1 cta manual de docente

Z_01_05 Docente.indd 1 9/17/12 9:39 PM

Elaboradores
Yuri Alexis Milachay Vicente
Lily Isolina Arrascue Córdova
Revisión pedagógica
Homer Denegri Melgarejo
Cuidado de edición y responsable de la
validación de los contenidos
Luisa Cañas Cano
Correc
Mario Jhonny Ávila Rubio
Diseño, diagramación e ilustraciones
Haydé Pumacayo Condori
Manual para el docente
Primer grado de Educación Secundaria
Módulo de Ciencia, Tecnología y Ambiente - Inv
Ministerio de Educación
Calle El Comercio N.o
193 - San Borja
Lima 41 - Perú
Teléfono: 615-5800
www.minedu.gob.pe
Tiraje:
Primera edición: 2012
35 956 ejemplares
Impreso en el Perú / Printed in Peru
Empresa Editora El Comercio S.A.
Jr. Juan del Mar y Bernedo 1318
Chacra Ríos Sur, Lima 01
©Ministerio de Educación
Todos los derechos reservados. Prohibida la
reproducción de este libro por cualquier medio, total
o parcialmente, sin permiso expreso del editor.
Hecho el Depósito Legal en la Biblioteca Nacional
del Perú: N. 2012 -o
11587

Presentación
estudiantes de 1.er
rad de e undaria. ara e se an nsiderad a idades
con información complementaria, con sugerencias para la adaptación de otros
materiales la eri cacióndelosaprendi a esad uiridos. am i nseencontrar n
posibles respuestas ante las situaciones propuestas a los estudiantes, con el
ob eto de garan ar el logro del aprendi a e esperado en ellos. as orientaciones
metodológicas con enen ac idades espec cas sugeridas al docente para cada
uno de los doce segmentos del manual.
Tratamiento pedagógico
as gu as de ac idades de pro ectos se an elaborado con el n de fa orecer
el desarrollo de las capacidades ac tudes in es ga as de los estudiantes
mediante ariadas situaciones de aprendi a e e perimental.
as ac idades se conciben como una unidad metodológica completa. on
las orientaciones per nentes, el docente deber adaptarlas a los diferentes
conte tos, en los casos en ue se re uiera.
n cuanto a la did c ca la organi ación del empo para el desarrollo de
las ac idades, se debe considerar ue estas pueden formar parte de la
programación curricular del rea de , integradas ar culadas en la unidad
de aprendi a e. simismo, se podr n generar espacios para traba arlas en la
casa u otro ambiente.
lgunas de las ac idades a u planteadas se podr n considerar en la
e aluación, en función de sus caracter s cas del desarrollo de los procesos
del rea. ambi n se pueden elaborar instrumentos propios para la e aluación
de las capacidades desarrolladas por los estudiantes.
as ac idades ue se consideren como parte del proceso de e aluación
deber n cali carse registrarse de acuerdo con los criterios de indagación
e perimentación, as como de ac tudes ante el rea.
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Conoce tu manual
Actividad 10
La protección de los rayos
ultravioleta es una prioridad desalud pública.
Bloqueadores solares caseros
y naturales: análisis comparativo
Actividad 10
La protección de los rayos
a protección de los rayos
ultravioleta es una prioridad de
travioleta es una prioridad de
protección de los rayo
protección de los rayo
salud pública.
alud pública.
a es una pr
Ac vidad
10
Manual del docente - Inves guemos 1
122
¿Cómo podemos entenderlo mejor?
¿Qué estamos logrando?
Para responder a la pregunta, primero debe quedar claro qué es el foto po. Para ello, se recomienda
buscar en oogle la palabra foto po , o ir a esta dirección:Ac vidad 1. No, para ningún foto po.
Ac vidad 2. Sí, pero para los casos de foto pos I, II y III.
Ac vidad 3. Sí, para los foto pos I y II.
Ac vidad 4. Sí, para los foto pos I, II, III y IV.
Ac vidad 1. No, para ningún foto po.
Ac vidad 4. Sí, para los foto pos I, II, III y IV.Sí, se observa protección efec va.
Sí, se observa protección efec va.
1. Jugar pelota
No
No
Sí
2. Pasear
Sí
Sí
Sí
3. ormación en el pa o
Sí
Sí
Sí
4. Banda escolar
Sí
No
No
Bra os
Cuello
Ac vidad
Partes del
cuerpo
Rostro
1. Jugar pelota
No
No
Sí
2. Pasear
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
4. Banda escolar
Sí
No
No
Bra os
Cuello
Ac vidad
Partes del
cuerpo
Rostro
1. Registro del efecto del protector solar en tus compañeros de clase.
Protector sicoDuración del recreo: 30 minutos
Protector natural aceite de a on olí
Duración del recreo: 30 minutos
Inves guemos 1
64
Finalmente, ¿qué significa esto?
Se observa una protección efec va en tus compañeros de clase
de diferentes foto pos que usaron el protector solar sico
raciasalaceitedeajonjolíseobservaprotecciónefec vaenlapiel
de tus compañeros de clase de diferentes foto pos
Se observa una protección solar efec va durante 40 minutos
con el uso de aceite de ajonjolí?
Se observa una protección solar efec va durante m s de 40 mi-
nutos con el uso del protector solar sico?
1.
2.
3.
4.
bra os
cuello
Ac vidad
Parte del cuerpo
rostro
1.
2.
3.
4.
bra os
cuello
Ac vidad
Parte del cuerpo
rostro
1. Registro del efecto del protector solar en tus compañeros de
clase.
Protector sicoDuración del recreo:
Protector natural: aceite de ajonjolí
Duración del recreo:
bservaciones
Ac vidadAc vidad 1
Ac vidad 2
Ac vidad 3
Ac vidad 4
bservaciones
Ac vidadAc vidad 1
Ac vidad 2
Ac vidad 3
Ac vidad 4
¡Importante!
Los protectores solares prote-
gen la piel de las quemaduras
que produce el sol. También
impiden la penetración de
radiaciones ultravioleta que
dañan la piel y que pueden
producir c ncer.
Ac vidad
10
122
Para responder a la pregunta, primero debe quedar claro qué es el foto po. Para ello, se recomiend
buscar en oogle la palabra foto po , o ir a esta dirección:Ac vidad 1. No, para ningún foto po.
Ac vidad 4. Sí, para los foto pos I, II, III y IV.
Ac vidad 1. No, para ningún foto po.
Ac vidad 4. Sí, para los foto pos I, II, III y IV.Sí, se observa protección efec va.
Sí, se observa protección efec va.
1. Jugar pelota
No
No
Sí
2. Pasear
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
4. Banda escolar
Sí
No
No
Bra os
Cuello
Ac vidad
Partes del
cuerpo
Rostro
1. Jugar pelota
No
No
Sí
2. Pasear
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
4. Banda escolar
Sí
No
No
Bra os
Cuello
Ac vidad
Partes del
cuerpo
Rostro
1. Registro del efecto del protector solar en tus compañeros de clase.
Protector sicoDuración del recreo: 30 minutos
Protector natural: aceite de ajonjolí
Duración del recreo: 30 minutos
da
Ac vidad
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118
Llegan las radiaciones V-A y V-B radiaciones ultravioleta alfa y radiaciones ultravioleta beta .
sar ropa clara y de mangas largas, gafas de sol, gorros de ala ancha y bloqueadores solares.
PS en relación con los ltros V-B -Tiempo de exposición sin riesgo
Sin protección: 20 minutos
actor 8 ---- 40 minutos
actor 15 ---- 5 horas
Extremo: M s de 6 horas
Losestudiantesdeben plantearunconjuntodeestrategiasdeprotección delasradiacionessolaresy,
dentro de ellas, destacar la existencia de bloqueadores sicos y químicos que existen en el mercado,
así como la posibilidad de elaborar bloqueadores caseros con los recursos naturales de su contexto.
Para comparar el efecto de protección solar del protector sico con el del protector natural, es
necesario hacer lo siguiente:
Elaborar un protector solar sico a base de óxido de inc.
Elaborar un protector solar natural a base de aceite de ajonjolí.
bservar los efectos de los protectores de ambas sustancias sobre la piel.
Buscar evidencias y respuestas
Esto ¿cómo se explica?
¿Qué vamos a realizar?
Inves guemos 1
62
bserva las animaciones y lee los textos que se encuentran en
las siguientes p ginas web. Luego, en tu cuaderno, responde las
preguntas:
1.
2.
3.
4.
5.
ué pos de radiación V son los que llegan a la Tierra?
ué medidas se toman para evitar los daños producidos por la
exposición a los rayos V?
Cómo se relaciona el factor de protección solar con el empo de
exposición en los bloqueadores solares?
Existen bloqueadores solares sicos y químicos. Los sicos óxido
de tanio y óxido de inc en su composición.
Sin embargo, también hay protectores solares naturales como el
aceite de ajonjolí y otros.
El aceite de ajonjolí tendr la misma acción protectora que un
protector solar sico?
Ser posible elaborar bloqueadores parecidos a los que se
venden? Es f cil conseguir los ingredientes necesarios?
Cómo comparar el efecto bené co del protector solar sico con
el efecto del protector natural?
Para responder a esta pregunta, debemos elaborar un protector
solar sico a base de óxido de inc, y otro natural hecho con aceite
de ajonjolí. Luego, observaremos y compararemos los efectos de
ambos protectores solares sobre la piel de un individuo.
Las radiaciones V m s peligrosas son la
V-A y la V-B.
UV-A
UV-
B
CAPA DE OZONO
Ac vidad
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118
Llegan las radiaciones V-A y V-B radiaciones ultravioleta alfa y radiaciones ultravioleta beta .
sar ropa clara y de mangas largas, gafas de sol, gorros de ala ancha y bloqueadores solares.
PS en relación con los ltros V-B -Tiempo de exposición sin riesgo
Sin protección: 20 minutos
actor 15 ---- 5 horas
Extremo: M s de 6 horas
Losestudiantesdeben plantearunconjuntodeestrategiasdeprotección delasradiaciones solares
dentro de ellas, destacar la existencia de bloqueadores sicos y químicos que existen en el mercad
así como la posibilidad de elaborar bloqueadores caseros con los recursos naturales de su contex
Para comparar el efecto de protección solar del protector sico con el del protector natural, e
necesario hacer lo siguiente:
Elaborar un protector solar sico a base de óxido de inc.
Elaborar un protector solar natural a base de aceite de ajonjolí.
bservar los efectos de los protectores de ambas sustancias sobre la piel.
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do
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s
se encuentran en
onde las
ncias y respuestas
Ciencia, Tecnología y Ambiente
63
Ac vidad 10
¡Manos a la obra!
3 cucharadas de aceite de sésamo virgen.
2 cucharadas de aceite de jojoba.1 cucharada de aceite de coco.1 cucharada de cera de abejas.1 cucharada de óxido de inc.2 recipientes para baño María.Nota:
Los aceites los venden en las endas naturistas.
Elóxidode incsepuedecomprarenlasferreteríasodroguerías.
Preparación del protector solar sico:
Paso 1. Derrite en baño María la cera de abeja colocada previamente
en un recipiente.Paso 2. Calienta los aceites y mé clalos en un segundo recipiente.
Paso 3. Vierte el óxido de inc en el segundo recipiente.
Paso 4. na ve que se obtenga una me cla homogénea, vierte el con-
tenido de los aceites en la cera de abeja.
Paso 5. Me cla bien todos los ingredientes y deja enfriar el preparado.
Paso 6. Como resultado se ene una pasta con textura cremosa.
