Fuentes renovables y no renovables de energía

Transcripción

1 SEXTO Grado - Unidad 5 - Sesión 24 Fuentes renovables y no renovables de energía Por qué necesitamos nuevas fuentes de energía? El petróleo, el carbón y el gas natural son combustibles fósiles que tarde o temprano se acabarán. Su consumo eleva el nivel de dióxido de carbono atmosférico, responsable del calentamiento global y del cambio climático. Esto obliga a utilizar fuentes renovables y no contaminantes de energía, como el sol, el viento, el agua y la geotérmica. En esta sesión, los niños y niñas investigarán las fuentes renovables y no renovables de energía y, en consecuencia, formularán preguntas, hipótesis, soluciones y contrastarán sus resultados. Antes de la sesión Revisa con anticipación el libro Ciencia y Ambiente 6, páginas 166 a 173. Reproduce el texto del Anexo 3 y dibuja o amplía el gráfico Cuánto durarán nuestra fuentes de energía. Organiza el aula y los materiales; asimismo, a tus estudiantes para el trabajo que realizarán en esta sesión. Materiales o recursos a utilizar Botellas vacías de medio litro con tapa, una tela negra y otra blanca (la tela debe alcanzar para cubrir las botellas), tijeras y un termómetro (opcional). Cuaderno de experiencias. Libro de Ciencia y ambiente 6. Lámina reproducida del Anexo 2 y texto reproducido del Anexo Z_ S24.indd 204

2 Sexto Grado - Unidad 5 - Sesión 24 Área curricular de Ciencia y Ambiente Competencia(s), capacidad(es) e indicador(es) a trabajar en la sesión COMPETENCIAS CAPACIDADES INDICADORES Plantea problemas que requieren soluciones tecnológicas y selecciona alternativas de solución. Diseña y produce prototipos tecnológicos para resolver problemas de su entorno. Diseña alternativas de solución al problema. Indaga mediante métodos científicos situaciones que pueden ser investigadas por la ciencia. Genera y registra datos e información. Caracteriza el problema, sus alternativas de solución y sus posibles beneficios, basándose en fuentes de información escritas. Describe cómo va a construir su prototipo y menciona las herramientas y los materiales que va a usar. Obtiene datos a partir de la observación o medición de las variables, con ayuda de instrumentos de medición apropiados. Momentos de la sesión 1. INICIO 10 minutos Invita a los niños y niñas a que comenten lo que saben sobre fuentes y formas de energía. Luego pregunta: qué tipos de energía utilizan en casa? Es probable que, si cuentan con ella, mencionen a la energía eléctrica para tener luz, utilizar artefactos, computadora, etc. Sigue preguntando sobre algunos otros tipos de energía que conozcan o utilicen en casa, por ejemplo el calor que proporcionan fuentes como el gas, carbón, leña, etc., que usan, por ejemplo, para cocinar los alimentos. Pregunta: qué fuentes de energía utilizan los vehículos? Escucha las intervenciones de tus estudiantes y anota sus ideas. Pide que observen las imágenes de la página 162 del libro Ciencia y Ambiente 6 y que contesten las preguntas que allí se plantean. Dialoga con ellos sobre sus respuestas y menciónales que cuando el agua cae con fuerza o cuando el viento sopla con fuerza pueden mover objetos y se convierten en fuentes de energía mecánica. Diles que cuando los combustibles se transforman químicamente también pueden ser fuentes de energía mecánica. 205 Z_ S24.indd 205

3 Sexto Grado - Unidad 5 - Sesión 24 A continuación, hazles conocer el propósito de esta sesión: Hoy indagaremos acerca de fuentes de energía que pueden ser utilizadas para reemplazar el petróleo, el carbón, la leña, etc., por ser contaminantes y porque se agotan, por otras fuentes que no contaminan y que pueden ser utilizadas sin que se acaben. Planteamiento del Problema En este punto, acerca de las preguntas del libro, menciónales que siempre nos hemos calentado poniéndonos bajo el sol, pero hemos empleado muy poco el calor del sol, por ejemplo, para calentar la casa, cocinar, producir electricidad, etc. Añade que podemos buscar soluciones prácticas para enfrentar el intenso frío invernal (y el friaje en algunas zonas del Perú) de los meses de junio a agosto. Plantéales, ahora, la pregunta tecnológica: Podemos usar el calor del sol como fuente de energía? Planteamiento de posibles soluciones 2. DESARROLLO En pequeños grupos Invítalos a que se organicen en cuatro grupos y que, en cada grupo, ensayen algunas posibles soluciones a esta pregunta. Luego, que las registren en su cuaderno de experiencias. Plantéales la necesidad de formular preguntas más concretas que pueden ayudarnos a responder la pregunta que nos hemos planteado; estas nos permitirán realizar indagaciones sencillas que nos servirán de sustento, basado en evidencias, para nuestras respuestas. Algunas de estas interrogantes son: Cómo podemos utilizar la energía del sol para calentar agua? Cómo podemos emplear la energía del sol para generar electricidad? Cómo podemos utilizar la energía del sol para calentar la casa? 70 minutos Elaboración del plan de indagación En grupo clase y en pequeños grupos Vuelve al grupo clase y solicítales que, por grupos, propongan un plan sencillo para dar respuestas al problema. Guíalos. Diles que, primero, necesitaremos indagar en fuentes escritas (textos) de información y también realizar una indagación experimental que nos ayude a responder las preguntas. Que tengan en cuenta las posibilidades para la experimentación y los materiales que se necesitarían para hacerlo. Propón a los estudiantes desarrollar una indagación para resolver la primera pregunta: 206

