CONTAMINACIÓN, EL HUMO EN ACCIÓN Por qué sale humo negro de los exostos de motos y carros? Figura 1. Contaminación atmosférica Sabes que es el smog? Por qué sale humo negro por las chimeneas y por los escapes de motos y carros? Qué es la ceniza? Qué es eso de emisiones de CO 2? A qué llamamos contaminación? Preguntas, preguntas y más preguntas! Dónde están las respuestas? Esta actividad te puede llevar a encontrarlas. Figura 2. Contaminación por fuentes fijas Nuestras acciones tienen consecuencias pero a veces no somos conscientes de ellas. Conducir un auto en malas condiciones, fumar cigarrillo, hacer quemas, utilizar combustibles fósiles son acciones que implican consecuencias para la Tierra como sistema dinámico que es. Las diferentes fuentes de contaminación del aire se muestran en las Figuras 1, 2 y 6. En esta actividad serás responsable de tus actos: contaminar el aire. La Actividad Experimental tiene dos partes, una demostrativa y otra tipo reto. El reto será descontaminar el aire sin agotarlo. Crees que será fácil? Te sorprenderás! 1. Para qué? Esta es una actividad 2 en 1, con ella se puede: Conocer el proceso de la combustión Mostrar el proceso de contaminación del aire a partir de la generación de humo. 1
Pensar en estrategias de cuidado del medio ambiente. 2. Qué necesito? Los materiales se muestran en la Figura 3. 2 botellas plásticas con tapa, una de 1,5 litros y la otra de 350 ml. Un pedazo de papel de 10 x 15 cm Fósforos Canicas de diferentes colores (3 colores diferentes) bisturí 3. Cómo lo hago? Parte demostrativa Figura 3. Materiales 1. En la botella de 1,5 litros haz dos agujeros, uno en la parte superior y otro en la parte inferior. 2. Enrolla el pedazo de papel y haz un cilindro e introdúcelo en el agujero superior de la botella. 3. Enciende el papel y observa. Qué sucede? Qué trayectoria sigue el humo dentro de la botella, asciende o desciende? Ver Figura 4. Figura 4. Recorrido del humo dentro de la botella 2
Parte tipo reto La botella de 350 ml representa nuestra atmósfera y contiene canicas de dos colores, las cuales simulan los elementos constituyentes del aire. Azul oscuro representa los átomos de Nitrógeno y rojo los átomos de Oxigeno. Adiciona a la botella los contaminantes. Es decir, las canicas azul celeste. El reto consiste en retirar los contaminantes del aire, o sea sacar las canicas de color azul celeste sin extraer las canicas de color azul oscuro y rojo. Cada canica azul celeste da un puntaje de 10. Si sacas una canica azul oscuro pierdes 8 puntos, si la canica que sale es roja pierdes 2 puntos. Animo, muestra tus destrezas descontaminando! Fue fácil contaminar, ahora haz lo contrario. Ver Figura 5. 4. Qué hay detrás? Parte demostrativa. Qué sucede? Figura 5. Puntuación del reto 1. La combustión del papel genera partículas y gases. El humo es el resultado de la unión de gases, partículas y aire. 2. Por qué el aire no sube? Durante una combustión, el humo asciende arrastrado por el aire caliente de la combustión generando corrientes convectivas. Dentro de la botella no hay aire caliente, por lo que no se presentan corrientes ascendentes convectivas y como el humo es más pesado que el aire (pues las partículas hacen que pese más) baja. Además, el humo en el aire se expande y asciende. Parte tipo reto. El aire es la mezcla de gases que forman la atmosfera de la Tierra. Está conformado por Nitrógeno (79%), Oxigeno (21%), Vapor de agua y otros gases en pequeñas cantidades (llamadas trazas). Los contaminantes se mezclan en el aire y retirarlos es muy difícil. 3
Para quien dirige la actividad, es bueno que durante su desarrollo se hagan preguntas a los participantes que los lleven a pensar en su responsabilidad sobre las diferentes acciones que realiza en su cotidianidad. 5. Para pensar, explorar y conectar Qué acciones propician la contaminación del aire? Vivir implica contaminar? Cómo puedo ayudar a mantener un aire limpio? Cuánto aire necesito para vivir? Sabes que es la capa de ozono? 6. Curiosidades El hombre inhala 14000 litros de aire al día. La atmosfera es la parte del ambiente con la que el ser humano está en contacto permanente. En Colombia hay más de 6.000 muertes al año por contaminación atmosférica. La droga que más seres humanos mata al año es el cigarrillo. Anualmente mueren en el mundo 6 millones de personas. El automóvil es la principal fuente móvil de contaminación atmosférica. Ver Figura 6. 7. Algunos estándares relacionados Figura 6. Contaminación por fuentes móviles Identifico variables que influyen en los resultados de un experimento. Formulo hipótesis con base en el conocimiento cotidiano, teorías y modelos científicos. Describo procesos físicos y químicos de la contaminación atmosférica. 8. Quieres saber más? http://www.envtox.ucdavis.edu/cehs/toxins/spanish/airpollution.htm http://www.presidencia.gov.co/prensa_new/columnas/columnas169.htm http://www.monografias.com/trabajos10/contam/contam.shtml http://www.cepis.ops-oms.org/bvsci/e/fulltext/orienta/cap5c.pdf 4