Ya enes tu bloqueador solar sico.Puedes ver la preparación en el siguiente video:Prueba por separado el protector solar sico que has preparado y
el de aceite de ajonjolí. Como dato referencial, el protector sico
ene un PS aproximado de 30, mientras que el aceite de ajon-
jolí posee un PS de 8, por lo que ambos deberían actuar igual
durante 40 minutos. Antes de salir al recreo, pide que un grupo
de tus compañeros se aplique el protector sico y otro grupo el
aceite de ajonjolí. Registra la ac vidad reali ada durante el re-
creo. bserva el efecto de los protectores solares en cada grupo.
Anota tus observaciones.
De ninguna manera se debe abusar de la exposición al sol. Cuida tu salud y la de
tus compañeros.
Recuerdaque...
¿Con qué lo haremos?
¡Manos a la obra!
120
Ac vidad 10
121
¡Manos a la obra!
Se debe veri car la pure a de los insumos sugeridos, para así garan ar la obtención del producto.
Deben adquirirse en establecimientos autori ados.
La manera m s pr c ca de preparar el bloqueador solar sico se encuentra en el video alojado en la
siguiente dirección electrónica:Para probar el protector solar entre los estudiantes, primero se los debe clasi car por su po de
piel y por la ac vidad que reali ar n en las horas de recreo, que es cuando se exponen a los rayos
solares.
Antes de comen ar a usar los preparados, es necesario sensibili ar a la población escolar sobre
la importancia de protegerse de las radiaciones ultravioleta. na ve concluido el proceso de
sensibili ación y organi ación de los estudiantes voluntarios, se les unta el protector media hora
antes de empe ar la prueba.
Al término del recreo, se debe observar el efecto de los preparados en los estudiantes y luego
compararlos. Hay que tener cuidado de registrar todo lo observable relacionado con la preparación,
el modo de uso y los resultados. Pueden tenerse en cuenta los siguientes criterios:
1. acilidad de aplicación2. Efecto esté co del preparado color, textura, etcétera
3. Adherencia del preparado en la piel
4. Protección del preparado a los rayos solares en el empo considerado no visible, visible, óp mo
se encu
onde la
ncias y r
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Ac
3 cucharadas de aceite de sésamo virgen.
2 cucharadas de aceite de jojoba.1 cucharada de aceite de coco.1 cucharada de cera de abejas.1 cucharada de óxido de inc.2 recipientes para baño María.Nota:
Los aceites los venden en las endas naturistas.
Elóxidode incsepuedecomprarenlasferreteríasodroguererías.
Preparación del protector solar sico:
Paso 1. Derrite en baño María la cera de abeja colocada previamentte
en un recipiente.Paso 2. Calienta los aceites y mé clalos en un segundo recipiente.
Paso 3. Vierte el óxido de inc en el segundo recipiente.
Paso 4. na ve que se obtenga una me cla homogénea, vierte el con-
tenido de los aceites en la cera de abeja.
Paso 5. Me cla bien todos los ingredientes y deja enfriar el preparado.
Paso 6. Como resultado se ene una pasta con textura cremosa.
Ya enes tu bloqueador solar sico.Puedes ver la preparación en el siguiente video:Prueba por separado el protector solar sico que has preparado y
el de aceite de ajonjolí. Como dato referencial, el protector sico
ene un PS aproximado de 30, mientras que el aceite de ajon-
jolí posee un PS de 8, por lo que ambos deberían actuar igual
durante 40 minutos. Antes de salir al recreo, pide que un grupo
de tus compañeros se aplique el protector sico y otro grupo el
aceite de ajonjolí. Registra la ac vidad reali ada durante el re-
creo. bserva el efecto de los protectores solares en cada grupo.
Anota tus observaciones.
De ninguna maneera se debe abusar de la expposiición al sol. Cuida tu salud yy la de
tus compañeros.
Recuerdaque...
¡Manos a la obra!
120
vidad 10
Ac vidadad 10
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¡Manos a la obra!
Se debe veri car la pure a de los insumos sugeridos, para así garan ar la obtención del producto.
Deben adquirirse en establecimientos autori ados.
La manera m s pr c ca de preparar el bloqueador solar sico se encuentra en el video alojado en la
siguiente dirección electrónica:Para probar el protector solar entre los estudiantes, primero se los debe clasi car por su po de
piel y por la ac vidad que reali ar n en las horas de recreo, que es cuando se exponen a los rayos
solares.
Antes de comen ar a usar los preparados, es necesario sensibili ar a la población escolar sobre
la importancia de protegerse de las radiaciones ultravioleta. na ve concluido el proceso de
sensibili ación y organi ación de los estudiantes voluntarios, se les unta el protector media hora
antes de empe ar la prueba.
Al término del recreo, se debe observar el efecto de los preparados en los estudiantes y luego
compararlos. Hay que tener cuidado de registrar todo lo observable relacionado con la preparación,
el modo de uso y los resultados. Pueden tenerse en cuenta los siguientes criterios:
1. acilidad de aplicación2. Efecto esté co del preparado color, textura, etcétera
3. Adherencia del preparado en la piel
4. Protección del preparado a los rayos solares en el empo considerado no visible, visible, óp mo
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¿Qué estam
65
Ac vidad 10
¿Qué sabemos ahora de todo esto?
¿En qué situaciones de la vida cotidiana
se aplican estos conocimientos?
Si tuvieras que recomendar en tu centro educa vo qué medidas se
deberían tomar para proteger a tus compañeros de las radiaciones
solares, ¿cuáles serían estas?
Toma como referencia los siguientes ítems:
1. Meses y horas de mayor intensidad de radiación solar
2. Arbori ación de la escuela
3. Lista de foto pos de piel de la población escolar
4. Duración de las ac vidades bajo el sol
5. Ar culos de protección: gafas, gorros
6. Protector solar sico
7. Protector solar natural
8. Recomendaciones generales para el buen uso de los protectores
Nosotros reali amos muchas ac vidades en lugares expuestos
al sol. ¿ ué recomendaciones darías para protegerse de las
radiaciones V en cada caso que se muestra en las fotogra as?
El protector solar sico ene un alto valor comercial porque
cubre una demanda de protección efec va. ¿Cuál es su costo de
producción? Averigua en Internet cómo puedes hacer para que el
producto que has preparado tenga un valor comercial agregado
olor, textura, nuevos ingredientes, etcétera .
Si quisieras comerciali ar el producto, ¿cuál sería la estrategia que
seguirías para ponerlo a la venta?
Ahora sabes elaborar ltros solares muy efec vos y con un presupuesto
ra onable.
¿ ué es más recomendable para un estudiante, teniendo en cuen-
ta las ac vidades que reali a en el colegio: usar aceite de ajonjolí
o el protector solar sico? Explica tu respuesta.
¡Eureka!
124
Ac vidad 10
Ciencia, Tecnología y Ambiente 125
Las recomendaciones generales aplicadas a la escuela son aplicables también a la comunidad:
1. Promover la arbori ación de los espacios urbanos.
2. omentar el uso de ar culos de protección de las radiaciones: gorros, gafas, etcétera.
3. sar bloqueadores solares sicos.
4. Desarrollar campañas de sensibili ación sobre los efectos de las radiaciones y las manifestaciones
del exceso de estas, así como acerca de las medidas que deben adoptarse para protegerse de
ellas.
Las recomendaciones podrían ser las siguientes:
1. Para efectos de proteger la salud de los escolares, se deben tener en cuenta los meses y las horas
del día en los cuales es necesario extremar las medidas de protección de las radiaciones solares.
2. na forma de protección de las radiaciones es arbori ar la ins tución educa va con el obje vo
de proporcionar sombra.
3. Es necesario tener en cuenta los foto pos de piel de la población escolar.
4. Deben limitarse los períodos en que se desarrollan ac vidades bajo el sol.
5. Hay qué promover el uso de ar culos de protección de las radiaciones solares: gafas, gorros.
6. Debe fomentarse el uso obligatorio de protectores solares sicos.
7. Se recomienda desarrollar campañas de sensibili ación para el uso frecuente de protectores
solares naturales.
8. Deben propagandi arse las recomendaciones generales para el buen uso de los protectores
solares, así como de las medidas necesarias para protegerse del sol.
tro enfoque del trabajo es el económico. En la actualidad, el costo de los bloqueadores
solares sicos es bastante alto, pero las cremas elaboradas con productos naturales, que
son igualmente efec vas, enen un valor de mercado importante. Por ello, vale la pena
inves gar, mediante un proyecto escolar, si es posible producirlas para abastecer con
esos productos a los miembros de la comunidad.
Los estudiantes deben conocer la gran importancia de usar protectores solares, dependiendo del
lugar donde realicen sus ac vidades. Además, desarrollarán capacidades de elaboración y aplicación
de protectores solares.
é estam
Ciencia, Tecnología y Amb
Ac vidad 110
Si tuvieras que recomendar en tu centro educa vo qué medidas se
deberían tomar para proteger a tus compañeros de las radiaciones
solares, ¿cuáles serían estas?
Toma como referencia los siguientes ítems:
1. Meses y horas de mayor intensidad de radiación solar
2. Arbori ación de la escuela
3. Lista de foto pos de piel de la población escolar
4. Duración de las ac vidades bajo el sol
5. Ar culos de protección: gafas, gorros
6. Protector solar sico
7. Protector solar natural
8. Recomendaciones generales para el buen uso de los protectores
Nosotros reali amos mucha
¿En qué situacion
situacio
se aplican estos co
se aplican estos co
s ac vidades en lugares expuesto
s de la vida cotid
la vida c
onocimientos?
onocimientos?
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al sol. ¿ ué recomendaci
se aplican estos co
se aplican estos coones darías para protegerse d
onocimientos?
onocimientos? e las
radiaciones V en cada caso que se muestra en las fotogra as?
El protector solar sico ene un alto valor comercial porque
cubre una demanda de protección efec va. ¿Cuál es su costo de
producción? Averigua en Internet cómo puedes hacer para que el
producto que has preparado tenga un valor comercial agregado
olor, textura, nuevos ingredientes, etcétera .
Si quisieras comerciali ar el producto, ¿cuál sería la estrategia que
seguirías para ponerlo a la venta?
Ahora sabes elaboborar ltros solares muy efeec vos y con un presupuesto
ra onable.
¿ ué es más recomendable para un estudiante, teniendo en cuen-
ta las ac vidades que reali a en el colegio: usar aceite de ajonjolí
o el protector solar sico? Explica tu respuesta.
¡Eureka!
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o
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o
Ac vidaad 10
Ciencia, Tecnología y Ambieente 125
Las recomendaciones generales aplicadas a la escuela son aplicables también a la comunidad:
1. Promover la arbori ación de los espacios urbanos.
2. omentar el uso de ar culos de protección de las radiaciones: gorros, gafas, etcétera.
3. sar bloqueadores solares sicos.
4. Desarrollar campañas de sensibili ación sobre los efectos de las radiaciones y las manifestaciones
del exceso de estas, así como acerca de las medidas que deben adoptarse para protegerse de
ellas.
Las recomendaciones podrían ser las siguientes:
1. Para efectos de proteger la salud de los escolares, se deben tener en cuenta los meses y las horas
del día en los cuales es necesario extremar las medidas de protección de las radiaciones solares.
2. na forma de protección de las radiaciones es arbori ar la ins tución educa va con el obje vo
de proporcionar sombra.
3. Es necesario tener en cuenta los foto pos de piel de la población escolar.
4. Deben limitarse los períodos en que se desarrollan ac vidades bajo el sol.
5. Hay qué promover el uso de ar culos de protección de las radiaciones solares: gafas, gorros.
6. Debe fomentarse el uso obligatorio de protectores solares sicos.
7. Se recomienda desarrollar campañas de sensibili ación para el uso frecuente de protectores
solares naturales.