4 Sexto Grado - Unidad 5 - Sesión 24 Planteamiento del Problema Cómo podemos utilizar la energía del sol para calentar el agua? Para realizar la indagación que responda a esta pregunta plantéales que sigan la secuencia: Planteamiento de hipótesis Haz que tus estudiantes escriban sus hipótesis tentativas. Vuelve al grupo clase y sistematiza sus propuestas. Luego trata, con su participación, de identificar las que coinciden para tener una o dos hipótesis comunes. Elaboración del plan de indagación Solicítales ahora un breve plan para realizar el o los experimentos necesarios para recoger la información que les permita demostrar sus hipótesis y absolver la pregunta. Pon a la vista los materiales solicitados para que prevean la secuencia de acciones que deben realizar. Preséntales esta alternativa para los experimentos: Poner al sol las telas negra y blanca. Luego de cinco minutos palpar y describir cuanto se han calentado: están igual de calientes?, se calentaron igual?, una de ellas se calentó más?, cuál?, de qué ha dependido? (Es de esperar que las telas negras calienten más). Llenar con agua las dos botellas de medio litro hasta un cuarto del volumen. Forrar una de las botellas con la cartulina blanca (A) la otra botella se deja sin forrar (B). Poner las botellas A y B al sol y comprobar, cada cinco minutos, palpando con las manos, si se han calentado. Al cabo de los cinco minutos verter el agua de A sobre las manos y probar si se ha calentado. Luego hacer lo mismo con el agua de la botella B (si se consigió el termómetro, medir la temperatura en lugar de echar el agua a las manos). Cuál se ha calentado más?, o se han calentado igual? Anotar el resultado. A continuación, forrar una botella con la tela negra (C) y la otra se deja sin forrar (D). Cuál se ha calentado más?, o se han calentado igual? Anotar el resultado. Análisis de resultados y comparación de las hipótesis Regresa al grupo clase y pide a un representante de cada grupo que describa sus observaciones y los resultados obtenidos. Pregunta: el agua de qué botella se ha calentado más rápido?, qué temperatura tiene el agua más caliente? (esta pregunta está sujeta a si se consiguió el termómetro), por qué?, qué factor influye para que el 207

5 Sexto Grado - Unidad 5 - Sesión 24 agua se caliente más y más pronto? Haz que anoten las coincidencias y las divergencias en su cuaderno. Luego de realizado el experimento es de esperar que la botella forrada con tela negra se haya calentado más que la forrada con tela blanca o la botella sin forrar. Pregunta: el experimento demostró las hipótesis o demostró lo contrario? Despues del experimento y de saber sus resultados: cuál sería su nueva hipótesis? Estructuración del saber construido como respuesta al problema Aprovecha para preguntar: si en lugar de forrar la botella con tela la pintamos de negro ocurrirá lo mismo? Recoge los pareceres de tus estudiantes y hazles saber que solo depende del color porque la energía calorífica se almacena en los colores oscuros, como el negro; mientras que los colores claros, como el blanco, reflejan la energía del sol. Por eso la botella forrada con tela negra o pintada de negro expuesta al sol calentará más y más rápido. Evaluación y comunicación Retoma la pregunta: cómo podemos utilizar la energía del sol para calentar el agua? Haz que elaboren una conclusión general que escribirás con ellos en un papelote para dejarlo expuesto en un lugar del salón. Concluida esta parte de la investigación, vuelve a las otras dos preguntas complementarias: Cómo podemos emplear la energía del sol para generar electricidad? Cómo podemos utilizar la energía del sol para calentar la casa? Estas dos preguntas tecnológicas se pueden resolver con ayuda de fuentes de información escritas. Para que los niños y niñas procedan, indícales dónde conseguirán la información del primer caso: en el libro Ciencia y Ambiente 6, página 171. Para la siguiente pregunta, debes decirles que lean el texto del Anexo 3. Después de haber leído los textos y con tu acompañamiento constante a los grupos, haz que cada grupo presente una presentación de sus respuestas. Anota sus errores y, luego, pídeles que relean, si hay necesidad, las partes de los textos no bien comprendidas para responder mejor las preguntas. Ahora, pide que observen el siguiente gráfico: 208 Z_ S24.indd 208

