EXPERIENCIA DE APRENDIZAJE 5
• Título: Fomentamos acciones para ejercer nuestro derecho al acceso y uso del agua • Fecha: Del 9 al 27 de agosto de 2021 • Periodo de ejecución: Tres semanas (1/3) • Ciclo y grado: Ciclo VI (1.° y 2.° de secundaria) • Áreas: Comunicación, Desarrollo Personal, Ciudadanía y Cívica, Ciencias Sociales, Matemática y Ciencia y Tecnología |
ENFOQUES TRANSVERSALES | VALORES |
| Enfoque de derechos | |
Enfoque de igualdad de genero | |
Enfoque Orientación al bien común |
| PRODUCTO : Discurso u otro medio de difusión para fomentar el ejercicio de nuestros derechos, como el acceso al agua, con el fin de construir a una mejor sociedad. | ||
Competencias | Criterios | Actiidades |
Explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, Tierra y universo. | • Explica, con base en evidencia científica, cómo la información genética y las leyes de Mendel intervienen en las características que se observan de generación en generación. • Fundamenta su postura frente a la discriminación usando argumentos genéticos. | Actividad 5: El 70 % de la Tierra es agua. Existiendo escases y propiedades del agua. Actividad 8: Argumentamos las implicancias del desarrollo científico y tecnológico para optimizar el acceso al agua. |
Gestiona su aprendizaje de manera autónoma. | • Define los resultados del aprendizaje que espera obtener considerando sus potencialidades y distinguiendo lo sencillo o complejo de una tarea. • Organiza las tareas que realizará basándose en su experiencia previa y considerando tanto las estrategias, los procedimientos y los recursos como los posibles cambios que podrían acontecer. • Monitorea permanentemente sus avances analizando sus logros y aportes, grupales e individuales, a fin de realizar ajustes que le permitan cumplir las metas propuestas. | Se trabaja en todas las actividades de manera transversal, desde el planteamiento inicial de metas y la organización de su propio proceso de aprendizaje, pasando por la toma de decisiones que lo ayuden a alcanzar las metas en relación con las actividades de aprendizaje y la autoevaluación del logro de dichas metas. |
ACTIVIDAD 5 Explicamos por qué hay escasez de agua, si cubre el 70 % de la Tierra |
En la actividad anterior analizamos información estadística sobre el consumo de agua. Ahora vamos a explicar a partir de las características y propiedades del agua, la distribución y escasez del agua en la Tierra para más adelante plantear acciones que permitan a todos acceder a este recurso. |
Agua, agua por todas partes, ni una sola gota para beber [“The Rime of the Ancient Mariner”; Samuel Taylor Coleridge (1834)] Es paradójico, sí; ese es el efecto que buscaba el poeta británico Samuel Coledridge con esos versos, remarcar lo extraño que resulta estar rodeado de agua y, a pesar de ello, no poder beberla. Porque frente a lo que proclaman algunos charlatanes y curanderos de nuestro tiempos, beber agua de mar no sólo no cura nada, sino que puede acabar con tu vida. La gente de la mar siempre ha sabido que es peor beber agua de mar que no beber ninguna agua. La razón por la que no nos conviene beber agua de mar es que nuestro riñón no puede producir una orina cuya concentración de ión cloruro[1] sea mayor que la que tal ión tiene en el agua de mar. La consecuencia de esa imposibilidad es que para eliminar el cloruro ingerido al beber agua de mar, el riñón debería eliminar un volumen de orina superior al del agua de mar bebida. Dicho de otro modo, para poder eliminar ese cloruro, además de la ingerida, habría que utilizar agua procedente de los propios tejidos del organismo, lo que en definitiva tendría como consecuencia que se deshidratarían. La capacidad para producir orina de mayor o menor concentración varía entre especies y depende de una característica anatómica y funcional del riñón. Me refiero a una estructura de la nefrona[2] que se denomina “asa de Henle” y que sólo existe en aves y mamíferos. Es precisamente esa la razón por la que aves y mamíferos son los únicos grupos animales que pueden producir una orina más