8. Deben propagandi arse las recomendaciones generales para el buen uso de los protectores
solares, así como de las medidas necesarias para protegerse del sol.
tro enfoquetro enfoquetro enfoquetro enfoque del trabajo
del trabajo
del trabajo
del trabajo es el econó
es el econó
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es el económico. En la
mico. En la
mico. En la
mico. En la actualidad,
actualidad,
actualidad,
actualidad, el costo deel costo deel costo deel costo de los bloquealos bloquealos bloquealos bloqueadoresdoresdoresdores
solares sic
solares sic
solares sic
solares sicos es bastan
os es bastan
os es bastan
os es bastante alto, perte alto, perte alto, perte alto, pero las cremas
o las cremas
o las cremas
o las cremas elaboradas
elaboradas
elaboradas
elaboradas con producto
con producto
con producto
con productos naturales,
s naturales,
s naturaless naturales, quequequeque
son igualmen
son igualmen
son igualmen
son igualmente efec vaste efec vas,te efec vas,te efec vas, enen un va
enen un va
enen un va
enen un valor de merca
lor de merca
lor de merca
lor de mercado important
do important
do important
do importante. Por ello,e. Por ello,Por elloe. Por ello, vale la penvale la penvale la penvale la penaaaa
inves gar, m
inves gar, m
inves gar, m
inves gar, mediante un p
ediante un p
ediante un p
ediante un proyecto esco
royecto esco
royecto esco
royecto escolar, si es p
lar, si es p
lar, si es p
lar, si es posible produ
osible produ
osible produ
osible producirlas paracirlas paracirlas paracirlas para abastecer co
abastecer co
abastecer co
abastecer connn
esos product
esos product
esos product
esos productos a los mieos a los mieos a los mieos a los miembros de la
mbros de la
mbros de la
mbros de la comunidad.
comunidad.
comunidad.
comunidad.
Los estudiantes deben conocer la gran importancia de usar protectores solares, dependiendo del
lugar donde realicen sus ac vidades. Además, desarrollarán capacidades de elaboración y aplicación
de protectores solares.
61
En se embre de 2010 se publicó la no cia de que en 2 ins-
tuciones educa vas de Arequipa se estableció como medi-
da obligatoria el uso de gorros de ala ancha ver
.
¿De qué po de radiación solar se busca proteger a los
escolares de Arequipa según la no cia?
¿ ué son los rayos ultravioleta y por qué ahora son más
peligrosos que antes?
¿ ué enfermedades produce la sobreexposición a los rayos
ultravioleta?
Adicionalmente, ¿qué otras prendas se deben usar para
protegerse de las radiaciones ultravioleta?
¿De qué manera los rayos ultravioleta afectan la ora y la
fauna de la región?
¿Es buena la radiación solar?
¿Sabes por qué no debes permanecer todo el día expuesto
al sol sin protección?
Aprenderemos a preparar un bloqueador solar casero de fac-
tor de protección solar PS 25-30.
También compararemos su e cacia respecto de los bloquea-
dores solares naturales, como el aceite de ajonjolí y el aceite
de coco.
La protección solar considera el uso de
gorros, loción bloqueadora y gafas.
so obligatorio de gorros en Arequipa
En el Perú, cada año más de cinco mil personas se enferman de cáncer a la
piel debido a la prolongada exposición al sol.
¿Sabíasque...?
¿Cuánto sabemos sobre el tema?
¿Qué aprenderemos?
116
En se embre de 2010 se publicó la no cia de que en 27 ins tuciones educa vas de Arequipa se
estableció como obligatorio el uso de gorros de ala ancha Ver:
).
Después de haber recopilado toda la información acerca de los efectos de las radiaciones ultravioleta,
debesurgirlapreguntadecómodebemosprotegernosdelosefectosdañinosdelsol. Losestudiantes
deben señalar todas las medidas preven vas posibles entre ellas, el uso de bloqueadores solares
como una alterna va importante de protección de la piel.
Luego, se debe explicar que desde hace siglos se sabe de las propiedades protectoras de algunas
sustancias como el aceite de ajonjolí y el de coco, pero también de ciertas sustancias inorgánicas
que son bloqueadores sicos de las radiaciones V, es decir, que las re ejan antes de que lleguen a
la piel.
Debe discu rse la posibilidad de elaborar bloqueadores caseros sicos y comparar su efecto con
respecto a un par de bloqueadores solares naturales: aceite de ajonjolí y aceite de coco.
De las radiaciones VA y VB, que son las radiaciones que atraviesan la atmósfera terrestre.
La radiación ultravioleta) es una onda electromagné ca de naturale a ioni ante que,
debido al adelga amiento de la capa de o ono, llega a la super cie terrestre con cada ve
más intensidad.
Produce quemaduras de diversos grados, manchas en la piel y cáncer a la piel.
Camisas claras de manga larga, uso de gafas para sol, cremas bloqueadoras, etcétera.
Las plantas y los animales son afectados intensamente por el incremento de la radiación,
lo cual evita el adecuado desarrollo de la fotosíntesis. En las plantas produce mutaciones
gené cas, y en los animales, cambios en el sistema inmunológico, envejecimiento prematuro
y cáncer a la piel.
Para mayor información, buscar en
, con las palabras clave: efecto
ultravioleta plantas , efecto ultravioleta animales .
Ciencia, Tecnología y Amb
caseros
resolar
resado
quB
rosaser
res ca
Bloqueadores sola
e
e
y naturales: análisis comparativotivo
mparat
com
náli
es:urn
mpara
y
isis com
naturales: anális
En se embre de 2010 se publicó la no cia de que en 27 ins-
tuciones educa vas de Arequipa se estableció como medi-
da obligatoria el uso de gorros de ala ancha ver
).
¿De qué po de radiación solar se busca proteger a los
escolares de Arequipa según la no cia?
¿ ué son los rayos ultravioleta y por qué ahora son más
peligrosos que antes?
¿ ué enfermedades produce la sobreexposición a los rayos
ultravioleta?
Adicionalmente, ¿qué otras prendas se deben usar para
protegerse de las radiaciones ultravioleta?
¿De qué manera los rayos ultravioleta afectan la ora y la
fauna de la región?
¿Es buena la radiación solar?
¿Sabes por qué no debes permanecer todo el día expuesto
al sol sin protección?
Aprenderemos a preparar un bloqueador solar casero de fac-
tor de protección solar PS) 25-30.
También compararemos su e cacia respecto de los bloquea-
dores solares naturales, como el aceite de ajonjolí y el aceite
de coco.
La protección solar consider
gorros, loción bloqueadora
so obligatorio de gorros en Arequipa
so obligatorio de
En el Perú, cada aaño más de cinco mil perrsonnas se enferman de cánceer a la
piel debido a la pprolongada exposición al ssoll..¿Sabíasque...?
¿
a
116
biente 61
ra el uso de
a y gafas.
Ciencia, Tecnología y Ambieente 117
En se embre de 2010 se publicó la no cia de que en 27 ins tuciones educa vas de Arequipa se
estableció como obligatorio el uso de gorros de ala ancha Ver:
).
Después de haber recopilado toda la información acerca de los efectos de las radiaciones ultravioleta,
debesurgirlapreguntadecómodebemosprotegernosdelosefectosdañinosdelsol. Losestudiantes
deben señalar todas las medidas preven vas posibles entre ellas, el uso de bloqueadores solares
como una alterna va importante de protección de la piel.
Luego, se debe explicar que desde hace siglos se sabe de las propiedades protectoras de algunas
sustancias como el aceite de ajonjolí y el de coco, pero también de ciertas sustancias inorgánicas
que son bloqueadores sicos de las radiaciones V, es decir, que las re ejan antes de que lleguen a
la piel.
Debe discu rse la posibilidad de elaborar bloqueadores caseros sicos y comparar su efecto con
respecto a un par de bloqueadores solares naturales: aceite de ajonjolí y aceite de coco.
Bloqueadores solares caseroseros
res c
solaresadoqueB
osaser
res ca
Bloqueadores solares sdo
aser
olares
re larees
ss
y naturales: análisis comparativotivoparat
com
áliss:ran
para
y naturales: análisis com
naturales: análisi
De las radiaDe las radiaciones VA y
ciones VA y VB, que soVB, que son las radiac
n las radiaciones que at
iones que atraviesan la
raviesan la atmósfera te
atmósfera terrestre.rrestre.
La radiación
La radiación ultravioleultravioleta) es una o
ta) es una onda electrom
nda electromagné ca de n
agné ca de naturale a io
aturale a ioni ante que,
ni ante que,
debido al ad
debido al adelga amiento
elga amiento de la capade la capa de o ono, ll
de o ono, llega a la sup
ega a la sup
e
er cie terreer cie terrestre con cad
stre con cada vea ve
más intensid
más intensidad.ad.
Produce quem
Produce quemaduras de di
aduras de diversos grado
versos grados, manchas e
s, manchas en la piel y
n la piel y cáncer a la
cáncer a la piel.piel.
Camisas clar
Camisas claras de manga
as de manga larga, uso d
larga, uso de gafas parae gafas para sol, cremas
sol, cremas bloqueadora
bloqueadoras, etcétera.s, etcétera.
Las plantasLas plantas y los animal
y los animales son afectes son afectados intensa
ados intensamente por el
mente por el
m
incremento
incremento de la radiac
de la radiación,ión,
lo cual evitlo cual evita el adecuad
a el adecuado desarrolloo desarrollo de la fotosde la fotosíntesis. Eníntesis. En las plantaslas plantas produce muta
produce mutacionesciones
gené cas, y
gené cas, y en los anima
en los animaos
les, cambios
les, cambios en el sisteen el sistema inmunológ
ma inmunológico, envejec
ico, envejecimiento premimiento prematuroaturo
y cáncer a l
y cáncer a la piel.a piel.
Para mayor i
Para mayor información,
nformación, buscar enbuscar en
, con las palcon las palabras clave:
abras clave: efectoefecto
ultravioleta
ultravioleta plantas ,plantas , efecto ultraefecto ultravioleta animvioleta animales .ales .
¿Cuánto sabemos
sobre el tema?
Orientaciones para las
ac vidades iniciales de
recojo de los saberes
previos, en función del
tema planteado.
Formulación de los
aprendi ajes que se
espera lograr en los
estudiantes.
Buscar evidencias
y respuestas
Orientaciones para
desarrollar las ac vidades
de recojo de información
es mulando la ac tud
cien ca.
Orientaciones y ac vidades
metodológicas para que el
estudiante argumente su
hipótesis.
Orientaciones para
desarrollar ac vidades
previas y posteriores a las
establecidas en el proyecto.
Expone los recursos
necesarios para
desarrollar la ac vidad.
¡Manos a la obra!
Orientaciones
metodológicas básicas
para desarrollar el
proyecto o ac vidad.
Orientaciones para
desarrollar la ac tud
crí ca en el proceso de la
ac vidad.
¿Cómo podemos
entenderlo mejor?
Relación de los
conocimientos previos
con los nuevos para su
aplicación.
Finalmente,
¿qué significa eso?
Orientaciones para
relacionar/veri car
la hipótesis con las
conclusiones.
¿Qué sabemos ahora
de todo esto?
Orientaciones para
describir o explicar los
logros con su proyecto o
ac vidad.
¿En qué situaciones de la
vida cotidiana se aplican
estos conocimientos?
Orientaciones para
desarrollar ac vidades fuera
del ámbito escolar, en las
que se aplique el principio
estudiado.
