2º Básico Ciencias Naturales Editorial by espaciosinnovadores

Ciencias Naturales 2° Básico Directora de la colección: Guillermina Herrera Peña

Maestra de educación primaria, Licenciada en letras y filosofía, Lingüista e Investigadora Lingüista. Miembro de Número de la Academia Guatemalteca de la Lengua Española, miembro de la comisión para la creación de la Academia de las Lenguas Mayas de Guatemala. Escritora y autora de libros de diferentes temas. Columnista en periódicos de Guatemala y colaboradora en publicaciones especializadas en lingüística, español, lenguas mayas, educación intercultural bilingüe, feminismo, equidad de género, literatura, filosofía y políticas públicas y política y planificación lingüística. Autora de peritajes lingüísticos para litigios de orden civil y litigios estratégicos.

ISBN 9789929614321 Código: 8881224101 Reimpresión 2020 Impreso en IGER Talleres Gráficos Reservados todos los derechos. Queda rigurosamente prohibido la reproducción total o parcial de este material educativo, por cualquier medio o procedimiento, sin la autorización de Asec Ediciones. Según artículo 42 de la Constitución Política de Guatemala que se refiere a la autoría.

Ediciones ASEC, de la Asociación de Servicios Educativos y Culturales, ofrece al sistema educativo guatemalteco su Programa Logos, una colección de textos escolares cuyas características proveen a los estudiantes de contenidos educativos de calidad, pertinentes, actualizados y que responden al Currículum Nacional Base promovido por el Ministerio de Educación. El nombre de nuestro programa editorial refiere al concepto logos (del griego λóγος) en su significado más amplio: inteligencia, pensamiento y sentido, desde una visión integral que permitirá a los estudiantes identificar, interpretar, argumentar y resolver problemas del contexto con propiedad y ética desde el saber ser, el saber hacer y el saber conocer. Programa Logos se adhiere al Currículum Nacional Base buscando el desarrollo de competencias. En este horizonte, nuestros textos procuran aprendizajes que desarrollan capacidades basadas en conocimientos, habilidades, destrezas, carácter y valores para ayudar a los estudiantes a enfrentar adecuadamente sus interacciones en los ámbitos personal y social, mediante procesos de reflexión crítica y de adaptaciones creativas a nuevas situaciones de la vida. Siguiendo estos lineamientos, nuestros contenidos educativos permiten a los jóvenes estudiantes aprendizajes para comprender el mundo en el que se desenvuelven, así como para usar su creatividad para transformarlo de manera positiva. Nuestros textos han sido diseñados para promover un aprendizaje significativo. Buscan que el estudiante construya conocimientos a partir de los que ya posee o al relacionar los nuevos con otros que domina previamente. Asimismo, han sido diseñados para que los estudiantes se sientan dispuestos favorablemente a llevar a cabo la construcción creativa y armónica de su desarrollo educativo. Con nuestros textos fomentamos la autodisciplina, la autorregulación de los aprendizajes y la metacognición. Apostamos por la evaluación formativa, que informa de los logros y advierte de las dificultades permitiendo la búsqueda de nuevas estrategias de aprendizaje. Para las materias evaluadas periódicamente por el Ministerio de Educación, incorporamos las pruebas liberadas correspondientes, de modo que los estudiantes puedan prepararse mejor. Ediciones ASEC respalda sus textos escolares en su equipo de autoría, mediación pedagógica y diseño, formado por profesionales especializados en cada materia y con larga y productiva experiencia en la elaboración de materiales educativos. Programa Logos es una apuesta nacional por la calidad de la educación. Nuestro fin es ofrecer textos accesibles, de la mejor calidad académica, que doten a estudiantes y profesores de una herramienta imprescindible para allanar el camino de la juventud guatemalteca en la maravillosa tarea de su superación. En Ediciones ASEC estamos convencidos de que la educación es la base del desarrollo.

Índice Presentación........................................................................................................................................................

Unidad 1 Las ciencias.................................................................................................................................................................

El mundo de las ciencias naturales................................................................................................................ 3 1. Las ciencias: entender lo que nos rodea ..............................................................................................

2. Pasos del método científico ......................................................................................................................

3. Error experimental ........................................................................................................................................

4. El desarrollo de las ciencias en Guatemala .........................................................................................

5. Los proyectos científicos............................................................................................................................. 14 6. Modelos matemáticos para la predicción de fenómenos ............................................................. 15

Resumen........................................................................................................................................................................... 18 Verifica tu aprendizaje............................................................................................................................................ 19 Revisa tu aprendizaje.............................................................................................................................................. 22

Unidad 2 Materia, parte I: la química a nuestro alrededor .............................................................

El mundo de la materia ........................................................................................................................................ 25 1. El átomo: la base de la materia ............................................................................................................... 25 2. Isótopos............................................................................................................................................................. 26 3. Iones.................................................................................................................................................................... 27 4. Elementos químicos ..................................................................................................................................... 30 5. La tabla periódica ......................................................................................................................................... 31 6. Sustancias puras y mezclas ...................................................................................................................... 33 7. Química aplicada........................................................................................................................................... 37 Índice – Ciencias Naturales

A la ciencia por la experiencia..........................................................................................................................

1. El globo que atrae.........................................................................................................................................

2. Experimentando con elementos químicos de la tabla periódica................................................

3. Burbujas de color ..........................................................................................................................................

Resumen...........................................................................................................................................................................

Verifica tu aprendizaje............................................................................................................................................

Revisa tu aprendizaje..............................................................................................................................................

Unidad 3 Materia, parte II: la física a nuestro alrededor ...................................................................

El mundo de la física................................................................................................................................................ 55 1. ¿Qué es la energía?.......................................................................................................................................

2. Gravedad y caída libre ................................................................................................................................

3. Las leyes de Newton ....................................................................................................................................

4. El trabajo y la energía ................................................................................................................................. 65

A la ciencia por la experiencia.......................................................................................................................... 70 1. ¡De caja de cartón a horno solar!............................................................................................................

2. Comparación de diferentes objetos en caída libre .........................................................................

3. Calculemos el trabajo y la potencia al subir las gradas ................................................................. 73

Resumen........................................................................................................................................................................... 74 Verifica tu aprendizaje............................................................................................................................................ 77 Revisa tu aprendizaje.............................................................................................................................................. 82

Unidad 4 El Universo..................................................................................................................................................................

El mundo del Universo........................................................................................................................................... 85 1. Movimiento de los astros ..........................................................................................................................

2. La Ley de gravitación universal ................................................................................................................

A la ciencia por la experiencia.......................................................................................................................... 95 1. ¡Simulando un eclipse!................................................................................................................................

Segundo grado – ciclo básico

2. Simulemos la teoría general de la relatividad de Einstein.............................................................

3. Observatorio solar portátil ....................................................................................................................... 98

Resumen........................................................................................................................................................................... 99 Verifica tu aprendizaje............................................................................................................................................ 100 Revisa tu aprendizaje.............................................................................................................................................. 104

Unidad 5 La Tierra: nuestro hogar..............................................................................................................................

105

El mundo de nuestro planeta Tierra............................................................................................................. 107 1. La estructura interna de la Tierra............................................................................................................. 107 2. Campo magnético ........................................................................................................................................ 108 3. Las rocas............................................................................................................................................................ 109 4. Geología de Guatemala............................................................................................................................... 111 5. El suelo .............................................................................................................................................................. 112 6. Los metales ..................................................................................................................................................... 115 7. Los minerales ................................................................................................................................................. 118

A la ciencia por la experiencia.......................................................................................................................... 123 1. ¿Cómo construir una abonera?................................................................................................................ 123 2. Colección de rocas ....................................................................................................................................... 124 3. Perfil del suelo (perfil edáfico) ................................................................................................................. 125

Resumen........................................................................................................................................................................... 126 Verifica tu aprendizaje............................................................................................................................................ 127 Revisa tu aprendizaje.............................................................................................................................................. 130

Unidad 6 Seres vivos.................................................................................................................................................................. 131 El mundo de los seres vivos................................................................................................................................ 133 1. Biodiversidad o diversidad biológica..................................................................................................... 133 2. Fauna y flora de Guatemala....................................................................................................................... 135 3. Amenazas a la biodiversidad..................................................................................................................... 140 Índice – Ciencias Naturales

III

4. Conservación de la biodiversidad .......................................................................................................... 141 5. Ecosistemas .................................................................................................................................................... 142 6. Relaciones entre los seres vivos: convivir para la supervivencia ................................................ 147 7. Recursos naturales: la naturaleza es generosa ................................................................................. 153

A la ciencia por la experiencia.......................................................................................................................... 160 1. Construye un ecosistema acuático ........................................................................................................ 160 2. Ecoladrillos: reutilizar y reciclar................................................................................................................ 161 3. ¡Plantas en competencia!............................................................................................................................ 162

Resumen........................................................................................................................................................................... 163 Verifica tu aprendizaje............................................................................................................................................ 167 Revisa tu aprendizaje.............................................................................................................................................. 172

Unidad 7 El cuerpo humano...............................................................................................................................................

173

El mundo del cuerpo humano ......................................................................................................................... 176 1. Sistema circulatorio ...................................................................................................................................... 176 2. Sistema esquelético ..................................................................................................................................... 183 3. Sistema muscular........................................................................................................................................... 191 4. Sistema excretor ............................................................................................................................................ 199 5. Sistema inmunológico ................................................................................................................................ 204

A la ciencia por la experiencia.......................................................................................................................... 211 1. ¿Cómo pierden calcio los huesos?.......................................................................................................... 211 2. ¿Cómo se forma la orina?........................................................................................................................... 213 3. El corazón, el órgano que bombea nuestra sangre......................................................................... 214

Resumen .......................................................................................................................................................................... 215 Verifica tu aprendizaje .......................................................................................................................................... 221 Revisa tu aprendizaje ............................................................................................................................................. 228

Bibliografía................................................................................................................................................................

Segundo grado – ciclo básico

229

Ciencias Naturales 2o básico ¡Bienvenida y bienvenido! Iniciamos nuestro curso de Ciencias Naturales del segundo grado del ciclo básico, en el cual integraremos conocimientos generales de física, química, biología, astronomía y geología de forma interdisciplinaria, utilizando el método científico y a partir del contacto con nuestro entorno. Tenemos siete unidades por delante para compartir y desarrollar competencias dentro de los siguientes componentes del área de ciencias naturales, marcadas por el Currículo Nacional Base (Cnb): Unidad Unidad 1. Las ciencias Unidad 2. Materia, parte I: la química a nuestro alrededor Unidad 3. Materia, parte II: la física a nuestro alrededor Unidad 4. El Universo Unidad 5. La Tierra, nuestro hogar

Componentes Manejo de información, manejo pertinente de la tecnología, relación ser humano-naturaleza, valores ecológicos, preservación de los recursos naturales Manejo de información, relación ser humano-naturaleza

Manejo de información, manejo pertinente de la tecnología, relación ser humano-naturaleza, conservación de los recursos naturales Manejo de información, relación ser humano-naturaleza Manejo de información, relación ser humano-naturaleza, valores ecológicos, desarrollo humano integral Desarrollo humano integral, relación ser humano-naturaleza, preUnidad 6. Seres vivos servación de los recursos naturales Educación sexual: Vih/Sida, educación para la salud, deberes y dereUnidad 7. El cuerpo humano chos en la familia, de la niñez y la juventud

¿Cómo es tu libro? Cada unidad inicia con la portada, que muestra el número de la unidad y una breve presentación que te ayudará a despertar tus conocimientos previos sobre los temas que aprenderás.

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Le sigue este apartado. Es la ruta para saber qué encontrarás: el mundo de… (que presenta el tema de la unidad), a la ciencia por la experiencia y verifica tu aprendizaje.

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Presentación – Ciencias Naturales

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En la página siguiente aparece la tabla con las competencias del Currículo Nacional Base que trabajarás en cada unidad. ¿Cómo saber si las has alcanzado? Para ello, el Cnb propone indicadores de logro, que ves en la segunda columna. Estos indicadores o criterios son como un termómetro que mide tu desempeño en cada competencia.

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En la tercera columna aparecen las actividades que te ayudan a desarrollar cada competencia. Al final, se indican los ejes transversales e indicadores de logro del Cnb, que son conceptos, principios, valores,

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habilidades e ideas que orientan tu vida. Cada unidad indica qué ejes fueron trabajados. Por ejemplo: educación en valores, desarrollo sostenible, seguridad social y ambiental, desarrollo tecnológico.

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El mundo de… En cada unidad abordaremos un contenido diferente dentro del campo de las ciencias naturales. Los contenidos están ordenados desde lo más amplio hacia lo más específico, y desde el conocimiento general del mundo que nos rodea, hasta el de nuestro propio cuerpo.

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A lo largo de las unidades encontrarás los elementos necesarios para conocer, explicar e interpretar el funcionamiento de tu cuerpo, así como los fenómenos naturales que ocurren en tu entorno para promover acciones en pro de la conservación y el aprovechamiento sostenible de los mismos y, de este modo, mejorar las condiciones de vida de tu círculo familiar y tu comunidad.

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Esto lo lograrás a través de una serie de actividades que complementan los contenidos, o bien, te ayudan a poner en práctica los mismos a través de ejercicios, análisis o experiencias, DtGD OLEUH GR EDMR XQ F \ G D G GHVFDQVDQ H D Y E p D D X U VW T H U *

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En esta sección aplicarás los conocimientos de cada unidad, a través de experimentos donde utilizarás el método científico. Su objetivo es integrar los conocimientos científicos de cada unidad con tus experiencias cotidianas, empleando materiales de tu entorno.

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Verifica tu aprendizaje Encontrarás ejercicios que te ayudarán a afianzar tu aprendizaje. A continuación, aparece el cuadro que te servirá para verificar si alcanzaste los logros propuestos.

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VIII

Segundo grado – ciclo básico

Las ciencias

unidad

¿Qué sabes del tema? ¿Recuerdas qué es el método científico?

¿Recuerdas cuáles son sus pasos? Escríbelos aquí: 1. 2. 3. 4. Todas las ciencias naturales hacen uso del método científico para el desarrollo de investigaciones, inventos y descubrimientos. En Guatemala también hacemos ciencia… ¿Conoces algún invento o descubrimiento hecho en Guatemala? ¿Sabes el nombre de la persona que lo inventó? Si no lo sabes, no te preocupes, durante esta unidad descubrirás esto y mucho más relacionado con las ciencias.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo de las ciencias naturales • La ciencia y el método científico • Error experimental • Desarrollo de las ciencias en Guatemala • Los proyectos científicos • Modelos matemáticos para la predicción de fenómenos A la ciencia por la experiencia • Simulemos el experimento de Rutherford con materiales caseros Verifica tu aprendizaje

Unidad 1 – Ciencias Naturales

¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia

Indicador de logro

6. Desarrolla proyectos que ha diseñado con base en la formulación de preguntas y el planteamiento de hipótesis verificables por medio del registro ordenado, el análisis y la interpretación de datos, tomando en cuenta el margen de error experimental.

Actividades

6.1 Analiza procesos de construcción de conocimiento científico en la historia de las ciencias naturales.

6.2 Aplica los pasos del método científico en la ejecución de proyectos que ha diseñado.

6.3 Utiliza estadísticas y modelos matemáticos en la interpretación de datos provenientes de la experimentación.

Identifica los pasos del método científico en un caso hipotético. Explica con sus palabras por qué algunas acciones disminuyen el error experimental. Realiza mediciones en grupo y explica sus resultados tomando en cuenta el concepto de error experimental. Comparte con sus compañeros el científico o inventor guatemalteco que más le llamó la atención, de los estudiados en esta unidad. Elabora un proyecto científico sobre un problema de su entorno y lo comparte con sus compañeros.

Ejes transversales:

Componentes:

•

Desarrollo tecnológico, desarrollo sostenible, educación en valores.

Manejo de información, manejo pertinente de la tecnología, relación ser humano–naturaleza, valores ecológicos, preservación de los recursos naturales.

Valores: • Aprecio y valorización de científicos e inventores guatemaltecos, esfuerzo en el estudio como forma de superación.

Segundo grado – ciclo básico

El mundo de las ciencias naturales 1.

Las ciencias: entender lo que nos rodea

La palabra ciencia viene del griego scire, que significa conocimiento. Ciencia es el conjunto de conocimientos obtenidos a través de la observación y el razonamiento, de los cuales se derivan principios y leyes generales. Las ciencias naturales se encargan de estudiar los fenómenos físicos, los procesos químicos, la vida y la Tierra. La forma en la que las ciencias naturales obtienen el conocimiento se llama método científico y consiste en una serie de pasos ordenados que es necesario seguir para desarrollar una investigación científica. Este método no es el único que se aplica en las ciencias, pero es el más común.

Pasos del método científico

El método científico se desarrolla en cuatro pasos. 1. Observación: consiste en mirar, escuchar, tocar, oler, saborear y hacernos preguntas; es decir, aplicar nuestros sentidos para conocer las características de un hecho o un objeto y describirlo detalladamente. Hacernos preguntas es fundamental para el proceso de investigación. Supongamos que un microbiólogo ha observado que una especie de bacteria es resistente a casi todos los antibióticos. 2. Hipótesis: es la explicación o respuesta posible que damos a las preguntas que realizamos durante la observación. El microbiólogo plantea que un nuevo antibiótico, que es más poderoso, sí tendrá efecto sobre las bacterias. 3. Experimentación: es una práctica en la que utilizamos nuestro ingenio y realizamos pruebas para comprobar nuestras hipótesis. Para comprobar su hipótesis, el microbiólogo toma muestras de la misma especie de bacterias y las cultiva. Inocula las bacterias en seis cajas de Petri. A tres les agrega el antibiótico; mientras que a las otras tres no. Toma todos los cultivos y los introduce en una incubadora, donde las condiciones de temperatura, humedad y esterilidad son iguales. Revisa todos los cultivos durante tres días y anota sus observaciones. Unidad 1 – Ciencias Naturales

4. Conclusión: en esta etapa del método científico tratamos de interpretar los resultados de la experimentación para explicar el fenómeno que investigamos. Al tercer día, el microbiólogo saca los cultivos de la incubadora y los revisa. Se da cuenta de que las bacterias de las tres muestras a las que no les agregó antibiótico han crecido; mientras que las bacterias de las tres muestras a las que sí les agregó el antibiótico desaparecieron. Así, comprobó su hipótesis: el nuevo antibiótico sí tiene efecto en la especie de bacteria evaluada. Una teoría o ley se logra después de que una hipótesis se comprueba por varios científicos y por diferentes métodos, y se acepta como una explicación verdadera del fenómeno estudiado.

Ejercicio 1 Ahora que recordaste los pasos del método científico, ponlos en práctica en el caso que se describe a continuación. Léelo y escribe el paso del método científico que realizó la familia Yax. Fíjate en el ejemplo. La familia Yax sembró milpa Acción realizada por la familia Yax

Paso del método científico

0. Meses más tarde observaron que la milpa no crecía como la de sus vecinos. Las hojas estaban pálidas y las mazorcas que cortaron tenían pocos granos.

Observación

1. El hijo mayor de la familia sugirió que tal vez el suelo necesitaba abono. Su maestro había explicado que el estiércol de vaca era un buen abono orgánico para la siembra. 2. En la siembra siguiente, prepararon una parte del terreno con abono orgánico y la otra mitad sin abonar, para comprobar los resultados. 3. Al cosechar en la parte abonada, obtuvieron mazorcas grandes y amarillas. Y en la mitad sin abono, cosecharon menos mazorcas y más pequeñas. Llegaron a la conclusión de que agregar abono al campo de siembra produce mejores cosechas.

Segundo grado – ciclo básico

Error experimental

De acuerdo con el experimento del microbiólogo, que vimos anteriormente, ¿qué pasaría si dos de las muestras a las que se les agregó antibiótico hubieran crecido y una no? o ¿qué pasaría si las bacterias de las muestras a las que no les agregó antibiótico hubieran desaparecido también? En algunas ocasiones, las medidas de los resultados de un experimento son muy variables, a pesar de que las condiciones del experimento fueron controladas. A esta variación se le llama error experimental, que se define como todos aquellos factores externos al experimento que hacen que los valores medidos se alejen de los valores reales. Las causas de este error pueden ser: 1. Los objetos o seres con los que experimentamos son variables, por lo que reaccionan de diferente forma ante las mismas condiciones experimentales. nuestro ejemplo, aunque usemos bacterias de la misma especie en todo el experimento, si algunas de ellas generan alguna mutación que las hace resistentes, estas bacterias crecerán, aunque se les haya aplicado el antibiótico.

✏ En

2. El investigador no realiza el experimento de forma uniforme, o no controla los factores externos.

✏ En nuestro ejemplo, si el microbiólogo hubiera olvidado meter en la incubadora las bacterias a las que no se les agregó el antibiótico, estas no hubieran crecido y nos hubieran dado un resultado falso.

3. Las mediciones nunca son 100 % exactas. nuestro ejemplo, si en las tres muestras donde el microbiólogo aplicó el antibiótico no hizo la medición exactamente igual, y en una muestra agregó menos de la dosis experimental, en dicha muestra las bacterias podrían crecer, dándonos un resultado falso.

✏ En

¿Cómo podemos disminuir al máximo el error experimental? Para poder aceptar o rechazar una hipótesis tenemos que estar seguros de que no existe error experimental, o al menos, existe de una forma mínima. Algunas formas de disminuir el error experimental son: 1. Aumentar la cantidad de muestras, medidas o repeticiones del experimento. 2. Usar técnicas y aparatos más avanzados y más precisos.

Unidad 1 – Ciencias Naturales

3. Controlar al máximo los factores externos que pueden afectar el experimento. Por ejemplo, si el experimento se lleva a cabo en un laboratorio, debe tener la temperatura y la humedad controladas, las mismas condiciones de higiene, etc. 4. Realizar las medidas de la forma más precisa posible, ayudándose de la tecnología disponible. 5. Revisar los resultados. Dos cabezas piensan mejor que una, dice el dicho. Mientras más personas revisen los resultados, mejor. 6. Utilizar herramientas estadísticas para encontrar qué tan alejados están los datos, del dato real. Por ejemplo, encontrando la media aritmética. Para encontrar la media aritmética, utilizamos la siguiente fórmula: X=

(x1 + x2 + x3 + … + xn) n

En donde: X = media aritmética

x = datos

n = número total de datos

Por ejemplo: Un botánico desea describir una nueva especie de planta herbácea que descubrió en una selva virgen. Para ello, colecta varios especímenes de la especie y los lleva al laboratorio. Realiza la medición de los especímenes, obteniendo los siguientes resultados: Calculemos la media aritmética:

Espécimen

Altura (en cm)

Espécimen

Altura (en cm)

10.5

9.5

(x1 + x2 + x3 + … + xn) n

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110 10

X = 11

Segundo grado – ciclo básico

La altura promedio es de 11 centímetros. Casi todos los especímenes están cercanos al promedio. Pero el espécimen 2, que mide 20 centímetros y el espécimen 9, que mide 5 centímetros están muy lejos del promedio general. Pero, ¿qué causó esta diferencia? Algunas causas de estas variaciones podrían ser: se colectó el espécimen de otra especie, se midió mal, el espécimen era muy joven (no era una planta adulta), etc.

Ejercicio 2 Explica por qué crees que las siguientes acciones ayudan a disminuir el error experimental. Ve el ejemplo. Acción

Aumentar la cantidad de muestras, medidas o repeticiones del experimento.

Explicación Porque mientras más experimentos y medidas se tomen, más conoceremos cuáles son los datos reales.

Usar técnicas y aparatos más avanzados y más precisos.

Controlar al máximo los factores externos que pueden afectar el experimento.

Revisar los resultados.

Ejercicio 3 Forma grupos de trabajo con tus compañeros y realicen las siguientes mediciones: A. Consigan una hoja grande de una planta. Cada uno mida la hoja con una regla y anote sus resultados en centímetros. Comparen los datos. ¿Todas las medidas son exactamente iguales o hay variaciones? B. Consigan una pesa o balanza y un objeto pesado. Cada uno pese el objeto y anote sus resultados en onzas. Comparen sus mediciones. ¿Todas las medidas son exactamente iguales o hay variaciones? C. Si observaron variaciones en las medidas de todos, ¿a qué creen que se deben? Discútanlo y expliquen su respuesta.

Unidad 1 – Ciencias Naturales

El desarrollo de las ciencias en Guatemala

Guatemala es un país en vías de desarrollo y, en comparación con otros países latinoamericanos y del resto del mundo, su inversión en ciencia y tecnología es muy baja. Sin embargo, existen instituciones gubernamentales, como el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Concyt); no gubernamentales y académicas, como la Universidad de San Carlos de Guatemala y universidades privadas como la Universidad Rafael Landívar o la Universidad Del Valle de Guatemala, entre otras, que se dedican a la investigación científica y tecnológica.

Sabías que... Desde 1995, la Universidad de San Carlos de Guatemala organiza anualmente la Olimpiada Nacional de Ciencias, en la cual se seleccionan los mejores estudiantes de básicos y diversificado del país, para participar en eventos internacionales, como la Olimpiada Centroamericana y del Caribe de Física o la Olimpiada Iberoamericana de Física y Matemáticas. Tú puedes participar en las categorías de ciencias naturales y matemática, que son las áreas para segundo básico.

Asimismo, numerosos profesionales han contribuido con el desarrollo científico y tecnológico del país en campos como agronomía, construcción, salud, biología, biotecnología, medio ambiente, informática, entre otros. Algunos, incluso, han realizado aportes que traspasan las fronteras nacionales, y sus inventos o descubrimientos se utilizan en todo el mundo. A continuación te presentamos una selección de biografías de guatemaltecos destacados en las ciencias y la tecnología.

Navega en la red Conoce más sobre el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Concyt) en la siguiente dirección: http://www.concyt.gob.gt/ Conoce más sobre la Secretaría Nacional de Ciencia y Tecnología (Senacyt) en la siguiente dirección: https://goo.gl/O9FWFi

Segundo grado – ciclo básico

Ricardo Bressani Castignoli: Su lucha contra la desnutrición Ricardo Bressani Castignoli nació en la ciudad de Guatemala el 28 de septiembre de 1926. Estudió en el Colegio de Infantes de Guatemala. Con ayuda de una beca obtuvo la licenciatura en química en la Universidad de Dayton, Estados Unidos, en 1948. Además, realizó estudios de posgrado en el área de bioquímica y obtuvo el doctorado en 1956. Trabajó en el Instituto de Nutrición de Centroamérica y Panamá (Incap) hasta 1993. El doctor Bressani aceptó el reto de aplicar sus conocimientos en la lucha contra el hambre y la desnutrición, porque se dio cuenta de las condiciones precarias en que vivía la población y de los miles de niños que sufrían desnutrición. Entre 1954 y 1955, realizó una serie de estudios en Guatemala con el fin de desarrollar un alimento nutritivo para familias de escasos recursos. Hizo pruebas con arroz, soya, maíz y algodón. Finalmente, obtuvo una mezcla de alta calidad nutritiva a base de: harina de algodón y harina de maíz. A esa mezcla la llamó Incaparina. Actualmente, la Incaparina se compone de harina de maíz y soya, enriquecida con micronutrientes, como hierro, ácido fólico, zinc, calcio y vitaminas del complejo B. Es una mezcla deliciosa, económica, fácil de preparar y con un gran valor alimenticio. Adaptado de: www.sica.int

Armando Cáceres Estrada: Buscador de soluciones Armando Cáceres Estrada nació en la ciudad de Guatemala en 1946. Es químico biólogo graduado de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Ha recibido numerosos premios en las áreas de farmacia y bioquímica1. Los aportes científicos de Cáceres a los guatemaltecos incluyen: formación de nuevos profesionales en la universidad, investigación del control de enfermedades infecciosas, promoción del desarrollo rural y saneamiento ambiental. Otra de sus contribuciones es la identificación, cultivo, procesamiento y comercialización de plantas medicinales. Su trabajo escrito más famoso es el Vademécum2 Nacional de Plantas Medicinales. Con optimismo, curiosidad y disciplina, Cáceres ha colaborado en diversos inventos, por ejemplo: la estufa economizadora de leña Lorena, trituradores de basura, secadores solares y un método para identificar enfermedades infecciosas que se adquieren durante el embarazo y que pueden afectar al bebé. Adaptado de: Prensa Libre, Guatemala, 12 de enero de 2011.

Bioquímica: ciencia auxiliar de la biología que estudia la composición química de los seres vivos. 2 Vademécum: libro pequeño y de fácil manejo para consulta inmediata de información fundamental. Por ejemplo, las indicaciones de los medicamentos. 1

Unidad 1 – Ciencias Naturales

Eddy Hardie Sánchez Benett: Al servicio de Guatemala Los temblores, las tormentas tropicales o las erupciones volcánicas son algunos de los fenómenos naturales que vivimos constantemente en nuestro país. Eddy Sánchez ha dedicado su vida profesional al estudio de estos hechos. Su trabajo consiste en orientar a la población para enfrentar estos acontecimientos y sus consecuencias. Eddy es un científico guatemalteco, nació en el departamento de Zacapa. Cursó la primaria en la escuela Mariano Gálvez de Huehuetenango y el nivel medio en el Instituto Nacional para Varones. Obtuvo una beca en la Universidad de Augusta, Estados Unidos, donde se graduó de licenciado en Sismología. Durante varios años ha sido el director del Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología (Insivumeh), además de presidir el Comité Nacional del Programa de Hidrología Internacional que promueve las Naciones Unidas (Onu). En su administración se ha dedicado a modernizar y actualizar los servicios que prestan estas instituciones.

Mario Dary Rivera: Por una conciencia ecológica nacional Mario Dary mostró interés y curiosidad por la naturaleza desde muy joven. Le gustaba explorar en barrancos y ríos recolectando muestras de plantas y pequeños peces. Estudió Química Biológica y Química Farmacéutica, en la Universidad de San Carlos de Guatemala. Con su esfuerzo y la ayuda de algunos socios, fundó la Asociación Centroamericana de Ciencias Naturales, hoy Asociación Guatemalteca de Historia Natural. A finales de los años 50 se preocupó por evitar que construyeran una planta hidroeléctrica en el lago de Atitlán, demostrando los riesgos ecológicos que representaba para el ecosistema. Uno de sus legados más importantes fue la fundación del Biotopo del Quetzal en Baja Verapaz para preservar la vida del quetzal. Además, al proteger su hábitat, muchas otras especies de animales y de plantas se ven beneficiadas. Más adelante vio la necesidad de trabajar con las comunidades para garantizar la protección de la tortuga verde, el manatí y el pavo ocelado. Así surgieron los biotopos protegidos de Monterrico, Chocón Machacas y Cerro Cahuí. Actualmente todas son áreas protegidas.

Segundo grado – ciclo básico

Juan Fernando Medrano Palomo: Trabajo en pro de la salud El doctor Medrano, por sus estudios acerca de la composición genética de la leche y el crecimiento de los animales, recibió la Medalla de Ciencia y Tecnología en el año 2001. Durante las más de dos décadas que el doctor Medrano tiene de residir en el extranjero ha destacado por sus trabajos sobre la modificación de la composición de los ácidos grasos en la leche, con el objetivo de producir mantequilla más suave y saludable para el consumo humano. A su vez, ha incursionado en la determinación del sexo en los peces. El científico, por su sobresaliente trayectoria académica, obtuvo una beca en 1971 para continuar su preparación profesional en la Universidad de California UCD-Davis, en Estados Unidos. Ha impartido cursos sobre Genética, Estadística Aplicada en las Ciencias Agrícolas y Bioinformática en la citada universidad, y ha sido profesor y conferencista en otras casas de estudios superiores y en simposios internacionales en América y Europa. Tiene más de 160 publicaciones en distintas revistas internacionales. Cuando recibió la Medalla de Ciencia que otorga el Consejo Nacional de Ciencia y el Congreso de la República, expresó que su trabajo lo apasiona y que uno de sus mayores logros ha sido ser aceptado como científico en el extranjero y contribuir a la formación de nuevos investigadores. Adaptado de: Lucy Calderón, "Un científico del mundo" (Prensa Libre, 11/5/2011).

Ken Lou Castillo: Joven inventor Ken Lou Castillo nació en Guatemala en 1994. Desde muy pequeño padeció diferentes alergias, entre las que estaba la alergia al humo. Por ello, decidió inventar un leño para la chimenea que no sacara humo. Probó con varias opciones hasta que encontró materiales de desecho de madera y otros productos, como la parafina de soya, que ayudan a encender fogatas rápidamente. Ken hizo este invento en 2002, cuando tenía 9 años, lo que lo hace la persona más joven en patentar un producto, y es el miembro más joven de la Comisión de Inventores de Guatemala. Su invento es comercializado con el nombre de Mr. Fuego, y se encuentra disponible en los supermercados de Guatemala. Este invento no solo es útil para las personas que padecen de alergia al humo, sino que contribuye a no contaminar el medio ambiente y a disminuir la deforestación. Ken también imparte charlas a jóvenes en diferentes colegios. Ha recibido premios de instituciones educativas, de medio ambiente y medios de comunicación. Actualmente estudia la licenciatura en Ciencias de la Comunicación en la Universidad Rafael Landívar. Texto basado en: Guatemaltecos Ilustres. Seguros Universales, S. A.

