3RO 4TO ACTIVIDAD 6 CT EXPERIENCIA 3 APRENDO EN CASA CTA TERCERO CUARTO DE SECUNDARIA CIENCIA Y TECNOLOGÍA TAREA RETO WEB APRENDIZAJE PDF
EXPERIENCIA DE APRENDIZAJE INTEGRADA 3 | 3.er y 4.° grado
ACTIVIDAD 6
INDAGAMOS SOBRE LA FORMACIÓN DE ALGUNOS ÓXIDOS QUE CONTAMINAN EL AIRE
¡Hola!
En la actividad anterior, hemos realizado una actividad física aeróbica que nos permitió oxigenar nuestro cuerpo, que es importante para nuestra salud así como lo es el vivir en ambientes sin contaminación.
Ante ello nos preguntamos: ¿cómo es la calidad de aire en nuestro entorno?
En esta actividad, identificaremos la calidad del aire de nuestro entorno y luego realizaremos una indagación acerca de la formación de los óxidos.
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Recordemos utilizar los criterios de evaluación para verificar los progresos en nuestro aprendizaje.
Recordemos que en la actividad 3, hemos identificado los gases u otros componentes que contaminan el aire, como algunos óxidos o material particulado generados de manera natural o por actividades desarrolladas por el hombre que afectan la calidad del aire.
REFLEXIONEMOS Y DEMOS RESPUESTA
¿Cómo identificamos que la calidad de aire de mi ciudad o región, es adecuada para mi salud? Leemos el texto “Calidad del aire” el cual se encuentra en la sección “Recursos para mi aprendizaje”.
En él se presenta información sobre la calidad del aire.
A partir de ello, reflexionamos e identificamos las categorías de la calidad de aire que se encuentra diferenciadas en colores y realizaremos lo siguiente:
• En el mapa Monitoreo de la calidad del aire de Lima Metropolitana identificamos la zona con mala calidad de aire.
• En la actividad 4, de las medidas de masa en los materiales partículados, analizamos los datos de la concentración de gases que corresponde a la zona identificada con mala calidad de aire. Con esta información respondemos las siguientes preguntas:
- En la zona identificada en el mapa de Lima Metropolitana, ¿cuáles son los contaminantes registrados que causan la mala calidad de aire? - Entre los contaminantes, ¿qué tipos de contaminantes identificamos?, ¿cuál de ellos tiene mayor concentración de los gases? - Los datos presentados en el cuadro (actividad 4) se han obtenido en la fecha 20 de febrero del 2021, ¿a qué hora del día existe mayor concentración de los contaminantes atmosféricos?, ¿por qué creemos que a esa hora del día se registra mayor la concentración del gas contaminante?
Contar con un ambiente sano y equilibrado para el desarrollo de la vida es un derecho fundamental.
Una buena calidad del aire contribuye a una mejor calidad de vida de la población. La variación de la calidad del aire en el Perú, depende de la concentración de material particulado y algunos óxidos como parte de los gases tóxicos presentes en la atmósfera.
Leemos la ficha de actividades “Indagamos cómo se forman los óxidos” la cual encontrarás en la sección “Recursos para mi aprendizaje”. En esta ficha se explica cómo se forman los óxidos y la emplearemos para trabajar la actividad. Luego, nos ubicamos en la mesa de trabajo en un espacio iluminado y ventilado.
PROBLEMATIZAMOS SITUACIONES
• En la ficha del recurso, leemos la situación planteada al inicio, posiblemente esta nos hace recordar que en nuestra casa o alrededor también tenemos objetos oxidados. A partir de estos objetos, identificamos qué factores contribuyen a su oxidación, como: la humedad, la cercanía al mar u otros. A estos factores los llamaremos variables.
• Elegimos un objeto de hierro como un clavo y determinemos qué variables o factores (como el agua, sal u otros) permiten que el metal se oxide más rápido. Luego, escribimos la pregunta en relación al menor tiempo que necesita un metal, como el clavo, para formar óxidos y formulamos la posible respuesta que llamaremos hipótesis.