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Contenido
Mediciones por los métodos directo e indirecto
Construcción de un desalini ador casero
Construcción de un proto po de cohete de propulsión
a chorro
Tecnología para recuperar suelos desér cos usando
material reciclado y agua de mar
Observatorio escolar del desarrollo de las áreas
naturales del Perú
Desarrollo de las plantas como medio para comparar
la contaminación del suelo
La lluvia ácida y su efecto sobre los huevos de las aves
Los animales de nuestra comunidad y sus hábitats
Mapa de contaminación acús ca de mi comunidad
Bloqueadores solares caseros y naturales: análisis
compara vo
El Sol ayuda a comba r el friaje
Efecto del derrame de petróleo en el desarrollo de las
plantas acuá cas
Glosario
Fuentes
6 - 17
18 - 29
30 - 41
42 - 53
54 - 65
66 - 77
78 - 89
90 - 101
102 - 113
114 - 125
126 - 137
138 - 149
154-155
156-159
Actividad 1
Actividad 5
Actividad 9
Actividad 2
Actividad 6
Actividad 10
Actividad 3
Actividad 7
Actividad 11
Actividad 4
Actividad 8
Actividad 12
?
la
an
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ra
s
o
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Actividad 1
El trabajo experimental en el aulaes la actividad más importantepara conocer el mundo que nos
rodea.
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Mediciones por los métodos
directo e indirecto
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directo e indirecto
Según William T. Kelvin, para que una persona pueda decir que
sabe algo de lo que está hablando, debe ser capaz de medirlo y
expresarlo con números; de lo contrario, estaría mostrando un
conocimiento de ciente.
Estas palabras de Kelvin las podemos asumir especialmente
en relación con la materia, pues solamente la conoceremos si
aprendemos a medir sus magnitudes.
¿Cuánto mide el volumen de la caja (prisma rectangular)
mostrada en el dibujo? Se te proporcionan las longitudes de
las aristas.
¿Cuántas cajitas de 10 cm3
cabrían al interior de la caja?
Si 1000 cm3
es un litro, ¿cuál es el volumen de la caja en litros?
¡Atrévete a calcularlo!
Si forras la caja con plás co y la sumerges en un recipiente con
agua que indica 1 litro, como se muestra en la imagen, ¿qué
nuevo volumen se observará con la caja sumergida en su interior?
¿Podrías vaciar el líquido del recipiente al interior de la caja?
Prisma rectangular
En esta ac vidad mediremos en forma directa e indirecta el vo-
lumen de los cuerpos con forma de prisma rectangular y, al ob-
servar los resultados obtenidos, comprobaremos las precisiones
alcanzadas con ambos métodos.
¿Sabíasque...?¿
La precisión de las mediciones ha permi do a los seres humanos
manipular incluso los átomos, con lo cual se ha llegado a construir un
automóvil eléctrico a par r de una molécula.
3
2
3
2 2
200
400
600
800
1000
Manual para el docente - Inves guemos 18 Manual para el docente - Inves guemos 18
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directo e indirecto
Se debe explicar al estudiante que los obje vos de la ac vidad son dos:
1. Medir el volumen del bloque directamente a par r de las dimensiones de sus aristas usando la
fórmula del volumen del prisma rectangular.
2. Medir el volumen del cuerpo indirectamente a par r de la diferencia de los volúmenes del líquido
que parcialmente ocupa el vaso graduado antes y después de introducir el bloque en estudio.
Además, se debe tener cuidado al operar con las medidas, considerando el número correcto de
cifras signi ca vas.
Obje vo 1:
Medir el volumen directamente
Obje vo 2:
Medir el volumen indirectamente
a
b
c
h
0
200
400
600
800
200
400
600
800
1234567891011121314151617181920
1234567891011121314151617181920
Es altamente signi ca vo en el aprendizaje de la ciencia que los estudiantes desarrollen capacidades
y conocimientos acerca de la importancia de la medición de los diferentes pos de la materia de la
naturaleza. Para ello, debe tenerse claro que se miden magnitudes y existen patrones universales
de medida (SL MP, en el Perú), los cuales deben ser rigurosos al momento de realizar las medidas,
considerandoelnúmeroadecuadodecifrassigni ca vasyhaciendousodelanotacióncien ca.Para
buscar información adicional, se puede acceder a la siguiente dirección:
(se deben escribir las palabras clave sistemas internacional y cifras signi ca vas ).
Es necesario precisar que el volumen es una magnitud escalar y que, por lo tanto, se opera con
ella como se hace con los números reales. Por este mo vo, los volúmenes se pueden restar, sumar,
etcétera.
Para calcular el volumen de la caja, se usa la expresión V a x b x c, que corresponde a la fórmula
del volumen de un prisma rectangular y da como resultado 1800 cm3
.
La caja contendría 180 cajitas de 10 cm3
y se ob ene dividiendo el volumen total entre el volumen
de una cajita.
Para comparar el volumen con la unidad de medida mostrada, se deben conver r los cm3
a litros.
Como 1000 es 1 litro, la caja contendrá 1,8 litros.
El recipiente marcará 2,8 litros.
El líquido contenido en el recipiente sí puede ser ver do en la caja.
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Ac vidad1
Manual para el docente - Inves guemos 110
El área de la sección transversal corresponde a un círculo y se determina con la expresión
A r2
. En este punto, es probable que la respuesta que se dé sea medir directamente con
la regla el diámetro de la boca del vaso; pero debe explicarse que ese es un método bastante
inexacto, ya que depende demasiado de la pericia del estudiante. Es importante mencionar que
otra forma de medir es poniendo el vaso boca abajo sobre un papel, para luego dibujar el borde
del vaso y medir el diámetro de la circunferencia que resulta.
El volumen del cilindro se ob ene mul plicando el área de la sección transversal, calculada en el
párrafo anterior, por la altura del cilindro.
Puede determinarse sumergiéndolo en un recipiente graduado y, si se conoce su densidad,
dividiendo la masa entre ella.
na forma común de hacerlo es midiendo el espesor de varias hojas de papel del mismo po para
luego dividir el resultado entre el número de hojas. Sin embargo, este método resulta impreciso,
pues el resultado obtenido es menor que la escala usada generalmente, que es la regla escolar.
Las unidades de medida del volumen son m3
o cm3
.
En este segmento se sugiere que, con la información obtenida acerca del prisma rectangular, los
estudiantes propongan diversas formas de medir el volumen de las sustancias.
Los estudiantes deben desarrollar ac tudes para la inves gación u lizando materiales. Además,
registrarán los datos con criterio.
lizando una regla, deben calcular el volumen de un prisma rectangular y, a la vez, esquema zar.
El objeto de estudio debe ser elaborado por los mismos estudiantes con precisión u lizando plas lina
u otro material similar como cajas vacías de fósforos.
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11Ciencia, Tecnología y Ambiente
Inves guemos 18
1. Si en el cilindro de la gura, el diámetro de su seccióntransversal es de 4 cm, ¿cómo calcularías el área de dichasección?
2. Si, además, la altura del cilindro es de 6 cm, ¿qué fórmulausarías para calcular su volumen?
3. ¿Podrías calcular el volumen de la misma forma que en lapregunta anterior si el cuerpo tuviese forma irregular?
4. En caso de que tu respuesta fuera nega va, ¿qué métodopropondrías si tuvieras a la mano un vaso graduado de mayorvolumen y parcialmente lleno con agua? ¿Por qué?
5. ¿En qué unidades se expresarán las medidas?
Si pudieras elaborar un prisma rectangular, ¿podrías determinarsu volumen usando una regla?
Si tuvieras que calcular el volumen del mismo prisma rectangu-lar, pero esta vez usando un vaso graduado parcialmente lleno deagua, ¿cómo lo harías?
¿Cuál de las dos medidas obtenidas tendría una mayor precisión?
Con una regla calcularemos el volumen de un cuerpo regular conforma de prisma rectangular. Para ello, necesitaremos elaborar elobjeto de estudio con plas lina y cajas vacías de fósforos.
Además, mediremos el volumen del prisma rectangular demanera indirecta. Para ello, u lizaremos un vaso graduado quenosotros mismos confeccionaremos con papel milimetrado.
Las medidas de los volúmenes obtenidos deberemos registrarlasen una tabla para compararlas y sacar nuestras conclusiones.
D=4 cm
h=6 cm
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Ac vidad 1
Plas lina.
Cajas vacías de fósforos.
Vaso graduado de forma cilíndrica.
Cinta métrica.
Marcadores de nta indeleble.
Paso 1. Prepara ocho moldes rellenando con plas lina la parte de la
caja que con ene los fósforos.
Paso 2. Forma un bloque con dos moldes de plas lina y, usando la cin-
ta métrica, toma las medidas (en cen metros) de la longitud de
las aristas del bloque que se ha preparado.
Paso 3. Toma el vaso graduado y reconoce la escala que se está
u lizando (cm3
, L, etcétera). Vierte cierta can dad de agua en
el vaso graduado y realiza la medida de su volumen.
Paso 4. Luego introduce un bloque en el vaso graduado y registra el
nuevo nivel alcanzado por el agua.
Paso 5. Finalmente, la diferencia de los volúmenes medidos
corresponderá al volumen del cuerpo que has sumergido, ya
que al ingresar al agua, esta desplaza un volumen de líquido
igual al suyo, produciendo así una elevación en el nivel del
agua del recipiente.
Paso 6. Otra forma de medir el volumen, sobre todo cuando la diferen-
cia de alturas es muy pequeña, es introduciendo un número
mayor de bloques iguales y registrando el volumen siguiendo
el procedimiento del paso anterior. Luego, dicho resultado se
divide por el número de bloques y de esta manera se ob ene
el valor promedio del volumen de uno de ellos.
Paso 7. Registra los datos en las tablas correspondientes y procede
a analizar los resultados obtenidos.
Recuerdaque...
El éxito de la ac vidad depende de que comprendas esta información.
¡Manos a la obra!
8/8/12 7:56 PM
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Ac vidad 1
¡Manos a la obra!
Se u lizarán los materiales que se proponen en la guía del estudiante. En caso de que en la zona no
hubiera dichos materiales, se puede optar por otros similares.
1.
2.
Debe prepararse un bloque juntando dos moldes. Al momento de hacerlo, se debe tener cuidado
de no deformarlos para que pueda realizarse la medida correctamente.
3. 3
Deben realizar la medición dos o más veces u lizando una cinta métrica o una regla.
4.
Debe llenarse el vaso hasta una altura superior al cero de la escala; de preferencia que coincida
con una de las marcas de la escala.
5.
La idea de usar ocho moldes es tener el volumen equivalente a cuatro bloques (cada uno de dos
moldes). Luego de medir el volumen, se debe dividir el resultado entre cuatro.
6.
7.
En el proceso de registro de los datos, debe veri carse que estos se estén escribiendo con el
número adecuado de cifras signi ca vas. Por ejemplo, una longitud medida en cen metros
se expresaría con dos decimales (4,50 cm). En el caso de las operaciones combinadas, los
resultados deben redondearse a dos decimales. Sería un error escribir los resultados con más
de dos decimales o en la forma de fracciones. En cuanto a la unidad de medida, como ya se ha
mencionado, debe ser cen metros cúbicos en todos los casos.
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Ac vidad1
Sí. Hay diferentes maneras de calcular la proporción de los líquidos usando diferentes recipientes; lo
más importante es tener clara la conversión.
1. Cálculo del volumen del prisma rectangular usando la regla.
2. raduación del vaso
a. En un vaso precipitado de 500 mL, verter agua hasta el nivel de 250 mL.
b. Medir el volumen del agua al introducir el prisma de plas lina.
c. Medida del volumen de agua introduciendo varios bloques y dividiendo dicho volumen por el
número de bloques usados.
Aristas (cm)
a
2,00 5,00
30,00
3,00
b c
Volumen (cm3
)
1. Los resultados obtenidos en la segunda medida no son iguales. El valor que más se aproxima al
denominado dato de referencia (medida directa) es el que se ha obtenido mediante el cálculo del
volumen de cuatro bloques. na posible explicación a este hecho es que se divide entre cuatro el
error de la lectura producido por la presencia de meniscos (vasos de boca más ancha o rec ca-
ciones geométricas) o el ángulo de la visión del observador.
