QUINTO DE SEC SEMANA 24 CyT Aprendo en casa
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Actividad:
Explicamos la carencia de agua y determinamos la alternativa de solución
tecnológica (día 3) |
Actividad:
Diseñamos una alternativa de solución tecnológica frente a la carencia de
agua (día 5) |
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Habrás
notado que el agua es un recurso limitado a pesar de que la mayor parte de la
superficie terrestre, aproximadamente el 70 %, está cubierta de agua,
pues casi toda es agua salada. Lo que es peor es que la mayor cantidad de
agua dulce está congelada en los polos norte y sur del planeta. La
carencia de agua afecta la biodiversidad y la supervivencia de especies
vegetales y, con ello, el ambiente. Pero este problema no es de ahora,
aunque quizás antes se daba con menor intensidad porque había menos población
o porque la gente sabía convivir mejor con la naturaleza. SABERES
PREVIOS ¿Qué hacemos
frente a esta problemática? Sin duda, es urgente tomar medidas para
optimizar el consumo de agua y realizar acciones para el consumo
responsable de este recurso vital. Tu reto será explicar, sobre la base
de los conocimientos de las propiedades del agua, la importancia de su uso
responsable para el sostenimiento de la vida en el planeta y persuadir a
familiares, amigas/os y vecinos a que utilicen este recurso racionalmente.
Asimismo, deberás proponer una alternativa de solución tecnológica para
optimizar su uso. |
RECURSO 1
Promovemos el
consumo responsable del recurso hídrico
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La principal
reserva de agua de Ciudad del Cabo, la represa de Theewaterskloof, es en gran
parte un enorme desierto. El agua que antes hacía que se asemejara a un mar
interior se evaporó y solo quedan dunas y árboles muertos. Las fuertes
sequías y la presión demográfica son los culpables. Los tres años
de una sequía que se supone solo ocurre una vez cada mil años pasó factura, y
la pregunta ahora no es si volverá a pasar sino cuándo. Existe un amplio
consenso entre los expertos acerca de la repetición inminente de este tipo de
eventos debido al cambio climático. |
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1. ¿Qué
función cumple el agua en los procesos vitales? En los
procesos corporales vitales, tales como la digestión, absorción de
nutrientes y la eliminación de desechos, el agua actúa como solvente. Por
ejemplo, en la elaboración de cualquier bebida basada en agua, sea limonada o
té, cuando se le agrega azúcar, esta se disuelve; es decir, has tenido la
oportunidad de observar una de las propiedades más importantes del agua:
actuar como solvente. Un solvente es una sustancia que puede disolver otras
moléculas y compuestos a los que se denominan solutos. Una mezcla homogénea
de soluto y solvente se llama solución. En el ejemplo anterior, la limonada
es una solución, en la que el soluto es el azúcar, y el limón y el agua son
los solventes. Una solución en la que el solvente es el agua se llama
solución acuosa. |
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Cuando
una molécula neutra
tiene un área positiva en un extremo y un área negativa en la otra, es una molécula polar. |
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¿El agua se
evapora más rápida o lenta que el alcohol menos polar? Materiales
para cada grupo ·
Alcohol isopropílico (70 % o más) ·
Agua ·
Toalla de papel marrón ·
Cuentagotas Procedimiento 1.
Al mismo tiempo, coloque 1 gota de agua y 1 gota de alcohol en una
toalla de papel marrón. Observe. Resultados previstos
La mancha oscura sobre la toalla de papel hecha por el
alcohol se aclarará más rápido que la mancha oscura hecha por el agua. Esto
indica que el alcohol se evapora más rápido que el agua. |
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¿Qué se
evaporó más rápido? ¿el agua o el alcohol? El alcohol se
evaporó más rápido. Proyecte la
imagen Moléculas de agua y alcohol. |
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El agua es
una molécula polar y el alcohol es una molécula apolar |
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Ebullición
del agua y del alcohol. (relacionando con la polaridad de las moléculas) |
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3. ¿Cómo
es la distribución de cargas parciales en la molécula de agua? El agua
interactúa de manera diferente con sustancias polares y no polares debido
a la propia estructura polar de sus moléculas. Estas moléculas de agua
son polares, con cargas parciales positivas en los átomos de hidrógeno y
cargas parciales negativas en los átomos de oxígeno, y dispuestas en una
estructura angular (figura 1). La distribución desigual de cargas en la
molécula de agua refleja la mayor electronegatividad o avidez de
electrones del oxígeno respecto al hidrógeno: los electrones compartidos en
los enlaces O-H pasan más tiempo en el átomo de oxígeno que en el de
hidrógeno.1 |
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4. ¿Cómo
es la interacción del agua con sustancias polares y con iones?