9. Anexo conceptual Aire. Capa delgada de gases que cubre la Tierra y está conformada por 78% de Nitrógeno, 21 % de oxígeno y otros gases como el bióxido de carbono, vapor de agua y gases inertes. El aire es indispensable para la vida de la mayoría de seres vivos. Actúa como filtro solar, permite la propagación del sonido, es responsable del desplazamiento de barcos y generador de energía. Capa de Ozono. Es una zona en la atmósfera entre los 20 y 50 km, donde la luz solar al interactuar con el oxígeno produce ozono. Su función es proteger la vida de la radiación ultravioleta cancerígena. Algunos productos químicos de uso industrial afectan esta capa y ponen en riesgo la vida en la Tierra. Combustión. Proceso químico generador de luz y calor. Consiste en hacer reaccionar un combustible (sustancia que arde, como: petróleo, gas, carbón, madera, papel) con un comburente (sustancia que produce la combustión: oxígeno) y una chispa o detonante de la combustión (fósforo, bujía). En toda combustión se producen, además de luz y calor, gases de combustión (CO 2 Dióxido de Carbono) y agua. Si la combustión es incompleta, es decir el combustible y el comburente no está en las proporciones adecuadas se producen CO (Monóxido de Carbono), humo y cenizas. Contaminante. Es un elemento que se encuentra en concentraciones excesivas con respecto al nivel óptimo dentro de un sistema y que dada esta condición genera efectos nocivos para la vida de los organismos, entre ellos el hombre, que habitan un ambiente. Se conocen diferentes tipos de contaminación. Atmosférica, que se origina principalmente por el uso de combustibles fósiles y la emisión de partículas y gases industriales. Hídrica, compromete los lechos de agua y consiste en la reducción de oxigeno, lo que a su vez genera incapacidad de los microorganismos para degradar desechos arrojados por el hombre. Del Suelo, todos los desechos no biodegradables producidos por el hombre y sus actividades productivas son responsables de la contaminación del suelo. A nivel de contaminación se puede hablar de un ciclo de contaminantes, pues un contaminante atmosférico puede pasar a contaminar el agua y el suelo, las basuras en un relleno sanitario pueden alcanzar las aguas subterráneas y los contaminantes en el agua pueden acumularse en plantas y animales que luego serán ingeridos por el hombre. Deterioro ambiental. Incluye tanto los procesos como los elementos contaminantes que afectan un ambiente y son resultado de acciones naturales y causadas por el hombre. Humo. Partículas sólidas en una corriente de aire. Es un producto indeseado en el proceso de combustión. 5
Lluvia ácida. Manifestación de la contaminación en la lluvia. El Ph del agua lluvia es ácido producto de los contaminantes presentes en ella. Medio ambiente. Es todo aquello que nos rodea. Incluye no sólo el medio físico (atmósfera, hidrosfera, litosfera) sino los seres vivos. Smog. Palabra formada por la unión de 2 palabras inglesas: smoke (humo) y fog (niebla). Corresponde al tipo de contaminación que se presenta como una capa de nubes baja en las ciudades industriales. 10. Tabla resumen ÍTEM 1. Áreas involucradas (por ejemplo: física, química, astronomía, etc.) 2. Temas que aborda (por ejemplo: presión, principio de Bernoulli, etc.) 3. Materiales por persona (los que son de consumo inmediato: 4. Materiales permanentes del Parque (por ejemplo: Microscopios, ollas, estufa, etc.) 5. Costo estimado de los materiales consumibles por persona: 6. Tiempo de duración (estimar un intervalo desde el tiempo mínimo en el que se puede hacer, hasta el tiempo máximo): 7. Público al que va dirigido (Marcar con una x al frente de la opción): 8. Sugerencias de seguridad o procedimiento: DESCRIPCIÓN Física, química, ingeniería ambiental. Contaminación atmosférica, combustión, convección, medio ambiente. Papel, fósforos. Botellas, canicas. $ 150. 15-20 minutos Estudiantes: x_ Niños: x_ Adolescentes: x_ Maestros: x_ Público general: x_ Actividad no apta para menores de 4 años por riesgos con el uso del material (canicas y fósforos). 9. Elaborado por: Diana Patricia Arango (Líder temática de la Sala Colombia Geodiversa) 6