2. Para mejorar el resultado de las medidas obtenidas, es posible hacer lo siguiente: diseñar un mé-
todo para calcular el área de la sección transversal del vaso tomando en consideración el espesor
de este; u lizar moldes más grandes y con ables (no deformables); hacer escalas de medida más
precisas; desarrollar un método que permita considerar el error de la lectura por la presencia de
meniscos.
a
b
c
100
200
300
400
500
100
200
300
400
500
Volumen (cm3
)
Volumen (cm3
)
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Inves guemos 110
1. Cálculo del volumen del prisma rectangular usando la regla.
2. raduación del vaso:
a. Medida del volumen de agua al introducirla inicialmenteen el vaso.
3. ¿Cuál de los resultados que has obtenido, según tu opinión,ene una mayor precisión? Explica tu respuesta.
b. Medida del volumen de agua al introducirle un bloque de
plas lina.
c. Medida del volumen de agua al introducirle varios bloques
y dividiendo dicho volumen por el número de bloques usa-
dos.
Aristas (cm)
a b c
Volumen (cm3
)
Volumen (cm3
)
Volumen (cm3
)
Volumen (cm3
)
Si en lugar de tener una cajita de fósforos, tuvieras a la mano unrecipiente de forma cilíndrica, ¿podrías obtener el volumen dela misma forma que en el ítem anterior? ¿ ué modi cacionesharías?
Si el cuerpo no tuviera forma regular, ¿cuál de los dos métodosconsiderados aplicarías?
Inves ga el contenido en la siguiente página web:
¿Es posible determinar el nivel máximo de agua que debe tenerun recipiente cilíndrico en una obra si se sabe que se debe intro-ducir una determinada can dad de ladrillos King Kong sin que elagua rebalse? Argumenta tu respuesta.
a
b
c
¡Importante!¡¡
Cuando se inves ga es muy
importante la precisión en la
toma de las medidas.
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Ac vidad 1
Realiza una breve exposición sobre las dos formas de medir el
volumen de un cuerpo de forma regular, teniendo en cuenta los
siguientes aspectos:
1. ¿Las dos formas de calcular el volumen son equivalentes?
Es decir, ¿ambas nos llevan a obtener los mismos resultados?
2. ¿Cómo se podría mejorar la precisión de las mediciones en
ambos casos?
3. ¿Cuáles son las fuentes de errores posibles? ¿Conoces las
formas de eliminarlas?
4. ¿ ué limitaciones encuentras en la medida del volumen de
un cuerpo de forma irregular?
Inves ga cómo se puede calcular la altura de un árbol (H) si se
conoce la distancia del observador respecto del árbol (D) y se
cuenta con una varilla de longitud conocida (h).
Si el niño de la foto mide 120 cm, ¿cuál es la altura de su padre?
Propón un método para determinarlo.
¡Eureka!
Aplicando las reglas del método cien co, hemos aprendido a medir por
métodos directos e indirectos. ¡Ahora podremos conocer mejor la na-
turaleza!
d
H
D
h
8/8/12 7:56 PM
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Ac vidad
1
Los resultados obtenidos son consistentes con el procedimiento seguido en cada caso, aunque se observa
que, en el segundo, el resultado de la medida del volumen mejora cuando el bloque u lizado en el experi-
mento es más grande.
1.
Los resultados obtenidos con los dos métodos, dentro de los márgenes de error posibles, coinciden
entre sí, por lo cual podría considerarse que son equivalentes.
2.
En el primer caso, se podría mejorar la precisión de la medida incrementando el tamaño de los bloques,
ya que el margen de error sería muy pequeño con respecto a las dimensiones de las aristas.
3. En el segundo caso, la precisión mejora aumentando el volumen de los bloques, así como mejorando la
calidad de las unidades con el cálculo más preciso del diámetro de la boca del vaso y, por consiguiente,
del área de su sección transversal.
3.
Falta de precisión durante la medición del prisma.
Falta de uso adecuado de instrumentos de medición.
El procedimiento no adecuado para la medición.
4.
Ausencia de una fórmula matemá ca para el nivel básico que permita calcular el volumen del cuerpo
irregular, lo cual hace necesario que se aplique el principio sico (densidad) para resolver el problema.
-
En este ítem el estudiante presentará sus resultados, los cuales deberán estar expresados de acuerdo con
las reglas del sistema internacional. Explicará detalladamente cada uno de los procedimientos seguidos
para la medida de los volúmenes. Durante la exposición, mostrará los instrumentos u lizados, así como la
técnica usada para graduar el vaso, y señalará las posibles fuentes de error.
Se espera que considere que el primer método no es apropiado para el cálculo del volumen de un cuerpo
de forma irregular. Las limitaciones del método están relacionadas con la precisión de la escala u lizada.
Este es un problema de proporcionalidad. Se coloca la varilla de longitud (h) en posición
ver cal a una distancia (d) tal que en la visual del observador coincidan los extremos su-
periores de la varilla y el árbol. En este caso, se puede establecer la proporción siguiente:
-
En el caso de la foto, se observa que padre e hijo están a la misma distancia, por lo cual se puede
establecer una regla de proporcionalidad entre las medidas del padre y la estatura real del niño y
su estatura en la foto.
Estatura real niño
Estatura del niño en la foto
=
Estatura real del padre
Estatura del padre en la foto
h H
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Actividad 2
Del ciclo del agua a la planta
desalinizadora por evaporación:una manera de obtener agua dulcepreservando el medioambiente.
1
2
3
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Construcción de un
desalinizador casero
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Construcción de un
En todo sistema biológico el agua es el componente que permite
mantener con vida a las plantas, los animales y los seres humanos.
El agua dulce de fuentes naturales es un recurso muy limitado.
Según el Programa de las Naciones nidas para el Agua, menos
del 2 del agua de la Tierra es dulce, lo cual pone límites al
aprovechamiento de los otros recursos, como el espacio y el
alcance de condiciones para la agricultura.
Las grandes ciudades del Perú se encuentran en constante expan-
sión demográ ca, pero están situadas en zonas desér cas y con
pocas fuentes de agua cercanas. Mira la imagen del Perú y res-
ponde: ¿Cuál podría ser una alterna va real de obtención de agua
en la costa?
¿Cuál es el origen de las fuentes de agua que tributan al sistema
de agua potable de las ciudades del Perú?
¿ ué po de mezcla es el agua con sal? Cuando se separa el agua
de la sal, ¿qué sustancia es la que se evapora? ¿Cuáles pueden ser
las fuentes de energía calorí ca que se necesita para provocar la
evaporación de la mezcla? De las fuentes de energía consideradas,
¿cuál es la que mejor se adapta a nuestras necesidades?
Inves garemos sobre el uso de la energía solar en desalinizadores
como método para obtener agua dulce en un futuro.
También construiremos una miniplanta desalinizadora de agua
basada en el proceso de evaporación. Esto nos permi rá separar
el agua dulce del agua de mar, considerando al sol como fuente de
energía principal. Para ello, u lizaremos dos métodos diferentes
de captación de calor.
Evaluaremos cuál de los métodos elegidos es el más e ciente.
Asimismo, inves garemos y mediremos el funcionamiento de
dis ntos aparatos térmicos de diseño y construcción propios.
Primera desalinizadora por evaporación
de España
Del 100 del agua del planeta, solo 2 es agua potable.
¿Sabíasque...?
4
8/8/12 7:57 PM
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Conestasac vidades,loquesepretendeesqueelestudiantedesarrollelascapacidadesdeobservación,
análisis y aplicación en el marco de la indagación cien ca escolar.
El ciudadano peruano consume en promedio 120 litros de agua (aunque este dato es impreciso y
puede variar de una fuente informa va a otra). Para aproximarnos al dato real, es importante realizar
la indagación cien ca a nivel escolar. Para ello se puede ingresar a
Pararesponderestapreguntalosestudiantesdebeninves gar
y presentar las alterna vas en el siguiente esquema.
Las fuentes de agua en el Perú provienen de los ríos (deshielo de glaciares) y de la napa freá ca
(subsuelo) en el caso de las ciudades costeras (Wi ipedia, es ón de recursos hídricos en el Perú ).
Es una mezcla homogénea. Al someterse a un incremento de su temperatura, se evapora el agua y no
las sales.
na fuente de energía directa es la producida por la radiación solar, pero se sabe también de casos en
que el agua es hervida para producir la evaporación del agua.
La fuente de energía de menor costo es la que proviene directamente del sol. Esta radiación es gratuita,
aunque presenta el inconveniente de su variabilidad en cuanto a la intensidad diaria y por su duración
en las diversas estaciones del año ( ).
Construcción de un
A focalizar y explorar el objeto de estudio. También a inves gar el uso de la energía solar en
desalinizadores como uno de los métodos para obtener agua pura en un futuro. Se puede encontrar
información sobre la ac vidad en esta dirección electrónica:
na infogra a importante se encuentra en esta página web:
Asímismo, a inves gar y medir el funcionamiento de dis ntos aparatos térmicos de diseño y
construcción propios. Es importante que el estudiante plantee alterna vas de solución a las
de ciencias técnicas que encuentre en la elaboración o el diseño del equipo propuesto.
Alterna va 1
Alterna va 2
Alterna va 3
FuenteObtención de agua Proceso
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Ac vidad2
Las dos primeras preguntas se relacionan con las fases del ciclo hidrobiológico del agua.
Respecto del uso de recipientes pintados de negro en el uso pasivo de la energía solar, esto se debe a
que estos son capaces de absorber con mayor intensidad las radiaciones, incluyendo las infrarrojas.
En relación con las fuentes de agua dulce de la localidad, este es un tema de inves gación que el
estudiante debe realizar recibiendo información de funcionarios del sistema de suministro de agua
potable local o de la Autoridad Nacional del Agua ( ). También se puede
hacer una búsqueda aproximada en Internet.
En lo que respecta a las técnicas de desalinización, es importante recordar que hay abundante in-
formación en las web españolas, ya que España es el quinto país en el uso de este recurso (
). Lógicamente, existe una discusión en marcha respecto a si la aplicación de esta
tecnología es bene ciosa a escala masiva ( oogle, palabras clave: pros contra desaladoras ).
Sí es posible inducir la evaporación del agua usando energía del sol. Es su ciente concentrar la
radiación solar en el recipiente para que pueda ser observable. Como ac vidad complementaria,
se puede reproducir la experiencia de tapar un balde parcialmente lleno de agua con una bolsa
plás ca transparente, y colocar una piedra en el centro del plás co. Al exponerlo al sol, luego de
unos minutos se comienzan a formar gotas de agua en la cubierta plás ca.
Sí es posible, en caso se tome como medida la can dad de agua dulce producida en iguales
condiciones de presión y temperatura atmosféricas, así como a iguales intervalos de empo de
exposición a la radiación solar.
Sí, la ebullición de evaporación es diferente. El punto de ebullición con sal aumenta en función de
la can dad disuelta en el agua. En la evaporización, que no necesariamente se da en el punto de
ebullición, hay otras variables que hace que el agua se evapore antes o después, porque depende
de la super cie caldeada y some da a otros factores como la temperatura del medioambiente, el
viento y la presión atmosférica.
Sí, los recipientes de color negro captan con mayor intensidad las radiaciones térmicas, razón por
la cual se calentarán más. Se puede señalar, a modo de explicación, que en invierno las personas
se visten con ropa oscura para preservar el calor.
Es importante que cada equipo de trabajo realice sus propios planos al momento de discu r el
diseño de la desalinizadora casera.
na vez terminada la construcción de la desalinizadora, se deberá medir la can dad de agua que
puede producir en un empo dado (algunas horas). Como se tendrá que hacer varias medidas en el
experimento (primero usando los materiales transparentes y luego cubriendo la base con plás co
negro), es importante que las condiciones climá cas sean aproximadamente las mismas y que los
empos de recolección también sean iguales.