Unidad 1 – Ciencias Naturales

Carlos Edmundo Rolz Asturias: Pionero en tecnologías limpias Se graduó como ingeniero químico de la Universidad de San Carlos de Guatemala, tiene una maestría en ingeniería química, con especialización en termodinámica3. Se considera como uno de los pioneros de las tecnologías limpias en Guatemala. Sus investigaciones en el área de la biotecnología4 se consideran como una gran contribución a la humanidad. Uno de sus aportes más relevantes es el estudio del valor agregado de los subproductos de la caña de azúcar, como la producción de ácido láctico5 y etanol6. Entre sus aportes científicos, se encuentran el empleo del compost7 como soporte de plaguicidas biológicos, estudios poscosecha y procesamiento mínimo de frutas, procesamiento del café, extracción de aceite de coco fresco, procesamiento de semilla de algodón para producir aceite y proteína, producción de vino y vinagre a partir de frutas tropicales, aprovechamiento de desperdicios sólidos, producción de biogás8, entre otros. Ganó la Medalla de Ciencia y Tecnología del año 2000 en el área de ingeniería y tecnología, otorgada por el Congreso de la República y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Concyt). Luis von Ahn: Invento de uso mundial ¿Cuando has buscado información en Google o utilizas Facebook has notado que a veces se te solicita escribir unas letras y números distorsionados? A esta prueba se le llama “captcha”, que consiste en una serie de tests que los humanos podemos superar, pero los robots no. Gracias a ello, los virus y spam generados por computadoras no pueden invadir un sistema o tus cuentas de correo electrónico, entre otras aplicaciones. Orgullosamente, el captcha fue inventado en 2001 por el guatemalteco Luis von Ahn. Su invento fue comprado por Google en 2009, por lo que se utiliza en todo el mundo. Luis nació en 1979 en la ciudad capital. Se graduó como licenciado en matemáticas en la Universidad de Duke y como doctor en ciencias de la computación en la Universidad Carnegie Mellon, ambas en Estados Unidos. Por la invención del captcha, y por otros logros, este joven científico es reconocido mundialmente por su aporte a la tecnología, y se ha hecho acreedor a numerosas distinciones a nivel nacional e internacional. Termodinámica: es la rama de la física que estudia el equilibrio de los constituyentes de un sistema, como la presión, el volumen y la temperatura. 4 Biotecnología: es un área de estudio que utiliza seres vivos para el desarrollo tecnológico en los medicamentos, la agricultura, la medicina, etc. 5 Ácido láctico: compuesto químico de fórmula C3H6O3. 6 Etanol: compuesto químico que también se conoce como alcohol etílico. Su fórmula es: C2H6O. 7 Compost: tipo de abono orgánico donde se aprovechan los residuos vegetales, animales y minerales. 8 Biogás: es un gas combustible que se genera naturalmente o se produce a través de la degradación de materia orgánica. Está formado por metano, dióxido de carbono y otros gases. 3

Segundo grado – ciclo básico

Carlos René León Roldán: Descubrimiento médico al servicio de la humanidad El doctor León se graduó de médico en Guatemala en el año 1996. Posteriormente fue a Colombia a estudiar oftalmología9 y luego a Estados Unidos. En el año 2011, hizo un descubrimiento que se ha calificado como el más grande de los últimos quince años en el campo de la medicina en Guatemala: ¡inventó una córnea10 artificial que permite a ciertos tipos de invidentes11 recuperar la visión! La córnea artificial se conoce formalmente como “queratoprótesis hidroxiapatita coralina”, porque está hecha de coral marino. Mediante una cirugía, la córnea artificial se implanta en el ojo y se conecta al nervio óptico. Luego de la cirugía las personas vuelven a recuperar su visión al 100 % en dos semanas. Este invento beneficia a personas con cierto tipo de ceguera que tengan en buen estado su retina12 y que puedan percibir la luz, y a quienes hayan sufrido ceguera por accidentes con cal o ácido. El doctor León ha recibido premios nacionales e internacionales, como la medalla de oro de la Organización Mundial de Propiedad Intelectual en 2011.

Navega en la red Conoce más sobre el invento del doctor León: http://www.prensalibre.com/noticias/Invento-devuelve-vista_0_292775947.html

Ejercicio 4 De todos los científicos o inventores guatemaltecos, ¿cuál te llamó la atención? ¿Por qué? Compártelo con tus compañeros de clase.

Oftalmología: especialidad de la medicina que estudia el ojo humano. Córnea: parte central, transparente del ojo, que permite la refracción y transmisión de la luz. 11 Invidente: persona que no puede ver, que sufre ceguera. 12 Retina: es el tejido sensible a la luz, que se encuentra en la superficie interna del ojo. 9

Unidad 1 – Ciencias Naturales

Los proyectos científicos

Un proyecto científico es un conjunto de procedimientos, metodologías o técnicas llevados a cabo con el fin de explicar un fenómeno natural. Su finalidad es producir conocimiento científico. Todo proyecto científico usa el método científico: a partir de una hipótesis, se realiza una metodología de experimentación para demostrarla o rechazarla. Por ejemplo: un científico desea inventar un material parecido a las bolsas plásticas, pero que sea biodegradable (que se descomponga naturalmente en el ambiente, sin contaminarlo). Para ello, debe desarrollar un proyecto científico para diseñar tal material. Siguiendo los pasos del método científico, el científico debe: 1. Observación à Identificar un problema. Las bolsas plásticas tardan cientos de años en degradarse, por lo que provocan contaminación del ambiente. Además, pueden causar la muerte de seres vivos, como las tortugas marinas, que las confunden con medusas, su alimento predilecto, cuando flotan en el mar. 2. Hipótesis à Proponer una solución. A partir de la fibra de maíz procesada, se puede elaborar un material parecido al plástico, biodegradable. 3. Experimentación à Comprobar si la solución que propone es válida. Realiza diversos experimentos a lo largo del tiempo para evaluar si el material es o no biodegradable, y en cuánto tiempo se degrada. Analiza sus resultados. 4. Conclusión à Presentar sus conclusiones. A partir de la fibra de maíz procesada, sí se puede o no se puede elaborar un material parecido al plástico, que es biodegradable. Se acepta o rechaza la hipótesis.

Ejercicio 5 Identifica un problema científico a tu alrededor. Elabora un proyecto con la ayuda de tu profesor, y preséntalo en clase. Haz que tus compañeros participen en la experimentación, y juntos elaboren conclusiones.

Segundo grado – ciclo básico

6. Modelos matemáticos para la predicción de fenómenos Las ciencias pueden apoyarse unas a otras para el estudio de fenómenos naturales. Tal es el caso de la matemática y la informática, que pueden ayudar a predecir, comprender o analizar fenómenos de la naturaleza. Por ejemplo: variables climáticas como temperatura y precipitación. Para ello, se elaboran modelos matemáticos que nos sirven para hacer predicciones que, aunque no son 100 % exactos, han contribuido con el conocimiento del mundo que nos rodea. Por ejemplo, aún no podemos predecir un terremoto o una erupción volcánica, pero estos modelos nos ayudan a establecer periodos o lugares donde es más probable que ocurran. Un ejemplo de un modelo utilizado para predecir el clima global es el HadCM3, que fue creado por el Hadley Center del Reino Unido y se basa en mediciones de la concentración de gases de efecto invernadero, que son los causantes del cambio climático. Estos datos se ordenan, se procesan y se comparan para elaborar predicciones sobre los posibles cambios de temperatura y precipitación en el planeta. Ejemplo de predicción de variación de la temperatura para los próximos años.

Predicciones de temperatura para los próximos años

Unidad 1 – Ciencias Naturales

A la ciencia por la experiencia A continuación te presentamos un experimento para que puedas aplicar y reforzar tus conocimientos de la unidad.

Simulemos el experimento de Rutherford con materiales caseros Ernest Rutherford (1871 – 1937) fue un científico neozelandés que realizó aportes en los campos de la física y la química. Estudió la radiactividad, por lo cual ganó un premio Nobel de Química. Propuso un modelo atómico que dice que “el átomo está formado por un núcleo, que es positivo y concentra la mayor cantidad de masa, rodeado por una corteza donde giran los electrones en espacio mayormente vacío”.

A continuación, realizaremos una simulación sobre el experimento de Rutherford que sirvió de base para postular su modelo atómico y probar que el modelo de Thomson era incorrecto, que era el modelo que prevalecía en su época. El modelo atómico de Thomson decía que los átomos eran una esfera positiva llena de partículas negativas (como un pudín con pasas). El experimento de Rutherford consistió en disparar partículas radiactivas de un elemento llamado polonio, que estaba dentro de una caja de plomo, hacia una lámina de oro para ver cómo se afectaba la trayectoria de dichas partículas. Observó que la mayoría de partículas atravesaba la lámina de oro, pero otras chocaban con ella y rebotaban. Esto hizo que concluyera lo siguiente:

•

Las partículas chocaban con algo en la lámina. Ese “algo” eran los núcleos de los átomos de oro, que eran densos.

•

La mayoría de las partículas atravesaban la lámina. Eso significaba que existían grandes espacios en los átomos de oro. Esos “espacios” eran las nubes de electrones, que están formadas mayormente por espacio vacío. ¿Qué necesitas?

• • • 16

Cuatro objetos de tamaño mediano (por ejemplo, pueden ser cajas, ladrillos, zapatos, etc.) Una caja plástica Pelotas pequeñas

Segundo grado – ciclo básico

Procedimiento: 1.

Coloca las pelotas dentro de la caja plástica. Las pelotas simularán las partículas radiactivas y la caja, la caja de plomo.

2. Coloca los cuatro objetos a cierta distancia de una pared, en una línea horizontal y de forma espaciada. Los objetos simularán a los núcleos de los átomos de oro, que son densos, y los espacios a las nubes de electrones. 3. Coloca la caja de las pelotas a cierta distancia frente a los objetos y empieza a sacarlas una a una, lanzándolas por el suelo hacia los objetos. Esto simulará el disparo de las partículas radiactivas hacia los átomos de la lámina de oro. 4. Observa que las pelotas (las partículas) tienen tres opciones: pasar en medio de los objetos directamente o por rebote, o chocar con alguno de los objetos. 5. Explica cómo Rutherford determinó a través de este experimento que los átomos tienen un núcleo donde se concentra su masa, que está rodeado de electrones que giran en espacio mayormente vacío.

6. ¿Qué pasos del método científico detectaste en este experimento?

Unidad 1 – Ciencias Naturales

Resumen Ciencia es el conjunto de conocimientos obtenidos a través de la observación y el razonamiento, de los cuales se derivan principios y leyes generales. Las ciencias naturales se encargan de estudiar los fenómenos físicos, los procesos químicos, la vida y la Tierra. El método científico consiste en una serie de pasos ordenados que es necesario seguir para desarrollar una investigación científica. Sus pasos son: observación, hipótesis, experimentación y conclusión. Una teoría o ley se logra después de que una hipótesis se comprueba por varios científicos y por diferentes métodos, y se acepta como una explicación verdadera del fenómeno estudiado. El error experimental se define como todos aquellos factores externos al experimento que hacen que los valores medidos se alejen de los valores reales. Sus causas pueden ser: el objeto experimental es variable, el investigador no realiza el experimento de forma uniforme y no controla los factores externos, las mediciones no son 100 % exactas. El error experimental se puede disminuir: aumentando la cantidad de muestras, medidas o repeticiones; usando técnicas y aparatos más avanzados y precisos; controlando al máximo los factores externos; revisando los resultados; realizando medidas precisas; utilizando herramientas estadísticas como la media aritmética. Guatemala cuenta con instituciones dedicadas a la ciencia y la tecnología, así como científicos e inventores destacados como:

•

Ricardo Bressani Castignoli: inventó la Incaparina.

•

Armando Cáceres: elaboró el Vademécum Nacional de Plantas Medicinales.

•

Eddy Sánchez: director del Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología (Insivumeh).

•

Mario Dary Rivera: fundó el Biotopo del Quetzal.

•

Juan Fernando Medrano: realizó estudios sobre genética de la leche.

•

Ken Lou Castillo: inventó el leño ecológico Mr. Fuego.

•

Carlos Rolz: pionero de las tecnologías limpias en Guatemala.

•

Luis von Ahn: inventor del captcha.

•

Carlos René León: inventor de la córnea artificial.

Un proyecto científico es un conjunto de procedimientos, metodologías o técnicas llevados a cabo con el fin de explicar un fenómeno natural. Su finalidad es producir conocimiento científico y se basa en el método científico. La matemática y la informática pueden ayudar a estudiar fenómenos naturales a través de modelos, útiles para hacer predicciones.

Segundo grado – ciclo básico

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Define con tus palabras los siguientes conceptos: a. Ciencia: b. Ciencias naturales: c. Método científico: B. Completa el siguiente esquema, con los pasos del método científico:

Experimentación

Observación

C. Completa el siguiente cuadro acerca del error experimental: Ejemplos de causas

Ejemplos de formas de disminuirlo

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Lee de nuevo los científicos e inventores destacados de Guatemala y responde: ¿Qué valores o actitudes se reflejan en el trabajo de estos inventores o científicos?

Unidad 1 – Ciencias Naturales

B. Resuelve el siguiente problema. Se realizó un estudio con 10 niños del interior de la República para determinar su peso. Se seleccionaron niños del mismo sexo y de la misma edad. Los resultados son los siguientes: Niño

Peso (en libras)

20.5

13.5

15.5

15.3

12.8

a. Encuentra la media aritmética: b. Analiza tus resultados y responde: ¿Crees que hubo error experimental? Explica tu respuesta:

Segundo grado – ciclo básico

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades A. Lee el caso que presentamos a continuación y descubre los pasos del método científico que se describen.

El médico guatemalteco Federico Lehnhoff (1871 – 1932) inventó casi por casualidad una bebida muy conocida: el café instantáneo. El afiche de la ilustración muestra las primeras instrucciones para prepararlo. Observa las imágenes que indican los pasos a seguir.

Escribe sobre la línea los pasos del método científico que sirvieron para realizar el descubrimiento del café instantáneo. Te ayudamos con el ejemplo: Un día, mientras el doctor Lehnhoff leía el periódico, olvidó tomar una taza de café... 0. Algunos días después, encontró la taza y observó residuos en el fondo en forma de polvo oscuro. Observación 1. Pensó que con el polvo podía obtener nuevamente la bebida de café.

2. La curiosidad lo motivó a agregar agua hirviendo. Obtuvo una taza de café con el mismo aroma, sabor y color.

3. Después de varios experimentos, comprobó que al evaporar el café hervido, se obtiene la sustancia que conocemos como café instantáneo.

Unidad 1 – Ciencias Naturales

Revisa tu aprendizaje Después de estudiar...

Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Aplico los pasos del método científico en experimentos y proyectos, tomando en cuenta el margen de error experimental. Describo el desarrollo de la ciencia y tecnología en Guatemala, así como personajes destacados y sus descubrimientos o inventos.

Segundo grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

Materia, parte I: la química a nuestro alrededor

unidad

¿Qué sabes del tema? ¿Sabes qué es un átomo? Escribe acá tu definición y haz un dibujo de cómo crees que es:

Escribe 10 ejemplos de objetos o seres que estén conformados por átomos: 1.

10.

¿Sabes cuál es la ciencia que estudia a los átomos? Escríbela acá: Todo esto y más sobre el impresionante mundo de los átomos, lo descubrirás durante esta unidad.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo de la materia • El átomo • Isótopos e iones • Elementos químicos • La tabla periódica • Sustancias puras y mezclas • Química aplicada A la ciencia por la experiencia • El globo que atrae • Experimentando con elementos químicos de la tabla periódica • Burbujas de color Verifica tu aprendizaje

Unidad 2 – Ciencias Naturales

¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia 5. Describe fenómenos naturales de astronomía, traslación y rotación, y movimiento en dos dimensiones, así como los principales procesos de transformación de la energía en aplicaciones de la vida cotidiana, con base en principios físicos y químicos.

Indicador de logro 5.1 Describe los procesos de formación de compuestos químicos y de transformación de la energía en aplicaciones de la vida cotidiana.

Ejes transversales: •

Desarrollo tecnológico, desarrollo sostenible.

Segundo grado – ciclo básico

Actividades

Identifica isótopos diferentes de un mismo átomo, a partir de un ejercicio. Comparte su experiencia personal con el uso de rayos X. Escribe los nombres, símbolos o números atómicos de diversos elementos, utilizando la tabla periódica. Colorea la tabla periódica que se encuentra en su libro, acorde a la clasificación de sus elementos (sólidos, líquidos, gases, sintéticos). De una serie de ejemplos, diferencia entre elementos y moléculas. Explica con sus palabras por qué la sangre se considera como una mezcla. Ejemplifica mezclas que están presentes en su entorno. Describe las similitudes y diferencias entre una mezcla homogénea y una heterogénea. Explica con sus palabras la importancia de las reacciones químicas del cuerpo humano. Identifica el nombre y/o símbolo de elementos químicos en una lectura. Brinda su opinión sobre cómo evitar que algunos elementos químicos causen contaminación ambiental.

Componentes: • Manejo de información, relación ser humano-naturaleza.

El mundo de la materia 1.

El átomo: la base de la materia

Recordemos que, según la teoría atómica, toda la materia está compuesta por partículas pequeñas e indivisibles llamadas átomos. Un átomo está formado por: 1. Núcleo, que tiene dos tipos de partículas subatómicas:

• •

Protones: partículas cargadas con energía eléctrica positiva. Neutrones: partículas neutras.

2. Nube electrónica, formada por electrones, que son partículas con carga negativa.

A continuación, veremos dos tipos de átomos que no son convencionales: los isótopos y los iones.

Recuerda. La química es la ciencia que estudia la estructura y las transformaciones de la materia.

Unidad 2 – Ciencias Naturales

2. Isótopos Sabías que... Algunos isótopos son inestables, y cuando colapsan liberan energía llamada radiación, que es dañina para las células y los genes del cuerpo humano, en especial para células malignas que provocan enfermedades. Por esta razón, algunos isótopos son utilizados en la medicina, como en el caso de la radioterapia.

Todos los elementos tienen un número atómico, que es la cantidad de protones y electrones que tiene un átomo. Como un átomo es eléctricamente neutro, la cantidad de protones es igual a la de los electrones. Sin embargo, los átomos varían en cuanto a su número de neutrones. Por ejemplo, el número atómico del carbono es 6, lo que significa que sus átomos tienen seis protones y seis electrones. Sin embargo, en la naturaleza pueden tener 6, 7 o más neutrones. Al tener más o menos neutrones, la masa del átomo es diferente. Por lo tanto, los isótopos son los átomos de un elemento que tienen el mismo número atómico, pero masa diferente. Todos los isótopos de un elemento tienen las mismas propiedades químicas.

La radioterapia es un tratamiento utilizado para combatir el cáncer. Utiliza rayos X o isótopos radiactivos para destruir a las células malignas que provocan tumores cancerosos. Algunos isótopos radiactivos utilizados con este fin son el Cobalto 60 y el Yodo 131.

neutrón protón electrón

Curiosidad: El único elemento cuyos isótopos tienen nombre es el hidrógeno:

Tritio

ü Protio: sin neutrones. El más común.

Deuterio

ü Deuterio: un neutrón. Se encuentra en todo el Universo. Protio

ü Tritio: dos neutrones. Es radiactivo.

neutrón protón electrón

Ejercicio 1 Si la letra X representa un elemento y el subíndice su número atómico, circula las figuras que representan el mismo elemento con isótopos diferentes. 16 5

Segundo grado – ciclo básico

15 3

16 8

15 5

3. Iones

•

Cuando un átomo pierde electrones se llama catión, y su carga eléctrica es positiva.

•

Cuando un átomo gana electrones se llama anión, y su carga eléctrica es negativa.

Gana un electrón

Átomo de litio

Los átomos son neutros. Sin embargo, en la naturaleza constantemente están perdiendo o ganando electrones al combinarse con otros átomos. Un ion es un átomo que ha ganado o perdido electrones. se pierde un electrón

Átomo de sodio

Catión de sodio

Anión de litio

Algunos cationes y aniones frecuentes en la naturaleza son los siguientes. El signo positivo o negativo, indica la carga de cada elemento: Cationes

Aniones

Al3+ (Catión de aluminio que ha perdido tres electrones).

Cl– (Cloruro) Anión de cloro, que ha ganado un electrón.

Ca2+ (Catión de calcio que ha perdido dos electrones).

F– (Fluoruro) Anión de flúor, que ha ganado un electrón.

K+ (Catión de potasio que ha perdido un electrón).

S2– (Sulfuro) Anión de azufre, que ha ganado dos electrones.

3.1 Utilidad de los aniones y cationes A. Los iones en nuestro cuerpo Nuestro cuerpo necesita aniones y cationes para su funcionamiento. Los consumimos a través de los alimentos. Por ejemplo, la sal (formada por cloro y sodio), cuando se mezcla con agua, forma cationes de sodio y aniones de cloruro. El catión sodio es muy importante para el funcionamiento del sistema nervioso, mientras que el anión cloruro ayuda al proceso de la digestión. B. Los iones en la agricultura

Al igual que nosotros, las plantas necesitan nutrientes para su desarrollo. El agua de riego disuelve estos nutrientes del suelo en cationes y aniones que pueden ser absorbidos por las raíces. Algunos cationes que son necesarios para el crecimiento de los cultivos son Ca2+ y K+. Unidad 2 – Ciencias Naturales

C. Los iones en la medicina Los rayos X son muy utilizados en la medicina moderna. Su primer uso fue para crear radiografías de los huesos y determinar la existencia de fracturas. Sin embargo, actualmente también se utilizan para diagnosticar enfermedades de los órganos internos, para detectar tumores o en el campo de la odontología1. Pero, ¿cómo funcionan? Los rayos X son un tipo de radiación que se produce cuando los electrones de un átomo “saltan” de un orbital de la nube electrónica a otro. La radiación es un fenómeno por el cual se propaga la energía en forma de ondas electromagnéticas2 o partículas. Los rayos X son capaces de atravesar cuerpos opacos y son invisibles al ojo humano, pero pueden quedar “impresos” en placas fotográficas. Un tubo de rayos X está formado por dos conductores eléctricos, uno positivo y uno negativo, llamados electrodos: el ánodo y el cátodo. También tiene una fuente de electrones y un blanco (que puede ser la placa de un metal). Cuando se calienta el cátodo, los electrones reaccionan y se liberan, siendo atraídos por el ánodo. En este proceso, parte de la energía se libera en forma de calor, y otra parte produce rayos X al chocar con los átomos del metal, formando iones.

3. El electrón libera energía como rayos x

1. El electrón recibe energía

2. El electrón “salta” a otro nivel de energía

Ejercicio 2 Responde: ¿Alguna vez te han hecho un examen con rayos X? Si tu respuesta es positiva, indica en qué parte del cuerpo y cuál fue la utilidad de este examen. Si tu respuesta es negativa, explica qué utilidad podría tener este examen en caso de una emergencia médica tuya o de tu familia.

Odontología: es la rama de la medicina que estudia, previene y trata enfermedades dentales y de la boca, y órganos asociados. 2 Ondas electromagnéticas: son un tipo de ondas que pueden viajar en el espacio vacío, o sea, no necesitan de un medio para propagarse. Por ejemplo, la luz. 1

Segundo grado – ciclo básico

3.2 Ionización La ionización es el fenómeno o proceso mediante el cual se producen iones. H2O

H 2O

Molécula de agua

Catión

Anión

H3O

OH-

Los iones pueden producirse a partir de la reacción química de un átomo con otro, llamándose ionización química. Rayos X

Ión hidronio

Ión hidroxilo

Se pierde electrón

Pero también pueden producirse cuando a un átomo se le suministra energía (a través de altas temperaturas o de rayos X, por ejemplo). En este caso se llama ionización física. A. La ionización en la naturaleza A nuestro alrededor ocurre ionización de forma natural:

✏ Cuando el agua está en movimiento (las cataratas o las olas), se producen iones negativos por el choque del agua.

✏ Durante

una tormenta eléctrica, las partículas del agua de lluvia chocan entre sí, formando iones negativos en las nubes que pueden ser descargados como un rayo.

✏ La ionósfera es una de las capas que forman la atmósfera.

Debe su nombre a que siempre se encuentra ionizada, por el efecto de la radiación solar.

B. Algunas aplicaciones de la ionización en la vida cotidiana

Durante una tormenta eléctrica, se forman iones negativos que se descargan como rayos.

✏ Los tubos fluorescentes de luz funcionan a partir de la emisión de electrones que producen ionización.

✏ En los televisores de plasma. El plasma es un gas hecho de iones y electrones.

✏ En baterías, como las de ion de litio. C. La influencia de los iones del medioambiente en la salud humana

Los tubos fluorescentes de luz funcionan a partir de iones.

En un ambiente natural, los iones positivos y negativos se encuentran en equilibrio. Sin embargo, en algunos casos, existen factores como la contaminación, que producen un exceso de iones positivos, que afectan a los sistemas respiratorio, nervioso y hormonal, ocasionando síntomas como dolor de cabeza, insomnio y cansancio. Por el contrario, se dice que los iones negativos favorecen la relajación y el equilibrio del cuerpo. Unidad 2 – Ciencias Naturales

Elementos químicos

Los elementos químicos naturales son las sustancias básicas. Están formados por un solo tipo de átomos y no se pueden descomponer en sustancias más simples. Dicho en otras palabras, cada tipo de átomo que existe, es un elemento. Por ejemplo, todos los átomos de sodio tienen once electrones, protones y neutrones, por lo que su número atómico es igual a 11. Ningún otro elemento tiene esta característica.

Recuerda. El número atómico es la cantidad de protones y electrones que tiene un átomo. Como un átomo es eléctricamente neutro, la cantidad de protones es igual a la de los electrones.

Los elementos están representados por símbolos. La primer letra del símbolo siempre es mayúscula, y la segunda, minúscula. Si solo tiene una letra, va en mayúscula. Estos símbolos son abreviaciones de los nombres, que pueden estar originados en diferentes idiomas. Por ejemplo, el símbolo del cobre es Cu, porque proviene del latín cuprum, o el del tungsteno que es W, que viene del alemán wolfram. Algunos elementos y sus símbolos: Curiosidad: El elemento más abundante en el Universo es el hidrógeno. En el Sistema Solar, los elementos más abundantes son el hidrógeno y el helio; y en el planeta Tierra, el oxígeno, el silicio y el aluminio.

Elemento

Símbolo

Sodio

Cobalto

Carbono

Aluminio

Plata

En la naturaleza existen más de 100 elementos químicos y se encuentran en diferentes estados. La mayor parte son sólidos, como el cobre (Cu). Otros son líquidos como el mercurio (Hg). Y otros son gaseosos como el helio (He).

cobre

Segundo grado – ciclo básico

mercurio

helio

La tabla periódica

Símbolo

La tabla periódica es una herramienta de la química que clasifica y agrupa los elementos químicos según el orden creciente de su número atómico. En esta se encuentran los nombres, símbolos y algunas características de los elementos químicos.

1.00794

Hidrógeno Electronegatividad

Existen tablas periódicas desde muy simples hasta complejas, acordes con la información que tienen. Algunas características de los elementos que contienen son: número atómico, peso atómico, densidad, punto de fusión y de ebullición, electronegatividad, estructura electrónica, etc. En la tabla periódica, los elementos están ordenados según sus características. Por ejemplo: a. Clasificación de los elementos en metales, no metales o metaloides IA

1 -1

2.20

¿Qué información contiene la tabla periódica?

Número atómico Masa atómica Niveles de oxidación

Nombre

b. Orden de electronegatividad3

VIIIA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB

VIII

IIIA IVA VA VIA VIIA IB

IIB

electronegatividad

Metales

Metaloides

No metales

Navega en la red Complementa tus conocimientos sobre los elementos químicos. A través de esta tabla periódica interactiva (http://www.lenntech.es/periodica/tabla-periodica.htm), puedes conocer las propiedades químicas y aplicaciones de todos los elementos en la vida diaria. Solamente haz clic sobre cada elemento y ¡listo!

Ejercicio 3 Utilizando la tabla periódica de la siguiente página, escribe el nombre de los elementos representados por los siguientes símbolos:

Electronegatividad: es la capacidad que tiene un átomo para atraer los electrones de otro átomo, cuando forman parte de un compuesto. Unidad 2 – Ciencias Naturales

Ejercicio 4 Colorea los elementos de la tabla periódica, según la siguiente clave: Estado

Número atómico del elemento

Color

Gases

1, 2, 7 al 10, 17 y 18, 36, 54, 86

Rojo

Líquidos

80, 35

Azul

Sintéticos

43, 104 al 109, 61, 93 a 103

Amarillo

Sólidos

Todos los restantes

Café

Sabías que... Dimitri Mendeléyev fue un científico ruso que nació en Siberia, Rusia, en 1834. Se le atribuye la creación de la primera tabla periódica.

Segundo grado – ciclo básico

Sustancias puras y mezclas

La materia está formada por átomos, que pueden agruparse formando moléculas. Una molécula es la unión de dos o más átomos, que pueden ser del mismo elemento o de diferentes elementos. Por ejemplo, en la atmósfera, el oxígeno se encuentra en forma de molécula O2 (dos átomos de oxígeno unidos entre sí), pero el agua se presenta en forma de moléculas H2O (dos átomos de hidrógeno unidos a uno de oxígeno). A. Una sustancia pura es aquella que está formada por átomos o moléculas iguales. Tiene propiedades específicas que la caracterizan y la distinguen de otras. No se puede separar en componentes más simples por medios físicos.

Su composición es fija y definida. Por ejemplo, el agua pura siempre es incolora, inodora e insípida.

Una sustancia pura puede ser un elemento o un compuesto:

H O H Molécula de agua

Sustancias puras

Elementos (sustancias simples) Son sustancias que están formadas por un solo tipo de átomos. No pueden descomponerse en sustancias más simples. Se representan mediante símbolos. Por ejemplo: el papel aluminio, que está formado solo por átomos de aluminio.

Compuestos Son sustancias que están formadas por dos o más elementos diferentes, que forman moléculas. Estas moléculas siempre son iguales. Se pueden descomponer a través de medios químicos. Se representan mediante fórmulas4. Por ejemplo: el benzoato de sodio, que está formado solo por moléculas C6H5CO2Na, y se utiliza como preservante de alimentos.

Ejercicio 5 Del siguiente listado de sustancias, indica cuáles son elementos y cuáles moléculas:

C3H8

CH4

NH4

Fórmula química: es una representación simbólica y breve de los elementos que forman un compuesto y el número de átomos de cada elemento que contiene. Unidad 2 – Ciencias Naturales

B. Contrario a lo que ocurre con una sustancia pura, cuya composición es fija, en una mezcla la composición varía. Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias en la cual la composición es variable, pues cada sustancia conserva sus características y no se combinan químicamente unas con otras. Por ejemplo, una limonada está formada por diferentes componentes: jugo de limón, agua y azúcar. Cada componente tiene distintas características. Esta mezcla puede variar dependiendo de nuestro gusto, si la queremos más ácida (le agregamos más jugo de limón) o más dulce (le agregamos más azúcar), pero siempre sigue siendo limonada. Las mezclas pueden separarse a través de medios físicos, como la filtración5, la destilación6 o el tamizado7, entre otros. Otros ejemplos de mezclas en nuestra vida cotidiana son: leche, mayonesa, pinturas, mantequilla, talco, sopa, champú, café, ensalada de frutas, etc.

Sabías que... Existen mezclas en nuestro cuerpo. La sangre es una mezcla de células (glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas) y plasma, que a su vez, contiene nutrientes, sustancias de desecho de las células, agua, proteínas, gases, aminoácidos, sales, hormonas, enzimas, anticuerpos, sales minerales, etc.

Ejercicio 6 Según el concepto de mezcla, explica con tus palabras por qué la sangre se considera como una mezcla.

Filtración: es un proceso mediante el cual se puede separar un sólido que se encuentra mezclado con un líquido, a través de materiales porosos. 6 Destilación: es una técnica que se usa para separar líquidos de una mezcla líquida. Para ello, se evapora cada líquido acorde a su punto de ebullición y el vapor se condensa, obteniendo cada líquido por separado. 7 Tamizado: es un método de separación que consiste en pasar una mezcla de sólidos a través de un tamiz (malla). Por ejemplo, cuando un albañil cierne arena y deja caer los granos más pequeños, mientras retiene los más grandes. 5

Segundo grado – ciclo básico

a. Mezclas homogéneas Las mezclas homogéneas son aquellas en las que no se distinguen sus componentes. Toda la mezcla se ve igual, pues su apariencia y composición es uniforme. Se encuentran en una sola fase. Por ejemplo: Mezclas líquidas

Mezclas gaseosas

Mezclas sólidas

El café con leche que tomamos en la mañana es un ejemplo de mezcla líquida. Su composición y apariencia es uniforme.

El aire es una mezcla de gases, que tiene la siguiente composición:

Las aleaciones son ejemplos de mezclas sólidas. Una aleación es un material metálico compuesto por dos o más elementos.

- 78 % de nitrógeno (N) - 21 % de oxígeno (O) - 1 % de gases nobles - <1 % de otros gases, como el dióxido de carbono (CO2)

Por ejemplo, la moneda de un centavo es una aleación de 985 milésimos de aluminio y 15 milésimos de magnesio.

Otro ejemplo es el cloro que usamos para desinfectar en nuestro hogar. Es una mezcla de un compuesto llamado hipoclorito de sodio (NaOCl) diluido en agua.

También pueden haber mezclas de:

• •

Un sólido en un líquido, como cuando disolvemos azúcar en agua.

•

Un líquido en un sólido, como el mercurio en plata (llamada amalgama, utilizada en odontología).

Un gas en un líquido, como el dióxido de carbono que se encuentra en un agua gaseosa.

Ejercicio 7 Escribe un ejemplo de mezcla homogénea que utilices o comas en tu vida diaria.

Unidad 2 – Ciencias Naturales

b. Mezclas heterogéneas En las mezclas heterogéneas sí se distinguen sus componentes. Se pueden observar como fases. Por ejemplo, cuando mezclamos agua y aceite podemos observar dos fases. Algunos ejemplos de mezclas heterogéneas son: ensalada, leche con cereal, sopa de verduras, tierra abonada, pepián, gelatina con frutas, etcétera.