concentrada que el plasma sanguíneo de cuya filtración procede tal orina. Esa capacidad para concentrar más o menos la orina, que depende del asa de Henle, se ha desarrollado en distinto grado en unas especies y en otras. Así, y aunque pensamos que no beben mucha, parece que ballenas, delfines y otros mamíferos marinos sí pueden beber agua de mar, dada su gran capacidad para producir orina de muy alta concentración osmótica. Gracias a ese gran trabajo del riñón, por cada litro de agua marina bebida, esos animales disponen de unos 300 ml de agua “pura”, sin sales. En el caso del ser humano, sin embargo, aunque el riñón puede producir orina de mayor concentración que la de la sangre, no puede llegar a ser tan alta como sería necesaria para expulsar el exceso de sales ingeridas al beber agua de mar, por lo que su eliminación conllevaría una pérdida neta de agua. La concentración osmótica de nuestros fluidos corporales es de unos 285 mOsm l-1; nuestro riñón puede llegar a producir una orina de hasta 1200 mOsm l-1 (multiplica por cuatro la concentración osmótica sanguínea) en condiciones, aún tolerables, de cierta privación de líquidos. Pero sólo bajo condiciones límite, y no tolerables de forma prolongada, llega a producir una orina de 1400 mOsm l-1 (cinco veces más concentrada que el plasma del que procede). Y sin embargo, la orina de los mamíferos marinos alcanza esa concentración con total normalidad. En esa diferencia está la clave de por qué ballenas, delfines y focas pueden beber agua de mar, mientras que los seres humanos, al igual que la mayoría del resto de los mamíferos, no podemos. [1] El cloruro sódico, componente principal de la sal marina, se encuentra disociado en los iones cloruro (Cl–) y sodio (Na+). [2] La nefrona es la unidad anatómica básica de los riñones de vertebrados. |
¿QUÉ ES LA DESALINIZACIÓN? La desalinización o desalación del agua consiste en un proceso de tratamiento del agua por el cual el agua del mar o agua salobre se convierte en agua potable para poder suministrar a la población con mayores dificultades de acceso a agua dulce. Existen diferentes métodos para minimizar los niveles de salinidad en el agua, aunque el proceso de ósmosis inversa es el sistema de desalinización más extendido y avanzado en todo el mundo. Su implantación supone más del 60 % respecto al resto de métodos. Aproximadamente dos tercios de la superficie del planeta están cubiertos de agua, pero sólo un 2,5 % de esa agua es dulce, y sólo un 0,3 % es apta para el consumo humano. ÓSMOSIS INVERSA Se trata del sistema de desalinización más extendido y avanzado en todo el mundo. Su implantación supone más del 60 % respecto al resto de métodos. Este proceso de tratamiento de agua se realiza gracias al aporte de energía exterior en forma de presion, y que vence a la presión osmótica natural presente en dicha solución. ¿QUÉ ES EL TRATAMIENTO DE AGUA POR ÓSMOSIS INVERSA? Se trata del sistema de desalación más extendido y avanzado en todo el mundo. Su implantación supone más del 60 % respecto al resto de métodos. El proceso de ósmosis inversa consiste en aplicar presión sobre una solución de agua salada y hacerla pasar a través de una membrana semipermeable cuya función es permitir el paso del disolvente (el agua) a través suya, pero no el soluto (las sales disueltas). El disolvente (el agua) pasa a través de la membrana, desde el lado donde la concentración de sales es más elevada hacia el lado donde la concentración de sales es menor. El resultado es que la parte de la solución concentrada se agota en favor de la dulce, que se ve incrementada. Este proceso de tratamiento de agua se realiza gracias al aporte de energía exterior en forma de presión, y que vence a la presión osmótica natural presente en dicha solución. DESTILACIÓN El proceso consiste en calentar el agua hasta llevarla a evaporación, y posteriormente condensarla para obtener agua dulce. Este procedimiento de desalinización se lleva a cabo en varias etapas, la temperatura y la presión van descendiendo en cada etapa hasta conseguir el resultado deseado. Además, el calor obtenido de la condensación sirve también para volver a destilar el agua. |