6 Sexto Grado - Unidad 5 - Sesión 24 Pregunta sobre las ventajas y desventajas del uso de las fuentes renovables de energía y las no renovables. Comenta que para comprender mejor esta información deben elaborar un organizador visual que les permita entender las ventajas del uso de recursos renovables. En el Anexo 2 encontrarás una propuesta de organizador, a fin de que puedas asesorar a los estudiantes. 3. CIERRE (valoración del aprendizaje) 10 minutos En grupo clase Indícales que, con la participación de todos, construirán las siguientes ideas fuerza sobre las fuentes renovables y no renovables de energía. Estimula a tus estudiantes para que propongan ideas e indúcelos a que lo expresen: La energía está presente en todas nuestras actividades. Las fuentes de energía son todos los medios naturales o artificiales que nos permitan extraerla. Las fuentes de energía pueden ser renovables si no se agotan con el uso, y no renovables si se agotan. El uso de fuentes de energía renovable suele ser no contaminante, mientras que las no renovables pueden incrementar el calentamiento global. 209

7 Sexto Grado - Unidad 5 - Sesión 24 Las fuentes de energía hidráulica, eólica y solar podrían usarse a mayor escala, antes de que se agoten las fuentes de energía no renovables, como es el caso del petróleo o del gas natural. La energía mareomotriz puede aprovecharse para generar energía eléctrica en las zonas costeras, aprovechando que las mareas suben y bajan por la fuerza de atracción lunar. Tarea a trabajar en casa Pide a los niños y niñas investigar sobre: El significado de biomasa. Las fuentes de energía que se utilizan en su localidad Las fuentes de energía no renovables que utilizan en su localidad. 210

8 Sexto Grado - Unidad 5 - Sesión 24 Anexo 1 Sexto Grado Buenas hipótesis Dada la pregunta: Cómo podemos calentar el agua utilizando la energía del sol? Las hipótesis podrían ser: a) Si dejamos expuesta al sol una botella con agua, entonces, el agua se calentará. b) Si dejamos expuesta al sol una botella que contiene agua y que esté cubierta con tela negra, entonces, el agua se calentará el agua más pronto. Observa que estas hipótesis tienen dos variables: la variable independiente y la variable dependiente. En las hipótesis deben estar presentes estas dos variables, así: Variable independiente Conjunción ilativa Variable dependiente Si dejamos expuesta al sol una botella con agua entonces, el agua se calentará. Si dejamos expuesta al sol una botella que contiene agua y cubierta con tela negra entonces, el agua se calentará más pronto. Fuente: Z_ S24.indd 211

9 Sexto Grado - Unidad 5 - Sesión 24 Anexo 3 Sexto Grado El muro Trombe Las bajas temperaturas en algunas zonas altoandinas, como Carabaya, en Puno, donde se alcanzan los 18 oc bajo cero en el interior de los hogares, motivaron proyectos como Casas calientes, que tienen la finalidad de calentar las viviendas para afrontar el frío invernal. Antes de ejecutar este proyecto, la temperatura en las casa llegaba a 5 oc bajo cero aproximadamente; ahora se logra mantenerla en torno a los 7 oc. La directiva de la comunidad y la población están comprometidas con la implementación del paquete tecnológico. El proyecto se basa en la colocación de muros Trombe, que son estructuras de madera forradas con plástico transparente, semejante a un invernadero, que se instalan en uno de los muros exteriores de la vivienda. Eso permite captar rayos solares y convertir la vivienda en un recinto térmico. El muro está relleno de piedras de río de color negro para conseguir un mejor almacenamiento de calor durante el día y alcanza temperaturas de 10 oc a 23 oc. Unos agujeros en el muro Trombe permiten que el aire calentado por el sol circule en la casa, y a su vez hace que el aire frío vuelva a entrar al recinto expuesto al sol; de ese modo proporciona calefacción a la casa. Para lograr el éxito, es importante aislar el techo con ichu, un material local que tiene la función de retener el calor transferido por el muro Trombe en el interior de la estancia. Este tipo de tecnología tarda dos días en implementarse y requiere el trabajo de un equipo mixto de cuatro personas, entre personal técnico calificado y maestros de obra, más dos trabajadores de la comunidad. La supervisión y el control de calidad son llevados a cabo por ingenieros. Así funciona el muro Trombe Adaptado de: Z_ S24.indd 212