Al mezclar agua y aceite, se observan diferentes fases.

Ejercicio 8 Escribe un ejemplo de mezcla heterogénea que utilices o ingieras en tu vida diaria.

Ejercicio 9 Explica con tus palabras una similitud y una diferencia entre una mezcla homogénea y una heterogénea. Similitud: Diferencia:

Navega en la red Repasa sobre los elementos y los compuestos y profundiza sobre el tema de mezclas en el siguiente video: http://www.youtube.com/watch?v=l8TpBZKAzDw

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Química aplicada

7.1 La química en nuestro cuerpo Toda la materia está formada por átomos, y los seres humanos no somos la excepción. Pero existen otros elementos que también forman parte de nuestro cuerpo, como el fósforo y el calcio (que forman parte de los huesos) o el hierro (que forma parte de la sangre).

Oxígeno (65 %)

Otros (4 %)

Hidrógeno (10 %)

Nitrógeno (3 %)

Carbono (18 %)

Estos elementos son los principales componentes de las biomoléculas, que son los compuestos químicos presentes en los seres vivos. Por ejemplo, el agua, las sales minerales, los carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. Las biomoléculas forman parte de las células, que a su vez constituyen tejidos, órganos y finalmente, sistemas. Los minerales son elementos químicos necesarios para el funcionamiento del cuerpo. Se clasifican como: 1. Macroelementos: elementos que necesitamos en una cantidad mayor de 100 mg diarios. Por ejemplo: calcio, potasio y sodio. 2. Microelementos: elementos que necesitamos en cantidades menores de 100 miligramos al día. Por ejemplo: hierro, flúor y yodo. Ejemplos de funciones de los macro y microelementos:

Biomoléculas

✏ El fósforo es uno de los componentes de los huesos y dientes. ✏ Gracias al sodio y al potasio pueden funcionar nuestros sistemas nervioso y muscular.

✏ El calcio es un componente de los huesos y cartílagos, ayuda a la coagulación de la sangre.

✏ El zinc ayuda a la cicatrización y al crecimiento de los huesos. ✏ El cobalto forma parte de la vitamina B12, que sirve para la formación de glóbulos rojos.

Sabías que... La composición química de los músculos es agua, proteínas, lípidos, vitaminas, minerales y carbohidratos.

Unidad 2 – Ciencias Naturales

Las mejores fuentes de minerales son las frutas y las verduras. La deficiencia de algunos elementos causa problemas o enfermedades en nuestro cuerpo. Por ejemplo: Elemento

Ejemplo de un problema o enfermedad que causa su deficiencia

Hierro

Anemia

Magnesio

Mala memoria

Cromo

Diabetes

Yodo

Obesidad

Selenio

Enfermedades de la piel

En nuestro cuerpo también existen reacciones químicas como la digestión y la respiración. Al conjunto de reacciones químicas que ocurren en el cuerpo se llama metabolismo. Algunos ejemplos de compuestos químicos y reacciones químicas en nuestro cuerpo son:

Al hacer ejercicio, nuestro cuerpo produce endorfinas, que brindan sensación de bienestar.

Endorfinas

Son compuestos químicos que brindan sensación de bienestar. Se producen después del ejercicio.

Hormonas

Son los mensajeros químicos del cuerpo humano. Se originan en las glándulas endocrinas8 y viajan a través de la sangre hacia las células. Intervienen en procesos como crecimiento, desarrollo, metabolismo, reproducción, uso y almacenamiento de energía, etc. Un ejemplo es la adrenalina, que prepara al cuerpo para luchar o huir ante una situación de peligro.

Enzimas

Son moléculas que ayudan a catalizar9 las reacciones químicas del cuerpo. Por ejemplo, la enzima amilasa ayuda a degradar las moléculas de proteínas que consumimos en los alimentos, en moléculas más pequeñas que sí pueden ser absorbidas por el sistema digestivo.

Defensas bioquímicas

Ayudan a evitar infecciones producidas por microorganismos. Por ejemplo, el jugo gástrico (formado principalmente por agua, ácido clorhídrico y enzimas digestivas) protege el estómago de los microbios presentes en los alimentos.

Glándulas endocrinas: las glándulas son un conjunto de células que liberan hormonas a través de la sangre, hacia diferentes órganos del cuerpo. Catalizar: acelerar, aumentar la velocidad.

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Ejercicio 10 Escribe con tus palabras, cuál es la importancia de las reacciones químicas en el funcionamiento de nuestro cuerpo.

Unidad 2 – Ciencias Naturales

7.2 La química en nuestro entorno Todo lo que nos rodea, incluidos nosotros mismos, está formado por elementos y compuestos químicos. A continuación, narraremos una historia en la cual iremos identificando la aplicación de la química en nuestra vida cotidiana.

La familia González Soto La familia González Soto está formada por don Manuel, el papá; doña Ana, la mamá, y sus dos hijos: Susana y Gabriel. En una mañana cualquiera, la familia González Soto se levanta puntualmente a las 6:00 a. m., gracias al canto de su gallo que, como todos los seres vivos, está formado de átomos que, a su vez, forman biomoléculas. Al levantarse, los hijos se bañan, utilizando agua, que es un compuesto químico formado por moléculas H2O y jabón. Los jabones son el resultado de una reacción química entre una sustancia básica (alcalina) como el hidróxido de sodio (NaOH) o de potasio (KOH) y un ácido graso (que se encuentra, por ejemplo, en la manteca de coche), que se llama saponificación. También utilizan champú anticaspa, cuyo ingrediente activo es el sulfuro de selenio (SeS), que tiene propiedades antiinfecciosas y alivia la picazón y descamación del cuero cabelludo. Doña Ana ya ha preparado el desayuno. Es muy cuidadosa de brindar a su familia una dieta balanceada, que contenga carbohidratos, proteínas, grasas, vitaminas y minerales. Estos son elementos o compuestos químicos que el cuerpo metaboliza para transformarlos en nutrientes y energía. Por ejemplo, en el desayuno prepara frijol, que aporta proteínas y nutrientes como el calcio (Ca), fósforo (P), hierro (Fe), carbohidratos, magnesio (Mg) y cinc (Zn), entre otros. Lo sazona con sal, que es un compuesto formado por cationes de sodio (Na+) y aniones de cloro (Cl–). También lo acompaña de tortillas, que son preparadas a través del proceso de nixtamalización, que es una reacción química que ocurre al agregar cal (hidróxido de calcio) a la masa de maíz, para facilitar su procesamiento y hacer más digeribles las proteínas y la niacina que se encuentran en el maíz. La niacina (vitamina B3) ayuda al funcionamiento del sistema digestivo, tegumentario y nervioso. Su fórmula química es: C6H5NO2. También prepara Incaparina, que es una mezcla homogénea muy nutritiva. Al finalizar su desayuno, los hijos se lavan los dientes con pasta dental, cuyo componente principal es el flúor (F) en forma del compuesto NaF (fluoruro de sodio), que ayuda a fortalecer el esmalte de los dientes. Luego del desayuno, los niños se ponen su uniforme para ir al colegio, que está hecho de una mezcla de fibras naturales (como el algodón) y sintéticas (hechas por el ser humano a través de procesos químicos, como el nailon).

Segundo grado – ciclo básico

También visten sus zapatos de cuero, fabricados a partir del proceso de curtido10, en el cual se utilizan productos como sales de cromo (Cr) o aluminio (Al), para darle resistencia y flexibilidad. Cuando están listos, don Manuel lleva a sus hijos y a doña Ana, quien trabaja como maestra, a la escuela. Para ello utilizan su carro, que funciona gracias al proceso de combustión, que es un tipo de reacción química. Luego, don Manuel va a su trabajo, donde supervisa el uso de fertilizantes químicos para el cultivo de hortalizas, cuyos principales ingredientes son el nitrógeno, el fósforo y el potasio (N, P, K) y son utilizados por las plantas, junto con otros nutrientes, el agua, la luz solar y el aire para realizar un proceso llamado fotosíntesis, que es un tipo de reacción química a través de la cual producen energía y nutrientes. Él sabe que, aunque los fertilizantes son muy importantes para el crecimiento de los cultivos, se debe ser cuidadoso en su aplicación, pues en exceso provocan contaminación, especialmente del agua. Por ejemplo, pueden contaminar el agua subterránea, por la presencia de nitratos (NO3–), lo que provoca que ya no sea apta para el consumo humano. Al salir de la escuela, doña Ana lleva a los niños a la casa, donde realizan sus tareas. A Susana le han dejado como tarea la elaboración de una maqueta sobre el sistema solar. Procura utilizar materiales biodegradables (que se degradan y no contaminan el medio ambiente), como el cartón. Evita usar materiales como el duroport y los plásticos, pues tardan mucho tiempo en degradarse, y se acumulan como basura, contaminando los suelos. Por ejemplo, el duroport es un material artificial, creado por el ser humano a partir de hidrocarburos11. Durante la fabricación de algunos productos de duroport se emiten clorofluorocarbonos (CFC) a la atmósfera, causando contaminación del aire. Gabriel, por su parte, debe realizar un trabajo sobre ciencias naturales, donde debe explicar las características de los átomos. Para ello, utiliza su computadora, cuyo chip está hecho de silicio (Si). Al finalizar, lo imprime en papel reciclado para no desperdiciar papel nuevo, ya que es un material hecho de celulosa (que se obtiene de los árboles) que se transforma a través de procesos mecánicos o químicos. Por ejemplo, para separar la celulosa de una rama de árbol, se utilizan compuestos químicos como la soda cáustica (NaOH) y para blanquearla se agregan compuestos como el dióxido de cloro (ClO2) y oxígeno. Al finalizar la tarde llega don Manuel, y todos juntos cenan y ven un rato su televisión de pantalla plasma (hecha de gases nobles como el helio, el neón y el argón). Doña Ana comió mucho durante la cena, por lo que debe tomar un medicamento que le alivie la acidez estomacal, que está elaborado de sustancias químicas como el ácido acetilsalicílico (aspirina) (C9H8O4), el

Curtido: es un proceso mediante el cual se utilizan diversos compuestos y reacciones químicas, para evitar que se pudra el cuero y así, pueda ser procesado para fabricar diversos artículos. 11 Hidrocarburo: compuesto orgánico formado por hidrógeno y carbono. 10

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bicarbonato de sodio (NaHCO3) y el ácido cítrico (C6H8O7), que reaccionan químicamente con los ácidos del estómago, neutralizándolos. A las 10:00 p. m. todos se acuestan, en espera de que el siguiente día sea tan productivo como el de hoy.

Ejercicio 11 Subraya todos los elementos químicos que estén en la lectura.

Ejercicio 12 En una parte de la lectura se mencionan algunas sustancias químicas que son dañinas al medio ambiente y, por tanto, afectan a todos los seres vivos, incluido el ser humano. Explica cómo se puede evitar este problema.

Navega en la red Conoce más sobre los orígenes de la química, su historia y cómo la aplicamos en la vida diaria actual, a través del siguiente video: Parte 1: http://www.youtube.com/watch?v=omYZzdnPmTI Parte 2: http://www.youtube.com/watch?v=wkB1Su9uouk

Segundo grado – ciclo básico

A la ciencia por la experiencia A continuación te presentamos una serie de experimentos para que puedas aplicar y reforzar tus conocimientos de la unidad.

El globo que atrae

Los antiguos griegos conocían los efectos de frotar ámbar con un trozo de lana. Observaron que después de frotar el ámbar, este podía atraer cuerpos ligeros. Esto se debe a que al frotar un objeto con otro generamos electricidad estática. La electricidad estática se produce cuando los átomos de algunos materiales como la lana, el cabello humano o el vidrio tienden a perder fácilmente sus electrones cuando entran en contacto con otros. Por ejemplo, cuando frotamos un objeto con lana, los átomos de la lana pierden electrones en forma de iones que “pasan” al objeto, que queda electrizado o, dicho con otras palabras, cargado con iones negativos (aniones), que pueden atraer o repeler a otros objetos, según lo siguiente:

• •

Cuando dos cuerpos tienen la misma carga eléctrica, se repelen. Cuando dos cuerpos tienen diferente carga, se atraen.

¿Qué necesitas?

• • •

Varios objetos no pesados, como un trozo de papel, un clip, etc. Un globo Alguna prenda de lana, como un suéter

Procedimiento: 1.

Coloca varios objetos no pesados en una mesa.

2. Infla un globo y frótalo varias veces contra un suéter u otra prenda de lana. 3. Acerca el globo hacia los diferentes objetos. 4. Prueba también acercándolo a tu cabello. 5. Anota qué sucede con cada objeto. 6. Elabora una conclusión sobre el experimento. Unidad 2 – Ciencias Naturales

2. Experimentando con elementos químicos de la tabla periódica Como vimos anteriormente, los elementos químicos tienen diferentes propiedades. En este experimento veremos cómo reaccionan tres objetos hechos de distintos elementos con un ácido (vinagre). ¿Qué necesitas?

• •

Servilleta de papel

•

Un plato plano

•

Vinagre

Tres objetos pequeños y planos (como una moneda, por ejemplo): uno de cobre, otro de oro o plata y otro de aluminio.

Procedimiento: 1.

En un plato plano, coloca una servilleta de papel empapada en vinagre.

2. Coloca los tres objetos sobre la servilleta, de manera que la parte inferior esté en contacto con el vinagre sin quedar sumergidos, pues la superior debe quedar en contacto con el aire. 3. Al día siguiente, observa los tres objetos. 4. Anota tus observaciones. Objeto

Observaciones

Cobre Oro o plata Aluminio

5. Responde:

¿Reaccionaron de igual forma los tres objetos?

¿Por qué crees que reaccionaron igual o de diferente forma?

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Burbujas de color

A nuestro alrededor existen muchos ejemplos de mezclas, que pueden ser homogéneas cuando sus componentes no se logran distinguir a simple vista pues forman una sola fase, o heterogéneas cuando se distinguen fácilmente sus componentes o las fases que forman. En este experimento prepararás una mezcla e indicarás si es homogénea o heterogénea, según sus características.

¿Qué necesitas?

• • • •

Una taza de agua Un cuarto de taza de aceite

• •

Un embudo Dos pastillas efervescentes

Una botella de plástico de medio litro reutilizada o reciclada Colorante. Puedes usar un colorante de cocina artificial, tinta de lapicero o un colorante natural, como el jugo concentrado de remolacha. También puedes preparar tu colorante diluyendo un refresco en polvo (de uva o fresa, por ejemplo) en un poco de agua.

Procedimiento: 1.

Con la ayuda de un embudo agrega una taza de agua a una botella de plástico reutilizada o reciclada.

2. Agrega un cuarto de taza de aceite. 3. Anota: ¿Qué sucede al mezclar el agua y el aceite? 4. Agrega unas gotas del colorante. 5. Agrega una a una las pastillas efervescentes. No tapes la botella. 6. Anota tus observaciones.

7. Indica qué tipo de mezcla resultó del experimento.

Explicación: el agua y el aceite se observan en dos fases. La fase superior corresponde al aceite, que es menos denso; mientras que la fase inferior corresponde al agua, que es más densa. Sin embargo, el colorante sí es soluble en agua, y se mezcla con ella. Cuando agregamos las pastillas efervescentes, también se mezclan con el agua. La reacción del agua con las pastillas efervescentes (que están hechas de bicarbonato de sodio) forma un gas (dióxido de carbono) que empieza a subir en forma de burbujas. Cuando las burbujas llegan hasta arriba, liberan el gas y el agua regresa hasta abajo, quedando nuevamente el aceite en la fase superior por ser menos denso. Unidad 2 – Ciencias Naturales

Resumen Toda la materia está compuesta por partículas pequeñas e indivisibles llamadas átomos. Los isótopos son los átomos de un elemento que tienen el mismo número atómico, pero masa diferente. Un ion es un átomo que ha

perdido electrones à catión (carga positiva)

ganado electrones à anión (carga negativa)

La ionización es el fenómeno o proceso mediante el cual se producen iones. Los elementos químicos naturales son las sustancias básicas. Están formados por un solo tipo de átomos y no se pueden descomponer en sustancias más simples. Dicho en otras palabras, cada tipo de átomo que existe, es un elemento. El número atómico es la cantidad de protones y electrones que tiene un átomo. Los elementos están representados por símbolos. La primer letra del símbolo siempre es mayúscula, y la segunda, minúscula. Si solo tiene una letra, va en mayúscula. Estos símbolos son abreviaciones de los nombres, que pueden estar originados en diferentes idiomas. La tabla periódica es una herramienta de la química que clasifica y agrupa los elementos químicos, según el orden creciente de su número atómico. En la tabla periódica se encuentran los nombres, símbolos y algunas características de los elementos químicos.

Sustancias puras Están formadas por átomos o moléculas iguales. Tienen propiedades específicas que las caracterizan y las distinguen de otras. No se pueden separar en componentes más simples por medios físicos. Su composición es fija y definida.

Elementos (sustancias simples) Son sustancias que están formadas por un solo tipo de átomos. No pueden descomponerse en sustancias más simples. Se representan mediante símbolos.

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Mezcla Es la combinación de dos o más sustancias en la cual la composición es variable, pues cada sustancia conserva sus características y no se combinan químicamente unas con otras.

Mezclas homogéneas

Mezclas heterogéneas

Son aquellas en las que no se distinguen sus componentes. Toda la mezcla se ve igual, pues su apariencia y composición es uniforme. Se encuentran en una sola fase.

En estas sí se distinguen sus componentes. Se pueden observar como fases.

El cuerpo humano está conformado por átomos, que forman biomoléculas. Las biomoléculas son los compuestos químicos presentes en los seres vivos y forman parte de las células, que a su vez constituyen tejidos, órganos y finalmente, sistemas. La base de nuestro cuerpo está conformada por cuatro elementos químicos principales: oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno. Al conjunto de reacciones químicas que ocurren en el cuerpo se llama metabolismo. La química tiene aplicaciones en nuestra vida diaria, como por ejemplo:

Agricultura (fertilizantes)

la ficina o esco Material de o cartón) (papel,

Transporte (funcionamiento de medios de transporte a través de motores de combustión)

Higiene personal (agua, jabón, champú, pasta de dientes)

Alimentación y nutrición (elementos y co mpuestos nutritivos, pre paración de al imentos, bebid as)

s calzado (fibra Vestimenta y ciales, cuero) tifi naturales y ar

Elaboración de productos y materiales de uso doméstico (televisores, relojes, computadoras)

Medicamento s (aspirina, antiácidos)

Los seres humanos debemos utilizar responsablemente las aplicaciones de la química en nuestro diario vivir, para evitar la contaminación del planeta. Unidad 2 – Ciencias Naturales

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. En la sopa de letras, encuentra las siguientes palabras: Átomo - Número atómico - Electrones - Elemento - Masa - Positiva - Negativa A

Ayúdate de estas palabras para explicar los siguientes términos: Isótopo: Ión: Catión: Anión: B. Con la ayuda de tu tabla periódica, completa el siguiente cuadro. Observa el ejemplo: Nombre del elemento

Símbolo

Número atómico

Helio

Carbono K Flúor Ag Magnesio V Germanio

Segundo grado – ciclo básico

C. Define con tus palabras los siguientes conceptos: Sustancia pura: Mezcla: D. Escribe la diferencia entre los siguientes conceptos: Sustancia pura y mezcla: Elemento y compuesto: Mezclas homogéneas y heterogéneas:

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Responde las siguientes preguntas: 1. ¿Los isótopos y los iones son átomos? Explica por qué. 2. ¿Cuántos elementos químicos existen en la naturaleza? 3. Escribe con tus palabras, ¿cuál es la utilidad de la tabla periódica? 4. El nombre químico de la sal es cloruro de sodio (NaCl), lo cual significa que está formado por átomos de sodio (Na) y de cloro (Cl). Estos átomos pueden transformarse en iones, siendo el del sodio = Na+ y el del cloro = Cl–. Escribe cuál es el catión y cuál es el anión.

Catión:

Anión:

B. En la siguiente ilustración, indica cuál es el anión y cuál es el catión.

Átomo de litio

F-

Átomo de flúor

Unidad 2 – Ciencias Naturales

C. Escribe un ejemplo de la utilidad de la química en tu vida cotidiana (casa, trabajo, familia, etc.), en los siguientes aspectos: Aspecto

Ejemplo

Productos y materiales de uso doméstico Higiene personal Agricultura Alimentación y nutrición Transporte Vestimenta Medicamentos Material de oficina o escolar

D. De las siguientes ilustraciones, indica cuáles son mezclas homogéneas y cuáles son heterogéneas:

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E. De las siguientes sustancias químicas, marca con una X en la casilla correspondiente, según sean elementos o compuestos: Nombre de la sustancia

Fórmula

Cloruro de fósforo (V)

PCl5

Argón

Sulfato de cobre (II)

CuSO4

Hidrógeno

Nitrógeno

Benceno

C6H6

Permanganato de potasio

KMnO4

Molécula de nitrógeno

Ácido sulfúrico

H2SO4

Elemento

Compuesto

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades A. Haz la siguiente lectura. La orina La orina es un líquido transparente o amarillento, producto de desecho de nuestro metabolismo. Es producida por nuestros riñones y eliminada a través de nuestro sistema excretor. Está formada por agua, en la cual están disueltas sustancias como sal y urea. Diariamente excretamos aproximadamente 1.5 litros de orina. La función de la orina es la eliminación de productos de desecho o tóxicos de nuestro cuerpo. Su composición específica es: 95 % de agua, 2 % de sales minerales y 3 % de compuestos orgánicos. Conocer la composición normal de la orina es de utilidad para la detección de enfermedades. Por ejemplo, la presencia de glucosa (azúcar) en la orina es un indicativo de que la persona padece diabetes. Otro ejemplo es la presencia de bacterias, lo cual indica la presencia de una infección, ya que la orina es estéril normalmente. Y un último ejemplo es la presencia de sangre, lo cual puede indicar algún problema en los riñones o en las vías urinarias, como inflamación de la vejiga, cáncer de los riñones, insuficiencia renal, por mencionar algunos ejemplos.

B. Responde las preguntas: 1. ¿La orina es una mezcla homogénea o heterogénea? Explica tu respuesta:

2. ¿Cuál es la función de la orina en el cuerpo? 3. ¿Cómo puede ayudar el estudio de la composición de una sustancia en la salud humana, tomando el ejemplo de la lectura?

Unidad 2 – Ciencias Naturales

Revisa tu aprendizaje Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Explico con mis palabras qué es un isótopo y un ion a partir del concepto de un átomo.

Después de estudiar...

Identifico la aplicación de los isótopos y los iones en el estudio de los fenómenos naturales que me rodean. Identifico las aplicaciones de la tabla periódica en el estudio de la materia. Defino con mis palabras qué es un elemento químico, asociándolo al concepto de átomo. Diferencio, según sus características, entre una sustancia pura y una mezcla. Proporciono ejemplos de sustancias puras y mezclas de mi entorno. Identifico los componentes químicos del cuerpo humano y los procesos químicos que en él ocurren. Identifico situaciones de mi entorno y de la vida cotidiana en donde intervenga la química. Realizo experimentos relacionados con la materia, siguiendo los pasos del método científico.

Segundo grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

Materia, parte II: la física a nuestro alrededor

unidad

¿Qué sabes del tema? ¿Sabes qué es la energía? Escribe acá tu definición:

Uno de los tipos de energía existentes, es la energía eléctrica. Escribe 10 aplicaciones de la energía eléctrica que uses en tu casa, en tu colegio/escuela, en un centro comercial, etc. 1.

10.

Durante esta unidad aprenderás a conocer tu entorno a través de la física que, como recordarás, es la ciencia que estudia la materia, la energía y las leyes que modifican su estado y su movimiento, sin alterar su naturaleza.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo de la física • Energía • Gravedad y caída libre • Leyes de Newton • El trabajo y la energía A la ciencia por la experiencia • ¡De caja de cartón a horno solar! • Comparación de diferentes objetos en caída libre • Calculemos el trabajo y la potencia al subir las gradas Verifica tu aprendizaje

Unidad 3 – Ciencias Naturales

¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia 5. Describe fenómenos naturales de astronomía, traslación y rotación y movimiento en dos dimensiones, así como los principales procesos de transformación de la energía en aplicaciones de la vida cotidiana, con base en principios físicos y químicos.

Indicador de logro 5.3 Resuelve problemas que involucran las leyes de Newton, leyes de conservación mecánica traslacional y mecánica rotacional.

Ejes transversales: •

Desarrollo tecnológico, desarrollo sostenible.

Segundo grado – ciclo básico

Actividades

Identifica el tipo de energía involucrado en una situación de su entorno. Busca recortes y pega en su cuaderno diferentes tipos de energía que utilice en su vida cotidiana. Investiga sobre Isaac Newton y resume su biografía con sus palabras. Identifica ilustraciones en donde ocurre caída libre. Realiza ejercicios donde calcula el peso de una persona sometida a diferentes valores de gravedad. Explica la influencia del peso en dos situaciones donde la gravedad es diferente. Identifica situaciones cotidianas en donde se aplican las leyes de Newton. Resuelve problemas donde debe calcular la energía mecánica, el trabajo y la potencia. Elabora una serie de dibujos o recortes sobre ejemplos de su vida cotidiana en donde use máquinas simples.

Componentes: • Manejo de información, manejo pertinente de la tecnología, relación ser humanonaturaleza, conservación de los recursos naturales.

El mundo de la física 1.

¿Qué es la energía?

Energía es una palabra normal en nuestra vida. Decimos que si alguien desayuna bien va tener energía para estudiar, que para subir una montaña se necesita mucha energía, o para que funcione un televisor debe tener una fuente de energía. Pero te has preguntado ¿qué es la energía? En el campo de la física, la energía es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo. La energía es parte de nuestra vida y se encuentra en la naturaleza. Muchas veces nos parece tan familiar que no reparamos en ella. Reflexionemos un momento: se necesita energía para que una hormiga pueda cargar una hoja, también para que un volcán pueda expulsar lava desde su interior durante una erupción. También un vehículo necesita de energía para poder moverse. La energía tiene muchas formas, veamos algunos ejemplos: Solar = la que proviene del Sol.

Formas de energía

Mecánica = la que se produce por la posición y el movimiento de los cuerpos. Lumínica = la que se forma al producir luz. Sonora = la que producen los sonidos. Calorífica = la que genera calor. Química = la que se produce cuando hay una reacción química. Atómica = la que se produce por una reacción nuclear. Eléctrica = la que se produce por la electricidad. Hidráulica = la que se produce al aprovechar las corrientes de agua.

Ejercicio 1 ¿Qué tipo de energía hace que un bus funcione y se mueva?

Unidad 3 – Ciencias Naturales

1.1 Ley de conservación de la energía La energía puede cambiar de una forma a otra en poco tiempo, incluso en segundos. Por ejemplo: cuando se conecta una lámpara al enchufe tenemos energía eléctrica y cuando se enciende la lámpara y se produce luz, la energía cambia y se genera energía lumínica. Otro ejemplo es cuando se enciende un leño en una fogata y se produce energía calorífica, porque se produce calor; pero al mismo tiempo se produce luz, por lo que está presente la energía lumínica. lámpara

Después de observar muchos ejemplos, los científicos se dieron cuenta de que la transformación entre las formas de energía era algo que pasaba siempre, y en física esto equivale a una ley llamada: Ley de conservación de la energía, que indica:

“La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”.

fogata

Veamos otros ejemplos que confirman esta ley:

✏ Cuando se enciende una lámpara de queroseno1 ocurre

una reacción exotérmica, durante la cual se produce energía química, que luego se transforma en lumínica, y la lámpara genera luz.

✏ Los alimentos que se ingieren se transforman en energía

química al pasar por el aparato digestivo, que también puede transformarse en energía mecánica cuando el cuerpo necesita moverse.

lámpara de queroseno

Ejercicio 2 Busca recortes y pega en tu cuaderno diferentes tipos de energía que utilices en tu vida cotidiana.

Queroseno: líquido inflamable que se obtiene del petróleo y se usa como combustible.

Segundo grado – ciclo básico

1.2 Generación de energía a través de recursos naturales ¡Los recursos naturales de nuestro país ayudan a generar energía! Un recurso natural es un bien o un servicio que la naturaleza ofrece a los seres vivos para su uso.

Recursos naturales renovables

Recursos naturales no renovables No se pueden producir o reponer en un tiempo corto, necesitan millones de años para hacerlo. Se pueden agotar si se hace un mal uso de ellos.

Son los que se pueden producir o reponer en un ciclo relativamente corto para el ser humano (decenas o cientos de años). Sin embargo, si se hace una sobreexplotación, la naturaleza no tiene tiempo de reponerlos y se pueden agotar.

Todos los días, aunque no nos demos cuenta, los recursos naturales nos ayudan a generar energía, veamos unos ejemplos:

•

Para generar electricidad se utiliza la energía hidráulica, como la de la hidroeléctrica2 de Chixoy, que se encuentra entre los departamentos de Baja Verapaz, Alta Verapaz y Quiché.

•

Del norte del país, se extrae petróleo y gas natural, que sirven para exportación3.

•

La leña es un recurso muy valioso que se extrae de los bosques, y es la fuente primaria de energía calorífica y de uso doméstico (como la preparación de alimentos) de un gran porcentaje de la población del país.

•

El bagazo4 de la caña, un subproducto de la fabricación de azúcar, se usa industrialmente para producir vapor.

La leña es la fuente primaria de energía calorífica en Guatemala.

Hidroeléctrica: forma de energía que se genera por la fuerza del agua, que luego se transforma en energía mecánica y finalmente en energía eléctrica o electricidad. 3 Exportación: producto que se envía a otro país para su venta. 4 Bagazo: material fibroso que se produce en la fabricación de azúcar. 2

Unidad 3 – Ciencias Naturales

1.3 Energías alternativas Una forma de generar energía limpia (sin provocar contaminación), es a través de las energías alternativas, que son las que utilizan los recursos naturales sin agotarlos, ni contaminarlos.

Energía eólica Utiliza la fuerza que producen las corrientes de viento.

Energías alternativas o renovables

Energía geotérmica Usa la fuerza que se encuentra en el interior de la Tierra, por ejemplo las fuentes termales.

Energía hidráulica Producida por la fuerza del agua.

Energía mareomotriz Utiliza la fuerza de las olas del mar.

Energía solar Utiliza la luz del Sol.

Segundo grado – ciclo básico

¿Cómo se produce energía eléctrica a partir de la energía hidráulica?

Después de realizar un estudio de impacto ambiental y social, para ubicar el lugar indicado, el agua de un río se desvía de su cauce y una parte se almacena en una represa, que es como un tanque.

Luego, el agua que está en la represa cae con mucha fuerza hacia unas turbinas.

Las turbinas que reciben el agua se mueven a gran velocidad, y esa velocidad produce energía mecánica que, a través de unos aparatos, se transforma en energía eléctrica.

La energía eléctrica llega a un generador y luego se distribuye por cables con la fuerza adecuada para ser utilizada en los hogares.

El agua que pasó por las turbinas vuelve a unirse al río sin ser contaminada.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

Gravedad y caída libre

Se cuenta que un día, Isaac Newton (1642 – 1727) estaba descansando bajo un árbol cuando de repente una manzana cayó al piso y él se preguntó: ¿por qué las cosas caen siempre al suelo? Esa pregunta fue la clave para comprender qué es la gravedad y por qué ocurre. En física, la caída libre se define como un cuerpo que se mueve hacia abajo. Hay muchos ejemplos de caída libre en la vida diaria, por ejemplo: cuando arrojamos una pelota o lanzamos una piedra, llega un punto en que ambas vuelven y caen hacia abajo. La caída libre ocurre porque existe una fuerza invisible que atrae a todos los objetos que están en el planeta Tierra hacia abajo, y se conoce como gravedad. La gravedad en nuestro planeta no es igual que la que existe en otros cuerpos celestes del Universo. En la Tierra, la gravedad es de 9.8 m/s², mientras que en la Luna la gravedad es 1.63 m/s², seis veces más pequeña que la de la Tierra.

Navega en la red Para conocer más sobre Isaac Newton y la ley de gravedad, ve el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=_FHlBcJCo4E

Ejercicio 3 Amplía tus conocimientos. Busca en Internet sobre Isaac Newton, y escribe en tu cuaderno una pequeña biografía sobre él.

Ejercicio 4 Observa los dibujos y marca con una X sobre la opción en la cual ocurre caída libre.

Segundo grado – ciclo básico

Antes de seguir estudiando la gravedad, se deben tener claros dos conceptos, la masa y el peso. En la vida cotidiana es común que se escuchen expresiones como “el saco pesa como 50 kg”. Sin embargo, las personas que estudian física saben que hay una diferencia muy importante entre el peso y la masa de un objeto. En física, la masa es una magnitud escalar y mide la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Su unidad de medida es el kilogramo (kg). Por lo que lo correcto es decir que una persona tiene una masa de 59 kg. Por otro lado, el peso es una medida de la fuerza de gravedad que se ejerce sobre un cuerpo y depende del lugar en donde se encuentre. El peso se calcula multiplicando la masa del objeto que nos interesa (por ejemplo un saco que pesa 50 kg) por la gravedad (g) del lugar en donde nos encontremos. Por ejemplo: Sabiendo que: peso = masa x gravedad. Calcula el peso de un cuerpo con masa de 50 kg en la Tierra y la Luna.

Sabías que... El newton (N) es una unidad de fuerza. N=

kg x m s2

Peso en la Tierra: 50 kg x 9.8 m/s² = 490 N Peso en la Luna: 50 kg x 1.63 m/s² = 81.5 N

Ejercicio 5 Calcula el peso de un astronauta cuya masa es de 80 kg, si visitara los siguientes planetas. Deja constancia de tus procedimientos en tu cuaderno. Planeta

Gravedad

Marte

3.711 m/s2

Júpiter

24.79 m/s2

Venus

8.87 m/s2

Peso del astronauta

Ejercicio 6 ¿Por qué los astronautas pueden dar grandes saltos en la Luna que no podrían dar en la Tierra?