• Diferenciamos las variables en el recuadro propuesto (página 1), por ejemplo: en la variable independiente, son las sustancias que podemos cambiar como: aceite, agua con sal, etc.; en la variable dependiente, es el objeto de estudio como la cantidad de óxido formado; y la interviniente, todos los clavos deben ser de hierro o el mismo tiempo de exposición o la misma cantidad de sustancia.
• También debemos plantear un objetivo de la indagación.
TENGAMOS CUENTA QUE
En nuestra indagación, debemos diferenciar cuáles son los factores que “causan” un cambio, a los que llamamos variable independiente; y el “efecto”, lo que observamos y denominamos variables dependientes. También, consideremos la interviniente, que es el factor que mantendremos constante para que no varíen los resultados esperados.
DISEÑAMOS LAS ESTRATEGIAS PARA REALIZAR LA INDAGACIÓN Luego, de la problematización, debemos describir el procedimiento para comprobar la posible respuesta o hipótesis. Para ello, debemos tener en cuenta las preguntas orientadoras propuestas en la ficha (página 2) y que están en relación a:
• Qué vamos a mantener constante en el experimento (interviniente).
• Lo que vamos a modificar en la experimentación para acelerar la oxidación (variable independiente).
• Lo que esperamos observar en cada muestra (variable dependiente).
• Para verificar los cambios en las muestras se van a tener 2 grupos: uno llamado grupo control, que es la muestra que nos permita comparar (el clavo a la intemperie) y otro llamado grupo experimental, donde cada clavo de hierro estará en contacto con alguna sustancia.
• El tiempo requerido para la obtención de datos y cómo los registraremos.
• Los materiales que vamos utilizar y cuidados que debemos tener. Volvamos a revisar nuestro procedimiento, en relación a la hipótesis, de ser necesario debemos mejorarla, y para ello, utilizaremos los criterios de evaluación.
GENERAMOS Y REGISTRAMOS DATOS E INFORMACIÓN
Llegó el momento de poner todo en acción, de acuerdo a lo que hemos diseñado. Tengamos en cuenta que, durante la experimentación debemos contrastar las muestras del grupo control (clavo a la intemperie) con el grupo experimental (un clavo sumergido en agua salada o un clavo sumergido en vinagre u otra sustancia).
Por ejemplo: debemos recordar, que, para el grupo experimental, las sustancias que vamos a utilizar deben ser en la misma cantidad o aproximada; esto para reducir al mínimo los posibles errores en los resultados.
Durante el trascurso de 3 o 4 días realizaremos observaciones y las registramos en el cuadro sugerido en la ficha (página 2); pongamos mucha atención a los cambios en las muestras y registremos los detalles, por ejemplo, en cada día los metales (clavos) tienen la misma área de oxidación. Los datos obtenidos, debemos tenerlos listos para continuar la indagación.
ANALIZAMOS DATOS E INFORMACIÓN
Leemos el texto “Oxidación de los cuerpos”, el cual encontrarás en la sección “Recursos de mi aprendizaje”. En él se presenta información de la oxidación que debemos contrastar con los datos que tenemos de la experimentación, debemos realizar la comparación de las muestras con la oxidación de los clavos en cada uno de los vasos.
Esto nos permitirá dar respuesta a las preguntas planteadas en la ficha de actividad de indagación.
Ahora, realicemos la construcción de la conclusión, para ello, debemos tener en cuenta los datos analizados, la información obtenida y las posibles respuestas (hipótesis). Esto nos permitirá determinar si la hipótesis fue aceptada o rechazada.
EVALUAMOS Y COMPARTIMOS EL PROCESO Y LOS RESULTADOS DE NUESTRA INDAGACIÓN
Reflexionaremos acerca que si la información nos ha permitido sustentar la o las conclusiones y si ha sido necesario realizar algún cambio durante la indagación. Prepararemos un breve reporte de la indagación, donde usaremos las evidencias o los resultados de nuestra indagación en las explicaciones sobre la formación de los óxidos. Ahora que hemos terminado la indagación, volvamos a utilizar los criterios de evaluación y compararlos para conocer nuestro nivel del progreso de nuestro aprendizaje. REFLEXIONAMOS Respondemos las siguientes preguntas:
• ¿De qué forma la actividad de indagación nos permite entender los fenómenos naturales como la oxidación?