Debido a su polaridad, el agua puede formar interacciones electrostáticas, es
decir, atracciones basadas en cargas, con otras moléculas polares y con
iones. Las moléculas polares y los iones interactúan con los extremos
parcialmente positivos o negativos del agua, de manera que las cargas
positivas atraen las negativas (como en los extremos + y – de los imanes). Cuando
hay muchas más moléculas de agua en relación con las del soluto, como en una
solución acuosa, las interacciones forman una capa esférica de moléculas de
agua alrededor del soluto, llamada capa de hidratación. Las capas de
hidratación permiten la distribución uniforme de las moléculas de agua. |
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5. ¿Cómo
la capa de hidratación hace que se disuelva el soluto? Consideremos, por
ejemplo, lo que sucede con un compuesto iónico, como la sal de mesa (NaCl)
cuando es agregada al agua. Si se disuelve la sal de mesa, la red cristalina
de NaCl comenzará a disociarse en iones Na+ y Cl– . La disociación es solo un
nombre para el proceso en el cual un compuesto o molécula se separa para
formar iones. Las moléculas de agua forman capas de hidratación
alrededor de los iones: los iones Cl– , cargados negativamente, son rodeados
por los extremos del hidrógeno con carga parcial positiva, mientras que los
iones Na+, con carga positiva, son rodeados por las cargas parciales
negativas del lado del oxígeno de las moléculas de agua, tal como se
muestra en la figura 2. Durante este proceso, todos los iones de los
cristales de sal de mesa son los rodeados por capas de hidratación y
dispersados en la solución. Las moléculas no polares, como las grasas y
los aceites, no interactúan con el agua ni forman capas de hidratación. Estas
moléculas no tienen regiones de cargas parciales positivas o negativas, por
lo que no son atraídas electrostáticamente por las moléculas de agua.
Por eso, en lugar de disolverse, las sustancias no polares como los aceites
se mantienen separadas y forman capas o gotas cuando se agregan al agua.2 |
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6. ¿Por
qué es importante la eficiencia del consumo de agua? El agua es
importante para la producción de cultivos debido a que de la
disponibilidad de este recurso vital depende la formación de una nueva
biomasa vegetal. En algunos cultivos como el tomate o la lechuga, el
contenido de agua en el interior de la planta supera el 90 %; de ahí
su importancia. Es evidente la importancia del agua para los cultivos, pero
también está claro que es un recurso cada vez más escaso, por las razones
expuestas anteriormente. Para ejemplificar el consumo del agua en la agricultura,
supongamos que la meta de producción de trigo es de 5 toneladas por hectárea
de cultivo (ton/ha). Para esta meta se requieren 500 litros de agua para
producir 1 kg de trigo. Para 1000 kg se requieren 500 000 litros y, entonces
para 5000 kg, que es una tonelada, se requerirán 5 veces el volumen de agua,
es decir, 2 500 000 litros. Por ello, para la producción de 5 toneladas de
trigo, se requieren 2500 m3 (1 m3 = 1000 l) de agua por hectárea de cultivo.
Es una cantidad abundante de agua… ¿Y si hay pérdida de agua por mal uso?
Obviamente la cantidad de agua usada es mayor; por ello hay la necesidad de
consumir el agua de manera eficiente en la agricultura. |
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REFLEXIONA Y
RESPONDE 7. ¿Qué
sistemas de riego se usan actualmente en la agricultura? 8. ¿Cómo implementarias el riego por goteo en tu jardín ? 9. ¿Cuáles
son las ventajas del sistema de riego por goteo? |
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