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Las leyes de Newton

Los principios del movimiento de los cuerpos que formuló Newton son fundamentales para el estudio de la física. Veámoslos con mucha atención:

Sabías que... En nuestro cuerpo se aplica la primera ley de Newton. Por ejemplo, cuando dormimos o estamos inconscientes, nuestro cuerpo está en reposo y no se moverá a menos que una fuerza externa lo haga.

Primera ley de Newton o ley de la inercia: “Un cuerpo en reposo permanecerá en reposo, o un cuerpo en movimiento rectilíneo uniforme permanecerá así, a menos que se les aplique una fuerza externa”. Para comprenderlo mejor, veamos unos ejemplos: 1. Un cuerpo en reposo:

Si dejamos un libro sobre la mesa, este se quedará ahí, a menos que alguien aplique una fuerza para moverlo, por ejemplo que tú lo levantes y lo guardes en tu mochila.

2. Un cuerpo en movimiento:

Cuando un deportista ha corrido 5 kilómetros en una competencia debe aplicar una fuerza para parar. Pero, ¿te has fijado que cuando llega a la meta, no para de golpe? Casi siempre da unos pasos extra antes de parar completamente, ya que es como que aún estuviera “acelerado”. Esto es debido a la inercia.

La inercia es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en el estado en que se encuentran, que puede ser en reposo o en movimiento. En otras palabras “por acción de la inercia, los cuerpos en reposo permanecerán en reposo, y los cuerpos en movimiento permanecerán en movimiento”.

Ejercicio 7 Escribe un ejemplo de inercia en dos situaciones de tu vida cotidiana: De un objeto en reposo: De un objeto en movimiento:

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Segunda ley de Newton o ley de interacción y fuerza: “La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional5 a la fuerza que se aplica sobre él y tiene su misma dirección, pero es inversamente proporcional6 a su masa”. En otras palabras quiere decir: “a mayor aceleración hay mayor fuerza” y “a mayor masa menor será la aceleración”. Imagina dos situaciones: 1. Un carro se desplaza a 100 kilómetros por hora y choca con una pared, el impacto será mayor que si el carro se desplazara a 10 kilómetros por hora. 2. Una niña está jugando con dos pelotas diferentes, una de básquet y una de tenis. La niña lanza la pelota de básquet y luego la de tenis. ¿Cuál crees que se desplazará más lejos? ¡Exacto! La pelota de tenis llegará más lejos debido a que es más pequeña y tiene menos masa.

Sabías que... En nuestro cuerpo aplica la segunda ley de Newton. Por ejemplo, nuestro cuerpo se mueve gracias a la fuerza muscular. Una persona con cuádriceps fuertes, tendrá más fuerza en sus piernas, por lo que al patear una pelota, esta alcanzará una mayor aceleración; en comparación con la misma pelota pateada por una persona con poca masa muscular.

Ejercicio 8 Escribe un ejemplo de tu vida cotidiana que ejemplifique lo siguiente: A mayor aceleración, mayor fuerza: A mayor masa, menor será la aceleración:

Directamente proporcional: es la relación que indica que mientras más grande sea una condición, mayor será el resultado. 6 Inversamente proporcional: es la relación que indica que mientras mayor sea una condición, menor será el resultado o viceversa. 5

Unidad 3 – Ciencias Naturales

Tercera ley de Newton o ley de acción y reacción: “Toda acción provoca una reacción igual, pero en sentido opuesto”. Imagina dos situaciones: 1. Cuando pateamos fuertemente una pelota de fútbol contra la pared, la pared lanzará hacia nosotros una fuerza igual de fuerte, solo que con sentido contrario. 2. Cuando caminamos: nuestros pies aplican una fuerza empujando el suelo hacia atrás. Gracias a la tercera ley de Newton sabemos que el suelo nos empuja hacia adelante, con una fuerza igual, pero en sentido contrario.

Sabías que... En nuestro cuerpo aplica la tercera ley de Newton. Por ejemplo, cuando corremos, la espalda y el abdomen ayudan a sostener la parte superior del cuerpo. Normalmente la gravedad empuja nuestra columna vertebral hacia abajo. Cada vez que corremos nuestras piernas aplican una fuerza hacia el suelo, que regresa al cuerpo con la misma intensidad. Los músculos ayudan a amortiguar esta fuerza. Pero si no utilizamos una técnica adecuada de carrera, esta fuerza puede viajar por las piernas y llegar directamente a la columna, lastimándola.

Ejercicio 9 Reflexiona y contesta: Un bus lleno de personas sentadas y paradas se desplaza a una velocidad de 40 kilómetros por hora. De repente, el piloto frena bruscamente. Responde: a. ¿El bus para inmediatamente al frenar? b. ¿Qué les pasa a las personas que van en el bus? c. ¿Qué ley de Newton se aplica?

Segundo grado – ciclo básico

El trabajo y la energía

4.1 Energía mecánica El campo de la física que estudia el movimiento y el reposo de los cuerpos se denomina mecánica. Pero no siempre todo está en movimiento ¿cierto? Un bus que está en reposo (sin movimiento) tiene su energía acumulada. A la energía que se encuentra en reposo se le denomina energía potencial. Otros ejemplos de energía potencial son la que tiene una vaca cuando está echada o un depósito de agua que está en la terraza de una casa.

energía potencial

Muchas veces, el cambio de un tipo de energía a otro es muy rápido: un carro puede estar parado y después de un minuto desplazarse a 40 km/h. Esto es muy común en el campo de la mecánica. La energía mecánica se calcula sumando la energía potencial + la energía cinética de un cuerpo determinado.

energía cinética

Recordemos entonces:

Energía mecánica = energía potencial (Ep) + energía cinética (Ec)

Por ejemplo: Un carro estacionado tiene una energía potencial de 3000 J. Cuando está en movimiento y se dirige al puerto de San José a una velocidad de 52 m/s tiene una energía cinética de 6000 J. ¿Cuál es la energía mecánica? La energía mecánica sería: 3000 J + 6000 J = 9000 J

Ejercicio 10 Calcula la energía mecánica de un tractor cuya energía potencial es de 1500 J y, al desplazarse por un campo de cultivo a 2 m/s, alcanza una energía cinética de 3000 J. Deja constancia del procedimiento.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

En física, el concepto de trabajo se define como: una fuerza que produce movimiento. Cuanto mayor es la fuerza aplicada y la distancia que se recorre, mayor será el trabajo efectuado. El trabajo (W) se mide usando la fórmula: W = fuerza x distancia El trabajo también se puede calcular usando la siguiente fórmula: W = masa (kg) x gravedad (9.8 m/s²) x distancia (en metros) Si la fuerza se calcula en newtons (N) y la magnitud del desplazamiento en metros (m), el trabajo se mide en joules (J). Joule = newton x metro Veamos el ejemplo:

✏ Pedro saca todos los días a su perro, Roco, que tiene una masa de 30 kilogramos a pasear. Su perro no siempre es colaborador, por lo que a veces tiene que aplicar mucha fuerza para moverlo.

El lunes Pedro tuvo que aplicar una fuerza de 30 newtons para moverlo 2 metros, antes de que Roco se echara. El martes Pedro aplicó la misma fuerza (30 newtons), pero Roco se movió 10 metros antes de echarse.

Revisando el concepto de trabajo que acabamos de ver, ¿qué día Pedro realizó mayor trabajo con Roco?

Lunes: 30 N x 2 m = 60 J

Martes: 30 N x 10 m = 300 J

R/ Pedro realizó un mayor trabajo el día martes.

Sabías que... El cuerpo humano realiza trabajo muscular cada día. Cuando nos trasladamos o cuando levantamos, cargamos y sostenemos objetos utilizamos la fuerza de los músculos. Por ejemplo, cuando corremos o caminamos, realizamos un trabajo muscular, en el cual las piernas aplican una fuerza y producen un desplazamiento.

Segundo grado – ciclo básico

¡Apliquemos lo aprendido! A. ¿Cuál es el trabajo que se requiere para mover 50 metros un mueble si se aplica una única fuerza de 300 newtons y si no se toma en cuenta la fricción? Solución:

Trabajo = fuerza x distancia

Trabajo (W) = 300 N x 50 m = 15 000 J

R/ El trabajo que se requiere para mover el mueble es de 15 000 joules.

B. ¿Qué distancia se desplazaría un carro si se necesitara aplicar un trabajo de 30 000 joules y se realizara una fuerza de 500 newtons? Solución:

Trabajo = fuerza x distancia

Al despejar la fórmula, queda así: Distancia = trabajo/fuerza

Entonces:

Distancia = 30 000 joules (sabiendo que Joule = N x m podemos sustituir en la fórmula)

Distancia= 30 000 N x m = 60 m

R/ La distancia a la que se desplazaría el carro sería de 60 metros.

500 N

C. ¿Cuál es el trabajo que necesita el músculo de un brazo para mover un bloque de madera 30 metros si se aplica una única fuerza de 150 newtons? Solución:

Trabajo = fuerza x distancia

Trabajo (W)= 150 N x 30 m = 4500 J

R/ El trabajo que se requiere para mover el bloque es de 4500 joules.

Ejercicio 11 Calcula el trabajo que necesitará hacer una persona para empujar 50 metros una carreta aplicando una fuerza de 500 newtons.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

4.2 Potencia Muchas veces, además de calcular el trabajo que se realiza en algunas actividades, necesitamos conocer con qué rapidez se hicieron. En física, el término potencia indica la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. La potencia se calcula con la fórmula: Potencia =

trabajo tiempo

La unidad de potencia en el Sistema Internacional de Medidas es el watt (W), que es lo mismo a 1 joule/segundo. Es decir, hay una potencia de 1 watt cuando se realiza un trabajo de 1 joule en 1 segundo. Ejemplo: ¿Cuál es la potencia necesaria para que una persona lance una pelota realizando un trabajo de 4000 joules en 60 segundos?

Potencia =

trabajo 4000 J = = 66.67 W tiempo 60 s

R/ La potencia que necesita la persona que lanza la pelota es de 66.67 watts.

Sabías que... La potencia también se aplica en el cuerpo humano. La potencia muscular es la capacidad de una persona, de desarrollar una gran aceleración y superar cierta resistencia. Cuanto más grande sea la resistencia que se debe vencer, mayor será la potencia muscular que se necesita. Los deportistas se entrenan para desarrollar su potencia muscular y tener buenos resultados. Por ejemplo, los beisbolistas profesionales pueden llegar a lanzar una pelota a 190 km/h.

Ejercicio 12 Calcula cuál es la potencia que necesita una persona para subir una tinaja llena de agua en 10 segundos, realizando un trabajo de 50 000 joules. Deja constancia del procedimiento.

Segundo grado – ciclo básico

4.3 Máquinas simples Muchas veces, cuando realizamos actividades que implican mucho trabajo o potencia, utilizamos máquinas simples para ayudarnos. Algunos ejemplos son: el plano inclinado, la cuña, la rueda, la polea y la palanca. Estudiemos más a detalle dos de las más utilizadas:

Polea industrial

Polea: es un disco con un canal que lo recorre, por donde pasa un lazo que conecta la carga que se pretende elevar, mientras que del otro lado se aplica una fuerza. Se utiliza para levantar objetos distantes, muy grandes o pesados, utilizando menos fuerza, como por ejemplo, para sacar agua de un pozo, levantar una carga pesada en una industria o mover objetos grandes en un barco. Polea

Palanca: es una barra rígida que se apoya en un soporte y sirve para transmitir la fuerza de manera eficiente. Todas las palancas tienen tres partes: a) el punto de apoyo, b) el lugar donde está la carga, y c) donde se aplica la fuerza. Algunos ejemplos de palancas son: martillo, tijeras, carretilla para trasladar material y pinzas. Incluso en nuestros cuerpos podemos encontrar palancas, por ejemplo: los antebrazos.

Palanca

Navega en la red Para conocer más de las máquinas simples, consulta: https://www.youtube.com/watch?v=4Qt-lE9W2eo

Ejercicio 13 Elabora una serie de dibujos o recortes sobre ejemplos de tu vida cotidiana en donde uses máquinas simples.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

A la ciencia por la experiencia A continuación te presentamos una serie de experimentos para que puedas aplicar y reforzar tus conocimientos de la unidad.

¡De caja de cartón a horno solar!

Introducción La energía solar es una fuente de energía alternativa que se considera “energía limpia”, ya que no contamina y no consume ningún recurso natural. Un ejemplo son los paneles solares, que se colocan en los techos de las casas para que absorban la energía del Sol y produzcan electricidad. ¿Qué te parece si probamos aprovechar la energía del Sol de otra manera? ¡Fabriquemos un horno solar usando una caja!

¿Qué necesitas?

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Caja de cartón de forma rectangular, puede ser por ejemplo una caja de pizza vacía, pero si no puedes conseguirla, puedes usar otra caja que tenga esa forma. La caja debe estar limpia. Regla Marcador negro Cuchilla Papel de aluminio

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Tijeras Plástico transparente Cinta adhesiva Papel construcción negro

Goma

Procedimiento: 1.

En la parte superior de la caja, marca un cuadrado usando el marcador y la regla.

2. Usando la cuchilla, y con cuidado, corta tres de los lados, dejando el cuarto lado sin cortar (pegado a la caja). Como resultado quedará una tapadera.

Segundo grado – ciclo básico

3. Forra la parte interior de la tapadera recién cortada con papel de aluminio.

4. Forra el agujero que quedó en la caja con plástico transparente. Asegúrate de que quede bien estirado.

5. Forra el interior de la caja con papel aluminio. Luego en la base pega el papel de construcción negro.

6. En una tarde con mucho Sol, coloca lo que quieras calentar adentro del horno. 7. Haz que la ventana transparente quede abierta usando un palo o una regla y colócalo donde el Sol le transfiera bastante radiación.

8. Anota los resultados (cuánto tiempo utilizaste el horno, qué comida calentaste y cómo se coció).

9. Comparte tu experiencia con tus compañeros de clase. Puedes tomar fotografías de tu horno y enviarlas por Facebook, WhatsApp o correo electrónico.

Unidad 3 – Ciencias Naturales

Comparación de diferentes objetos en caída libre

La caída libre y la gravedad son fenómenos físicos que afectan por igual a todos los seres y objetos que habitamos en el planeta Tierra. Dice el refrán “todo lo que sube tiene que bajar”. Pero, ¿caerán los objetos que usaremos en este experimento al mismo tiempo? ¡Averigüémoslo a continuación! ¿Qué necesitas?

• •

Tres objetos con diferentes características Reloj o cronómetro

• •

Báscula (pesa) Lápiz

Procedimiento: 1. Dibuja los tres objetos que seleccionaste y anota sus características. 2. Usando la báscula, es decir, una pesa, anota su masa. Si está en libras, usa una conversión para pasarla a kg. Recuerda que 1 kg = 2.2 lb. 3. Toma un punto de referencia y desde ese lugar deja caer un objeto. 4. Toma el tiempo que el objeto tarda en llegar al suelo. 5. Repite el procedimiento con los tres objetos. 6. Anota tus resultados en el siguiente cuadro: Nombre del objeto

Dibujo

Características

Masa (kg)

Tiempo de caída

1. 2. 3.

7. Compara los resultados y responde: ¿Cuáles objetos experimentaron caída libre? ¿Por qué? ¿Qué relación tuvo la masa con la velocidad de caída? ¿Si el experimento hubiera ocurrido en la Luna, los resultados serían iguales? ¿Por qué?

Segundo grado – ciclo básico

Calculemos el trabajo y la potencia al subir las gradas

En física, el término potencia indica la rapidez en la cual se realiza una actividad. En este experimento lo único que necesitas es un lugar que tenga 10 gradas, un compañero o compañera y utilizar las fórmulas que aprendiste para calcular el trabajo y la potencia. ¿Qué necesitas?

• • • •

• • •

Un compañero o compañera Una calculadora Una báscula o pesa

Un cronómetro o reloj Lugar con diez gradas Un lápiz

Una regla o metro para medir las gradas

Procedimiento: 1. Selecciona un lugar donde puedas realizar el experimento, en el cual haya, como mínimo, diez gradas. 2. Mide el alto de una de las gradas utilizando una regla. 3. Multiplica el alto de la grada por el número de gradas (diez) para calcular la distancia recorrida. Convierte el valor de centímetros a metros. 4. Usa la báscula para anotar tu masa y la de tu compañero o compañera en kg. Si está en libras conviértelas a kg usando la siguiente equivalencia: 1 libra = 2.2 kg. 5. Anota el tiempo en segundos en el cual cada persona sube las diez gradas. 6. Calcula el trabajo realizado por cada persona usando la fórmula:

W = masa (kg) x gravedad (9.8 m/s²) x distancia recorrida de las gradas (m)

7. Calcula la potencia de cada persona usando la siguiente fórmula:

Potencia = trabajo / tiempo (en segundos).

8. Llena el siguiente cuadro de resultados y compara.

Nombre

Masa (kg)

Distancia (m)

Tiempo (s)

Aceleración de la gravedad

9.8 m/s2

Trabajo (J)

Potencia (W)

9. ¿Quién obtuvo una mayor potencia? ¿Qué significa eso?

Unidad 3 – Ciencias Naturales

Resumen Solar = la que proviene del Sol. Mecánica = la que se produce por la posición y el movimiento de los cuerpos. Lumínica = la que se forma al producir luz.

La energía es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo. Existen diferentes tipos de energía:

Sonora = la que producen los sonidos. Calorífica = la que genera calor. Química = la que se produce cuando hay una reacción química. Atómica = la que se produce por una reacción nuclear. Eléctrica = la que se produce por la electricidad. Hidráulica = la que se produce al aprovechar las corrientes de agua.

La ley de conservación de la energía indica que: “La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”.

Los recursos naturales son bienes y servicios que la naturaleza provee al ser humano para su uso.

Los recursos naturales renovables se pueden reponer en un ciclo relativamente corto para el humano (decenas o cientos de años).

Los recursos naturales no renovables no se pueden producir o reponer en un tiempo corto, necesitan millones de años.

Las energías alternativas son las que utilizan los recursos naturales sin agotarlos ni contaminarlos. Algunos ejemplos son: energía geotérmica, solar, hidráulica, eólica y mareomotriz.

Segundo grado – ciclo básico

En física, la caída libre se define como el movimiento de un cuerpo hacia abajo. La fuerza invisible que jala a todos los objetos que están sobre el planeta Tierra hacia abajo se conoce como gravedad. La gravedad es diferente dependiendo del lugar en donde se mida. La gravedad de la Tierra es de 9.8 m/s². La masa es una magnitud escalar y mide la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Su unidad de medida es el kilogramo (kg). El peso es una medida de la fuerza de gravedad que se ejerce sobre un cuerpo y depende del lugar en donde se encuentre. El peso se calcula multiplicando la masa del objeto por la gravedad. Peso = masa x gravedad. Leyes de Newton

Primera ley o ley de la inercia: “Un cuerpo en reposo permanecerá en reposo, o un cuerpo en movimiento rectilíneo uniforme permanecerá así, a menos que se les aplique una fuerza externa”.

Segunda ley o ley de interacción y fuerza: “La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que se aplica sobre él y tiene su misma dirección, pero es inversamente proporcional a su masa”.

Tercera ley o ley de acción y reacción: “Toda acción provoca una reacción igual, pero en sentido opuesto”.

La inercia es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en el estado en que se encuentran, que puede ser en reposo o en movimiento. El campo de la física que estudia el movimiento y el reposo de los cuerpos se denomina mecánica.

Energía mecánica = energía potencial (Ep) + energía cinética (Ec)

El trabajo ocurre cuando una fuerza produce movimiento. Trabajo = fuerza x distancia o bien Trabajo = masa (kg) x gravedad (9.8 m/s²) x distancia (en metros)

Unidad 3 – Ciencias Naturales

Si la fuerza se mide en newton (N) y la magnitud de desplazamiento en metros (m), el trabajo se mide en joule.

Joule = newton x metro

La potencia es la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo.

Potencia =

trabajo (joule) tiempo (segundo)

Las máquinas simples son útiles en nuestra vida diaria. Dos ejemplos son las poleas y las palancas. Una polea es un disco con un canal que lo recorre, por donde pasa un lazo que conecta la carga que se pretende elevar, mientras que del otro lado se aplica una fuerza. Se utiliza para levantar objetos con una menor fuerza. Por ejemplo: para sacar agua de un pozo. Una palanca es una barra rígida que se apoya en un soporte y sirve para transmitir la fuerza de manera eficiente. Por ejemplo: un martillo.

Segundo grado – ciclo básico

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Lee cada enunciado con atención y escribe entre paréntesis (F) si es falso o (V) si es verdadero. a. Un recurso natural renovable se puede agotar si se le sobreexplota y no se da tiempo a que se pueda reponer

( )

b. El petróleo es un ejemplo de recurso natural no renovable

( )

c. La energía hidráulica es la que se genera por la fuerza del viento

( )

d. Un recurso natural no renovable necesita poco tiempo para reponerse

( )

e. Las energías alternativas son las que no contaminan el medioambiente

( )

B. Subraya la definición de ley de conservación de la energía. a. Un cuerpo en reposo, continuará en reposo y un cuerpo en movimiento continuará en movimiento si no es que se le aplica una fuerza externa. b. La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. c. La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. d. La energía se puede destruir si se aplica suficiente fuerza. C. Completa el siguiente esquema:

Leyes de Newton

Tercera ley de Newton

Primera ley de Newton También conocida como:

También conocida como ley de interacción y fuerza.

La ley indica:

La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que se aplica sobre él y tiene su misma dirección, pero es inversamente proporcional a su masa.

Conocida como ley de acción y reacción.

La ley indica:

Unidad 3 – Ciencias Naturales

D. Explica con tus palabras lo que se te solicita:

a. En el campo de la física, ¿qué es el trabajo?

b. ¿Qué es la potencia? ¿Para qué sirve?

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Elabora un dibujo en donde compares a tu ciudad, comunidad o barrio utilizando fuentes de energía no renovable y los efectos de la contaminación que produce, con otra que usa fuentes de energía renovable, sin contaminación:

Segundo grado – ciclo básico

B. Dibuja un ejemplo que represente el tipo de energía que se indica.

Energía lumínica

Energía mecánica

Energía sonora

Energía eléctrica

C. Elabora un listado con cinco recursos naturales renovables y cinco no renovables de tu entorno. Recursos naturales renovables

Recursos naturales no renovables

1. 2. 3. 4. 5. Unidad 3 – Ciencias Naturales

D. Analiza la siguiente situación y responde: Don Rafael necesita trasladar cuatro sacos de arena hacia el patio de su casa. Para ello, se le ocurren tres formas de hacerlo: a. Utilizar una polea. b. Cargar un saco a la vez sobre su espalda. c. Utilizar una carretilla (un tipo de palanca). ¿Cuál es la forma más eficiente de hacer la actividad? E. Resuelve los siguientes problemas: 1. Conociendo que la fórmula de peso = masa x gravedad, y que la gravedad de la Tierra es 9.8 m/s² y de Saturno es de 10.44 m/s²: a. ¿Cuál es el peso de un cuerpo que tiene una masa de 90 kg en Saturno? b. ¿Cuál es el peso de este mismo cuerpo en la Tierra? 2. Aplicando la segunda ley de Newton, subraya en qué situación se producirá más daño si un carro choca contra una pared: a. Carro que se conduce a 40 km/h. a. Carro que se conduce a 20 km/ h. b. Carro que se conduce a 100 km/h. ¿Por qué? 3. ¿Qué trabajo se necesita para mover una masa de 600 newtons a una distancia de 100 metros?

4. ¿Qué potencia es necesaria para mover 300 metros un mueble, si el trabajo aplicado es de 25 000 joules durante 5 minutos?

5. Dos carros con las mismas características, pero diferente marca, tendrán que recorrer 100 metros. Se calculó que ambos carros aplicaron un trabajo de 80 000 joules para recorrer la distancia pedida. Sin embargo, uno tardó 100 segundos y el otro, 120 segundos. ¿Cuál es la potencia de cada uno? ¿Cuál de los carros es más potente?

Segundo grado – ciclo básico

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades A. Lee el siguiente texto.

Algunos efectos de la falta de gravedad en el cuerpo humano ¿Sabías que los astronautas pueden tener modificaciones internas en su cuerpo cuando viajan al espacio? Después de pasar un largo período en un viaje por el espacio, un astronauta joven y con buena salud puede regresar con los músculos y huesos débiles. Esto se debe a que con una gravedad menor o nula, el cuerpo debe soportar menos peso, por lo que los músculos trabajan menos, pierden masa y se atrofian. Por ejemplo, algunos estudios indican que los corazones de los astronautas se reducen en casi un 10 %, lo cual puede producirles problemas cardiacos. Esto se debe a que en el espacio el corazón no hace tanto esfuerzo como cuando está en la Tierra, y por eso pierde “masa muscular”. En el caso de los huesos, estos se descalcifican y, en consecuencia, se vuelven menos densos. La buena noticia es que cuando los astronautas regresan a la Tierra, los músculos pueden regenerarse a través de la ejercitación, aunque en el caso de los huesos la recuperación puede tardar años o no se regeneran. Texto adaptado de: http://www.elperiodico.com.gt/es/20140331/ciencia/245120/

B. Responde las preguntas: 1. ¿Qué relación tiene la gravedad con la pérdida de musculatura? 2. ¿Te gustaría ser astronauta? ¿Por qué? ¿Cómo te prepararías físicamente para ello?

Unidad 3 – Ciencias Naturales

Revisa tu aprendizaje Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Defino energía como concepto en física. Enumero y ejemplifico diferentes tipos de energía. Identifico los tipos de energía existentes en mi entorno.

Después de estudiar...

Explico con mis palabras qué es energía alternativa y las ventajas de su utilización en la conservación del ambiente. Identifico las características de los recursos naturales renovables y no renovables. Identifico las fuerzas del movimiento en situaciones de mi entorno. Describo de manera general las tres leyes de Newton y sus aplicaciones en la vida cotidiana. Relaciono la energía potencial y la cinética como componentes de la energía mecánica. Resuelvo problemas donde debo calcular la energía mecánica, el trabajo y la potencia. Utilizo las fórmulas de trabajo y potencia en un ejercicio práctico. Describo algunos usos de las máquinas simples en la vida cotidiana. Realizo experimentos relacionados con los contenidos de la unidad, siguiendo los pasos del método científico.

Segundo grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

El Universo

unidad

¿Qué sabes del tema? Levántate un día muy temprano para observar la salida del Sol. Párate en un lugar como punto de referencia. Dibuja un mapa donde incluyas tu punto de referencia (puede ser el patio de tu casa, por ejemplo), y el punto donde observas que sale el Sol. Haz otro dibujo a medio día, colocándote en el mismo punto de referencia, y observa dónde se encuentra ahora el Sol. Realiza lo mismo para la puesta del Sol, por la tarde. Mañana

Mediodía

Tarde

Según lo que observas en estos dibujos, ¿notas que el Sol se mueve?, ¿o será que es la Tierra la que se está moviendo? Escribe cuál es tu opinión:

Durante esta unidad conocerás cómo se mueven los astros en el Universo, lo cual te ayudará a responder estas preguntas.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo del Universo • Movimientos de los astros • Ley de gravitación universal A la ciencia por la experiencia • Simulando un eclipse • Simulemos la teoría general de la relatividad de Einstein • Observatorio solar portátil Verifica tu aprendizaje

Unidad 4 – Ciencias Naturales

¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia

Indicador de logro

Actividades

5. Describe fenómenos naturales de astronomía, traslación y rotación y movimiento en dos dimensiones, así como los principales procesos de transformación de la energía en aplicaciones de la vida cotidiana, con base en principios físicos y químicos.

5.4 Describe los fenómenos relacionados con gravitación, movimiento de los planetas.

Ejes transversales: •

Desarrollo tecnológico, desarrollo sostenible.

Segundo grado – ciclo básico

Define la astronomía. Resuelve problemas simples donde aplica las leyes de Kepler. Identifica el tipo de movimiento de los planetas alrededor del sistema solar. Escribe las fechas en las cuales habrá luna nueva y luna llena en los próximos seis meses con base en el calendario lunar del año. Investiga cuántos eclipses de Sol y cuántos de Luna habrá en el año. Define con sus palabras qué es gravedad. Identifica la ley de gravitación universal en dos diagramas. Busca en el diccionario el concepto de la palabra “relativo”, para ayudarse a comprender el significado de relatividad.

Componentes: • Manejo de información, relación ser humano-naturaleza.

El mundo del Universo El Universo es tan inmenso que agrupa todo lo que hay en el espacio, toda la materia y la energía. Esto incluye las galaxias, las estrellas, los planetas, el polvo estelar1, etc. En esta unidad profundizaremos sobre el movimiento de los astros y las leyes que rigen el Universo.

Movimiento de los astros2

Ptolomeo

¿Cómo están dispuestos los astros en el Universo? ¿Se mueven o son fijos? ¿Nuestro planeta es el centro del universo? Todas estas preguntas surgieron desde la antigüedad, y diversos científicos propusieron teorías para explicarlas. Fue un filósofo griego del siglo II. Según él, la Tierra era el centro de un sistema, en el cual, todos los astros que se veían a simple vista giraban en torno a ella. Ptolomeo suponía que la Tierra se encontraba inmóvil, mientras que los otros astros (la Luna, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) giraban alrededor de ella con órbitas circulares. También pensaba que las estrellas estaban fijas, dispersas en una esfera exterior. Debido a la raíz griega geo, que significa Tierra, el modelo de Ptolomeo se llama: modelo geocéntrico. En los tiempos de Ptolomeo no se conocía el telescopio, por esa razón, para él ese era todo el Universo conocido.

Navega en la red Para ampliar tus conocimientos sobre el Universo, ve el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=B9K5Y-eim9c

Ejercicio 1 Busca en Internet o en un diccionario la definición de astronomía y escríbela aquí:

Polvo estelar: también se llama polvo cósmico o polvo del espacio. Se refiere a todas las partículas que se encuentran en el Universo, que son menores de 100 micrómetros. 2 Astro: cuerpo celeste que está en el Universo y que tiene una forma determinada. 1

Unidad 4 – Ciencias Naturales

Copérnico fue un astrónomo polaco que propuso el modelo heliocéntrico en el cual los planetas se movían en órbitas circulares alrededor del Sol y este, a su vez, estaría inmóvil.

Nicolás Copérnico (1473 – 1543)

El nombre heliocéntrico se deriva del término helios, que en griego significa Sol.

Fue un astrónomo y matemático alemán. Su aporte más importante fue formular las leyes que explican el movimiento de los planetas alrededor del Sol. Recordemos que antes, Nicolás Copérnico había propuesto que los planetas giraban alrededor del Sol en órbitas3 circulares. Kepler propuso tres leyes:

Johannes Kepler (1571 – 1630)

Primera ley: los planetas giran alrededor del Sol en órbitas elípticas y el Sol se encuentra en uno de los focos4 de la elipse.

3 4

Órbita: movimiento que describe el desplazamiento de un cuerpo celeste alrededor de otro. Foco de la elipse: uno de los extremos de una elipse.

Segundo grado – ciclo básico

Johannes Kepler (1571 – 1630)

Segunda ley: el movimiento de un planeta alrededor del Sol no tiene la misma velocidad, ya que al acercarse al Sol es más rápido y cuando se encuentra más alejado es más lento.

Tercera ley: Esta ley relaciona la distancia que existe entre un planeta y el Sol con el tiempo en que el planeta tarda en dar una vuelta en su órbita. Por tanto, los planetas que están más alejados del Sol tardan más en recorrer su órbita alrededor del Sol; mientras que los que se encuentran más cerca, tardan menos.

Sol

Ejercicio 2 Observa y contesta:

1. Indica si la velocidad del planeta en el punto 1, es mayor o menor por su cercanía con el Sol que en el punto 2.

2. ¿El planeta B se tardará más o menos en recorrer su órbita? Explica tu respuesta.

Unidad 4 – Ciencias Naturales

1.1 El movimiento de los planetas Los planetas son cuerpos celestes que tienen una órbita propia, los cuales se mueven alrededor de una estrella. Tienen forma esférica. En nuestro caso, los planetas del Sistema Solar giran alrededor del Sol. Tienen dos tipos de movimientos:

•

Rotación: movimiento de un planeta al girar completamente sobre su eje.

•

Traslación o revolución: movimiento de un planeta alrededor del Sol.

Ejercicio 3 Responde: ¿El movimiento de traslación de los planetas alrededor del Sol es circular, elíptico o parabólico?

Segundo grado – ciclo básico

1.2 Fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos celestes A. Las fases de la Luna Todos hemos observado que la Luna no se encuentra en la misma fase durante todo el mes: unos días se percibe como un círculo brillante, otros como una pequeña raya circular, que va aumentando o disminuyendo su tamaño. Las diferentes formas en las que podemos observar a la Luna se deben a su posición en relación con la de la Tierra y el Sol. A medida que la Luna gira alrededor de la Tierra, cambia la cantidad de luz solar que vemos reflejada en su superficie. A esto se le llama fases lunares. Fases lunares 1. Luna nueva: la Luna se encuentra entre la Tierra y el Sol, por lo que no podemos verla. 2. Cuarto creciente: vemos la mitad de la Luna que está iluminada por el Sol. Poco a poco, al irse moviendo la Luna se va observando más su cara iluminada por el Sol, por lo que se llama creciente. 3. Luna llena: la Tierra se encuentra entre la Luna y el Sol. Vemos la Luna completamente iluminada por el Sol. 4. Cuarto menguante: conforme la Luna se va moviendo disminuye la parte iluminada de la Luna, por lo que vemos que se va reduciendo de tamaño hasta llegar a Luna nueva otra vez.