• ¿Por qué creemos que es importante mantener la calidad del aire?
EVALUAMOS NUESTROS AVANCES Es el momento de autoevaluarnos a partir de nuestros avances, logros y dificultades.
COMPETENCIA:
INDAGA MEDIANTE MÉTODOS CIENTÍFICOS PARA CONSTRUIR CONOCIMIENTOS CRITERIOS DE EVALUACIÓN
LO LOGRÉ
ESTOY EN PROCESO DE LOGRARLO
¿QUÉ PUEDO HACER PARA MEJORAR MIS APRENDIZAJES?
Planteé una pregunta de indagación, mi posible respuesta o hipótesis, considerando las variables, y establecí el objetivo.
Propuse y expliqué mis procedimientos, en donde incluí un grupo que me permita comparar los resultados; seleccioné y utilicé materiales considerando las medidas de seguridad. Obtuve datos, los organicé y los representé.
Comparé los datos y establecí relación de causalidad u otros, los contrasté con la hipótesis e información científica, la validé o refuté y elaboré mis conclusiones.
Sustenté mis conclusiones en relación a la información científica y los ajustes realizados, y comuniqué la indagación en un reporte.
VAMOS A LA SIGUIENTE ACTIVIDAD
¡Muy bien, hemos culminado con la actividad!
Pusimos en práctica nuestras habilidades para indagar y obtener mayor información sobre la calidad del aire. Ahora, tenemos curiosidad por conocer: ¿cómo las autoridades de mi región o comunidad intervienen para la mejora de la calidad del aire? Esta respuesta la obtendremos en la siguiente actividad.
ACTIVIDAD 6 | RECURSO 1 | 3.ER Y 4.° GRADO
CALIDAD DEL AIRE
Hay muchos factores que afectan la calidad del aire que respiramos, por ejemplo, la presencia de sustancias contaminantes como gases o partículas generadas de manera natural o por actividades desarrolladas por el hombre (contaminantes primarios) afectando la salud de la población y produciendo daños en el ambiente. Estos contaminantes por diversas reacciones químicas se transforman en otras sustancias que puedan ser también contaminantes (contaminantes secundarios). Se define la calidad del aire como la concentración de contaminante que es transportado y difundido por la atmósfera1. Esta capacidad de la atmósfera para diluir las concentraciones de contaminantes es fundamental para preservar una buena calidad del aire.
¿PARA QUÉ SIRVE MEDIR LA CALIDAD DEL AIRE?
A partir del estudio de la calidad del aire se puede conocer la composición y concentración de los múltiples gases y partículas que se encuentran dispersos en la atmósfera. Estos elementos deben hallarse en una proporción determinada, con el fin de cumplir con un equilibrio y una calidad que permita a todos los seres vivos disfrutar de una vida saludable sin contaminación ambiental.
Es por ello, que en el Perú el Ministerio del Ambiente, indica que la calidad del aire se basa en el cumplimiento de los Estándares de Calidad Ambiental de Aire (ECA), que establecen niveles objetivo para la presencia de contaminantes en el aire, de modo que, al mantenerse bajo estos niveles no representen riesgo a la salud de la población ni al ambiente. El índice de Calidad del Aire (INCA)3 tiene un valor óptimo comprendido entre 0 y 100, el cual coincide con el cumplimiento de los Estándares de Calidad Ambiental de Aire. El INCA se divide en 4 categorías o calificaciones de la calidad del aire. Como se muestra en: De acuerdo a la calificación del INCA, la población sensible y población en general deberán tomar en cuenta los cuidados y recomendaciones que se muestran en la tabla 2: Tabla 2
CALIDAD DEL AIRE CUIDADOS RECOMENDACIONES
Buena La calidad del aire es satisfactoria y no representa un riesgo para la salud. La calidad del aire es aceptable y cumple con el ECA de Aire. Puede realizar actividades al aire libre. Moderada La población sensible (niños, tercera edad, madres gestantes, personas con enfermedades respiratorias crónicas y cardiovasculares) podrían experimentar algunos problemas de salud.
La calidad de aire es aceptable y cumple con el ECA de Aire. Puede realizar actividades al aire libre con ciertas restricciones para la población sensible.
