemática investigada.

A continuación, revisa dos enlaces en los que puedes investigar cómo hacer un podcast y escuchar algunos que ya se encuentran en línea.

Ésta es solo una opción, ya que puedes elegir la mejor manera de compartir tus resultados.

http://ciencia.unam.mx//contenido/mediateca/audio

https://blog.hostalia.com/infografias/8-pasos-hacer-tu-podcast-infografia/

¿Sabías qué? En el 2015, el Banco Mundial respaldó a México en el Programa de Servicios Integrales de Energía para suministrar luz eléctrica a comunidades rurales muy alejadas que carecían del servicio debido a las difíciles condiciones para realizar las instalaciones y proveer energía eléctrica.

Se logró la construcción de 36 Plantas Eléctricas Solares (PES) en 8 estados del país: Baja California Sur, Chihuahua, Coahuila, Durango, Guerrero, Nayarit, San Luis Potosí y Sonora.

Los medios de transporte son máquinas que permiten desplazarte de un lugar a otro. Por ejemplo, para ir al colegio, ir al supermercado o para visitar a tus amigos y parientes.

Aunque la mayoría de ellos funcionan con combustibles fósiles, en la actualidad algunos de estos medios ya utilizan energías renovables.

Existen autos que son totalmente eléctricos. Su sistema de propulsión se compone por una toma de corriente, un cargador embarcado, el pack de batería, el convertidor de corriente y una transmisión (casi siempre de una sola marcha).

Una unidad de control del motor y finalmente, uno o varios motores eléctricos. Además, cuenta con una batería tradicional de 12 V y de una unidad electrónica de control que gestiona todos los sistemas del coche que se han mencionado, así como del funcionamiento general.

También se están produciendo aviones solares de la compañía AirBus. Estas aeronaves sólo se alimentan de energía solar a través de varios paneles fotovoltaicos que cubren toda su superficie, los cuales brindan energía a sus motores y, a su vez, impulsan un par de hélices.

El Zephyr S tiene la capacidad de volar durante las noches gracias a un paquete de baterías que se recargan durante sus vuelos en el día.

México produce más de una quinta parte de su energía con fuentes limpias.Como la energía solar, la eólica, y la geotérmica.

El 70% de esta energía limpia es producida por la CFE.

La conclusión de tu proyecto debe estar enfocada en la autoevaluación y participación, así como en dar respuesta a las siguientes preguntas.

¿La investigación que realizas permite conocer detalladamente el problema?¿Investigas en fuentes confiables y con sustento científico?¿Evalúas las ventajas y desventajas de los diversos tipos de energía?¿Tu proyecto ofrece alguna solución al problema planteado?

Considera que falta mucho desarrollo tecnológico para dejar atrás las energías no renovables y pasar a las energías limpias o renovables.

Es probable que algunos alumnos sean los futuros científicos que ayuden y apoyen en la creación de infraestructura y en la concientización del porvenir del país y del mundo.

Para finalizar como una autoevaluación: Puedes realizar el ejercicio “Fuentes de energía”, que se encuentra disponible en las fichas auto evaluables de la herramienta liveworksheets. Puedes acceder en la siguiente dirección electrónica:

https://es.liveworksheets.com/dz550559yg