Ejercicio 4 Busca un calendario de este año o en Internet. Escribe las fechas en las cuales habrá luna nueva y luna llena en los próximos seis meses. Mes

Fechas de luna nueva

Fechas de luna llena

Unidad 4 – Ciencias Naturales

B. Eclipses

Sabías que... Los eclipses son fenómenos completamente naturales, por lo que no tienen efectos sobre personas y animales.

Un eclipse es un fenómeno que ejemplifica el movimiento entre cuerpos celestes, que intrigó, y al mismo tiempo fascinó, a muchas culturas antiguas. Recuerda que la Tierra y la Luna están en constante movimiento.

• •

La Tierra rota sobre su eje y realiza el movimiento de traslación alrededor del Sol. La Luna se mantiene orbitando alrededor de la Tierra.

Los eclipses ocurren cuando un astro alcanza un punto en el cual queda oculto a nuestra vista, de forma total o parcial, porque otro se interpone. Asimismo, los astros deben quedar perfectamente alineados. Un eclipse de Luna ocurre cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna. Entonces, la sombra de la Tierra “tapa” a la Luna. Estos son los eclipses más frecuentes, y ocurren cuando la Luna está en fase de luna llena. Puede ser total, cuando la Luna queda totalmente oscurecida, o parcial si solo una parte de ella se oscurece. Un eclipse de Sol ocurre cuando la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra. Entonces, la Luna interrumpe los rayos que el Sol le manda a la Tierra, ocultándolo. Los eclipses de Sol son menos frecuentes que los de Luna, y solo se pueden ver en ciertas regiones de la Tierra. Pueden ser totales, cuando el Sol se oscurece completamente, o parciales, cuando solo una parte se oscurece.

Ejercicio 5 Ve el calendario de eclipses de cada año en el sitio web de la NASA: http://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html Escribe acá cuantos eclipses de Sol habrá este año, y cuántos de Luna:

Navega en la red Si quieres saber más sobre eclipses observa el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=mDhRjsNoB7Y

Segundo grado – ciclo básico

La ley de gravitación universal

La ley de gravitación universal explica por qué hay atracción entre los cuerpos celestes y por qué esta fuerza disminuye cuando aumenta la distancia. La teoría de gravitación universal indica: Toda partícula en el Universo atrae a otra con una fuerza que es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Analicemos esta ley en dos partes para entenderla mejor: Parte 1: “Toda partícula en el universo atrae a otra con una fuerza que es proporcional al producto de sus masas”. Esto significa que mientras más grande sean las masas, mayor será la fuerza de atracción entre dos partículas, y mientras más pequeñas, será menor.

Parte 2: “Toda partícula en el universo atrae a otra con una fuerza que es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas”. En otras palabras, esto significa que si la distancia entre dos partículas aumenta el doble, la fuerza de atracción va disminuir cuatro veces. Si la distancia aumenta el triple, la fuerza de atracción disminuye nueve veces.

Unidad 4 – Ciencias Naturales

Del mismo modo, la fuerza gravitacional de los planetas mantiene en órbita a sus satélites (lunas). La gravitación del planeta Tierra se conoce también como gravedad. La ley de la gravedad fue descrita por Isaac Newton, tal como lo estudiamos en la unidad 3. Tanto las leyes de Kepler como las de Newton han contribuido a explicar por qué los cuerpos celestes se mantienen en sus órbitas y no perdidos en el Universo.

Ejercicio 6 ¿Recuerdas qué es la gravedad? Defínela acá con tus palabras:

Ejercicio 7 Analiza las siguientes figuras, e indica en cuál de las dos se aplica la Ley de gravitación universal.

Segundo grado – ciclo básico

2.1 La definición moderna de la gravitación Albert Einstein (1879 – 1955) fue un físico alemán considerado como el científico más destacado del siglo XX. Obtuvo el Premio Nobel de Física en 1921 por todas sus contribuciones al campo de la física. Einstein propuso la teoría de la relatividad, que indica que cualquier fenómeno físico es relativo al estado del movimiento del observador, tanto en el tiempo como en el espacio. Esta teoría revolucionó el concepto de gravedad, pues postula que la gravedad no es una fuerza, como pensaba Newton, sino una deformación del espacio y del tiempo.

Gravedad según Newton

Gravedad según Einstein

A esta nueva teoría de la gravitación universal se le denomina teoría general de la relatividad que, en resumen, postula que la materia produce un efecto geométrico sobre el espacio y el tiempo. Dicho en otras palabras: el espacio y el tiempo se deforman en presencia de una masa. Si hay otras masas presentes, también se ven afectadas por esta deformación, y siguen trayectorias diferentes a las que seguirían si no existiera la deformación (en un espacio plano, sin ninguna masa presente). En un espacio deformado, la trayectoria de las masas se desvía, produciendo su aceleración, a lo que llamamos fuerza de gravedad. Por ejemplo, si un insecto camina en una hoja de papel arrugada, sentirá fuerzas que lo empujan hacia diferentes direcciones. Lo que empuja a este insecto son los pliegues del papel, o sea, su geometría. ¿Y cómo puede deformarse el tiempo? El tiempo también varía según estemos cerca o lejos de una masa. Un reloj en el suelo marca más “despacio” los segundos, en comparación con un reloj que se encuentra a una gran altura, pues en el suelo hay más fuerza de gravedad, la cual va disminuyendo conforme se aleja del centro de la Tierra. Unidad 4 – Ciencias Naturales

Navega en la red Observa los siguientes videos para profundizar sobre la teoría de la relatividad: https://www.youtube.com/watch?v=cm1CUmJgnUY https://www.youtube.com/watch?v=peIBHt29HYA

Ejercicio 8 Busca en el diccionario el significado de la palabra relativo, y escríbelo aquí:

Segundo grado – ciclo básico

A la ciencia por la experiencia A continuación te presentamos una serie de experimentos para que puedas aplicar y reforzar tus conocimientos de la unidad.

¡Simulando un eclipse!

Sabiendo que un eclipse es un fenómeno astronómico común, y que se basa en la alineación de tres astros, te invitamos a simular un eclipse lunar y uno solar, tal como ocurren en el universo. ¿Qué necesitas?

• • •

Pelotas de dos tamaños, una de tamaño no mayor de tu puño, que se usará para simular a la Tierra y una de tamaño menor para la Luna. Una lámpara, que representará el Sol Lápiz

• •

Regla Lámpara

Para representar el eclipse lunar Procedimiento: 1.

Coloca la lámpara encendida, que representará el Sol.

2. Observa de nuevo la figura del eclipse lunar que se presentó en la página 90:

3. Coloca la pelota que representa la Tierra alineada con el Sol (la lámpara), y luego pon la pelota que representa la Luna, también alineada. 4. Prueba diferentes distancias en la alineación, de manera que la Tierra proyecte su sombra sobre la Luna. 5.

Con la ayuda de la regla, mide la distancia a la que fue necesaria colocar las pelotas para poder simular el eclipse:

Unidad 4 – Ciencias Naturales

Para representar el eclipse solar Procedimiento: 1.

Coloca la lámpara encendida, que representará el Sol.

2. Observa de nuevo la figura del eclipse solar que se presentó en la página 90:

3. Coloca la pelota que representa la Luna entre el Sol (lámpara) y la pelota que representa a la Tierra. Deben quedar perfectamente alineadas. 4.

Prueba diferentes distancias en la alineación, de manera que la Luna proyecte su sombra sobre la Tierra.

Con la ayuda de la regla, mide la distancia a la que fue necesaria colocar las pelotas para poder simular el eclipse.

6. Toma una fotografía de las dos simulaciones y organiza con tus compañeros una exposición donde todos puedan compartir sus fotos.

Segundo grado – ciclo básico

Simulemos la teoría general de la relatividad de Einstein

Recordemos que la teoría general de la relatividad indica que el espacio y el tiempo se deforman alrededor de una masa existente. Cuando otra masa está cerca, también deforma al espacio y al tiempo, pero su trayectoria se ve influenciada por la deformación que ya ocasionó la primera masa. Con este experimento podremos simular cómo dos masas afectan el espacio.

¿Qué necesitas?

• • •

Un trozo cuadrado de tela Un marcador permanente negro, delgado

• •

Un bastidor (opcional) Una regla

Una pelota pesada y una liviana

Procedimiento: 1.

Hagan grupos de 5 personas.

2. Con el marcador permanente y la regla, dibujen una cuadrícula sobre la tela. 3. Entre cuatro estudiantes, agarren cada uno una punta de la tela hasta que quede bien tensa. Pueden utilizar un bastidor para tensar perfectamente la tela. La tela tensa simula el espacio y el tiempo sin ninguna masa presente. 4. Coloquen una masa pesada (como una pelota de tenis) sobre la tela. Respondan: ¿Cómo se observa la cuadrícula?

Recuerden que según la teoría general de la relatividad, el espacio y el tiempo se deforman con la presencia de una masa.

5. Dejen la bola allí, y ahora lancen otra masa con menos peso (como una pelota de plástico), de manera que siga una trayectoria recta.

Respondan: ¿Qué pasa con la pelota liviana?

Prueben lanzar la pelota liviana varias veces, en diferentes formas, hasta lograr que orbite alrededor de la pelota pesada.

Ahora respondan: ¿Qué causa que la masa pequeña orbite alrededor de la masa grande?

Aunque en este experimento solo pudimos simular que el espacio se deforma con la presencia de una masa, recuerda que el tiempo también se deforma. Cuanto más cerca esté de una masa, un reloj marca el tiempo más despacio, en comparación si está más lejos de él, donde marca más rápido.

Unidad 4 – Ciencias Naturales

Observatorio solar portátil

El Sol ha movido la curiosidad de los pensadores y científicos a lo largo de toda la historia de la humanidad. Ahora aprenderás a construir una herramienta que te permitirá ver el Sol, sin lastimarte los ojos.

¿Qué necesitas?

• • • •

Un tubo de cartón, puede ser el tubo del papel higiénico Un pedazo de papel de cebolla o papel de china blanco Un pedazo de papel de aluminio Cinta adhesiva

•

Un palillo

•

Libreta de campo

Procedimiento: 1. Toma el tubo de cartón y pega el papel de cebolla o de china en uno de sus extremos. 2. Luego, dale la vuelta y pega el papel de aluminio en el otro extremo. 3. Con ayuda de un palillo, haz un pequeño agujero en el centro del papel de aluminio. 4. En un día soleado, toma el tubo y colócale la parte cubierta de aluminio en dirección al Sol. 5. Del otro lado del tubo verás al Sol reflejado y podrás examinarlo detalladamente. ¡Sin lastimarte la vista! 6. Responde a las preguntas siguientes: a. ¿A qué hora realizaste tu experimento? b. ¿Por qué escogiste esa hora? c. ¿Qué tipo de astro observaste? d. ¿Notaste algo en el Sol que nunca habías visto?

Segundo grado – ciclo básico

Resumen Movimiento de los cuerpos celestes

Ptolomeo propuso el modelo geocéntrico, según el cual, la Tierra era el centro de un sistema, en el cual, todos los astros giraban en torno a ella.

Copérnico propuso el modelo heliocéntrico, en el cual los planetas se movían en órbitas circulares alrededor del Sol y este, a su vez, estaría inmóvil.

Las leyes de Kepler explican el movimiento de los planetas alrededor del Sol. • La primera ley indica que las órbitas de los planetas que giran alrededor del Sol son elípticas. • La segunda ley dice que el movimiento de un planeta al acercarse al Sol es más rápido y cuando se encuentra más alejado es más lento. • La tercera ley indica que los planetas que están más alejados del Sol, tardan más en recorrer su órbita; mientras que los que están más cerca, tardan menos.

Los planetas tienen dos tipos de movimiento: rotación (giro completo sobre su eje) y traslación o revolución (vuelta alrededor del Sol). Algunos fenómenos relacionados con los movimientos de los astros son: 1. Los eclipses, que ocurren cuando un astro queda oculto a nuestra vista, de forma total o parcial, porque otro se interpone. Los eclipses pueden ser totales o parciales.

• Un eclipse de Luna ocurre cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna.

• Un eclipse de Sol ocurre cuando la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra.

2. Las fases de la Luna se deben a su posición con relación a la de la Tierra y el Sol. A medida que la Luna gira alrededor de la Tierra, cambia la cantidad de luz solar que vemos reflejada en su superficie. La ley de gravitación universal indica que “toda partícula en el universo atrae a otra con una fuerza que es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas”. La gravitación del planeta Tierra se conoce también como gravedad, que fue demostrada por Isaac Newton. La teoría general de la relatividad, propuesta por Albert Einstein, dice que el espacio y el tiempo se deforman en presencia de una masa. Si otra masa aparece, también deforma al espacio y al tiempo, y su trayectoria se ve influenciada por la deformación que ya ocasionó la primera masa. Unidad 4 – Ciencias Naturales

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Lee los enunciados y subraya la respuesta correcta. 1. La gravitación se puede aplicar a: a. Todos los planetas del Sistema Solar. b. Algunos planetas. c. A los planetas más cercanos al Sol. 2. La ley de gravitación universal explica que: a. Mientras más grandes sean las masas de dos cuerpos, mayor será su atracción. b. Si la distancia entre dos partículas aumenta el doble, la fuerza que las atrae disminuye cuatro veces. c. A y b son correctas. 3. Johannes Kepler e Isaac Newton hacen que sus leyes: a. Se contradigan. b. Se apliquen algunas veces simultáneamente. c. Se complementen y expliquen mejor el movimiento de los cuerpos.

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Observa los siguientes dibujos y escribe cuál corresponde al modelo geocéntrico, cuál al helio-

céntrico y cuál al de Kepler.

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Segundo grado – ciclo básico

B. Escribe el nombre de las siguientes fases lunares:

C. Observa las siguientes ilustraciones e indica cuál corresponde al movimiento de traslación y cuál al de rotación.

D. Observa los siguientes esquemas. Escribe cuál de los dos (a o b) ilustra la teoría general de la relatividad y luego explica en qué consiste esta teoría. a.

Unidad 4 – Ciencias Naturales

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Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades A. Lee las siguientes noticias.

El “Hubble” confirma la teoría de la relatividad de Albert Einstein Gracias al telescopio espacial Hubble, astrónomos lograron capturar imágenes de la luz emitida por una estrella que estalló, y que se observa distorsionada por un conglomerado de galaxias que se interpone entre la estrella y nosotros. Einstein, el científico más reconocido del siglo XX, predijo este efecto hace más de un siglo. En lugar de observarse un rayo de luz directo, las fotografías muestran cuatro puntos de luz, que se originaron por la explosión de la estrella. Estos puntos son el resultado de una masa oculta de materia que se encuentra dentro de la galaxia, que dobla la luz emitida por la estrella (que se encuentra a muchos años luz de distancia). Adaptado de: LaJornada.

B. Responde las preguntas: 1. ¿De qué manera estos hallazgos recientes comprueban la teoría general de la relatividad de Einstein?

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Segundo grado – ciclo básico

Einstein acierta otra vez: la gravedad terrestre deforma el espacio y el tiempo 5 de mayo de 2011

Un experimento de la NASA, llamado el Gravity Probe-B (GP-B), logró medir con precisión dos aspectos de la teoría general de la relatividad de Einstein, y así demostrarla. El primer efecto demostrado es el geodésico, o dicho en otras palabras, la deformación del espacio y el tiempo alrededor de una masa. El segundo, es la torsión por arrastre, o sea, la cantidad de espacio y tiempo que una masa en rotación arrastra tras de sí a medida que gira. “Einstein vive”, afirmó Francis Everitt, físico de la Universidad de Stanford e investigador principal del experimento. Él formuló esta teoría mucho tiempo antes de que existiera la tecnología apropiada para demostrarla en forma experimental. “Imagine que la Tierra está sumergida en miel” -explica Everitt-. A medida que gira, la miel de alrededor forma remolinos. Esto es lo mismo que sucede con el espacio y el tiempo cercanos al planeta. Adaptado de: ABC.com.

C. Responde: 1. ¿Qué significa el efecto geodésico?

2. Observa la ilustración. ¿El espacio y el tiempo son iguales en el punto a y en el b? Explica tu respuesta.

Unidad 4 – Ciencias Naturales

103

Revisa tu aprendizaje

Después de estudiar...

Marca con un cheque

104

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Describo los fenómenos relacionados con la gravitación y el movimiento de los planetas. Explico con mis palabras la teoría general de la relatividad. Realizo experimentos donde aplico los conocimientos de la unidad, utilizando el método científico.

Segundo grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

La Tierra: nuestro hogar

unidad

¿Qué sabes del tema? ¿Sabes qué es un metal? Escribe tu concepto aquí:

Escribe 10 ejemplos de objetos a tu alrededor que estén hechos de metal: 1.

10.

¿Sabes qué es un mineral? Escribe tu concepto aquí: ¿Sabes cuál es la diferencia entre un metal y un mineral? Escríbela aquí: Durante esta unidad conocerás más sobre la estructura interna de nuestro planeta Tierra, lo cual te ayudará a responder estas preguntas.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo de nuestro planeta Tierra • Estructura interna de la Tierra • Campo magnético • Las rocas • Geología de Guatemala • El suelo • Los metales • Los minerales A la ciencia por la experiencia • ¿Cómo construir una abonera? • Colección de rocas • Perfil del suelo (perfil edáfico) Verifica tu aprendizaje

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia 4. Describe los distintos procesos dinámicos y estructurales que ocurren en la Tierra, así como los fenómenos geológicos y atmosféricos relacionados con dichos procesos y su incidencia en la actividad humana.

Indicador de logro 4.1 Describe las características y composición de las capas de la Tierra. 4.2 Explica algunos fenómenos y procesos que ocurren en la superficie terrestre.

Actividades

Distingue entre el norte geográfico y el norte magnético. Indica qué tipo de roca ígnea utilizaban los mayas para construir joyas y armas. Escribe la diferencia entre las rocas sedimentarias y las rocas metamórficas. Escribe la diferencia entre las rocas ígneas y las rocas sedimentarias. Indica en qué era geológica surgió el territorio guatemalteco. Indica cuál es el tipo de roca más común en Guatemala, y cuál en la ciudad de Guatemala. Realiza una actividad práctica donde compara dos tipos de suelo. Busca en su tabla periódica y anota ejemplos de elementos metálicos. Describe la principal característica de un metal precioso. Explica la diferencia entre un metal y un mineral. Distingue en qué parte del planeta Tierra se encuentran los metales ligeros. Describe las características de las monedas de Guatemala, según la aleación de la cual están formadas. Realiza un debate con sus compañeros de clase sobre la explotación de oro a cielo abierto cerca de comunidades rurales indígenas, tomando en cuenta sus derechos. Explica con sus palabras qué es un catastro minero digital.

Ejes transversales:

Componentes:

•

Desarrollo tecnológico, educación en valores, desarrollo sostenible.

Manejo de información, relación ser humano-naturaleza, valores ecológicos, desarrollo humano integral.

Valores: •

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Segundo grado – ciclo básico

Derecho a la vida, derechos indígenas, derecho a un ambiente sano, derecho a la salud.

El mundo de nuestro planeta Tierra La geología es la ciencia que estudia la estructura, el origen y los cambios de la Tierra, así como la naturaleza de los materiales que la componen. Durante esta unidad estudiaremos algunos aspectos geológicos de nuestro planeta. ¡Empecemos!

La estructura interna de la Tierra

La geósfera es la parte de la Tierra que no incluye a la atmósfera ni a la hidrósfera. Está compuesta por rocas y minerales, ordenados de la forma siguiente: A. Según su composición química (modelo estático o geoquímico), se divide en las siguientes capas:

Corteza

Se divide en: A. Corteza continental, que es la región donde se forman las llanuras, montañas, volcanes, barrancos, etc. Tiene una región superior que llamamos suelo, y que estudiaremos más adelante. B. Corteza oceánica: es el fondo o suelo del mar.

Manto

Forma el 80 % del volumen de la Tierra. Se divide en manto superior e inferior.

Núcleo

Es el centro de la Tierra. Se calcula que la temperatura del núcleo puede alcanzar 6000 ºC. Se divide en: núcleo externo (líquido) y núcleo interno (sólido).

B. Según el comportamiento mecánico de sus capas (modelo geodinámico):

Litósfera

Es una capa discontinua, delgada y sólida compuesta de una gran variedad de rocas y minerales. Separa el interior del exterior de la Tierra. Es la parte media del manto, con temperaturas y presio-

Astenósfera nes muy elevadas. Sus materiales están, en gran parte, fundidos.

Mesósfera Núcleo

Que equivale al manto. Es el centro de la Tierra. Se divide en núcleo externo y núcleo interno, separados por una zona de transición.

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Campo magnético

¿Sabías que el planeta Tierra se comporta como un gran imán?

Sabías que... Si pudiéramos observar la estructura de un imán de cerca nos sorprendería ver que está rodeado de una región que también tiene poder de atraer otro objeto. Esta región se llama campo magnético. El campo magnético es la región alrededor de un imán que percibe la fuerza magnética, es decir, que tiene capacidad de atraer o repeler a otros cuerpos, dependiendo de su polaridad (positiva o negativa).

En el interior de la Tierra, el núcleo tiene metales que están a grandes temperaturas (como cobalto y hierro), por lo que se encuentran en estado líquido y transfieren el calor por convección. Este movimiento libera cargas eléctricas como un imán, por lo que también se genera un campo que se llama campo magnético terrestre. Este campo magnético se extiende desde el núcleo de la Tierra hacia el espacio, protegiendo al planeta de la radiación y de algunos eventos que ocurren en el Universo que son muy poderosos, como el viento solar1. Los polos magnéticos del planeta son variables, y dependen del movimiento constante de los elementos que se encuentran fundidos dentro del núcleo, y que generan un campo magnético. Son diferentes a los polos geográficos, que son los extremos superior (norte) e inferior (sur) del eje de rotación de la Tierra. El polo sur del campo magnético terrestre se llama sur magnético y está cerca del polo norte geográfico; mientras que el polo norte del imán interno de la Tierra se llama norte magnético y está cerca del polo sur geográfico. La razón de esto es porque al tratarse de un imán, los polos diferentes se atraen y los polos iguales se repelen. Los polos magnéticos (norte y sur) han cambiado su inclinación durante los millones de años que tiene la Tierra. Si usáramos una brújula en unos 500 000 mil años, el que conocemos como polo norte magnético pudiera estar orientado hacia el polo sur magnético.

Norte geográfico = Sur magnético

Sur geográfico = Norte magnético

Ejercicio 1 Responde: ¿Por qué el polo norte magnético no es el mismo que el polo norte geográfico?

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Viento solar: explosiones de partículas cargadas que hace el Sol y alcanzan velocidades de hasta 800 kilómetros por segundo.

Segundo grado – ciclo básico

Las rocas

Una roca es una masa natural inorgánica formada por uno o varios minerales. Por ejemplo, el mármol está formado solo por un tipo de mineral: la calcita. En cambio el granito siempre está formado por tres minerales: cuarzo, feldespato y mica. Las rocas forman la corteza terrestre y se clasifican según su composición, su textura o su origen. A continuación, veremos la clasificación de las rocas según su origen geológico. Tipos de rocas A. Rocas ígneas o “de fuego”: se originaron a partir del enfriamiento del magma2 o de la lava expulsada por las erupciones de volcanes. Por ejemplo:

•

La piedra pómez, porosa como una esponja y de color blanco grisáceo. Se utiliza en la preparación de pulimento, como materia prima de algunos detergentes y para alisar las asperezas de la piel.

•

El granito es otra roca ígnea formada por el enfriamiento lento del magma, en el interior de la corteza terrestre. Consta de cristales, más o menos gruesos, que le dan un aspecto granuloso. El granito se emplea para pulir superficies, para construir edificios y para hacer pisos.

•

La obsidiana o piedra rayo es una roca ígnea que parece un vidrio de color negro brillante. La obsidiana, junto con el pedernal, fueron los materiales más usados por el hombre prehistórico para hacer herramientas, puntas de armas y objetos de decoración. Los mayas utilizaron esta piedra para fabricar joyas y armas.

Piedra pómez

Granito

Obsidiana

Ejercicio 2 Responde: ¿Qué tipo de roca utilizaron los mayas para fabricar joyas y armas?

Magma: sustancia líquida que se encuentra en el interior del planeta. Cuando es arrojado fuera del interior, se llama lava. Unidad 5 – Ciencias Naturales

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B. Rocas sedimentarias: se forman por la unión de capas de arena, lodo y barro. El agua, el viento y el Sol actúan sobre las rocas y las desgastan hasta formar partículas que se depositan en el lecho de ríos, lagos y océanos. La presión las compacta y se originan las rocas sedimentarias. Algunas rocas sedimentarias son muy conocidas y útiles.

•

Rocas calizas: formadas por restos calcáreos de animales, como conchas y esqueletos. Se usan para fabricar piedrín, lajas y para la construcción.

•

Carbón mineral: roca sedimentaria de origen orgánico; su formación se realizó cuando restos de organismos, al quedar sepultados, liberaron humedad y gases, quedando fijo el contenido de carbón. El carbón mineral arde con menos facilidad que el carbón de leña, pero da más calor.

•

Yeso y sal: el yeso se utiliza para escribir en una pizarra, para revestimiento de paredes o para cubrir fracturas. La sal se emplea para preparar nuestros alimentos. Ambas se forman en rocas de aguas marinas o lagos salados.

C. Rocas metamórficas: son aquellas que, al quedar atrapadas en el interior de la tierra, sufren la acción de presiones y temperaturas elevadas. Adquieren un aspecto muy compacto. Algunas rocas metamórficas son:

•

Pizarras: están formadas de grano fino y se rompen en láminas delgadas. Se emplean para tejas o losas de construcción.

•

Mármol: es una roca de aspecto muy compacto y decorativo, admite un pulido fino. Se utiliza para la construcción de edificios lujosos, pisos, artesanías, etc.

Piedrín

Sal

Ejercicio 3 Escribe la diferencia entre las rocas sedimentarias y las rocas metamórficas.

Ejercicio 4 Escribe la diferencia entre las rocas ígneas y las rocas sedimentarias.

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Segundo grado – ciclo básico

Mármol

Geología de Guatemala

4.1 La historia geológica de nuestro país Durante la era Mesozoica, Guatemala se encontraba sumergida en el mar. Poco a poco empezó a surgir nuestro territorio, como consecuencia del choque entre las placas tectónicas. Unas de las primeras porciones de tierra que surgieron fueron la Sierra de las Minas y la Sierra del Merendón. Fue durante el periodo terciario de la era Cenozoica, que nuestro país emergió completamente.

4.2 Geología de Guatemala El territorio guatemalteco se encuentra ubicado entre dos placas tectónicas: del Caribe y de Cocos, en el océano Pacífico. Está formado por dos tipos de rocas: • Sedimentarias (que ocupan el 68 % del país, especialmente en Petén). • Ígneas y metamórficas (que ocupan el restante 32 % del país, especialmente al centro). Estas tierras son esencialmente de origen volcánico. Guatemala está formada por cuatro provincias geológicas, que es un tipo de clasificación de las rocas presentes en el país, según su origen y características. Estas son: 1. Provincia sedimentaria. Se encuentra en la planicie de la costa pacífica. Son rocas sedimentarias del periodo cuaternario. 2. Provincia volcánica. Se encuentra paralela a la costa del océano Pacífico. Se formó durante el periodo terciario y cuaternario por la subducción de la placa de Cocos bajo la placa del Caribe. 3. Provincia metamórfica. Formada por la fricción de la placa Caribe y la placa Norteamericana. Se encuentra en la región central del país.

Sabías que... La geomorfología es la ciencia que estudia la forma y evolución de la Tierra.

4. Provincia sedimentaria del norte.

Ejercicio 5 Responde a las siguientes preguntas: 1. ¿Durante qué era geológica surgió el territorio guatemalteco? 2. ¿Cuál es el tipo de roca más común en Guatemala? 3. De acuerdo con las provincias geológicas, ¿qué tipo de rocas esperarías encontrar en la ciudad de Guatemala? Unidad 5 – Ciencias Naturales

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5. Sabías que... El color del suelo nos dice mucho sobre su composición. Por ejemplo, un suelo negro indica que es rico en materia orgánica, por tanto, es muy fértil. Un suelo rojo indica alta presencia de hierro.

El suelo

El suelo es la parte superior de la corteza terrestre, donde viven y crecen microorganismos, animales y vegetación. Su espesor varía, desde algunos centímetros hasta pocos metros. ¿Cómo se forma el suelo? El suelo se forma al desintegrarse las rocas. Una roca se desintegra por la acción de la humedad, por los cambios de temperatura y por la acción de los seres vivos. Este proceso, conocido con el nombre de meteorización, conduce a la formación de fragmentos minerales muy pequeños que, mezclados con restos orgánicos, agua y aire, constituyen los suelos.

5.1 Componentes del suelo Un suelo está formado por los siguientes componentes:

• Componente gaseoso. Formado por el aire que está dentro de los agujeros (poros) que se encuentran entre los sedimentos.

• Componente líquido. Formado por agua y minerales disueltos en agua. • Componente sólido. Está formado por: ü Minerales: como arcilla, limo y arena. ü Materia orgánica: humus3 formado por restos de animales, plantas o microorganismos. 1. Roca madre sin desintegrarse.

2. La roca madre se empieza a desintegrar por la acción de la lluvia y los vientos.

3. Se empieza a incorporar materia orgánica.

4. Las raíces de las plantas ayudan a que se siga desintegrando la roca para formar el suelo. Empiezan a vivir diversos seres dentro del suelo, como lombrices, que ayudan a la porosidad del suelo. 5. El suelo ya se encuentra formado, y sobre y dentro del él viven diversos seres, como plantas, insectos, microorganismos, etc.

Ejercicio 6

Formación del suelo

Existen diferentes tipos de suelo, dependiendo de la proporción de sus componentes, como arena, limo, arcilla y humus. Toma una muestra de suelo de tu casa y otra de tu escuela o colegio. Describe las características de cada uno, y anota sus diferencias (por ejemplo: color, textura, grosor de las partículas, olor, entre otras). 3

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Humus: tierra vegetal.

Segundo grado – ciclo básico

5.2 ¡No todos los suelos son iguales! Cuando hacemos un corte longitudinal en un suelo, veremos que está formado por varias capas. A esto se le conoce como perfil del suelo o perfil edáfico. Veamos cuáles son estas capas:

•

Materia orgánica superficial: Se refiere a las plantas que crecen sobre el suelo y a los restos no degradados de animales y plantas.

•

Horizonte A: Capa superficial (o superior): está formada por arena, arcilla y humus (restos de plantas y animales). Contiene seres vivos como lombrices, insectos, hongos y microorganismos.

•

Horizonte B: Capa intermedia: está formada por arena, arcilla y humus desintegrados. También puede contener seres vivos.

•

Horizonte C: Capa inferior (subsuelo): está formada por rocas. Las partículas están parcialmente desintegradas a partir de la roca madre.

•

Roca madre: Son las rocas originales, sin degradarse.

materia orgánica superficial

horizonte A

horizonte B

horizonte C

roca madre

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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5.3 Importancia del suelo

• Sabías que... La edafología es la ciencia que estudia los suelos.

• • • • •

Es el hogar de muchos microorganismos que desintegran la materia muerta y nutren el suelo. Es el lugar donde crecen y se desarrollan las plantas. Puede ser utilizado para la agricultura y la ganadería. Guarda agua que, después de filtrarse, forma ríos o lagunas subterráneas. En él construimos nuestras viviendas y edificios. Gracias al suelo se forman los bosques, donde viven muchas especies animales y vegetales que pueden ser aprovechadas por el ser humano.

5.4 Utilización adecuada de los suelos

Sabías que... Un suelo fértil es aquel que es rico en minerales como potasio (K), fósforo (P), calcio (Ca), nitrógeno (N), magnesio (Mg) y tiene suficiente materia orgánica, humedad y aire.

Cada día se necesitan más alimentos para la creciente población humana. Por eso es importante mantener fértil el suelo. Un suelo fértil es aquel que tiene suficiente materia orgánica. Esta se forma con los desechos o restos de plantas y animales, como: hierbas, hojas, ramas, frutas, paja, desperdicios de cocina, estiércol, huesos, plumas u otros. En un suelo fértil se da cualquier cultivo propio de la región, se produce mucho y los productos son de buena calidad. Para lograr estos beneficios del suelo, podemos ayudarlo con abonos químicos o naturales. Sin embargo, los abonos químicos producen contaminación, algunos son dañinos a la salud y otros al medioambiente. Por ello, demos preferencia a los abonos orgánicos o naturales.

5.5 Utilización adecuada de los suelos Los suelos de Guatemala son muy variados, y son producto de la gran variedad de climas y formación geológica que existen en el país. Se clasifican en siete órdenes: entisoles, molisoles, inceptisoles, vertisoles, alfisoles, andisoles y ultisoles.

El suelo es hogar de las lombrices de tierra, que son formadoras de suelo.