Para la medida del volumen puede usarse el vaso graduado de la ac vidad 1, si los volúmenes
producidos son muy cercanos.
Finalmente, los equipos deben presentar un modelo alterna vo que cumpla tres requisitos: produzca
más agua, trabaje con nuamente (no se desmonte para renovar el agua salada) y sea de menor
costo.
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Inves guemos 114
1. Iden ca en el dibujo las fases del ciclo del agua. Mencionacuáles son.
2. Si tuvieras agua de mar, ¿cuál de las fases del ciclo del agua teayudaría a separar el agua de la sal?
3. ¿Por qué ves mos de negro en invierno? ¿Cuál es la causa deque se pinten de negro las cocinas solares?
4. ¿Cuáles son las fuentes de agua dulce de las ciudades másimportantes del Perú? ¿En cuáles de estas, por su población,es impera vo contar con fuentes de agua alterna vas?Consulta en
5. Averigua en qué regiones del Perú se prac ca una agriculturacon uso intensivo de agua. Puedes ingresar a
6. ¿ ué son las desalinizadoras y en qué lugares del mundo seu lizan? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de estas plan-tas procesadoras de agua de mar?
¿Es posible inducir el proceso de evaporación del agua usandosolo la energía solar? ¿Por qué?
¿Se puede inducir la condensación del agua en el mismo ambien-te en donde se produce la evaporación? ¿Por qué?
¿Es fac ble aplicar la energía recibida directamente del sol enconstrucciones para evaporar mezclas de agua y sal? ¿Por qué?
¿Los recipientes de color negro son más e cientes en la captaciónde energía radiante que los transparentes o blancos? ¿Por qué?
Construiremos una desalinizadora casera que, aprovechando laenergía solar y las técnicas de suministro casero de agua, nospermita separar el agua de la sal.
Además, realizaremos medidas para es mar la e ciencia delequipo tomando como variable la can dad de agua potableque este produce. Asimismo, sugeriremos mejoras en el diseñopropuesto, en lo que respecta a los materiales empleados, a lacon nuidad del proceso y a las condiciones del entorno.
Piedra
Agua
Ciudades de la costa peruana: poblaciones
atrapadas en el desierto
5
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Ac vidad 2
6 planchas de acrílico (o vidrio): una de 30 x 40 cm (pared
posterior), dos de 20 x 40 cm (pared delantera y base), una de
24 x 40 cm (tapa) y dos de 30 x 20 y 19 x 23 cm (los lados).
Pegamento para acrílico o silicona.
Aplicador de silicona.
1 botella o recipiente.
1 canaleta (corte por la mitad de un tubo de 2 pulgadas).
1 tubo (trozo de manguera) de 10 cm.
1 bolsa negra de plás co.
1 bandeja grande de plás co.
En los lugares donde no haya los materiales propuestos,
puede fabricarse un bas dor de plás co y forrarlo con plás co
transparente.
Paso 1. ne con el pegamento todas las planchas, menos la tapa, tal
comolomuestrala guradeladerecha.Luego,sellaconsilicona.
Paso 2. Después, pega la canaleta por fuera de la pared delantera, cui-
dando que esté ligeramente inclinada en uno de los lados.
Paso 3. Inserta un tubo o trozo de manguera en el extremo inclinado
de la canaleta. Luego, coloca debajo del tubo la botella reco-
lectora de agua. Así habrás armado el desalinizador.
Paso 4. Vierte agua salada en la bandeja de plás co y déjala al interior
del desalinizador.
Paso 5. A las 12 de la mañana, coloca el desalinizador en un lugar abierto
y deja que tenga lugar el ciclo del agua en el recipiente. Luego de
un par de horas, mide el volumen producido de agua dulce.
Paso 6. A con nuación, re ra la tapa; luego cubre las paredes de la
bandeja de plás co con la bolsa negra y repite la operación
anterior. El día siguiente, trata de hacerlo a la misma hora y
con una duración igual que en el experimento anterior.
Paso 7. Realiza las mediciones solicitadas y prepara un informe; sigue
los pasos de la presente guía.
Esquema de per l de desalinizador casero
Agua salada
Escurrimiento
Botella
Manguera
Gotas de agua
Evaporación
Canaleta
Recuerdaque...
Para llevar a cabo la ac vidad, y con el n de garan zar tu seguridad, debes contar
con la presencia del profesor para que te oriente en cada paso de la experiencia.
r
.
¡Manos a la obra!
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Ac vidad 2
6 planchas de acrílico (o vidrio): una de
30 x 40 cm (pared posterior), dos de 20 x 40
cm (pared delantera y base), una de 24 x 40 cm
(tapa), dos de 30 x 20 y 19 x 23 cm (los lados).
Pegamento para acrílico o silicona.
Aplicador de silicona.
1 botella o recipiente.
1 canaleta (corte por la mitad de un tubo de
2 pulgadas).
1 tubo (trozo de manguera) de 10 cm.
1 bolsa negra de plás co.
1 bandeja grande de plás co.
Se puede optar por otros materiales, sin perder el obje vo de la ac vidad.
1.
Esto se logra perforando un hoyo del mismo diámetro de la manguera en la parte central de la
canaleta.
2.
La inclinación de la canaleta debe ser de aproximadamente 15°. Para ello, previamente deberá
cortarse longitudinalmente el tubo de PVC.
3.
Esto se logra perforando un hoyo del mismo diámetro de la manguera en la parte central de la
canaleta, aunque también es su ciente que el recolector se encuentre debajo del extremo inferior
de la canaleta.
4.
5.
Como el obje vo del experimento es determinar el volumen de agua producido en el desalinizador
bajo diferentes condiciones del recipiente, es importante registrar el valor de la temperatura
ambiente.
6.
Labolsanegradeplás codebecubrirelrecipientehasta
el nivel del agua y también el fondo del recipiente.
Elequipodebequedarcomosemuestraenla gura. n
material alterna vo para la elaboración de las paredes
es la mica plás ca, que es exible, transparente y de
muy bajo costo. Para ello, la mica debe ser tensada
sobre un bas dor de las medidas propuestas para las
placas de vidrio. En este caso, los bas dores no se
deben ensamblar con los demás usando silicona, sino,
más bien, deben clavarse.
Forro de plás co negro
Escurrimiento
Botella
Cubierta
Canaleta
Desalinizador visto de frente y con base
forrada con plás co negro
¡Manos a la obra!
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Ac vidad2
Se espera que el cálculo de la e ciencia rela va muestre que el segundo método produce una can -
dad mayor de agua dulce que el primero, debido a que se ha introducido la variable del color negro
en el recipiente, lo que permi rá captar más calor.
Respecto al costo del disposi vo, este puede reducirse si se emplea, por ejemplo, un recipiente o
micas de plás co transparente. También se puede bajar el costo si se u lizan espacios naturales que
tengan la forma de recipiente y sobre ellos se construye una cubierta de plás co. Otra manera de
recudir el costo es con el incremento de la e ciencia del equipo, por ejemplo, mezclando el agua
salada con carbón pulverizado.
El estudiante comprobará que u lizando la tecnología es posible procesar el agua salada para for-
mar agua dulce.
Existe una forma diferente de registrar el volumen del agua producido por el desalinizador, y es
promediando la can dad de agua recolectada por el equipo a lo largo de varios días. Este método
ene la ventaja de permi r predecir la producción de agua en temporadas largas. Además, de esta
forma se puede determinar si las variantes en el diseño o en el método de recolección realmente
representan mejoras, ya que el incremento del volumen debería observarse en todas las mediciones.
Serie de datos que representan la
recolección de agua en el disposi vo
propuesto y en el que con ene mejoras
Serie de datos que representan la recolección de agua en dos
semanas de exposición
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Inves guemos 116
1. Registro del volumen de agua producido en el desalinizador(bandeja sin plás co negro).
2. Registro del volumen de agua producido en el desalinizador(bandeja con plás co negro).
3. Cálculo de la e ciencia rela va de un disposi vo con respectoal otro.
4. ¿Cuál es la e ciencia de un método respecto del otro? ¿ uéfactores han in uido en la diferencia?
5. ¿ ué modi caciones o sus tuciones podrían hacerse sobre losmateriales del desalinizador para hacerlo de menor costo?
V
V
Caracterís cas
climatológicas
Mes/Día
Tiempo de
exposición
Temperatura
ambienteVolumen (cm3
)
Caracterís cas
climatológicas
Mes/Día
Tiempo de
exposición
Temperatura
ambienteVolumen (cm3
)
Para fortalecer tu proyecto, es importante que ingreses a laspáginas que se te sugiere a con nuación:
Observa en la siguiente página web el ciclo del agua:
Autoevalúate en tu comprensión del ciclo del agua. Para ello,ingresa a
Observa en esta página web cómo transcurre el proceso decaptación de agua usando la radiación solar:
Luego de haber construido el equipo desalinizador casero, pode-mos proceder a la desalinización del agua salada.
¡Importante!¡¡
La aplicación de la ciencia y
la tecnología contribuye a la
mejora de la calidad de vida.
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Ac vidad 2
Comparte las experiencias obtenidas en la producción de agua
dulce a par r del agua salada. Para ello, presenta los resultados e
indica las fuentes de errores posibles.
Como parte de tu trabajo, responde las siguientes preguntas:
1. ¿En qué variante del desalinizador la can dad de agua
recolectada es mayor? ¿Por qué?
2. ¿ ué otras técnicas se pueden aplicar al desalinizador para
aumentar la e ciencia?
3. ¿Bajo qué condiciones climatológicas podría maximizarse el
rendimiento del disposi vo?
4. ¿ ué disposi vos adicionales podrían agregarse para hacer que
el proceso de producción de agua dulce sea con nuo? Piensa
en un sur dor de agua como el que se muestra en el siguiente
video:
(YouTube, Bebedero Filtrador de Agua).
Indica, como un aporte tuyo al desarrollo del trabajo realizado,
qué cambios harías para que la desalinizadora pueda contribuir
a mejorar la calidad de vida de la población vulnerable (por ejem-
plo, innovación en los materiales, las dimensiones, las técnicas,
el entorno, la can dad de desalinizadoras, etcétera).
¿Podría u lizarse esta técnica en el riego por goteo?
El agua en las ciudades ene un ciclo especial: es captada, proce-
sada, distribuida, consumida y desechada, y luego se incorpora
el residuo a su ciclo natural, como se aprecia en esta página web:
¿Es posible aplicar el proceso de evaporación en el tratamiento
de aguas servidas?
Hemos aprendido a producir agua potable aplicando el proceso de
evaporación del agua de mar.
¡Eureka!
¡Importante!¡¡
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Ac vidad 2
1.
La conclusión a la que se debe arribar es que el desalinizador cuya base es de color negro recolecta
más agua, debido a la capacidad de retener las radiaciones térmicas de dicho color.
2.
Considere mejoras técnicas del equipo y modi caciones posibles del entorno.
Se espera que los estudiantes señalen que si el desalinizador se dirige directamente hacia los
rayos solares que inciden, debe incrementarse la capacidad receptora de calor mezclando el agua
salada con carbón pulverizado. Asimismo, el desalinizador debe estar rodeado de materiales que
retengan el calor (termoaislantes); por ejemplo, lana, abono vegetal o animal.
3.
El equipo maximiza su rendimiento en las épocas de mayor temperatura en la costa, aunque en
la sierra funciona en los días en que hay mayor radiación solar.
4.
(YouTube, Bebedero
Filtrador de Agua)
Se pueden acoplar disposi vos que suministren de manera con nua agua salada, de modo que
no tenga que desarmarse el equipo para alimentarlo cada vez. Esto se puede lograr si se constru-
ye un sur dor similar al usado para proporcionar agua a las aves.