Mala La población sensible podría experimentar problemas de salud. La población en general podría sentirse afectada.
Mantenerse atento a los informes de calidad del aire. Evitar realizar ejercicio y actividades al aire libre. Umbral de cuidado La concentración del contaminante puede causar efectos en la salud de cualquier persona y efectos serios en la población sensible, tales como niños, ancianos, madres gestantes, personas con enfermedades pulmonares crónicas y cardiovasculares.
Reportar a la Autoridad de Salud para que declare los Niveles de Estados de Alerta.
Para cuantificar y evaluar el comportamiento de los contaminantes atmosféricos, a nivel espacial y temporal, mediante la Dirección General de Investigación y Asuntos Ambientales el SENAMHI opera una red de cinco estaciones automáticas de calidad del aire que contribuye a identificar PM , SO , NO y O . 10 2 2 3
• A partir de la información presentada, realizamos lo siguiente: - Observa el siguiente mapa Monitoreo de la calidad del aire de Lima Metropolitana.
INDAGAMOS CÓMO SE FORMAN LOS ÓXIDOS PROBLEMATIZAMOS LA SITUACIÓN
Leemos la siguiente situación:
En algunas ciudades, vemos una gran cantidad de objetos de hierro que se encuentran en proceso de corrosión por reacción con el ambiente.
La corrosión, a largo plazo, forma óxidos de hierro que posteriormente pueden formar parte de las partículas suspendidas en el aire como componente del material particulado. Luego, realizamos lo siguiente:
• Los metales se oxidan, después de haber pasado varios meses a la intemperie, ¿consideras que podría acelerarse la oxidación de un metal?, es Figura 1. Efectos de la oxidación sobre una camioneta de metal
decir, ¿oxidarse en menos tiempo?
• A partir de la situación, anotemos algunos objetos de hierro que son fáciles de conseguir y con los cuales se podría generar la oxidación: • Luego, escribimos una pregunta que nos permita indagar sobre la formación de óxido sobre un objeto escogido:
• En la pregunta de indagación, identificamos los factores (causa – efecto) a las que llamamos variables que van a orientar la indagación. Variable independiente (causa) Variable dependiente (efecto) Intervinientes
• Ahora escribimos una probable respuesta o hipótesis que relacione las variables independiente y dependiente.
• También debemos plantear los objetivos en relación a lo que nos proponemos indagar.
DISEÑAMOS LAS ESTRATEGIAS PARA REALIZAR LA INDAGACIÓN
Ahora describamos el procedimiento para comprobar tu hipótesis. Para ello, tenemos en cuenta las siguientes preguntas orientadoras:
- ¿Qué sucede si para todas las muestras utilizamos otro tipo de metal que no sea hierro?
- ¿Qué sustancias vamos a usar para obtener óxido de hierro en menos tiempo?
- ¿Observaremos lo mismo en cada muestra?
- ¿Cuál será tu grupo experimental y tu grupo control?, (grupo control, el que permitirá realizar comparaciones).
- ¿Cuánto tiempo vamos a observar la variable dependiente?, ¿cómo piensas registrar los datos?
- ¿Qué materiales vamos a utilizar?, ¿qué medidas de seguridad vamos a considerar?
GENERAMOS Y REGISTRAMOS DATOS E INFORMACIÓN
De acuerdo a lo diseñado tenemos en cuenta los dos grupos: control y experimental. Grupo control (sugerido) Grupo experimental (sugerido)
Vaso I: clavo expuesto al aire
Vaso II: clavo en agua
Vaso III: clavo en agua con ….
Vaso IV: clavo en ……………
En la siguiente tabla sugerida, registramos los datos a obtenerse en el transcurso de 3 a 4 días y que nos servirá para la siguiente actividad.
Anotemos nuestros resultados en la siguiente tabla: N.° de vaso Días de observación (registremos las observaciones en los recuadros) Día 1 Día 2 Día 3 Día 4 Podemos trasladar esta tabla a otra hoja de apoyo que nos permita anotar mayores detalles.