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Segundo grado – ciclo básico

Los metales

6.1 Historia del uso de los metales Desde tiempos prehistóricos, hombres y mujeres comenzaron a tener interés por los materiales naturales que podían extraer de la tierra y la forma de utilizarlos. En primer lugar, dirigieron su atención a los minerales y rocas que podían servirles para sus necesidades más cotidianas; por ejemplo, para tallar sus armas de caza. Más tarde, cuando descubrieron los metales: oro, cobre, hierro y otros, empezaron a buscar y experimentar con todas las rocas que los contenían. El conocimiento de los metales y su empleo, han dado nombre a algunos periodos de la historia, como la Edad del Bronce o la Edad del Hierro. El filósofo y médico Avicena (980 – 1037 d. C.) estableció la primera clasificación de rocas y minerales que se conoce. A mediados del siglo XVIII, en Inglaterra, el descubrimiento de la máquina de vapor, provocó un gran desarrollo industrial conocido como Revolución Industrial. Desde ese momento hasta nuestros días, la industria metalúrgica no ha dejado de progresar, introduciendo nuevos metales como el cromo, manganeso, cobalto y molibdeno, que producen aleaciones con propiedades especiales. Se mejoraron las propiedades de otros metales, como el cromo, zinc y estaño, incorporándoles aluminio, magnesio y níquel. Cada instrumento se fabrica ahora con un metal o una aleación que garantiza mayor duración, eficiencia y seguridad. Un caso importante de la metalurgia es la obtención del hierro y de sus aleaciones, que recibe el nombre de siderurgia. Muchos inventos impulsaron la utilización de máquinas, fábricas, almacenes, puentes, ferrocarriles, construcciones, etc. La gran demanda ha producido un incremento en la extracción de metales, principalmente hierro y acero.

Sabías que... Los documentos escritos más antiguos sobre los minerales son los de Aristóteles, filósofo griego (384 – 322 a. C.).

Los minerales y los metales han sido utilizados por el ser humano desde la prehistoria.

Los metales han contribuido al desarrollo tecnológico e industrial.

Unidad 5 – Ciencias Naturales

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6.2 Características de los metales Los metales son los elementos químicos que tienen las siguientes características:

Metales

Propiedades físicas

Brillo Elevada conductividad

Conducen muy bien la electricidad, como el cobre.

Maleabilidad

Capacidad de aplastar el metal con un martillo para darle forma, como el estaño.

Ductibilidad

Puede ser transformado en un hilo o alambre muy delgado, como el oro.

Densidad elevada

La mayoría de los metales son compactos y apretados. El más pesado es el plomo.

Punto de fusión elevado

Los metales necesitan mucho calor para fundirse, por eso son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio, que es líquido.

químicas

Dureza

Propiedades

Lustre metálico notable, como el de la plata.

La mayoría de metales son duros y se puede trabajar con ellos sin que se rompan.

No se combinan fácilmente entre sí. Unos cuantos metales no se combinan en estado natural y se encuentran puros en la naturaleza, como el oro, la plata, el cobre y el platino. La mayoría de los metales se encuentran combinados con elementos no metálicos.

Una de las propiedades físicas de los metales es el brillo.

Ejercicio 7 Escribe acá cinco ejemplos de elementos químicos que son metales. Consulta la tabla periódica que vimos en la unidad 2: 1.

116

Segundo grado – ciclo básico

6.3 Los metales, todos muy útiles De acuerdo a su utilidad, el ser humano ha clasificado los metales en preciosos y no preciosos.

•

Metales preciosos: Se caracterizan porque el agua y el aire no alteran su composición. Entre los más importantes están: ü Oro: maleable, utilizado en joyería y para la fabricación de monedas. En joyería se utilizan diferentes aleaciones. Por ejemplo:

٠ Oro amarillo: oro + plata + cobre ٠ Oro rojo: oro + cobre ٠ Oro blanco: oro + paladio + plata ü Plata: es el mejor conductor de electricidad, el nitrato de planta se utiliza mucho en procesos fotográficos. También se utiliza en joyería.

•

Metales no preciosos: Se encuentran combinados en la naturaleza. Por su resistencia y capacidad de conducir la electricidad y el calor, son utilizados en la industria y en la construcción. Algunos ejemplos son: ü Aluminio: es un buen conductor de calor y electricidad. Por su ligereza y resistencia se utiliza para el transporte de electricidad. También se usa en la fabricación de utensilios de cocina, papel para envolver, marcos de ventanas, etc. ü Mercurio: es el único metal líquido a temperatura ambiente. Se usa en termómetros y barómetros4.

Aluminio

ü Plomo: se usa en acumuladores o baterías de autos. Las aleaciones de plomo con estaño se usan como soldadura. ü Hierro: es el más resistente de todos los metales que usamos comúnmente. Muy útil en la construcción.

Plomo

Ejercicio 8 ¿Qué característica de los metales preciosos hace que una joya de oro, en comparación con una hecha de hierro, no se oxide ni se manche?

Barómetro: instrumento que mide la presión atmosférica. Unidad 5 – Ciencias Naturales

117

7. Sabías que... La ciencia que estudia los minerales se llama mineralogía.

Los minerales

La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza combinados químicamente en forma de minerales que se extraen de la tierra. Un mineral es una sustancia natural con una composición química característica y una estructura cristalina definida. Cuando los minerales, solos o asociados entre sí, se agrupan, forman rocas. En la naturaleza se pueden encontrar más de tres mil minerales. Los minerales más abundantes son los silicatos, compuestos de silicio (Si). Los minerales más frecuentes forman las rocas, que son los elementos fundamentales de la corteza terrestre. Entre los minerales formadores de las rocas tenemos: cuarzo, feldespato, mica y calcio.

El cuarzo es un mineral formador de rocas.

Ejercicio 9 ¿Cuál es la diferencia entre un metal y un mineral?

118

Segundo grado – ciclo básico

7.1 ¿Cómo se forman los minerales? Muchos minerales se forman a partir de los silicatos fundidos en el magma. A medida que el magma sube, las rocas con las que tiene contacto se disuelven, liberando los minerales. Cuando el magma sale, empieza a enfriarse, los minerales más ligeros permanecen en la parte superior, mientras que los más pesados descienden. La materia de los minerales ligeros tiene un orden de partículas pequeñas en forma de sólidos geométricos que da origen a los cristales. En este proceso puede producirse una acumulación considerable de algunos minerales útiles. La acumulación de uno o varios minerales se llama yacimiento. En un yacimiento natural hay un componente importante: la mena, formada por minerales que contienen metales, principalmente hierro, tal como se extrae y antes de limpiarlo. La mena de los yacimientos generalmente no se encuentra en la superficie del suelo, sino en su interior. Por ejemplo, mena de hierro.

Yacimiento de petróleo.

Ejercicio 10 De acuerdo con lo que estudiaste en el inciso 1 de esta unidad, ¿en qué parte del planeta Tierra crees que se encuentran los minerales más ligeros? ¿Corteza o núcleo?

Unidad 5 – Ciencias Naturales

119

7.2 Minerales y aleaciones Sabías que... La metalurgia es la ciencia y tecnología que se encarga de la separación de los metales a partir de sus menas y aleaciones.

¿Qué ocurre cuando dejamos una barra de hierro o un clavo al aire libre? Después de un tiempo notamos que cambia de color y, si lo tocamos, nos queda un polvo amarillento en las manos. El hierro, al entrar en contacto con el oxígeno del aire, ha sufrido un cambio químico, se ha transformado en óxido de hierro. Todos los materiales de la superficie terrestre están en contacto con el agua y/o con el aire. Estos fenómenos, junto a los cambios de temperatura y a la acción de los animales y de las plantas, pueden producir, después de cierto tiempo, cambios en un mineral. Una aleación es una combinación entre metales con metales o metales con no metales, por medio de fusión5. Las aleaciones son más resistentes que los minerales solos, y se utilizan en la construcción como recubrimiento de otros metales y para utensilios de cocina. Las aleaciones más comunes son:

• • •

Bronce: cobre + estaño

(como aluminio, plomo y cobalto)

•

Latón: cobre + zinc Acero: hierro + carbono + otros elementos Amalgama: mercurio + otro metal

Ejercicio 11

El bronce, un tipo de aleación, se utiliza para la fabricación de objetos diversos.

Utilizando monedas reales, compara una moneda de un centavo, con una moneda de cincuenta centavos. Independientemente de su tamaño, escribe tres diferencias entre cada una: Estas diferencias se deben a que están formadas por distintos tipos de aleaciones, que les confieren ciertas características que las distinguen: Moneda

Tipo de aleación

Un centavo

Aluminio + magnesio

Cinco centavos

Hierro + cromo

Diez centavos

Hierro + cromo

Veinticinco centavos

Hierro + cromo

Cincuenta centavos

Cobre + zinc + níquel + acero + latón

Un quetzal

Cobre + zinc + níquel + acero + latón

120

Fusión: es el cambio de estado de la materia de sólido a líquido por efecto del calor.

Segundo grado – ciclo básico

7.3 Explotación minera en Guatemala Los recursos naturales no renovables son aquellos que no se recuperan, pues una vez que se extraen, se agotan. Son de origen geológico. Por ejemplo: el petróleo y los minerales. La minería es una actividad económica que se refiere a la extracción de minerales metálicos y no metálicos del subsuelo. Antes del siglo XXI, la explotación minera en Guatemala se daba para recursos minerales no metálicos. Sin embargo, en el año 2005 inició la producción minera metálica con la entrada de mineras internacionales que explotan minerales como el oro en nuestro territorio.

Minería a cielo abierto

Esta explotación ha causado mucha controversia, pues algunas personas consideran que la minería es una actividad económica que deja ganancias al país y contribuye a su desarrollo; mientras otras piensan que este desarrollo no es sostenible, pues no toma en cuenta las consecuencias sociales y ambientales de esta actividad, en los casos cuando no es desarrollada de manera sostenible y responsable. Por ejemplo, algunos tipos de minería causan daños al medio ambiente, como contaminación del agua y suelo, lo cual es aún más grave cuando viven personas cerca, por lo que se considera una posible violación a sus derechos a la salud y a un ambiente sano. Un ejemplo de ello es la explotación minera a cielo abierto para la extracción de oro en el departamento de San Marcos. Algunos científicos indican que este tipo de minería impacta al medio ambiente, pues remueve las capas superficiales del suelo, y por tanto, la tierra fértil; utiliza cianuro para extraer el oro (el cianuro es un elemento venenoso para los seres vivos, que puede llegar a las fuentes de agua); elimina los bosques, patrimonio natural del país y fuente de aire, agua y biodiversidad; entre otras consecuencias. Esto ha generado muchos conflictos sociales y ambientales, especialmente en las comunidades rurales cercanas a las mineras, pues son las afectadas directamente.

Navega en la red Conoce diversas estadísticas sobre la minería en Guatemala, en la siguiente dirección: http://www. mem.gob.gt/viceministerio-de-mineria-e-hidrocarburos-2/estadisticas-mineras/

Ejercicio 12 De acuerdo con las consecuencias de la minería a cielo abierto que leíste, ¿qué opinión te merece la explotación de oro cerca de comunidades rurales indígenas en Guatemala? Forma un debate con tus compañeros de clase. Incluyan en la discusión lo siguiente: derechos de los pueblos indígenas, el derecho a un ambiente sano, el derecho a la salud y el derecho a la vida. Unidad 5 – Ciencias Naturales

121

Se estima que entre los años 2001 y 2006, Guatemala produjo 56.3 millones de toneladas métricas de minerales6. Algunos minerales metálicos presentes en Guatemala son: antimonio, zinc, cobalto, cobre, cromo, hierro, magnesio, manganeso, mercurio, níquel, plata, plomo, oro, titanio, tungsteno y uranio. Por ejemplo, el cobre se encuentra en los departamentos de Chiquimula, Alta Verapaz e Izabal. Se utiliza para elaborar alambres de electricidad y telefonía, pintura, pigmentos para papel, insecticidas, pirotecnia, vidrios de colores, etc.

El cobre se utiliza para la elaboración de alambres de electricidad.

Algunos minerales no metálicos presentes en Guatemala son: arcilla, arena silícea, asbesto, azufre, barita, bentonita, caliza, caolín, carbón, cuarzo, diatomita, dolomita, escoria volcánica, grafito, jadeíta ( jade), mármol, mica, obsidiana, ópalo, pómez, talco y yeso. Por ejemplo, la caliza se encuentra en los departamentos de El Progreso y Guatemala. Se utiliza para el tratamiento de aguas negras, la fabricación de jabones, la refinación de sal, la elaboración de compuestos pulidores, la fabricación de vidrio, la fabricación de papel y hule, etc. Recuerda: Los principales minerales que se explotan en Guatemala, según la cantidad extraída son: caliza, basalto, arcilla férrica, lutita férrica y sílice7. Recuerda: Los principales minerales que se explotan en Guatemala, de acuerdo con las ganancias que generan son: oro, plata, caliza, sílice y basalto8.

Ejercicio 13 Ingresa a la siguiente dirección y observa el mapa de exploración y explotación de minerales en Guatemala: http://www.mem.gob.gt/viceministerio-de-mineria-e-hidrocarburos-2/direccion-general-demineria/catastro-minero/ Ahora responde: ¿Qué es un catastro minero digital?

Según el Perfil Ambiental de Guatemala 2010-2012. Instituto de Agricultura, Recursos Naturales y Ambiente de la Universidad Rafael Landívar. 7 Según el Perfil Ambiental de Guatemala 2010-2012. 8 Según el Perfil Ambiental de Guatemala 2010-2012. 6

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Segundo grado – ciclo básico

A la ciencia por la experiencia 1.

¿Cómo construir una abonera?

El abono natural es mejor y más barato que el químico. No destruye los suelos y nosotros mismos podemos elaborarlo. Pero, ¿cómo? ¿Qué necesitas?

• • • • •

Un área donde hacer tu abonera Un poste de madera de 1½ metro de alto Materia orgánica: hojas secas, broza, basura orgánica, hojas y tallos verdes Tierra negra Regadera o manguera

• •

Ceniza o cal Un plástico negro

Procedimiento: 1.

A nivel del suelo, se abre un agujero profundo (más o menos de un metro de profundidad). En el centro se coloca el poste. En el agujero se introducen las siguientes sustancias, en capas de diez centímetros cada una:

• Capa de hojas secas • Capa de broza (humus) • Capa de basura orgánica (restos de verduras, huevos, comida, etc.) • Capa de ceniza o cal • Capa de hojas y tallos verdes • Capa de tierra negra 2. Debes regar cada capa con agua antes de colocar la siguiente capa. 3. Luego, se cubre con un plástico negro y se riega cada 5 o 10 días. Al cabo de un mes debe revisarse y, si está listo, darle la vuelta.

✏ ¿Cómo sabemos si está listo? Una de las formas es metiendo un machete, si sale sudado y caliente, significa que el abono está listo.

4. Si el abono está listo, se debe esperar 8 días y volverlo a voltear. En total, hay que esperar 3 meses hasta que todo el abono sea tierra, o sea, hasta que todo el material sea homogéneo9.

✏ Cuando esté listo el abono, ¿cómo lo podemos usar?

• Para los árboles frutales, agregaremos 2 libras por árbol. • Para las hortalizas, agregaremos 1 libra para cada 10 plantas. • Para macetas con flores, agregaremos un puñado por maceta. 9

Homogéneo: igual. Del mismo grosor, color y consistencia. Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Colección de rocas

Por medio de esta experiencia, podrás elaborar una colección de rocas con materiales de tu entorno.

¿Qué necesitas?

• • • • • •

Una maqueta de 30 x 30 cm hecha de madera, cartón piedra u otro material que resista el peso de las rocas Rocas de diferentes tipos Marcador punto fino negro Bolsas para colectar las rocas Palangana y agua

• • • •

Martillo y cincel

Etiquetas adhesivas Pegamento Pala de jardinería Brocha delgada o un cepillo de dientes que ya no uses

Procedimiento: 1.

Consigue diversos tipos de rocas. ¡Es muy fácil conseguirlas! Solo debes hacer una excursión a tu patio, o al jardín de tu escuela/colegio, o pide a tus padres que te llevan a pasear a un lugar donde haya abundante naturaleza. También puedes conseguir rocas que se usan en la construcción de casas (como lajas) u ornamentales, en un vivero. De ser necesario, utiliza una pala de jardinería para extraerlas del suelo. Ve guardando tus muestras en bolsas.

2. Será necesario limpiar algunas rocas. Para ello, puedes ayudarte con la brocha o el cepillo para retirar el polvo de las rocas suaves que pueden desmoronarse, o con una palangana con agua para lavar las rocas duras. De ser necesario, parte las rocas que colectaste hasta un tamaño de unos 3 x 3 cm para que quepan en tu maqueta. Usa el martillo y cincel con mucho cuidado. 3. Consigue un trozo de madera, o de cartón piedra, de aproximadamente 30 x 30 cm. 4. Pega las rocas en tu maqueta. 5. Con la ayuda de tu profesor, clasifica las rocas en ígneas, metamórficas o sedimentarias. Pregúntale el nombre de las rocas, de ser posible. 6. A cada roca colócale una etiqueta con la siguiente información: nombre de la roca, tipo de roca, lugar de colecta, fecha de colecta, descripción (color, forma, dureza, brillo, etc.). 7. Coloca una etiqueta con tu nombre, grado y sección. 8. Tu profesor organizará una exposición, donde podrás compartir tu colección de rocas con tus compañeros.

124

Segundo grado – ciclo básico

Perfil del suelo (perfil edáfico)

A continuación simularemos las capas que forman el suelo, para formar un perfil edáfico. Para ello utilizaremos diversos materiales comestibles que, luego, ¡puedes comer! Trabaja solo, en parejas o en grupo para realizar esta actividad.

¿Qué necesitas?

• • • • • •

Un frasco de vidrio mediano sin tapadera, debidamente lavado y sin etiqueta 4 galletas redondas de vainilla Rallador de cocina Coco rallado Colorante verde para pastelería Paletas de sabores, verdes y amarillas

• • • • •

4 galletas de chocolate Flan de vainilla Un vaso y una cuchara Gomitas en forma de insectos Botonetas de colores

Procedimiento: 1. Dentro del frasco colocaremos la primera capa. Para ello, cortamos dos de las galletas de vainilla en trozos grandes. Estos representan a la roca madre que todavía no ha sido degradada. 2. Ahora colocamos la siguiente capa. Para ello, cortamos las otras dos galletas de vainilla, pero las cortamos en pedazos más pequeños. Estas representan el horizonte C (subsuelo), cuyas partículas de roca ya empezaron a desintegrarse. 3. A continuación agregamos trozos grandes del flan. Estos representan el horizonte B, en el cual el suelo ya se encuentra desintegrado y contiene humedad. 4. Agregamos ahora las galletas de chocolate para representar el horizonte A. Pásalas por un rallador, para que puedas obtener un polvo. Esto representará el humus, que es de color negro por la presencia de materia orgánica. Si conseguiste gomitas con formas de insectos, colócalas aquí. 5. Por último agregaremos la capa más superficial, formada por animales y plantas. Las plantas puedes representarlas con el coco rallado, al que le agregarás el colorante verde para que simule ser hierba (prepáralo en un vaso aparte, revuelve el colorante con una cuchara para no mancharte). Los árboles puedes representarlos colocando las paletas verdes o amarillas. Las flores puedes simularlas con las botonetas de colores. ¡Usa tu creatividad y tu imaginación! 6. Organiza junto con tu profesor y tus compañeros una exposición en clase, donde podrás compartir tu perfil edáfico. Experimento basado en: https://www.youtube.com/watch?v=vHp27r1aPmw

Unidad 5 – Ciencias Naturales

125

Resumen La geología es la ciencia que estudia la estructura, el origen y los cambios de la Tierra, así como la naturaleza de los materiales que la componen. La geósfera es la parte de la Tierra que no incluye a la atmósfera ni a la hidrósfera. Está compuesta por rocas y minerales, ordenados de la forma siguiente: A. Según su composición química (modelo estático o geoquímico), se divide en las siguientes capas: corteza, manto y núcleo. B. Según el comportamiento mecánico de sus capas (modelo geodinámico), se divide en las siguientes capas: litósfera, astenósfera, mesósfera y núcleo. Una roca es una masa natural inorgánica formada por uno o varios minerales. Según su origen se clasifican en: ígneas, sedimentarias y metamórficas. El territorio guatemalteco empezó a surgir durante la era Mesozoica, como consecuencia del choque entre placas tectónicas; y surgió completamente en la era Cenozoica. Se encuentra ubicado entre dos placas tectónicas: Caribe y Cocos, en el océano Pacífico. El suelo es la parte superior de la corteza terrestre, donde viven y crecen microorganismos, animales y vegetación. Su espesor varía, desde algunos centímetros hasta pocos metros. Se forma al desintegrarse las rocas mediante el proceso de meteorización. Tiene un componente gaseoso (aire), uno líquido (agua y sales disueltas) y uno sólido (minerales y materia orgánica). Está formado por varias capas: materia orgánica superficial, capa superficial (horizonte A), capa intermedia (horizonte B), capa inferior o subsuelo (horizonte C) y roca madre. Los metales son los elementos químicos que tienen las siguientes características: brillo, conductividad elevada, maleabilidad, ductilidad, densidad elevada, punto de fusión elevado, dureza, no se combinan fácilmente entre sí, pero sí con elementos no metálicos. De acuerdo con su utilidad, el ser humano ha clasificado los metales en preciosos y no preciosos. Un mineral es una sustancia natural con una composición química característica y una estructura cristalina definida. Muchos minerales se forman a partir de los silicatos fundidos en el magma. Una aleación es una combinación entre metales con metales o metales con no metales, por medio de fusión. Los recursos naturales no renovables son aquellos que no se recuperan, pues una vez que se extraen, se agotan. Son de origen geológico. Por ejemplo: el petróleo y los minerales. La minería es una actividad económica que se refiere a la extracción de minerales metálicos y no metálicos del subsuelo. En Guatemala se extraen tanto minerales metálicos como no metálicos, siendo los primeros los más explotados en el país.

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Segundo grado – ciclo básico

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Define con tus palabras los siguientes conceptos: 1. Geología: 2. Roca: 3. Suelo: 4. Mineral: 5. Aleación: B. Responde las siguientes preguntas: 1. ¿Cuál es el tipo de roca más común en Guatemala? 2. ¿Por qué es importante el suelo para nuestra alimentación?

3. Escribe un ejemplo de metal precioso: 4. Escribe cinco ejemplos de minerales metálicos o no metálicos presentes en Guatemala a través de la minería: a. b. c. d. e. C. Completa el siguiente esquema sobre los tipos de rocas:

Ígneas

Son aquellas que, al quedar atrapadas en el interior de la tierra, sufren la acción de presiones y temperaturas elevadas.

Tipos de rocas

Sedimentarias

Unidad 5 – Ciencias Naturales

127

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. En el siguiente esquema, escribe los nombres de los horizontes que forman el suelo.

B. Describe cada una de las fases de formación del suelo. Ayúdate de la ilustración.

1. 2. 3. 4. 5.

C. Escribe dos ejemplos de metales que utilices en tu vida diaria. Escribe su nombre y para qué los utilizas: 1. 2. D. Escribe los nombres que se te indican en la ilustración: 1. Norte geográfico 2. Norte magnético 3. Sur geográfico 4. Sur magnético

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Segundo grado – ciclo básico

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades A. Lee las siguientes noticias.

Extracción de petróleo en el Parque Nacional Laguna del Tigre Según el Perfil Ambiental de Guatemala 2010 – 201210, uno de los proyectos mineros más controversiales en el país fue la prórroga y ampliación del contrato 2-85, que permite la explotación petrolera en el Parque Nacional Laguna del Tigre (PNLT), una de las áreas protegidas del país, amparada mediante el Decreto 4-89 (Ley de Áreas Protegidas). En el plan maestro de esta área, se indica expresamente que la actividad petrolera dentro del parque es prohibida, pues tiene repercusiones ambientales que han contribuido al deterioro de su integridad ecológica. Esta área protegida, ubicada en Petén, brinda servicios o bienes como agua, oxígeno, protección de suelos, turismo, entre otros. Es rico en flora y fauna, y el último refugio de especies como la guacamaya roja (Ara macao). Sin embargo, el gobierno de turno argumentó que la extracción de petróleo traería beneficios económicos al país, por lo cual aprobó una prórroga al contrato que permite que la empresa internacional Perenco, continúe explotando este recurso, a cambio de regalías. Según un análisis económico realizado por expertos, estas regalías son insignificantes si se comparan con las ganancias de la petrolera, y el dinero que ingresa al país por esta actividad es inferior al valor por conservar los recursos naturales de esta área protegida que, además, es patrimonio de todos los guatemaltecos y las guatemaltecas.

B. Responde las preguntas: 1. Según tu opinión, ¿qué vale más? ¿Los ingresos económicos al gobierno o la conservación de un área protegida que es patrimonio nacional y que está protegida por ley? Justifica tu respuesta.

Instituto de Agricultura, Recursos Naturales y Ambiente de la Universidad Rafael Landívar Unidad 5 – Ciencias Naturales

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Revisa tu aprendizaje Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Describo las características y composición de las capas de la Tierra.

Después de estudiar...

Explico algunos fenómenos y procesos geológicos. Defino con mis palabras qué es una roca, así como el proceso de su formación. Enumero los tipos de roca existentes, con énfasis en las que se encuentran en Guatemala. Describo la geología de Guatemala. Defino con mis palabras qué es suelo y esquematizo su estructura. Diferencio entre metales y minerales, describiendo sus características. Opino sobre la explotación de minerales en Guatemala. Realizo experimentos donde aplico los conocimientos de la unidad, utilizando el método científico.

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Segundo grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

Seres vivos

unidad

¿Qué sabes del tema? Escribe 10 ejemplos de seres vivos que estén a tu alrededor: 1.

10.

¿Sabes cómo se llama al conjunto de seres vivos que existen en el planeta? ¿Sabes qué nombre recibe la relación que existe entre todos los seres vivos y el ambiente que los rodea? ¿Sabes qué relaciones existen entre todos los seres vivos entre sí? Durante esta unidad conocerás más sobre los seres vivos y el ambiente que los rodea, lo cual te ayudará a responder estas preguntas. También aprenderás algunas formas para conservar la naturaleza, como una muestra de respeto a nuestro planeta que nos brinda abrigo, alimento y todo lo que necesitamos para vivir.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo de los seres vivos • Biodiversidad o diversidad biológica • Flora y fauna de Guatemala • Amenazas a la biodiversidad • Conservación de la biodiversidad • Relaciones entre los seres vivos • Ecosistemas • Recursos naturales A la ciencia por la experiencia • Construye un ecosistema acuático • Ecoladrillos: reutilizar y reciclar • ¡Plantas en competencia! Verifica tu aprendizaje

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia 3. Analiza las interacciones de los diferentes factores de los ecosistemas, su organización, características, evolución y las diversas causas de su deterioro.

Indicador de logro

Actividades

3.2 Establece interacciones entre los factores bióticos y abióticos de los ecosistemas.

Escribe cuál es el objetivo del Convenio sobre la Diversidad Biológica. Realiza un concurso con un compañero para describir la agrobiodiversidad de Guatemala que conocen. Describe acciones que puede realizar para contribuir a preservar la flora y fauna de Guatemala. Identifica los factores bióticos y abióticos de un ecosistema a través de un ejercicio. Comparte con sus compañeros su experiencia con ecosistemas acuáticos de su entorno. Reflexiona sobre acciones en pro de la conservación del manatí. Realiza un mural sobre los beneficios de salvar especies que se encuentran en peligro de extinción. Describe las diferencias entre los bosques húmedos y los bosques montanos. Identifica los factores bióticos y abióticos de los ecosistemas de Guatemala. Identifica los tipos de relaciones entre especies en diversos ejercicios. Reflexiona sobre el uso racional del petróleo. Identifica acciones para proteger los recursos naturales en un ejercicio de comprensión lectora. Identifica acciones para reciclar, reutilizar y reusar. Organiza una colecta de desechos de plástico y aluminio para reciclarlos.

3.5 Promueve prácticas de conservación y uso adecuado de los recursos naturales.

Ejes transversales:

Componentes:

•

Desarrollo sostenible.

Desarrollo humano integral, relación ser humano-naturaleza, preservación de los recursos naturales.

Valores: •

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Segundo grado – ciclo básico

Amor y respeto a la naturaleza, valoración de los bienes y servicios que brinda la naturaleza al ser humano.

El mundo de los seres vivos 1.

Biodiversidad o diversidad biológica

1.1 Biodiversidad La biodiversidad es la variedad de seres vivos que existe en el planeta, y comprende: a. La diversidad de organismos dentro de cada especie. Por ejemplo, todos los perros son de la misma especie (Canis familiaris), pero existe una gran variedad, por lo que se clasifican en razas.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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b. Diversidad entre las especies. Por ejemplo, dentro del orden primates existen diferentes especies: chimpancés, orangutanes, monos y los seres humanos.

c. Diversidad de ecosistemas, que veremos en detalle más adelante. La diversidad biológica de Guatemala es consecuencia de una gran variedad de climas que va desde las condiciones más secas del país en el monte espinoso del Valle del Motagua, hasta el bosque nuboso, que tiene grandes altitudes y abundante precipitación, como el que se encuentra en el Biotopo del Quetzal o en la Sierra de las Minas.

1.2 Biomas de Guatemala Una forma de clasificar los ecosistemas es a través de biomas. Un bioma es un grupo de ecosistemas con una flora característica, en el cual conviven animales y microorganismos. En Guatemala existen siete biomas, según la clasificación del científico Luis Villar: Bioma

Selva tropical húmeda

Tierras planas. Alta biodiversidad.

Selva tropical lluviosa

Húmeda y lluviosa. Tiene humedales, estuarios, selvas, etc.

Selva subtropical húmeda

Muy lluviosa, con especies de flora de hoja ancha.

Sabana tropical húmeda

Incluye las playas y los estuarios, entre otras áreas del Pacífico.

Bosque de montaña

En él habitan especies como coníferas (pino, ciprés) y encinos.

Chaparral espinoso

Muy seco, en él habitan especies como cactus.

Selva de montaña

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Características

Segundo grado – ciclo básico

Muy húmeda, en ella habitan especies como musgos y helechos.

Fauna y flora de Guatemala

Guatemala es uno de los 19 países del mundo considerados como megadiversos, por la abundancia de especies que alberga. En conjunto, estos países concentran el 70 % de la biodiversidad del planeta. A continuación, te invitamos a conocer sobre la flora y la fauna del país.

2.1 Fauna Mamíferos

En Guatemala existen 244 especies. Algunos mamíferos se encuentran en peligro de extinción, como el tapir (Tapirus bairdii), el jaguar (Panthera onca) y el manatí (Trichechus manatus).

Aves

En Guatemala existen 706 especies. Algunas se encuentran en peligro de extinción como la guacamaya roja (Ara macao) y el loro cabeza amarilla (Amazona auropalliata) que se usan como mascotas, y el guardabarrancos (Myadestes obscurus), por la pérdida de su hábitat.

Anfibios

En Guatemala existen 142 especies de ranas, sapos y salamandras. Por ejemplo, la rana verde de ojos rojos (Agalychnis callidras) que se encuentra en peligro de extinción por la pérdida de los bosques.

Reptiles

En Guatemala existen 245 especies entre cocodrilos, serpientes, tortugas y lagartijas. Algunos reptiles se encuentran en peligro de extinción como las tortugas marinas y el lagarto escopión o niño dormido (Heloderma horridum) por la pérdida de su hábitat; y el cocodrilo de Petén (Crocodylus moreletti) por su caza para fabricar artículos como bolsas.

Peces

En Guatemala existen 1033 especies. Algunas solo se encuentran en Guatemala, y en ningún otro país (son endémicas), como el pez blanco de Petén (Petenia splendida) y otras que se encuentran en peligro de extinción como el pejelagarto (Atractosteus tropicus) y el pez vela (Istiophorus platypterus).

Invertebrados

En Guatemala existen más de 100 000 especies de invertebrados como insectos, arácnidos, moluscos, crustáceos, corales, etc. Algunos se encuentran en peligro de extinción, como la concha reina (Strombus gigas), por su pesca insostenible.

Tortuga marina

Rana verde de ojos rojos

Jaguar

Guacamaya roja

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Importancia de la fauna Sabías que... A 2013, en Guatemala existían 181 especies de animales vertebrados en peligro de extinción.

•

Forma parte de la biodiversidad del país, y de las cadenas alimenticias de los ecosistemas.

• • •

Es fuente de alimento para el ser humano. Algunas especies tienen propiedades medicinales. Algunas especies son fuente de materia prima industrial, como telas, tintes, cuero, etc.

dibujo

El cuero es una materia prima obtenida a partir de animales.

Navega en la red 1. Te invitamos a ingresar a la siguiente dirección, donde podrás observar videos sobre la megadiversidad de Guatemala:

http://www.chmguatemala.gob.gt/informacion/redes-de-informacion-sistemas-y-bases-dedatos/servicios/videos

2. Visita la página de la Sociedad Guatemalteca de Ornitología para conocer más sobre las aves del país: http://www.avesdeguatemala.org/ 3. Visita el Facebook de la Asociación Herpetológica de Guatemala para conocer más sobre los reptiles y anfibios del país: https://www.facebook.com/pages/Asociaci%C3%B3n-Herpetologicade-Guatemala/259843564035941?sk=posts_to_page

Ejercicio 1 Ingresa al sitio del Convenio sobre la Diversidad Biológica: https://www.cbd.int/ Indica cuál es el objetivo de dicho convenio.

136

Segundo grado – ciclo básico

2.2 Flora Guatemala cuenta con una alta riqueza de plantas, con 10 317 especies distribuidas de la siguiente forma: Algas

20 especies.

Hepáticas

195 especies.

Helechos

375 especies. Algunas de ellas se encuentran amenazadas de extinción, como los chipes (Cnemidaria spp.) por su uso como ornamento.

Musgos

527 especies.

Coníferas

58 especies, como los pinos (Pinus spp.) y el ciprés (Cupressus lussitanica).

Monocotiledóneas

2352 especies, como el maíz (Zea mays), las orquídeas y las bromelias (gallitos). Algunas se encuentran en peligro de extinción como la Tillandsia xerographica (gallito), pues se utiliza como ornamento, pero se extrae directamente de la naturaleza; o nuestra flor nacional, la monja blanca (Lycaste skinneri var. alba) por la pérdida de su hábitat.