Los estudiantes deben realizar una exposición respecto de los métodos u lizados para producir agua
dulce a par r del agua salada. Presenta los resultados obtenidos.
Sobre la base de diseños de modelos experimentales sencillos, evaluarán el rendimiento del desali-
nizador, considerando todas las posibilidades técnicas y sicas discu das y analizadas a lo largo del
desarrollo de la ac vidad. Deberán, además, señalar las posibles limitaciones de los equipos que
resulten de incorporar dichas variantes.
Las técnicas de riego por goteo requieren de poca can dad de agua, por lo que el equipo construido
podría muy bien u lizarse como fuente de suministro de agua para riego por goteo. También podría
emplearse para el cul vo con técnicas hidropónicas y otras.
Sí es posible, porque la evaporación ene la función de separar el agua de las otras sustancias con
las cuales está mezclada.
Para ello, se transforma el agua en vapor y así se la separa de los materiales contaminantes que se
encuentran disueltos en ella. Luego se transporta dicho vapor a una cámara, donde se refrigera para
volver a concentrar el agua ya libre de contaminantes. Pero no sirve para separar el agua de otros
compuestos que tengan un punto de ebullición similar o cercano al del agua, como podría ser el
alcohol.
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Actividad 3
La propulsión a chorro marcó elinicio de la cohetería espacial.
1
2
3
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Construcción de un prototipo de
cohete de propulsión a chorro
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La exploración espacial, desarrollada tan intensamente en el
siglo pasado por la ex- nión Sovié ca y los Estados nidos,
tuvo su origen en el trabajo de cien cos como el ruso
Konstan n Tsiol ovs y, el norteamericano Robert oddard, el
alemán Wernher von Braun y el peruano Pedro Paulet, quienes
desarrollaron la mecánica y la técnica de lo que serían los futuros
viajes al espacio.
En nuestro país la Agencia Espacial del Perú (CONIDA) es la
en dad encargada de desarrollar inves gaciones espaciales,
par cularmente en el área de la cohetería propulsada. Esta
en dad ya ha lanzado los cohetes Paulet I, Paulet II y -PA II, los
cuales han tenido cada vez mayor alcance y potencia. A mediano
plazo, se espera poder construir y poner en órbita nuestros
propios satélites.
¿ uién fue Pedro Paulet Mostajo? ¿Cuál fue su obra?
¿Cómo se explica que un cohete de fuegos ar ciales, como el
de la gura, salga disparado por los aires cuando se enciende
la pólvora que con ene? ¿De qué factores dependerá que
llegue más alto?
¿El mismo principio sico explica el movimiento de un globo
lleno de aire que es soltado por los aires? ¿Por qué?
En esta ac vidad conoceremos el principio de propulsión de
los cohetes. Asimismo, construiremos un proto po de cohete
aplicando la tercera ley de Newton y usando el agua como uido
de trabajo.
Además, conoceremos el aporte de los cien cos peruanos en el
desarrollo de la tecnología espacial.
Paulet II. Cohete peruano construido en
CONIDA
La carrera espacial entre los Estados nidos y la hoy ex nta nión Sovié ca
comenzó el 4 de octubre de 1957 con el lanzamiento del satélite sovié co
Sputni 1, y terminó el 15 de julio de 1975 cuando ambos países enviaron la
misión conjunta APOLO-SOY .
¿Sabíasque...?
4
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Para ayudar a que los estudiantes desarrollen una cultura inves ga va, es importante conocer y
tener como ejemplos a personajes que han contribuido o contribuyen al desarrollo de la ciencia
y la tecnología en una localidad, en el país o en el mundo. En tal sen do, es importante formular
esta pregunta:
¿Quién fue Pedro Paulet Mostajo? ¿Cuál fue su obra?
Pedro Paulet Mostajo fue un ingeniero peruano, pionero de la astronáu ca.
El primer disposi vo que creó consis a en una rueda de bicicleta provista de dos cohetes alimentados
por tubos unidos a los radios, por donde llegaba la carga desde una especie de carburador jo
colocado cerca del eje. Este tenía un anillo de agujeros por los cuales entraba la mezcla explosiva a
dichos tubos cada vez que su boquilla pasaba por uno de los agujeros.
Los estudiantes deben inves gar la historia de los cohetes y la exploración espacial para tener una
idea de lo que enfrentarán en la ac vidad. Por ello, se propone revisar las siguientes páginas web:
Wi ipedia: cohete ( ); Cronología de la inves gación espacial
( ). Y sobre la obra de Pedro Paulet,
La pólvora produce gases que están a grandes presiones y salen expulsados de la tobera del cohete.
Al liberarse violentamente, el gas ejerce fuerzas sobre la masa de aire, y esta responde con una
fuerza similar (tercera ley de Newton). Llegará más alto en la medida en que se disponga de gas
adecuadamente presurizado en el interior de la tobera.
Sí, es el mismo principio. La presión es producida por la membrana elás ca del globo, la cual, al
contraerse, expulsa el aire con cierta velocidad.
El aire frena el movimiento de los cuerpos que se desplazan en su interior. La fuerza de fricción
depende de la velocidad del proyec l.
Los estudiantes enen que presentar un informe de su inves gación sobre la historia de los cohetes
y la implicancia de la inves gación espacial como vehículos de transporte.
El trabajo debe contener información relevante sobre la obra del cien co peruano Pedro Paulet
y sus aportes a la inves gación espacial.
En la segunda parte del informe, debe haber una explicación básica de los principios mecánicos del
vuelo del cohete de agua: caracterís cas del disposi vo, dinámica del vuelo del proyec l, así como
explicaciones sobre la plataforma y el ángulo de lanzamiento considerado.
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Ac vidad3
Pueden encontrarse en Wi ipedia las respuestas a cómo funciona un cohete de propulsión y cómo
se aplica esta teoría a la construcción de un cohete de agua (
).
También es posible usarse la plataforma de oogle académico ( ) y buscar
el tulo Analysis of water-propelled roc et: A problem in honors physics .
Orientaciones más avanzadas sobre ac vidades grupales des nadas a diseñar y construir cohetes
con agua, pueden hallarse en
Es importante que los estudiantes observen los vuelos de los cohetes peruanos construidos y
lanzados en CONIDA: Paulet I, Paulet II y -PA II.
1. -
La tercera ley de Newton explica cómo el aire, al salir del globo, produce fuerzas de acción y
reacción, las cuales provocan el movimiento del globo en dirección contraria a la de salida del
aire.
2.
Exactamente es el mismo principio que el del caso anterior.
3.
La experiencia propuesta puede hacerse en un caño cualquiera. Para observarlo, se debe anexar
un trozo de manguera y dejar que salga el agua. Si se tapa parcialmente la salida de esta, se per-
cibirá la fuerza de propulsión sobre la manguera actuando hacia arriba.
Es indispensable que, antes de desarrollar la ac vidad, el docente demuestre con materiales sencillos
la tercera ley de Newton. De esta manera, el estudiante podrá percibir que es posible llevarla a cabo
con éxito.
Entre los principios que se deben demostrar están:
1. La tercera ley de Newton (la cual puede demostrarse con un globo in ado soltado por los aires).
2. El principio de Pascal (que puede ejempli carse con una botella de plás co y un in ador).
3. El hecho de que el alcance máximo de un proyec l se produzca cuando el ángulo de lanzamiento
es de 45°.
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Inves guemos 120
1. ¿ ué explica que un globo lleno de aire salga proyectado cuandose lo deja libre y el aire comienza a escaparse?
2. ¿ ué hace que un cohete de fuegos ar ciales salga proyectadopor los aires cuando la pólvora se va consumiendo?
3. ¿ ue podría ocurrir si el mecanismo de propulsión fuera unchorro de agua? Experimenta con una manguera cerca de unasuper cie; observa qué sucede cuando aumentas la intensidaddel chorro. ¿Podría este mecanismo ser la base para construirun cohete de propulsión con agua?
Si fuera posible construir un cohete de propulsión con aguacomo el que se muestra en la imagen, ¿cómo podría lograrse unaexpulsión con nua del agua al exterior del proyec l?
Observa en la foto cómo sale disparado el chorro de agua. ¿ uése ha hecho previamente con la botella para que ocurra lo quese muestra?
¿Con qué herramienta es posible incrementar la presión al inte-rior de una botella de plás co con agua a n de provocar la salidade un chorro de agua?
¿ ué elementos adicionales deben colocarse a la botella paralograr que esta tenga estabilidad durante el vuelo?
Para construir y probar un cohete propulsado con agua, realiza-remos lo siguiente:
Comprobaremos que es posible que los uidos puedan servirde sistema de propulsión de un cuerpo. Lo explicaremos co-herentemente apoyándonos en la tercera ley de Newton.
Construiremos un cohete con materiales reciclados o de bajocosto que cumpla con tres condiciones: que sea ligero, aero-dinámicamente estable y que use la propulsión del agua pre-surizada con aire como sistema de propulsión.
Elaboraremos una plataforma de lanzamiento con materialesde bajo costo.
Propondremos mejoras en el diseño, la construcción o las téc-nicas de lanzamiento, a n de op mizar el cohete que hemosconstruido.
¡Importante!¡¡
La tercera ley de Newton nos
dice que para toda acción,
existe una reacción.
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Ac vidad 3
¡Manos a la obra! (a)
2 botellas de PET de 1,5 L.
Lámina de PVC o cartón.
Carpeta plás ca A4
(mica transparente).
Bolsa de basura.
Plas lina o arcilla para
moldear.
Boquilla rosca para caño de
jardín (plás co).
Marcador permanente.
Cuchilla ( ).
Tijeras.
Cinta adhesiva de vinilo.
Silicona.
Válvula.
Tubos metálicos con borde de
rosca de pulgada.
Precintos de plás co (pue-
den ser reemplazados por
una traba hecha a mano, lo
su cientemente fuerte como
para que se impida la expul-
sión prematura de la botella
al aumentar la presión en su
interior).
El cohete consta de tres partes: faldón, cuerpo y nariz.
Paso 1. Elabora las aletas u lizando el modelo Patrón de las aletas .
Paso 2. Corta la mica plás ca y construye un faldón para el cohete. Pega
las aletas al faldón como se muestra en la gura Faldón del co-
hete con aletas .
Paso 3. Corta la parte superior de una segunda botella en las líneas mos-
tradas en la gura Recorte de la nariz .
Paso 4. Pega la nariz a la botella con las aletas y llena el espacio con las-
tre (plas lina) que tenga un peso igual al del agua que se ver rá
y sella el envase con cinta adhesiva, como se aprecia en la gura
Cohete con lastre terminado .
Patrón de las aletas
Faldón del cohete con aletas Recorte de la nariz Cohete con lastre terminado
30mm
64mm
70mm
10mm
60mm
40mm
10mm
100mm
El trabajo debe hacerse con mucho cuidado para que el proyec l tenga el balance
apropiado. Por ello, se sugiere que veas algunos videos sobre la elaboración de
cohetes de propulsión usando agua.
Recuerdaque...
astre terminnado
¡Manos a la obra! 1
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Ac vidad 3
2 botellas de PET de 1,5 L.
Lámina de PVC o cartón.
Carpeta plás ca A4 (mica transparente).
Bolsa de basura.
Plas lina o arcilla para moldear.
Boquilla rosca para caño de jardín (plás co).
Marcador permanente.
Cuchilla ( ).
Tijeras.
Cinta adhesiva de vinilo.
Silicona.
Válvula.
Tubos metálicos con borde de rosca de
pulgada.
Precintos de plás co.
Estos materiales se pueden reemplazar por
otros, teniendo en cuenta las caracterís cas de
cada componente. Con esta ac vidad, se pre-
tende desarrollar la crea vidad y la innovación.
Con un marcador permanente, dibuje el patrón de líneas de guía en una lámina de plás co.