Reflexionamos Junto a los miembros de nuestro hogar, sobre la información presentada en la actividad anterior, aquí te damos unas sugerencias: • ¿Por qué existen diferencias en el consumo de agua de las personas? • ¿Consideras que el consumo de agua es el mismo en todo el país y el mundo? Explica. En la naturaleza existen recursos naturales de tipo renovable y no renovable. ¿Qué tipo de recurso natural es el agua? |
Leemos Ahora, teniendo en cuenta la información del consumo de agua, revisa el texto “Agua, agua por todas partes, pero ni una gota para beber”, que se encuentra en la sección “Recursos para mi aprendizaje” de esta plataforma. En este texto se presenta la paradoja a la que se enfrenta un náufrago. • ¿Cuál es el efecto del consumo de agua de mar en las personas? • ¿Cómo solucionan este problema otros seres vivos? • ¿Cómo podríamos extraer las sales del agua? |
Tomemos en cuenta que... Es importante que consideremos que al revisar información en lecturas identifiquemos las ideas principales sobre el agua, para esto el subrayado es importante, además de tomar notas y escribir las ideas con nuestras propias palabras. A continuación, revisamos el texto “Desalinización” que se encuentra en la sección “Recursos para mi aprendizaje". En él encontrarás información sobre cómo la ciencia y la tecnología dan algunas soluciones para usar agua de mar. Pensemos en lo siguiente: • ¿Cómo obtienen el agua en la zona donde vives? • ¿Cuáles son las fuentes de agua que abastecen a tu ciudad o región? Invita a los miembros de tu hogar a reflexionar sobre estas y otras interrogantes que tengas respecto al tema. |
El abastecimiento del agua a nivel mundial es un problema debido a que este recurso no se distribuye a todas las poblaciones. Alrededor de 2200 millones de personas en todo el mundo no cuentan con servicios de agua potable gestionados de manera segura, según informó el Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia (UNICEF) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el 2019. |
A continuación, revisamos el texto “Agua” que se encuentra en la sección “Recursos para mi aprendizaje” de esta plataforma. En él encontrarás las propiedades físicas y químicas del agua, que nos permitirá explicar la importancia del agua para los seres vivos. Con dicha información reflexionamos junto a los miembros del hogar sobre: • ¿Qué propiedad del agua les parece más interesante? • ¿Por qué se han asentado los humanos cerca de fuentes de agua? • Escribe tres ejemplos que se dan en tu hogar, donde utilices el agua como “el solvente universal”. |
Elaboramos conclusiones Para redactar las conclusiones debemos considerar todas las ideas que recogimos en las preguntas de esta actividad. Además, reflexionamos sobre: • ¿Por qué el agua sostiene o mantiene a los seres vivos? • ¿Qué aplicaciones tienen el conocimiento de las propiedades del agua en el hogar, salud o la industria? • ¿Cuáles son las tecnologías que permiten extraer la salinidad del agua? Ordenamos la información en un organizador visual. |
Promovemos el consumo responsable del recurso hídrico
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. |
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. |
Cuando una molécula neutra tiene un área positiva en un extremo y un área negativa en la otra, es una molécula polar. |
¿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. |
¿Qué se evaporó más rápido? ¿el agua o el alcohol? El alcohol se evaporó más rápido. Proyecte la imagen Moléculas de agua y alcohol. |
El agua es una molécula polar y el alcohol es una molécula apolar |
Ebullición del agua y del alcohol. (relacionando con la polaridad de las moléculas) |
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 |
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. |
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 |
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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