Dicotiledóneas

5839 especies, como los encinos (Quercus spp.) o la ceiba (Ceiba pentandra. Algunas se encuentran en peligro de extinción, como los cactus, el cedro (Cedrela odorata) y el Santa María (Calophylum brasiliense), porque se extraen insosteniblemente para usarlos como ornamento o madera.

Agrobiodiversidad Se refiere a la diversidad de especies agrícolas que existen en el país. Guatemala es centro de origen de muchas especies alimenticias, que actualmente se consumen en todo el mundo como: frijol (Phaseolus vulgaris), maíz (Zea mays), chile (Capsicum spp.), cacao (Theobroma cacao) y aguacate (Persea spp.).

Chiles

Cacao

Maíz

Frijol

Aguacate

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Importancia de la flora

•

Forma parte de la biodiversidad del país, y es la base de las cadenas alimenticias de los ecosistemas.

•

Algunas especies tienen usos medicinales, comestibles, artesanales, textiles u ornamentales.

• •

Algunas especies se emplean para la construcción y carpintería.

•

Algunas especies tienen propiedades insecticidas, y se usan como insecticidas naturales.

•

Los subproductos del bosque, como la leña, se utilizan como combustible.

Algunas especies tienen usos industriales, como producción de papel, hule, chicle, etc.

Plantas comestibles

Uno de los subproductos del bosque es la leña, que se usa como combustible.

Ejercicio 2 Busca un compañero para realizar el siguiente concurso. En un minuto, cada uno debe escribir en una hoja en blanco el nombre de todas las frutas y verduras que conozca. Hagan el ejercicio al mismo tiempo. Gana el que más frutas y verduras escriba. Responde: De acuerdo con la cantidad de frutas y verduras que cada uno mencionó, ¿consideras que Guatemala es un país agrobiodiverso? Explica tu respuesta.

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Segundo grado – ciclo básico

2.3 Hongos En Guatemala existen 376 especies de hongos, aunque no se conocen todas las especies microscópicas, que pueden aumentar este número. Algunos de estos hongos son comestibles, como el anacate (Cantharellus cibarius); pero otros son venenosos como la Amanita muscaria.

Hongos comestibles

La Amanita muscaria es una especie de hongo venenoso.

Sabías que... En Guatemala existen más de 80 especies de hongos comestibles. Los mayas tenían grandes conocimientos sobre las propiedades comestibles, medicinales y alucinógenas de los hongos. Incluso hacían estatuas llamadas “piedras hongo” que tallaban en rocas volcánicas.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Amenazas a la biodiversidad

Se estima que casi el 20 % de la biodiversidad de Guatemala se encuentra en peligro de extinción. Algunas causas son: Deforestación

Elimina los bosques y la flora y fauna que en ella viven.

Incendios forestales

Muchas veces provocados para eliminar los bosques y que las tierras queden disponibles para la ganadería o los cultivos extensivos, como la palma africana.

Cambio de uso del suelo

Se da cuando los bosques se eliminan para otros usos como: ganadería, cultivos, construcciones de carreteras o de ciudades, entre otros.

Tráfico de especies animales y de plantas

Guatemala cuenta con leyes que prohíben el tráfico de animales y plantas en peligro de extinción. A nivel internacional existe la Convención sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas de Fauna y Flora Silvestres (CITES), que vela porque el comercio internacional de animales y plantas silvestres no sea una amenaza para su supervivencia.

Contaminación

La contaminación del agua, por ejemplo, causa eutrofización1 de los lagos y la muerte de especies acuáticas.

Cacería ilegal

Muchas especies de fauna que se encuentran en peligro de extinción, como el tepezcuintle (Agouti paca) y el venado cola blanca (Odocoileus virginianus), son cazados por el sabor de su carne. Su caza es ilegal.

Uso de especies en peligro de extinción como mascotas

Muchas especies de aves son codiciadas como mascotas. Sin embargo, esto está causando su extinción, como en el caso de la guacamaya roja y varias especies de loros, como: el loro cachete amarillo (Amazona autumnalis) y el loro cabeza azul (Amazona farinosa).

Comercio ilegal

Algunas especies tienen valor económico, como el caso del pinabete (Abies guatemalensis), que es utilizado como árbol navideño, pero que se encuentra en peligro de extinción, pues en los bosques naturales se cortan las ramillas con semillas, y no se permite su regeneración natural.

Cambio climático

Es un fenómeno actual producido por la contaminación atmosférica provocada por el ser humano, que causa variaciones en el clima, con periodos muy secos (sequías) o muy lluviosos (inundaciones), que afectan no solo a la biodiversidad, sino que al ser humano, ya que pueden causar desastres naturales.

Navega en la red Visita la galería fotográfica de la Convención sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas de Fauna y Flora Silvestres (CITES), para conocer los animales y plantas amenazados: - http://www.cites.org/esp/gallery/species/index.html 1

Eutrofización: exceso de nutrientes en un cuerpo de agua, generalmente causado por fertilizantes u otros

contaminantes, que causan el afloramiento de microorganismos que consumen el oxígeno del agua, matando a otras especies, como peces.

140

Segundo grado – ciclo básico

Conservación de la biodiversidad

Guatemala cuenta con 328 áreas protegidas2, que son sitios donde se preservan muestras representativas de la biodiversidad del país. Cubren poco más del 30 % del territorio nacional. Están protegidas por ley, mediante el Decreto 4-89, Ley de Áreas Protegidas. Algunos ejemplos son:

• Biotopo protegido para la conservación

• Área de Usos Múltiples Cuenca del Lago de Ati- del manatí “Chocón Machacas” (Izabal) tlán (Sololá) • Reserva Protectora de Manantiales Cerro • Parque Regional Municipal Los Altos de San Mi- San Gil (Izabal) guel Totonicapán (Totonicapán) • Parque Nacional Laguna del Tigre (Petén) • Monumento Natural Semuc Champey (Cobán) • Reserva de la Biosfera Maya (Petén) • Monumento Cultural Ceibal (Petén) • Reserva Natural Privada Pachuj (Sololá) • Todos los volcanes (son zonas de veda definitiva) ¿Qué puedo hacer para evitar la pérdida de la biodiversidad en mi país? Algunas cosas que como jóvenes podemos hacer para contribuir a conservar la diversidad biológica de nuestro país son:

• • • • • •

No comprar especies de flora o fauna en peligro de extinción para tenerlas como ornamento o mascotas. Solo comprar pinabete proveniente de plantaciones certificadas. Reforestar. No arrojar basura fuera de los basureros. Realizar campañas educativas con nuestros amigos y familiares. Reciclar y reutilizar. Por ejemplo: imprimir a doble cara, imprimir solo lo necesario (usar medios electrónicos), usar la parte de atrás de hojas impresas, etc.

Ejercicio 3 Escribe qué otras acciones puedes realizar para contribuir a preservar la flora y fauna de Guatemala:

Navega en la red Puedes visitar las áreas protegidas de Guatemala. Para ello, ingresa al siguiente enlace para conocer cómo llegar y los servicios turísticos con los que cuentan: http://www.turismo-sigap.com/es Para conocer la lista completa de las áreas protegidas de Guatemala, así como sus objetivos y localización, ingresa al siguiente sitio: http://www.conap.gob.gt/ Para conocer las reservas naturales privadas de Guatemala, ingresa a la siguiente dirección: http:// www.reservasdeguatemala.org 2

Datos de 2015. Unidad 6 – Ciencias Naturales

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5. Ecosistemas Un ecosistema es una comunidad de seres vivos que se relacionan entre sí y con el ambiente en el que viven. Un río, un charco, un lago o un bosque son ejemplos de ecosistemas. Las plantas y los animales encuentran en ellos alimento, agua, aire y la temperatura adecuada para vivir. Un ecosistema está compuesto por dos tipos de factores:

Factores bióticos

Son todos los seres vivos que conviven en equilibrio: la flora, compuesta por todas las especies vegetales, y la fauna, compuesta por todas las especies del reino animal. También incluye organismos como arqueobacterias, bacterias, hongos y protistas.

Son todos los elementos sin vida (agua, suelo, aire, etc.) y las condiciones físicas que permiten el desarrollo de los seres vivos (temperatura, humedad, altitud y luz del Sol).

Factores abióticos

El desarrollo de los seres vivos está condicionado por los factores abióticos: clima, temperatura, lluvia, etc., de tal manera que los cambios en el ambiente pueden afectar la vida de las plantas, de los animales y del ser humano, arriesgando así su existencia.

Navega en la red Para aprender más sobre los ecosistemas, te invitamos a buscar información en esta dirección de Internet: http://catedu.es/chuegos/kono/sexto/t1/eco2.swf

Ejercicio 4 Subraya la opción que completa correctamente cada enunciado. 1. Un ejemplo de ecosistema es…

2. Un factor abiótico en un ecosistema es…

El aire

El suelo

Un bosque

La vegetación

El suelo

La fauna

3. Un factor biótico en un ecosistema es…

La humedad

La luz del Sol

Una bacteria

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Segundo grado – ciclo básico

5.1 Tipos de ecosistemas Dependiendo del medio en el que se desarrollan los seres vivos, un ecosistema puede ser acuático o terrestre.

A. Ecosistemas acuáticos Un ecosistema acuático es aquel que se desarrolla en el agua, ya sea dulce o salada. Según la salinidad3 del agua, podemos distinguir tres tipos de ecosistemas acuáticos: Ecosistemas de agua dulce

Se encuentran en las aguas continentales de ríos, lagos y lagunas. Algunos ejemplos son: el lago de Atitlán, en Sololá o la laguna de Ayarza, en Santa Rosa.

• Factores bióticos: algas y plantas acuáticas, patos, moluscos, crustáceos y variedad de peces.

Lago de Atitlán

Ecosistemas de agua salada

• Factores abióticos: agua con bajo contenido de sal y buena iluminación. Se encuentra en los mares y océanos. Sobresalen los arrecifes4, que protegen las playas contra las olas del mar. En Guatemala, son ejemplos el océano Pacífico y el océano Atlántico.

• Factores bióticos: algas y plantas acuáticas, esponjas, moluscos, corales y peces de distintos colores y tamaños.

• Factores abióticos: agua con alto contenido de sal. La iluminación depenArrecife

Estuarios

Mangle

de de la profundidad del agua.

Se forman en las desembocaduras de los ríos, donde el agua dulce se mezcla con el agua salada del mar. Por ejemplo, los manglares en el canal de Chiquimulilla, en Santa Rosa.

• Factores bióticos: manglares, moluscos, crustáceos, peces y aves. • Factores abióticos: aguas cálidas, con salinidad entre dulce y salada.

Ejercicio 5 Escribe el nombre de los ecosistemas acuáticos de Guatemala que conozcas. Comparte tus experiencias en esos ecosistemas con tus compañeros.

3 4

Salinidad: cantidad de sal disuelta en el agua. Arrecife: son grandes colonias de corales que están cubiertos por carbonato de calcio, donde viven múltiples especies marinas. Es uno de los ecosistemas más ricos del planeta Tierra. Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Biotopo Chocón Machacas: Ecosistema acuático para conocer y cuidar Guatemala cuenta con 5 lagos, 68 lagunas, 109 lagunetas y 38 ríos, de los cuales sobresalen el lago de Atitlán, el lago Petén Itzá, el lago de Izabal y Río Dulce. Cerca de este último, se encuentra el Biotopo Chocón Machacas, un importante ecosistema acuático que se dedica a la protección del manatí. Hogar del manatí El biotopo de Chocón Machacas se localiza en el municipio de Livingston, en el departamento de Izabal. Es una zona protegida y declarada como reserva natural del manatí. Objetivo: preservar el hábitat natural del manatí, que se encuentra en peligro de extinción por la pesca ilegal. También protege otras especies, como el cocodrilo y la nutria. La flora está compuesta por especies vegetales acuáticas, helechos, musgos y manglares.

Ejercicio 6 Lee el texto siguiente sobre el manatí, reflexiona y realiza la actividad que se te pide. El manatí es un animal herbívoro, mamífero y marino que vive en aguas cálidas. Es amigable e inofensivo. Por su enorme tamaño, de tres a cuatro metros, no tiene más depredadores que el ser humano. Por lo tanto, de nosotros depende que esa especie se conserve o se extinga. Escribe una acción que ayude a la conservación del manatí. Tienes un ejemplo. Denunciar ante las autoridades la caza ilegal del manatí.

Ejercicio 7 Para trabajar en equipo. Con tus compañeras y compañeros, elaboren un mural que muestre los beneficios de salvar las especies que están en peligro de extinción. Coloquen imágenes y frases sobre el tema.

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Segundo grado – ciclo básico

B. Ecosistemas terrestres La gran variedad de climas determina los distintos ecosistemas terrestres, con flora y fauna diferentes, que se adaptan a las condiciones climáticas de cada región. Por ahora estudiaremos el bosque húmedo, el bosque montano, el bosque seco y el arbustal espinoso. Bosque húmedo

Es propio de las selvas, se desarrolla en las regiones bajas, cercanas al nivel del mar. Es muy rico en especies de animales y plantas. Un buen ejemplo es la Biosfera Maya, en el departamento de Petén.

• Factores bióticos: cuenta con gran variedad de vegetación, desde musgos

hasta plantas de gran altura. Predominan los árboles frondosos y de maderas preciosas. Se aprecian jaguares, pumas, monos aulladores, pizotes, tapires, zorros, mapaches, tepezcuintles, guacamayas, loros, tucanes, faisanes, etc.

• Factores abióticos: clima cálido y húmedo, con abundantes lluvias. Bosque montano

Se desarrolla en las regiones montañosas. En Guatemala se encuentra en los departamentos de Sololá, Chimaltenango, Sacatepéquez, Quiché, Guatemala y Alta Verapaz.

• Factores bióticos: predominan las coníferas: pinos, cipreses y pinabetes, que

soportan bajas temperaturas en épocas frías. Es el hogar de ardillas, gatos de monte, coyotes y gran variedad de aves, como el pájaro carpintero.

• Factores abióticos: clima frío o templado y lluvias estacionales. Bosque seco

Es propio de las regiones con escasa humedad y poca vegetación. En Guatemala, el bosque seco se desarrolla en los valles del río Chixoy, del río Motagua y también en las planicies de Chiquimula y Jutiapa.

•

Factores bióticos: matorrales leñosos, pajonales y árboles de poco follaje. Habitan reptiles, insectos y arácnidos. Todos ellos adaptados a soportar temperaturas cálidas y a vivir con poca agua.

• Factores abióticos: clima seco, con temperaturas elevadas y lluvias escasas. Arbustal espinoso

Se desarrolla en las regiones muy secas, casi desérticas. En Guatemala, el arbustal espinoso es propio del valle del río Motagua, en los departamentos de El Progreso y Zacapa.

• Factores bióticos: Presenta plantas adaptadas a la sequedad extrema: cactus,

acacia y arbustos espinosos. Alberga lagartijas, escorpiones, alacranes, arañas, serpientes y buitres.

• Factores abióticos: clima muy seco, cálido y casi desértico.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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A continuación estudiaremos un ecosistema terrestre en especial, el Biotopo Mario Dary Rivera. Biotopo Mario Dary Rivera: Riqueza terrestre para conservar Refugio del quetzal Se localiza entre los municipios de Purulhá y Salamá, en Baja Verapaz. Su nombre original es Biotopo Mario Dary Rivera, pero se le conoce como Biotopo del Quetzal. Objetivo: proteger y conservar el bosque nuboso, que es el hábitat del quetzal y de muchas otras especies de animales y plantas. Además, el biotopo resguarda otros animales como el guardabarrancos, el tucán esmeralda, insectos y mamíferos, como ardillas, pizotes y monos aulladores. Entre las plantas predominan los helechos, los musgos, los hongos y las orquídeas. Los biotopos, los parques nacionales y las reservas naturales tienen como propósito conservar y proteger la vida de los animales y de las plantas que están en peligro de extinción.

Ejercicio 8 En tu cuaderno, escribe en qué se diferencian los bosques húmedos de los bosques montanos.

Ejercicio 9 Lee cada texto y escribe los factores bióticos y abióticos que identifiques en cada ecosistema. a. El cerro Miramundo, situado en el departamento de Zacapa, está cubierto de matorrales y árboles de poco follaje. Su clima es cálido y seco. Factores bióticos: Factores abióticos: b. Los manglares de Guatemala, en el litoral del Pacífico, se caracterizan por la presencia de árboles de mangle y de abundantes peces, reptiles e invertebrados, que se desarrollan gracias al clima cálido y a la mezcla de agua dulce con agua salada. Factores bióticos: Factores abióticos:

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Segundo grado – ciclo básico

Relaciones entre los seres vivos: convivir para la supervivencia

Las especies de plantas y animales establecen relaciones de convivencia para satisfacer sus necesidades de alimentación, espacio o protección. Ningún organismo vive aislado en la naturaleza. La relación entre especies es la interacción de un ser vivo con otros seres, en un ecosistema determinado. Por ejemplo, una planta se nutre gracias a la fotosíntesis. Aunque no necesita de otros seres para alimentarse, sí debe relacionarse con otros organismos para su supervivencia. Fíjate cómo ocurre:

• • •

Compite por espacio, luz y agua con otras plantas. Atrae insectos y animales para que dispersen su polen y sus semillas. Produce sustancias tóxicas para defenderse de los herbívoros, insectos u hongos que puedan ponerla en peligro.

Recuerda: un ecosistema es una comunidad de seres vivos que se relacionan entre sí y con el ambiente en el que viven. Dependiendo del tipo de relación que establezcan dos especies, se clasifican así: simbiosis

mutualismo comensalismo

Relaciones entre especies depredación

parasitismo

competencia Cuando dos especies distintas se relacionan entre sí pueden ocurrir situaciones distintas, por ejemplo, recibir un beneficio mutuo, dañar una a la otra o luchar entre ellas para sobrevivir, como estudiaremos en las páginas siguientes.

Navega en la red ¿Quieres saber más sobre las relaciones entre especies? Visita el siguiente sitio: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena11/2quincena11_ contenidos_2c.htm Unidad 6 – Ciencias Naturales

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6.1 Simbiosis Sabías que... La palabra simbiosis es de origen griego. Proviene de syn que significa “junto con” y de bios, “vida”.

¿Te has fijado cómo algunas aves construyen sus nidos en las ramas de los árboles? Entre los pájaros y los árboles hay una relación simbiótica. La simbiosis es la asociación entre seres vivos de distintas especies. Las relaciones simbióticas se clasifican en: mutualismo, comensalismo y parasitismo.

•

Mutualismo: ayuda mutua Es la relación entre dos organismos que conviven y se benefician mutuamente, no pueden sobrevivir separadamente. Por ejemplo, los insectos toman el néctar de las flores, a la vez que llevan el polen de una planta a otra. Ambas especies se ayudan: los insectos se alimentan y las plantas se reproducen por polinización.

•

Comensalismo: dar sin esperar nada a cambio Es la relación entre dos organismos, en la que uno de ellos llamado comensal se beneficia, sin causar daño o beneficio al otro. Por ejemplo, las orquídeas viven en los árboles, que les sirven solo de soporte. La convivencia no favorece ni perjudica a los árboles.

•

Polinización

Orquídea

Parasitismo: comer, vivir a costa ajena Es la relación en la que un organismo llamado parásito vive sobre o dentro de otro llamado huésped, causándole daño. Por ejemplo, las pulgas y las garrapatas se alimentan de la sangre de los animales, causándoles daños en la piel y enfermedades.

Parásito

Ejercicio 10 Identifica el tipo de relación entre especies que se describe en el texto y subraya la opción de la respuesta correcta. Los gallitos (tillandsias) son plantas que viven sobre el tronco y las ramas de los árboles para alcanzar la mayor cantidad de luz posible, sin perjudicar al árbol sobre el que crecen.

• 148

Mutualismo

Segundo grado – ciclo básico

•

Parasitismo

• Comensalismo

6.2 Depredación: cazar para vivir La depredación es la relación entre dos organismos, en la cual uno de ellos, llamado depredador, mata a otro de distinta especie, la presa, para alimentarse. Ejemplo: El águila que atrapa peces para alimentarse. Las plantas y los animales también establecen un tipo especial de depredación: el animal (depredador) se alimenta de una planta (presa), sin llegar a matarla, como es el caso de las vacas que se alimentan de pasto. La relación de depredación mantiene el equilibrio de los ecosistemas porque:

• •

Se asegura el alimento de algunas especies. Se mantiene la cantidad necesaria de individuos de una especie. De lo contrario, habría sobrepoblación de ciertos organismos que podrían convertirse en plagas.

6.3 Competencia: luchar para vivir La competencia es la relación entre dos organismos que luchan por el mismo recurso: alimento, hábitat u otro elemento que necesiten para sobrevivir. Ejemplo: los árboles que crecen cerca unos de otros compiten por luz, agua, nutrientes y espacio. La planta que crece más, limita el desarrollo de la otra.

Ejercicio 11 Identifica el tipo de relación entre especies que se describe en cada texto y subraya la opción de la respuesta correcta. 1. El jaguar es el mamífero carnívoro más grande de Guatemala, caza tapires y otros animales que le sirven de alimento.

2. Las colonias de hormigas de especies distintas que habitan en un ecosistema se atacan por conseguir la misma comida.

Depredación

Parasitismo

Competencia

Mutualismo

Comensalismo

Competencia

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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6.4 Cadena trófica Sabías que... La palabra trófica es de origen griego. Proviene de trophós que significa “alimenticio”.

La mariposa se nutre del néctar de las flores y la rana, animal insectívoro, puede comerse a la mariposa. Así se forma una cadena, en la cual cada ser se alimenta del anterior y es a la vez alimento del siguiente. La cadena trófica o cadena alimentaria es la relación en la que los seres vivos se alimentan unos de otros para proveerse de energía y nutrientes, dentro de un ecosistema. La cadena trófica está conformada por tres niveles, en los que se agrupan todas las especies. Veamos.

Productores

Cadena trófica

Son organismos autótrofos. Los productores inician la cadena trófica y la distribución de la energía. A este grupo pertenecen las plantas y las algas.

Consumidores Son organismos heterótrofos, se alimentan de productores o de otros consumidores, como veremos más adelante. A este grupo pertenecen los animales.

Descomponedores Se alimentan de materia en estado de descomposición. Ellos se encargan de reducir los restos de otros organismos a formas más sencillas y devolverlos al suelo para que las plantas vuelvan a utilizarlos como nutrientes. A este grupo pertenecen los hongos y las bacterias.

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Segundo grado – ciclo básico

La gráfica siguiente ilustra los tres niveles de la cadena trófica: Consumidores Primario

Secundario

Terciario

Las flechas indican cómo se transfiere la energía de un ser vivo a otro en la cadena trófica en un ecosistema: inicia siempre con los productores, que son ingeridos por los consumidores hasta llegar a los descomponedores que, al nutrir a las plantas, dan continuidad a la cadena.

6.5 Tipos de consumidores:

dime qué comes y te diré quién eres

Dependiendo del tipo de alimento que consuman los organismos, se clasifican a su vez en:

•

Primarios: Animales herbívoros, se alimentan de los productores. Ejemplo: El conejo, animal herbívoro, es un consumidor primario.

•

Secundarios: Animales carnívoros que se alimentan de consumidores primarios. Ejemplo: El zorro es un consumidor secundario porque se alimenta de animales herbívoros, como el conejo.

•

Terciarios: También son carnívoros, se alimentan de consumidores secundarios. Ejemplo: El puma se alimenta de otros carnívoros, como el zorro. Otro ejemplo de consumidor terciario es el ser humano. Si comemos una mojarra, que a su vez se alimentó de crustáceos pequeños, y estos comieron algas, somos consumidores terciarios y el final de una cadena trófica.

Algunos animales, como el ser humano, son omnívoros, lo cual significa que son herbívoros y carnívoros al mismo tiempo. Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Ejercicio 12 Lee el texto e identifica los productores y consumidores en la cadena trófica de un ecosistema acuático. Escribe el nombre en la línea correspondiente. Te ayudamos con el ejemplo. La foca es un mamífero marino que come peces y crustáceos, y estos a su vez se alimentan de algas. Entre los depredadores naturales de la foca está el tiburón blanco, un animal estrictamente carnívoro. 0. Productores: algas 1. Consumidores: • Primarios: • Secundarios: • Terciarios:

Ejercicio 13 El ser humano, omnívoro por excelencia, puede ocupar distintos niveles en una cadena trófica. Observa cada ilustración y escribe a qué tipo de consumidor pertenece una persona según el alimento que consume. Tienes un ejemplo.

consumidor primario

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Segundo grado – ciclo básico

Recursos naturales: la naturaleza es generosa

Nuestros alimentos, la ropa, algunas herramientas de trabajo y la casa donde vivimos están hechos de materiales que hemos tomado de la naturaleza. Los recursos naturales son aquellos que la naturaleza proporciona a los seres humanos para su beneficio. Dependiendo de la frecuencia con que estos recursos se obtienen y se renuevan, se clasifican en renovables y no renovables.

7.1 Recursos renovables: agua, aire, tierra...

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¿Recuerdas el ciclo del agua? Gracias a procesos sucesivos, como nos muestra el esquema de la ilustración, el agua se renueva. Pues bien, los recursos renovables son aquellos que nos brinda la naturaleza (como el agua) o aquellos que podemos renovarlos porque los volvemos a cultivar, a producir o a regenerar (como el suelo, las plantas o los animales).

Navega en la red Para aprender más sobre los recursos naturales, visita la siguiente página: http://www.econlink.com.ar/definicion/recursosnaturales.shtml También puedes acceder al sitio siguiente con excelentes imágenes del medioambiente: http://www.ecopibes.com

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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Un buen ejemplo de recurso renovable es el aire que respiramos, aunque todos los seres vivos compartimos la misma atmósfera, el aire no se acaba, continúa presente en el ambiente. Algunos recursos renovables son:

• • • • •

El aire El agua El suelo Los animales Las plantas

Si usamos los recursos renovables con responsabilidad, los tendremos disponibles siempre. De lo contrario, se podrían convertir en no renovables. Sigamos con el ejemplo del aire: si continuamos arrojando gases contaminantes a la atmósfera o nos quedamos sin bosques que produzcan oxígeno y aire limpio, pondremos en peligro nuestra vida y la de todos los seres vivos. Lo mismo podemos afirmar respecto a la caza o la pesca sin control.

El aire, el agua, el suelo y las plantas son recursos renovables.

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Segundo grado – ciclo básico

7.2 Recursos no renovables: oro, plata, gas... A diferencia de los recursos renovables, hay otros recursos que no es posible renovar porque no se pueden producir ni cultivar. Son los recursos no renovables. Los metales y minerales han tardado millones de años en formarse en la naturaleza, existen en cantidades fijas y limitadas, y su reposición necesitaría de un periodo similar de tiempo. Algunos recursos no renovables son:

• Los minerales, como la sal, los cristales de roca y el yeso.

• Los metales, como el hierro, el oro y la plata. • Los combustibles fósiles, como el petróleo,

Los minerales son recursos no renovables

el carbón y el gas natural.

El petróleo: un recurso natural no renovable Gran parte de los recursos no renovables constituyen nuestras fuentes principales de energía. En el pasado fue el carbón y actualmente son el gas y el petróleo, pero su consumo exagerado ha provocado que las reservas disminuyan muy deprisa, tanto que se corre el peligro de que en pocos años se agoten.

Ejercicio 14 Lee el siguiente texto sobre el petróleo y luego contesta la pregunta. El petróleo: un recurso natural no renovable El petróleo es una sustancia aceitosa de color muy oscuro. En estado líquido se llama crudo y en estado gaseoso, gas natural. Se formó en el interior de la tierra, como fruto de la descomposición de materia orgánica vegetal y animal que se fue depositando, hace miles de años, en el fondo de los grandes lagos, mares y océanos. A esta sustancia se fueron uniendo rocas y tierra, hasta convertirse en petróleo y gas natural. Se considera un recurso no renovable, pues una vez que se extrae, no es posible regenerarlo o reponerlo, tendrían que volver a pasar miles de años para ello. Fragmento adaptado de: www.educar.org

Después de leer el texto, ¿por qué crees que es necesario racionar el uso del petróleo?

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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7.3 Conservación de los recursos y sostenibilidad... El desarrollo sostenible es el desarrollo que satisface las necesidades de la generación presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades. Comisión Mundial del Medio Ambiente y del Desarrollo (Cmmad, 1988).

La sostenibilidad es el aprovechamiento máximo de los recursos naturales con el fin de cubrir las necesidades del presente, pero preservándolos para que estén disponibles en el futuro. Veamos cómo poner en práctica la sostenibilidad al utilizar los recursos naturales. A. Uso sostenible de los recursos naturales El agua es vital para el ser humano y escasa para ciertas poblaciones. Es urgente y necesario ahorrar agua y mantenerla limpia. Si está contaminada, no se puede utilizar porque transmite enfermedades a las personas y a los animales. Para ahorrar y conservar el agua:

• • • •

Utiliza solo el agua necesaria, no la desperdicies. Evita arrojar basura y contaminantes en los ríos, lagos y mares. Aprovecha el agua de lluvia para el riego y para uso doméstico. Si es posible, utiliza cubetas en lugar de manguera para lavar el piso, el patio o el carro.

El suelo de cultivo es el recurso que nos brinda las condiciones para los cultivos y las cosechas. Cuanto más fértil sea un suelo, mayor será la producción. Debemos evitar la pérdida de agua y la erosión, ya que provoca que la tierra se vuelva estéril. Para proteger el suelo, sigue las siguientes recomendaciones:

156

•

Riega las siembras, macetas o jardines solo en la cantidad necesaria.

•

Utiliza abono orgánico, como el humus de lombriz o el compost de ganado.

•

Utiliza, de preferencia, plaguicidas y herbicidas orgánicos, que no dañan el ambiente.

•

Recolecta, reutiliza y recicla productos de plástico, de vidrio y de aluminio. Estos materiales son muy contaminantes y tardan miles de años en descomponerse en el suelo.

Segundo grado – ciclo básico

Los bosques son el hábitat de muchas especies de animales y plantas. Regulan las lluvias, conservan el suelo y suponen una rica fuente de materias primas: madera, resina, sustancias para productos medicinales, plantas ornamentales, etc. Para conservar los bosques:

•

Evita talar árboles. De hacerlo, siembra cinco árboles nuevos por cada árbol talado.

• •

Utiliza las ramas caídas como leña.

•

No desperdicies papel, pues proviene de los árboles.

Aplica prácticas de manejo forestal, como la poda y el raleo. El raleo consiste en extraer un determinado número de árboles para facilitar el crecimiento y desarrollo del resto de los árboles.

Sabías que... La silvicultura es la ciencia que promueve la práctica de técnicas para el cultivo y aprovechamiento de los bosques. Contribuye a la sostenibilidad de este recurso.

La fauna: muchos de los animales terrestres y acuáticos nos proporcionan alimento y materias primas, por eso la caza y la pesca son necesarias. Para asegurar su sostenibilidad, debemos poner en práctica lo siguiente:

• •

Cazar solo para satisfacer las necesidades de sobrevivencia.

•

Tener como mascota animales domésticos y no especies exóticas (guacamayas, monos, etc.).

•

No comprar pieles, caparazones, cuernos ni otras partes de animales cazados ilegalmente, pues fomentamos esta actividad.

•

Cambiar las rutas de pesca para no agotar la población de una sola región. Usar métodos de pesca que no sean dañinos para otras especies, como delfines o tortugas marinas.

Cazar animales adultos, según el calendario de caza, y no hembras cargadas, cachorros o polluelos.

Ejercicio 15 A. Lee cada acción y escribe qué recurso se está protegiendo con ella. Te damos un ejemplo. El suelo

0. Utilizamos el compost de las vacas para abonar la siembra. 1. Recogemos las ramas caídas y las utilizamos como leña. 2. Nos organizamos para limpiar las orillas de los ríos. 3. Cuando llueve, ya no volvemos a regar las plantas. 4. Evitamos utilizar plaguicidas tóxicos. 5. No compramos animales en peligro de extinción, ni sus partes.

B. De las recomendaciones anteriores, ¿cuáles has practicado en tu hogar o en tu comunidad?

Unidad 6 – Ciencias Naturales

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B. La ley de las 3R: reducir, reutilizar y reciclar Si bien es cierto que no podemos cultivar ni producir los recursos no renovables, lo que sí está en nuestras manos es reducir su uso, volver a utilizarlos y reciclarlos. La ley de las 3R es una nueva propuesta de hábitos que contribuyen a conservar el medioambiente. Veamos en qué consiste y algunas ideas que podemos poner en práctica. Reducir Consiste en disminuir el consumo de los recursos y gastar menos. Además de reducir el uso del agua, también podemos ahorrar electricidad, petróleo, etc. • Apaga o desconecta los aparatos eléctricos que no estés utilizando. • Reduce la producción de basura, elige productos con menos envoltorios y evita en lo posible las bolsas plásticas. Antes de comprar, piensa: ¿es realmente necesario?, ¿es o no desechable?

Las bombillas ahorradoras ayudan a reducir el consumo de energía eléctrica.

Las 3R

Reutilizar Es volver a utilizar un objeto hasta que pierda su utilidad. Con frecuencia, tiramos a la basura recipientes o bolsas que aún están en buen estado y podemos buscarles un nuevo uso. • Reutiliza las botellas para guardar líquidos desinfectantes o detergentes, por ejemplo. • Cuando una bolsa se manche, lávala, sécala y vuelve a utilizarla.

Las botellas pueden reutilizarse.

Reciclar Consiste en convertir un objeto ya utilizado, en otro producto nuevo por medio de procesos industriales. • Recolecta latas vacías y llévalas a las recicladoras de aluminio. • Junta el papel utilizado durante el año escolar y contribuye con las campañas de reciclaje de papel.