Luego, corte cuidadosamente los patrones por dichas líneas. Finalmente, corte piezas de aletas
con ayuda de los moldes.
Con el fólder de mica rodee la botella y construya el faldón recortando un rectángulo que tenga
aproximadamente un cen metro más que su perímetro.
Posteriormente, recorte la parte superior de la botella para formar la cabeza del proyec l. Dentro,
debe colocarse lastre para lograr estabilidad.
En este punto, señale la necesidad de pegar las piezas con mucho cuidado, a n de que se
encuentren alineadas, para así evitar accidentes o desviaciones en el vuelo del proyec l.
Debe cuidarse que el centro de
gravedad del proyec l se encuentre
en la parte central. Para ello,
después de haber sido lastrado y
llenado parcialmente con agua,
al buscar un punto de suspensión
horizontal del proyec l, este debe
estar desplazado hacia el lado del
lastre.
Las guras de la derecha muestran
los cuidados necesarios para que
el proyec l tenga una trayectoria
óp ma.
Lastre
Centro de gravedad
Centro
¿Están las aletas de manera
ver cal con respecto al
cuerpo del cohete?
¿Se encuentra torcido?
¿Está la cinta adhesiva
pegada adecuadamente?
¿Sobresale ligeramente la
boquilla del faldón?
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Ac vidad3
Elaboración de la lanzadera.
1. Tenga en cuenta que los tubos metálicos considerados enen que encajar muy bien en el pico de
la botella.
2. Necesita tener también un acople en forma de T para que pueda insertarse el tubo que une al
sistema con el in ador.
3. El sistema de disparo debe constar de precintos de plás co como los que sujetan las partes de
las piezas eléctricas y electrónicas. En caso de que no consiga precintos, puede u lizar trozos de
plás co insertados en moldes de plomo de forma cúbica.
4. Para que el sistema de disparo (ver la gura de arriba) sea más seguro, se puede acoplar una
polea. De esta forma, será más seguro el rón que se dé al tubo corredizo que a oja los precintos
y dispara el proyec l.
5. ¡PRECA CI N! Las botellas de plás co pueden explosionar cuando la presión que se suministra
es muy grande. Por ello, las pruebas de lanzamiento deben hacerse en campo abierto y con
cuidado de que no haya personas en la zona de ro. Se recomienda que se lancen formando un
ángulo (de 30°, por ejemplo).
50 m o más
Vigilancia
Seguridad
Vigilancia
seguridad
Campo de lanzamiento
Recuperación
Bombeo de aire
Control de lanzamiento
Llenado de agua
Niños esperando
lanzar sus cohetes
3 m
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Inves guemos 122
Hemos logrado construir un cohete y su sistema de lanzamientocompleto... ¡Nuestra plataforma de lanzamiento!
Elaboración del mecanismo de propulsión:
Paso 1. Conecta los tubos de metal. Debes veri car que a la entradadel sistema se haya colocado una válvula de automóvil paraevitar que el aire ingrese de vuelta al tubo de suministro.
Paso 2. El sistema de disparo está cons tuido por un conjunto deprecintos sujetos por un pedazo de tubo de mayor diámetro,el cual los ajusta al pico de la botella. El disparo ene lugarcuando se re ra el pedazo de tubo y se dejan sueltos losprecintos y queda libre la botella.
Paso 3. Elsistemacompletodelanzamientodelcohetesepuedeapreciaren la gura Conexión nal del sistema de lanzamiento , dondese nota la manera en que debe colocarse el proyec l. Comose ve, el tubo de suministro de aire debe introducirse en labotella. Para observar modelos de proyec les de agua, escribeen YouTube las palabras clave cohete de agua . Puedes ver laconstrucción del sistema de lanzamiento en Build an OverheadWater Roc et Launcher, Part 1, Introduc on .
Sistema de lanzamiento del cohete
Conexión nal del sistema de lanzamiento
Sistema de disparo del cohete
¡Manos a la obra!
cohete
tubos
válvula
cuerda
base
2
5
¡Importante!¡¡
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Ac vidad 3
1. ¿Por qué la tercera ley de Newton es importante para explicar
el movimiento de los cohetes de propulsión?
2. ¿ ué similitudes y diferencias existen entre el sistema de
lanzamiento del cohete de agua y el del -PA II?
Lo que has hecho, siguiendo los pasos indicados, te ha llevado a
la teoría básica del lanzamiento de cohetes: ¡has entrado a la era
espacial!
Describe las caracterís cas del proto po de cohete que has cons-
truido y de su sistema de lanzamiento. Explica con detalle qué
relación existe entre el diseño y la estabilidad del proyec l.
¿ ué mejoras propondrías en el diseño para lograr que el cohete
tenga un mayor alcance?
Inves ga sobre la importancia que ene la cohetería en el desa-
rrollo de la ciencia y la tecnología de nuestro país. Puedes ingre-
sar a esta página web:
Ya conocemos y aplicamos la tecnología de lanzamiento de cohetes. Además,
comprendemos las técnicas básicas del lanzamiento de satélites.
Para poder simular el lanzamiento de un satélite, es necesario
que se desprenda del cohete la carga que con ene el disposi vo.
Analiza la posibilidad de acoplar un minicohete al cohete
principal.
Busca en YouTube cohete de agua dos etapas . Llegarás a esta
dirección electrónica:
¡Eureka!
más,
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Ac vidad
3
-
A con nuación el grupo presenta su proyecto. Debe indicar con exac tud la masa de agua usada.
El estudiante, sobre la base de inves gaciones realizadas en oogle, Scholar oogle y YouTube, debe
exponer diversas alterna vas de diseño de los cohetes y lanzaderas. Opinarán respecto a los costos
y e ciencia de dichos equipos.
El estudiante debe proponer la necesidad de realizar una inves gación aeroespacial.
Respuestas a las preguntas de la guía del estudiante:
1. n cohete es propulsado ver calmente en reacción al gas que está siendo expulsado de su cuer-
po. Se carga con combus ble sólido o líquido. Al quemarse este, se genera un importante empuje
debido al gas resultante que se expulsa hacia atrás. El gas, fuertemente presurizado en la cámara
de combus ón, es expulsado a través de la boquilla (acción), lo cual proporciona el empuje ver-
cal (reacción). Además del combus ble, se carga el cohete con oxígeno. Este permite al cohete
quemar su carga de combus ble y generar gas de alta velocidad incluso en un ambiente sin aire.
Los cohetes usan la potencia reac va para lograr la aceleración en el agua, en el aire y aun en el
vacío del espacio. No se u lizan motores de combus ón interna, porque para que estos funcio-
nen es necesario que se encuentren en un ambiente de oxígeno.
2. De lo visto en YouTube, se puede decir que ambos constan de proyec l y lanzadera. El -PA ene
un sistema de ignición de control remoto, y el cohete de agua posee un sistema de lanzamiento
mecánico accionado a distancia al rar de la cuerda desde un lugar apartado.
3. Se sabe que el alcance será mayor para un lanzamiento con ángulo de 45°. Si se disminuye el
ángulo o si se aumenta, el alcance será menor. Si se enen dos lanzamientos con ángulos que
suman 90°, el alcance en ambos casos es el mismo.
Los cohetes de agua y los reales funcionan según los mismos principios de vuelo. Los cohetes que
vuelan recto y alto cumplen con los fundamentos cien cos apropiados, no así los que funcionan
defectuosamente. En este segmento se presentarán los principios de la cohetería de agua, lo cual
ayudará a los estudiantes a entender la fabricación de este po de cohetes.
Los cohetes de agua no u lizan ninguna reacción química. Adquieren empuje cuando el aire lanza el
agua hacia afuera; se podría decir que se encuentran dentro de la categoría de cohetes no químicos.
No obstante, también enen algo en común con los cohetes químicos, ya que vuelan generando un
empuje rela vamente fuerte en un período corto de empo.
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Actividad 4
Recuperar el desierto para laagricultura: un viejo sueño del
ser humano.
1
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Tecnología para recuperar suelos
desérticos usando material
reciclado y agua de mar
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Tecnología para recuperar suelos desérticos
usando material reciclado y agua de mar
n tercio de la super cie sólida del planeta está conformado
por desiertos; pero los restos de an guas civilizaciones que se
encuentran en estos, indican que alguna vez fueron erras aptas
para la agricultura y la vida humana. El reto del presente siglo para
nuestro país es encontrar modos de volverlos cul vables, para que
puedan brindar sustento a las personas y así atenuar la presión
sobre las ciudades y otras regiones densamente pobladas.
¿ ué caracterís cas sicas, químicas y biológicas ene el suelo
del desierto costero peruano? (Ver la imagen Suelo desér co
costero peruano ).
¿ ué factores hacen que el desierto costero peruano, en
condiciones normales, no sea apto para el cul vo?
¿ ué condiciones crearías para que una planta se desarrolle
normalmente en el desierto a n de que se produzca lo que se
ve en la imagen Cul vo en el desierto de Ica ?
En la sierra y la selva la problemá ca es otra. En estas regiones, las
inundaciones son un factor importante en la pérdida de suelos.
¿ ué métodos propondrías para salvar las erras de cul vo del
efecto de las inundaciones? Inves ga en Internet. Coloca estas
palabras clave:
(ver la
imagen Cosecha de agua en la sierra peruana ).
Aprenderemos a:
Crear las condiciones para la producción de agua dulce
des nada al riego a pequeña escala.
Comparar entre las tasas de crecimiento de plantas sembradas
con la metodología apropiada y las de plantas sembradas sin
ningún cuidado.
Proponer estrategias para la producción en serie de los
proto pos diseñados y una metodología de siembra que use
los disposi vos creados en el desarrollo de la ac vidad.
Suelo desér co costero peruano
Cul vo en el desierto de Ica
Cosecha de agua en la sierra peruana
El 40 de los alimentos producidos en el mundo se pierden sin ser consumidos.
¿Sabíasque...?
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3
4
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Para responder esta pregunta, se debe recurrir a la información bibliográ ca o a alguna página web.
Existen diversos factores, como las condiciones climá cas, geográ cas y del suelo mismo, que hacen
inviable la agricultura en la costa desér ca peruana.
A par r de sus propios conocimientos y experiencias, los estudiantes deben aportar sobre los
factores que in uyen en el desarrollo biológico de las plantas.
Las inundaciones traen como consecuencia la pérdida de terrenos de cul vo por exceso de agua.
Este problema se ha presentado desde empos remotos, por lo que el poblador de estas zonas
ha recurrido a técnicas que a lo largo del empo resultaron ser muy provechosas. nas de estas
técnicas son la cosecha de agua y el .
En el primer caso, se desvían las aguas para formar lagunas ar ciales y así moderar el clima y tener
recursos hídricos en el futuro. En el segundo, se crean terraplenes elevados para evitar que el agua
eche a perder el terreno de cul vo.
na vez establecido que sí es posible la agricultura en el suelo desér co de la costa, es necesario
que los estudiantes conozcan experiencias desarrolladas.
n especialista que ha escrito sobre las técnicas tradicionales de recuperación de desiertos, es
Sholto Douglas, quien escribió .
Sobre textura y fer lización de suelos, se puede buscar información en la siguiente dirección
electrónica: También puede hacerse una
búsqueda respecto a los pos de suelos en
Se debe recordar la ac vidad 2 y la posibilidad de rediseñar el proto po de aquella con el n de
u lizarlo como fuente para el riego por goteo.
Se debe discu r la necesidad de comparar el ritmo de crecimiento de las plantas para validar las
ventajas del proto po sobre la técnica tradicional de siembra.
Es necesario también discu r la posibilidad de que el proto po pueda desarrollarse para que
funcione con un ritmo con nuo de producción de agua.
usando material reciclado y agua de mar
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1 cta manual de docente

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