ANALIZAMOS DATOS E INFORMACIÓN
Compara los resultados de la oxidación de los clavos en cada uno de los vasos con la información obtenida sobre la “Oxidación de los cuerpos” o de ser posible, leemos el texto “Formación de los óxidos”, el cual encontrarás en el texto escolar “Ciencia, Tecnología y Ambiente 3” (página 102).
Esta información nos permitirá comparar la oxidación de los clavos en cada uno de los vasos. Luego, respondemos las siguientes preguntas:
• ¿Qué diferencia observas en los resultados de las muestras?
• ¿Qué factores han permitido que se acelere la oxidación de los clavos?
• ¿Cuál de las muestras tiene mayor oxidación?
Para ello, estimamos el porcentaje del área del metal que ha sido oxidado.
• ¿Cómo se forman los compuestos óxidos?, ¿de dónde obtienen el oxígeno?
• ¿Por qué la quema de objetos puede generar óxidos contaminantes a la atmósfera?
La construcción de las respuestas nos permitirá escribir las conclusiones o ideas generales a las que hemos llegado.
Para este proceso, comparamos la hipótesis con las observaciones analizadas.
EVALUAMOS Y COMPARTIMOS EL PROCESO Y LOS RESULTADOS DE NUESTRA INDAGACIÓN
A partir de lo desarrollado, realizamos las siguiente preguntas:
• ¿La información obtenida nos ha permitido responder a las preguntas planteadas y a resolver todas tus dudas?
• ¿Logramos el objetivo que nos formulamos para la indagación? • ¿Qué reajustes realizamos durante el proceso?
• ¿Cómo esta conclusión nos ayuda a explicar sobre los gases y material particulado contaminantes del aire?
• Elaboremos un reporte de la indagación realizada de manera precisa.
OXIDACIÓN DE LOS CUERPOS
La corrosión es un proceso espontáneo de destrucción que experimentan los metales en contacto con el ambiente, convirtiéndose en óxidos y produciendo un gradual deterioro de los mismos1. Este es el proceso que se produce en clavos y otros objetos metálicos. Cuando se expone un clavo a la intemperie durante un período de tiempo prolongado, este experimenta una serie de cambios que alteran su dureza y durabilidad.
¿QUÉ ES LA OXIDACIÓN?
La oxidación es un proceso químico que se produce cuando se combina un metal con el oxígeno que se encuentra en el aire.
En el caso del clavo de hierro (Fe) reacciona con el oxígeno del aire o el agua presente en la humedad para dar un producto que carece de las propiedades estructurales del hierro metálico, como lo es el óxido de hierro (III) de color café rojizo. Ese proceso, generalmente es muy lento. En cambio, en zonas costeras o de ambiente húmedo, el hierro se oxida mucho antes y en mayor cantidad que en zonas secas. Esto se debe, a que las moléculas de agua presentes en la humedad actúan como acelerador de la reacción de oxidación, potenciando el proceso. Si además hay cloruro de sodio (sal) presente, como por ejemplo en el agua de mar, la corrosión será más rápida.
Otra forma de obtener óxidos, es mediante la combustión3 el cual se produce por la quema de cualquier sustancia llamada combustible, ya sea gaseosa, líquido o sólida. En este proceso, el combustible se oxida y desprende calor.
El oxidante, es el oxígeno que se obtiene del aire.
El oxígeno tiene la capacidad de combinarse con diversos elementos para producir óxidos.
En definitiva, la oxidación es la combinación del oxígeno con otra sustancia. Existen oxidaciones que son sumamente lentas, como por ejemplo la del hierro. Cuando la oxidación es rápida se llama combustión y se producen tipos de combustión:
• COMBUSTIÓN INCOMPLETA:
es la que se produce con carencia de oxígeno, al aportarse una cantidad de aire menor a la necesaria para quemar completamente el combustible disponible. Este tipo de combustión favorece la formación de monóxido de carbono (CO) que es altamente tóxico. Este es el caso cuando se utiliza leña húmeda.
• COMBUSTIÓN COMPLETA:
se produce con abundancia de oxígeno, lo que garantiza la combustión total del combustible, como la leña seca. De esta forma, se aprovecha al máximo el combustible disponible, de esta reacción se produce la emisión de dióxido de carbono (CO ) y no se emite monóxido de carbono (CO).