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Segundo grado – ciclo básico

Ejemplo de recicladora de metales

Ejercicio 16 A. Lee cada oración y escribe sobre la línea a cuál de las 3R se refiere. 1. Hacer papel artesanal reciclado con cuadernos usados. 2. Apagar las luces que no se estén utilizando. 3. Utilizar un envase plástico como maceta.

Ejercicio 17 ¿Qué acciones de reciclaje pueden poner en práctica como grupo? Organícense para recolectar botellas plásticas y latas de aluminio. Cuando junten una cantidad grande investiguen sobre las recicladoras a las cuales podrían llevar lo recolectado. La meta es reunir la mayor cantidad de desechos sólidos posible y disminuir la basura que producimos. Tomen fotografías de todo el proceso y organicen una exposición para que todos en la escuela o colegio conozcan lo que hicieron.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

159

A la ciencia por la experiencia 1.

Construye un ecosistema acuático

Un ecosistema generalmente se forma de manera natural, con los factores bióticos y abióticos que existen en su entorno. Sin embargo es posible recrearlos, así que anímate y construye un ecosistema acuático.

¿Qué necesitas?

• • • • •

Reutilicemos un envase transparente de doble litro con tapadera de rosca (limpio y seco) Plantas acuáticas, como elodea o teléfono Pegamento Piedrecillas Agua potable

• • • •

Tijeras o cuchilla Arena de río Dos peces pequeños Dos tapaderas de rosca

Procedimiento: 1.

Pon el envase vacío en forma horizontal. Déjale la tapadera bien apretada.

2. Corta el envase por toda la parte cilíndrica, en forma horizontal y arriba de la mitad. Asegúrate de no cortar la parte del cuello de la botella. 3. Usa las dos tapa roscas como base pegándolas en la parte de abajo del envase en forma horizontal. 4. Coloca arena en el fondo de la botella que ahora es una pecera. Pon unas piedrecillas de forma que se vea bonita y creativa. 5.

Agrega plantas acuáticas, si las tienes.

6. Coloca el agua potable hasta más de la mitad de la pecera, déjala reposar por un día o dos y luego coloca los peces. Aliméntalos diariamente con comida especial para peces. 7. Limpia periódicamente la pecera para evitar que se llene de hongos o bacterias.

✏ Toma una fotografía de tu ecosistema acuático y compártela con tus compañeros a través de Facebook, WhatsApp o correo electrónico.

160

Segundo grado – ciclo básico

Ecoladrillos: reutilizar y reciclar

Todos podemos contribuir con la conservación del medioambiente. Reciclar y reutilizar desechos sólidos son un compromiso fácil de poner en práctica. Los ecoladrillos son una opción innovadora que puede sustituir el uso de materiales de construcción caros y al mismo tiempo evitar que más basura llegue a los vertederos. ¡Anímate a construir ecoladrillos!

¿Qué necesitas?

• • •

Reutiliza envases plásticos desechables con tapadera (pueden ser grandes o pequeños) Envoltorios y bolsas de plástico o de aluminio, por ejemplo, bolsas de comida chatarra Palo delgado

Procedimiento: 1.

Retira la etiqueta de los envases y conserva la tapa. Lávalos y sécalos muy bien.

2. Verifica que las bolsas estén vacías, limpias y secas. Enróllalas para que entren bien. Mételas en los envases. 3.

Comprime cada bolsa con ayuda del palo, de manera que no quede ningún espacio de aire. Está pendiente de compactar los residuos para que la botella quede rígida.

4. Cuando ya no puedas introducir más residuos, cierra el envase con la tapadera limpia. ¡Listo! Ya tienes un ecoladrillo. El reto es llenar muchas botellas para construir algo útil, un muro, una jardinera, etc. Conoce más. Visita la página web siguiente: http://puravidaatitlan.org

Unidad 6 – Ciencias Naturales

161

¡Plantas en competencia!

Como acabamos de estudiar, la competencia entre especies es la lucha entre dos organismos para obtener un mismo recurso. Compruébalo tú mismo con este experimento sencillo, verás cómo las plantas compiten en un espacio determinado.

¿Qué necesitas?

• • • •

• • •

4 latas numeradas Agua Un clavo y un martillo

45 semillas de maíz o de frijol Tierra Lápiz y lapicero

Cuaderno

Procedimiento: 1. Perfora 3 agujeros con el clavo en el fondo de cada lata. Hazlo con precaución. 2. Llena cada recipiente con la misma cantidad de tierra. 3. Siembra las semillas en cada recipiente de la manera siguiente: 1 = 3 semillas

2 = 6 semillas

3 = 12 semillas

4 = 24 semillas

4. Riégalas cada 2 días. 5. Transcurridos 15 días, observa cada recipiente y describe lo que ha sucedido con las semillas. Dibuja lo que ves y anota las observaciones en tu cuaderno, guiándote por estas preguntas:

• • • •

¿Cuántas plantas nacieron en cada recipiente? ¿Qué aspecto tienen las plantas del recipiente número 4 con respecto de las demás? ¿Por qué tienen un aspecto distinto las plantas del recipiente 4? Explica tu respuesta. ¿Por qué elementos compiten las plantas de cada recipiente?

6. ¡A trabajar en equipo! Junto con tus compañeras y compañeros organicen cuatro equipos para compartir los resultados del experimento. Pueden llevar una muestra de los recipientes para explicar de mejor manera la competencia entre plantas.

✏ Al final evalúen el trabajo en equipo respondiendo estas preguntas:

• • • 162

¿Participaron activamente en la presentación del experimento? Si surgieron dudas, ¿cómo las resolvieron? ¿Respetaron las ideas de los demás compañeros?

Segundo grado – ciclo básico

Resumen Biodiversidad es la variedad de seres vivos que existe en el planeta, y comprende la diversidad de organismos dentro de cada especie, la diversidad entre las especies y la diversidad de ecosistemas. Un bioma es un grupo de ecosistemas con una flora característica, en el cual conviven animales y microorganismos. En Guatemala existen siete tipos de biomas. Flora y fauna de Guatemala:

•

Fauna: En Guatemala existen 244 especies de mamíferos, 706 de aves, 142 de anfibios, 245 de reptiles, 1033 de peces y más de 100 000 de invertebrados. Algunas de ellas se encuentran en peligro de extinción. Importancia: forman parte de la biodiversidad del país y de las cadenas alimenticias, son fuente de alimento y materia prima industrial, otras tienen propiedades medicinales.

•

Flora: Guatemala cuenta con 10 317 especies. Algunas se encuentran en peligro de extinción. Importancia: forman parte de la biodiversidad del país; algunas tienen usos medicinales, comestibles, artesanales, textiles u ornamentales, para la construcción y carpintería, industriales o como combustible.

•

Hongos: En Guatemala existen 376 especies de hongos, algunos hongos son comestibles y otros venenosos.

Amenazas a la biodiversidad. Casi el 20 % de la biodiversidad de Guatemala se encuentra en peligro de extinción. Algunas causas son: deforestación, incendios forestales, cambio de uso del suelo, tráfico de especies animales y plantas, contaminación, cacería ilegal, uso de especies en peligro de extinción como mascotas, comercio ilegal y cambio climático. Conservación de la biodiversidad. Guatemala cuenta con 328 áreas protegidas, que son sitios donde se preservan muestras representativas de la biodiversidad del país. Algunas cosas que como jóvenes podemos hacer para contribuir a conservar la diversidad biológica de nuestro país son: no comprar especies de flora o fauna en peligro de extinción para tenerlas como mascotas, solo comprar pinabete proveniente de plantaciones certificadas, reforestar, no tirar basura, realizar campañas educativas con nuestros amigos y familiares, reciclar.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

163

Factores bióticos Seres vivos

componentes Factores abióticos Sin vida

plantas animales bacterias hongos temperatura humedad altura suelo etc.

de agua dulce de agua salada

ríos: La Pasión lagos: Atitlán lagunas: Ayarza mares océanos: Atlántico y Pacífico

acuáticos estuario Ecosistemas

desembocadura de ríos: canal de Chiquimulilla

Biotopo Chocón Machacas

Ecosistema acuático que protege al manatí.

bosque húmedo

regiones cercanas al nivel del mar: Biósfera Maya

bosque montano

regiones montañosas: Sierra Madre

clasificación

terrestres

bosque seco arbustal espinoso Biotopo Mario Dary Rivera

164

Segundo grado – ciclo básico

regiones con escasa humedad: Chiquimula y Jutiapa regiones casi desérticas: Zacapa Ecosistema terrestre que protege al quetzal.

Simbiosis Asociación entre seres vivos de distintas especies

Relaciones entre especies

• Mutualismo • Comensalismo • Parasitismo

Depredación Un organismo mata a otro de distinta especie, para alimentarse

Competencia Dos organismos luchan por el mismo recurso

Productores Organismos autótrofos: plantas y algas

• Primarios Animales herbívoros

Consumidores

Cadena trófica Productores

Descomponedores

Consumidores Organismos heterótrofos. Se alimentan de productores o de otros consumidores

Descomponedores

• Secundarios Animales carnívoros que se alimentan de herbívoros • Terciarios Animales carnívoros que se alimentan de otros carnívoros

Se alimentan de materia en estado de descomposición

Unidad 6 – Ciencias Naturales

165

Los recursos naturales son:

los recursos que la naturaleza proporciona a los seres humanos para su beneficio. Pueden ser:

renovables

no renovables

Pueden ser cultivados, producidos o regenerados constantemente.

No se pueden cultivar ni producir. Existen en cantidades fijas y limitadas, pueden agotarse.

Por ejemplo:

• El aire • El agua • El suelo

• Los animales • Las plantas

• Minerales: sal, cristales de roca… • Metales: hierro, oro, plata… • Combustibles fósiles: petróleo…

Conservación de los recursos y sostenibilidad La sostenibilidad es el aprovechamiento máximo de los recursos naturales con el fin de cubrir las necesidades del presente, pero preservándolos para que estén disponibles en el futuro. Los recursos que debemos conservar son el agua, el suelo de cultivo, los bosques y la fauna. Ley de las 3R

• Reducir: disminuir el consumo de los recursos y gastar menos. • Reutilizar: volver a utilizar un objeto hasta que pierda su utilidad. • Reciclar: convertir un objeto ya utilizado en otro producto nuevo.

166

Segundo grado – ciclo básico

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Subraya la respuesta correcta a cada pregunta. Observa el ejemplo. 0. El conjunto de seres vivos que se relacionan entre sí y con el ambiente en el que viven recibe el nombre de… a. Población b. Comunidad c. Ecosistema 1. Un factor biótico de un ecosistema terrestre es… a. El calor b. El suelo c. La vegetación 2. Un factor abiótico de un ecosistema acuático es… a. La salinidad b. La fauna c. La flora 3. Los ecosistemas acuáticos que se forman en las desembocaduras de los ríos son… a. Los arrecifes b. Los estuarios c. Los lagos 4. Opción para sustituir el uso del petróleo: a. Fuentes alternativas de energía b. Recursos no renovables c. Sostenibilidad 5. Proceso mediante el cual un objeto usado se convierte en otro nuevo. a. Reutilización b. Reducción c. Reciclaje 6. Los hongos deshacen los restos de los organismos y los devuelven al suelo. ¿A qué nivel de la cadena trófica pertenecen los hongos? a. Productores b. Consumidores c. Descomponedores

Unidad 6 – Ciencias Naturales

167

7. Propuesta de hábitos que contribuyen al medioambiente. a. Ley de las 3R b. Sostenibilidad c. Fuentes alternativas de energía 8. Es una forma de conservar la biodiversidad del país: a. No comprar animales en peligro de extinción como mascotas b. Las áreas protegidas c. Ambas son correctas 9. Una amenaza a la biodiversidad de Guatemala es… a. Incendios forestales b. Deforestación c. Ambas son correctas 10. La serpiente se alimenta de anfibios, como la rana. Por el tipo de alimento, ¿a qué nivel de los consumidores pertenece? a. Primarios b. Secundarios c. Terciarios B. Clasifica los ecosistemas siguientes en estuarios, de agua dulce, de agua salada, bosque húmedo, bosque montano, bosque seco o arbustal espinoso. 0. El lago de Atitlán, en Sololá.

De agua dulce

1. La Sierra de los Cuchumatanes, donde predominan las coníferas. 2. Los arrecifes, en el océano Atlántico. 3. La laguna Güija, entre El Salvador y Guatemala. 4. Los manglares, en el canal de Chiquimulilla. 5. La Biósfera Maya, en Petén, donde abundan los árboles frondosos. 6. El chaparral espinoso, en el valle del Motagua.

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Segundo grado – ciclo básico

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Lee el siguiente texto. El Cerro Cahuí es un biotopo que se localiza en el departamento de Petén, donde el clima es cálido y con humedad abundante. Esta reserva es el hogar de diversas aves y mariposas propias de la región; así como de mamíferos menores, como los monos aulladores. Además, en esta zona abunda el xate, una planta amenazada por el corte desmedido, pues se comercializa para usos ornamentales. 1. Identifica y escribe los factores bióticos y abióticos que componen el Cerro Cahuí. Factores bióticos • • Factores abióticos • • 2. Por los factores bióticos y abióticos descritos, ¿qué clase de ecosistema terrestre es el Cerro Cahuí?

B. Lee cada texto. Luego, escribe qué tipo de relación entre especies se describe. Tienes un ejemplo. 0. El pez rémora se adhiere al abdomen del tiburón para trasladarse fácilmente y alimentarse de los restos de comida que deja, sin favorecerlo ni perjudicarlo.

Comensalismo

1. Los líquenes son una asociación entre un alga y un hongo. El alga fabrica el alimento de ambos, mientras que el hongo protege al alga y le proporciona la humedad y sales minerales que necesita.

2. El jaguar vive en los bosques húmedos tropicales de Centroamérica y Brasil. Tiene como enemigo natural al puma, con quien debe pelear por las mismas presas para alimentarse.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

169

C. Lee el texto e identifica los productores y los consumidores en la cadena trófica en un ecosistema terrestre. Escribe el nombre en la línea correspondiente. La golondrina se alimenta de insectos, que a su vez han comido hojas, flores, tallos o raíces. Entre sus predadores está el gavilán, que la caza para alimentarse de ella. 1. Productores: 2. Consumidores: • Primarios: • Secundarios: • Terciarios: D. Responde a la pregunta, apoyándote en el texto del inciso anterior.

¿Qué tipo de relación establecen la golondrina y los insectos?

E. Realiza lo que se te pide en cada numeral. 1. Escribe con tus palabras la definición de recursos naturales renovables. 2. Escribe la diferencia entre recursos renovables y recursos no renovables. 3. Explica con tus palabras ¿qué es biodiversidad? F. Ahora te invitamos a que describas un ecosistema que tú conoces: ¡el patio de tu casa! Identifica las plantas y los animales pequeños que viven ahí, así como el clima y el ambiente que los rodea. Factores bióticos

• • Factores abióticos

• • 170

Segundo grado – ciclo básico

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades A. Algunas acciones del ser humano han alterado el equilibrio de los ecosistemas, provocando que especies se extingan o se encuentren en peligro de extinción. Para reflexionar sobre este problema te proponemos la siguiente lectura. Extinción de especies en Guatemala El Centro de Acción Legal, Ambiental y Social de Guatemala (Calas), informó en 2010, que las especies más amenazadas por la extinción son los cocodrilos, debido a la creciente demanda de su piel y carne; las tortugas marinas, por la excesiva recolección de sus huevos y caparazones; los gavilanes y halcones, amenazados por la inminente pérdida de su hábitat y por la contaminación. Además, loros, guacamayas, monos y gatos salvajes corren peligro por la pérdida de su hábitat y el comercio ilegal para su venta como mascotas. Por otro lado, el Consejo Nacional de Áreas Protegidas (Conap) señaló que las amenazas graves para la biodiversidad en Guatemala son la deforestación, los incendios forestales, el avance de la frontera agrícola, la sobreexplotación de los recursos, entre otros. Y una de las especies vegetales en peligro de extinción es el pinabete, por el corte de ramilla durante la época navideña. Texto adaptado de: http://infosurhoy.com/cocoon/saii/xhtml/es/features/saii/features/ society/2010/03/24/feature-03

1. ¿Qué acciones recomiendas para conservar las especies de la fauna en Guatemala? Tienes un ejemplo. No comprar ni vender huevos de tortugas marinas.

2. ¿Qué acciones recomiendas para evitar la destrucción de la flora en Guatemala? Tienes un ejemplo. Comprar árboles artificiales en la época navideña, en lugar de un pinabete cortado directamente de la naturaleza.

Reflexiona: nuestras pequeñas acciones afectan el equilibrio de los ecosistemas, pueden provocar grandes pérdidas. Apoyemos las actividades que contribuyan a la conservación de la biodiversidad en Guatemala.

Unidad 6 – Ciencias Naturales

171

B. Haz una propuesta de acciones para conservar los recursos. Las oraciones siguientes representan un problema para el medioambiente. Lee cada una y escribe al lado una posible solución. Te damos un ejemplo. Problema Dejar correr el agua mientras nos cepillamos los dientes.

Solución Cerrar el chorro mientras nos cepillamos y abrirlo hasta que nos enjuaguemos.

Arrojar la basura en las calles o terrenos baldíos. Tener loros, tucanes y guacamayas como mascotas. Talar un bosque para introducir ganadería.

Revisa tu aprendizaje Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Defino con mis palabras qué es biodiversidad. Describo la flora y la fauna de Guatemala, así como su importancia y las causas de su extinción. Identifico acciones con las cuales puedo contribuir a la conservación de la biodiversidad de Guatemala.

Después de estudiar...

Identifico y clasifico diferentes ecosistemas. Distingo entre factores bióticos y abióticos. Propongo acciones que apoyan la conservación de los ecosistemas en Guatemala. Defino qué son recursos naturales. Diferencio los recursos renovables y los recursos no renovables. Describo qué es sostenibilidad. Identifico y ejemplifico los tipos de relaciones entre especies. Distingo los niveles que conforman la cadena trófica de un ecosistema: productores, consumidores y descomponedores. Determino a qué niveles de la cadena trófica pertenece el ser humano. Aplico lo aprendido a través de tres experimentos, utilizando el método científico.

172

Segundo grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

El cuerpo humano

unidad

¿Qué sabes del tema? ¿Sabes cuántos sistemas hacen que nuestro cuerpo funcione? Escríbelos: 1.

10.

¿Gracias a cuál o cuáles podemos caminar, correr y nadar? ¿Gracias a cuál eliminamos todas las sustancias de desecho que el cuerpo produce? ¿Qué sistema nos defiende de organismos que nos causan enfermedades?

Todo esto lo podrás descubrir durante esta unidad en la cual entraremos al fascinante mundo del cuerpo humano.

¿Qué encontrarás en esta unidad? El mundo del cuerpo humano • Sistema circulatorio • Sistema esquelético • Sistema muscular • Sistema excretor • Sistema inmunológico A la ciencia por la experiencia • Cómo pierden calcio los huesos • ¿Cómo se forma la orina? • El corazón, el órgano que bombea nuestra sangre Verifica tu aprendizaje

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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¿Qué lograrás en esta unidad? Competencia

Indicador de logro

1. Establece relaciones entre funcionamiento e interacciones de los sistemas del cuerpo humano en los procesos de digestión, respiración, reproducción, circulación, excreción, locomoción, protección del organismo y herencia.

1.1 Describe la estructura y funciones de los sistemas circulatorio, urinario, músculoesquelético, linfático e inmune.

Actividades

Identifica las funciones del sistema circulatorio de una serie de funciones corporales.

Mide su pulso cardiaco y el de un compañero para aplicar sus conocimientos sobre la circulación de la sangre.

Identifica las partes del sistema circulatorio, a partir de una serie de definiciones.

Analiza los efectos del exceso de colesterol en la sangre y recomienda acciones para evitarlo.

Identifica su tipo sanguíneo.

Identifica la cantidad de frutas que consume semanalmente, en contraste con la cantidad recomendada.

Completa mapas conceptuales sobre las funciones del sistema esquelético y sus partes.

Responde preguntas de selección múltiple sobre la estructura y tipos de hueso.

Identifica el tipo de articulación en ejemplos ilustrados.

Realiza una actividad práctica donde aplica una acción para prevenir enfermedades del sistema esquelético.

Investiga en Internet o en el diccionario el significado de palabras relacionadas con enfermedades del sistema esquelético y el tratamiento de las mismas.

Completa un mapa conceptual sobre las funciones del sistema muscular.

Realiza ejercicios de completación sobre las funciones de los músculos.

Escribe los nombres de músculos señalados en una ilustración.

174

Segundo grado – ciclo básico

Investiga qué es la hidroterapia y pilates.

Realiza una actividad práctica para el fortalecimiento de los músculos.

Completa esquemas y opciones de selección múltiple sobre la función y las partes del aparato urinario.

Competencia

Indicador de logro

Actividades

Brinda su opinión sobre el trasplante de órganos.

Elabora un plan para la disminución del consumo de bebidas gaseosas y cambiarlas por agua pura o jugos naturales.

Analiza un texto sobre la función de la fiebre como mecanismo de defensa del cuerpo.

Explica con sus palabras la relación que existe entre el sistema inmunológico y linfático.

Identifica las fases de una reacción inmune.

Elabora un listado con las vacunas que le han aplicado a lo largo de su vida.

Ejes transversales:

Componentes:

•

Vida familiar, equidad de género, de etnia y social.

Educación sexual: Vih/Sida, educación para la salud, deberes y derechos en la familia, de la niñez y la juventud.

Valores: •

Sexualidad responsable, conservación de la salud.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

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El mundo del cuerpo humano 1. Sabías que... La palabra cardiovascular resulta de unir los términos cardio que significa “corazón” y vascular que se refiere a los “vasos sanguíneos”.

Sistema circulatorio

Empezaremos nuestro recorrido por el cuerpo humano, estudiando el sistema circulatorio, también conocido como sistema cardiovascular. El sistema circulatorio es el encargado de llevar el oxígeno y los nutrientes a las células de nuestro cuerpo. Además, recoge de ellas los desechos para su eliminación. Cumple con estas funciones: Función

Características

Transporta...

... los nutrientes que obtenemos de la comida, el oxígeno que obtenemos de la respiración y las hormonas que secretan nuestras glándulas.

Recoge...

... los desechos de las células y los lleva a los órganos que los expulsan del cuerpo.

Defiende...

... al organismo contra los microbios.

Mantiene...

...la temperatura normal del cuerpo (en una persona adulta oscila entre 35 y 37 grados Celsius).

Navega en la red Amplía tus conocimientos sobre el sistema circulatorio, visita: http://centros6.pntic.mec.es/cea.pablo.guzman/cc_naturales/aparato_circulatorio.htm

Ejercicio 1 Las funciones siguientes corresponden a distintos sistemas del cuerpo. Marca con una equis (X) solo las que son propias del sistema circulatorio. Tienes un ejemplo. 0. Recoger los desechos celulares para que el cuerpo los elimine. 1. Favorecer el movimiento del cuerpo. 2. Transportar nutrientes y oxígeno por el organismo. 3. Sostener y dar forma al cuerpo. 4. Defender al organismo contra los microbios. 5. Proteger el corazón y los pulmones. 6. Mantener la temperatura normal del cuerpo. 7. Mantener una postura erguida.

176

Segundo grado – ciclo básico

1.1 Componentes del sistema circulatorio: sangre, corazón y vasos sanguíneos El sistema circulatorio puede compararse con el sistema vial que facilita la circulación de automóviles en el país. Consta de un vehículo que es la sangre, un motor que es el corazón, y una red de carreteras, que son los vasos sanguíneos. Los conoceremos a continuación.

A. La sangre La sangre es la encargada de distribuir el oxígeno y los nutrientes por todo el organismo. Está compuesta por el plasma, un líquido amarillento formado por agua donde se encuentran tres tipos de células sanguíneas: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas.

•

Glóbulos rojos: son células sin núcleo que contienen hemoglobina. Son los encargados de transportar oxígeno a todo el cuerpo y conducir el dióxido de carbono a los pulmones para su desecho.

•

Glóbulos blancos: son células con núcleo. Su misión consiste en proteger al organismo de las infecciones.

•

Plaquetas: son fragmentos de células que intervienen en la coagulación de la sangre, deteniendo la hemorragia cuando nos lastimamos y taponando la herida mediante una costra.

Los glóbulos rojos transportan oxígeno a todo el cuerpo.

Recuerda: La hemoglobina es la proteína encargada de transportar el oxígeno en la sangre y le da su color rojo característico.

plaquetas glóbulos blancos plasma glóbulos rojos

Unidad 7 – Ciencias Naturales

177

B. El corazón Si consideramos la sangre como un vehículo, el corazón sería el motor que la impulsa. Es un órgano musculoso del tamaño de un puño, que se ubica en el centro del tórax, protegido por la caja torácica. Su única misión consiste en bombear la sangre e impulsarla para que recorra todo el cuerpo. En su interior está dividido en cuatro cavidades, dos superiores llamadas aurículas y dos inferiores, llamadas ventrículos. Observa con atención la ilustración. El corazón está en el centro del pecho, sin embargo su latido se oye más fuerte en el lado izquierdo, porque está inclinado ligeramente hacia la izquierda y golpea contra ese lado.

aurícula derecha

El corazón realiza dos movimientos para bombear la sangre: aurícula izquierda

• •

ventrículo derecho

ventrículo izquierdo

Sístole: movimiento de contracción. Impulsa la sangre cargada de oxígeno del corazón hacia los tejidos. Diástole: movimiento de relajación. El corazón se dilata y recibe a la sangre sin oxígeno que viene de los tejidos.

Estos dos movimientos juntos provocan los latidos del corazón que ocurren una vez por segundo, sin detenerse nunca. El corazón permanece activo desde que inicia la vida en el vientre materno hasta el día de la muerte.

Ejercicio 2 Busca un compañero con quien hacer este ejercicio práctico. Con la ayuda de un reloj, medirán cuántos latidos por minutos tiene cada uno. 1. Para ello, coloca dos dedos cerca de la muñeca de tu compañero, tal como se observa en la ilustración. 2. Siente cómo circula la sangre, al ritmo del corazón. 3. Ahora anota cuántos latidos por minuto produce tu compañero. 4. Luego, que tu compañero mida tus latidos. Anota el dato. 5. ¿A quién de los dos le late el corazón más rápido? 6. Hagan la misma prueba después de hacer ejercicio durante 1 minuto. Comparen y explique los resultados.

178

Segundo grado – ciclo básico

C. Los vasos sanguíneos Los vasos sanguíneos son las carreteras por donde circula la sangre. Se dividen en tres grupos: arterias, venas y capilares.

•

Las arterias: son las vías por donde circula la sangre con oxígeno. Salen del corazón y regulan la presión o fuerza con que la sangre se desplaza. En muchas imágenes se representan con color rojo para identificarlas. En nuestro libro las vemos con color verde claro.

•

Las venas: son los conductos por donde se desplaza la sangre sin oxígeno. Recogen la sangre del cuerpo y la llevan al corazón. En algunas ilustraciones aparecen de color azul. Nosotros las representamos en color verde oscuro.

•

Los capilares: son vasos sanguíneos pequeños que, unidos a venas y arterias, forman una red a lo largo del cuerpo. Son ellos los que permiten la entrada y salida de los nutrientes, el oxígeno y los desechos de la sangre.

arteria vena

red de capilares

Ejercicio 3 Lee cada enunciado y escribe sobre la línea a qué parte del sistema circulatorio se refiere. Tienes un ejemplo. 0. Vías por donde viaja la sangre cargada de oxígeno. Arterias 1. Vasos sanguíneos, muy finos, que absorben el oxígeno y los nutrientes de las arterias.

2. Vías por donde regresa la sangre sin oxígeno y cargada de desechos.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

179

1.2 La circulación: el recorrido de la sangre La circulación se refiere a la ruta que sigue la sangre para cumplir su función. Aunque tenemos más de 96 000 km de vasos sanguíneos en el cuerpo, el itinerario sanguíneo es bastante sencillo. Fíjate. El proceso de la circulación es doble, es decir, la sangre realiza dos circuitos:

Circuito menor o pulmonar

• La sangre sale del ventrículo derecho del corazón.

oxígeno, expulsa el dióxido de carbono y regresa al corazón.

ventrículo derecho

ventrículo izquierdo

Circuito mayor o general

• La sangre con oxígeno sale del ventrículo arteria

vena

izquierdo.

• Viaja por las arterias dejando oxígeno y alimento a los tejidos mediante los capilares.

• Recoge los desechos y regresa al corazón por las venas.

capilares

Ejercicio 4 Lee el siguiente texto y contesta las preguntas. El colesterol El colesterol es una sustancia grasosa que existe naturalmente en nuestro cuerpo. Es necesario en cantidades moderadas, pero en niveles elevados resulta perjudicial, pues se adhiere a las paredes de las arterias y las obstruye. Se encuentra principalmente en alimentos procesados (hamburguesas, chucherías, comida frita, etc.), por lo que debemos controlar su consumo. 1. ¿Por qué es perjudicial el exceso de colesterol en la sangre? 2. ¿Qué acciones recomiendas para evitar el exceso de colesterol en la sangre?

180

Segundo grado – ciclo básico

Proceso de la circulación

• Llega a los pulmones donde se llena de

1.3 Los tipos de sangre: ¿cuál es tu tipo? Conocer tu tipo de sangre puede salvarte la vida en una emergencia o en un accidente grave. La sangre de todas las personas contiene los mismos componentes, entre ellos unas células llamadas glóbulos rojos. Estas células tienen una marca, como los dientes de las llaves, que el organismo utiliza para saber si pertenecen a nuestro cuerpo o no. Esas marcas se llaman antígenos1 y de ellos depende que la sangre sea aceptada o rechazada durante una transfusión sanguínea. Los antígenos determinan los cuatro tipos de sangre existentes:

• • • •

Tipo A

Este tipo de sangre tiene un antígeno conocido como “A”.

Tipo B

Este tipo de sangre tiene un antígeno conocido como “B”.

Tipo AB

Este tipo de sangre tiene tanto antígenos A como B.

Tipo O

Este tipo de sangre no tiene antígenos A ni B.

Sabías que... Dormir con las piernas levemente elevadas, con 1 o 2 almohadas en los pies, favorece el retorno de la circulación de la sangre. Una buena ducha fría favorece la circulación de la sangre.

Además, existe un marcador adicional conocido como “factor Rh”. Debido a que los principales grupos de sangre pueden o no presentar el factor Rh, los científicos también clasifican la sangre como “positiva” (lo que significa que sí tiene el factor Rh) o “negativa” (sin el factor Rh). Tenerlo o no, es una diferencia genética, como tener el pelo liso o rizado, no tiene efectos sobre nuestra salud.

Ejercicio 5 A. Comprueba que has enriquecido tus conocimientos y contesta a las preguntas. 1. ¿Cuál es la sustancia que determina el tipo de sangre? 2. ¿Conoces tu tipo sanguíneo? ¿Sí o no? Si tu respuesta es sí, anótalo sobre la línea: B. Si no sabes cuál es tu tipo de sangre, pide a tus padres que te lleven a hacer el examen. Conocer este dato es muy importante para evitar complicaciones ante una emergencia.

Antígeno: sustancia que estimula la producción de mecanismos de defensa. Unidad 7 – Ciencias Naturales

181

1.4 Vida saludable A. Algunos consejos para prevenir enfermedades y afecciones del sistema circulatorio son:

• No utilizar prendas apretadas, para no obstruir la circulación. • No permanecer mucho tiempo sentado, o de pie. • Hacer ejercicio, al menos 3 veces por semana. • Mantener un peso saludable, pues el sobrepeso causa enfermedades cardiovasculares.

• Consumir al menos 8 vasos de agua diarios (incluye agua pura, jugos y otras bebidas).

• No fumar, pues causa enfermedades cardiovasculares. • Evitar el estrés. • Descansar. Es importante dormir al menos 8 horas diarias. • Evitar consumir alimentos ricos en grasas saturadas (como papas fritas, ham-

burguesas, frituras, etc.), pues pueden obstruir la circulación y causar enfermedades graves como arteriosclerosis.

B. La medicina al servicio de la humanidad Algunos ejemplos de tratamientos para enfermedades del sistema circulatorio y sus síntomas son: Medicina occidental2

Medicina tradicional Plantas medicinales (fitoterapia):

Bolsa de pastor (Capsella bursa-pastoris): Aspirina: se utiliza para la prevención tiene propiedades vasoconstrictoras y ande ataques cardiacos. tihemorrágicas. Se usa toda la planta seca Heparina: se utiliza para prevenir la preparada como decocción. aparición de coágulos en la sangre. Té de limón (Cymbopogon citratus): tiene propiedades hipotensoras (baja la presión). Vasoconstrictores: medicamentos Las hojas se preparan como infusión. que estrechan (constriñen) los vasos sanguíneos, evitando hemorragias.

Té de limón

Ortiga (Urtica dioica): tiene propiedades hemostáticas (contiene o detiene hemorragias). Las hojas se preparan como infusión.

Ejercicio 6 La mejor manera de controlar la hipertensión y otras enfermedades cardiovasculares es a través de la prevención. Una de las formas para evitar enfermedades cardiovasculares es comer muchas frutas y verduras. Pero, ¿sabes cuánto de estos alimentos comes semanalmente? Para ello, anota diariamente cuántas frutas o verduras comiste, y al final de la semana, escribe el total: Según la Organización Mundial de la Salud (Oms), lo recomendable es comer no menos de cinco porciones por día, entre frutas y verduras. Una porción equivale a una fruta o verdura.

182

Todos los medicamentos deben ser recetados por un médico siempre.

Segundo grado – ciclo básico

Sistema esquelético

Ponernos de pie, movernos o realizar algún esfuerzo son actividades que podemos realizar gracias a nuestros huesos, unas estructuras duras, resistentes y de color blanco que forman el esqueleto. El esqueleto o sistema esquelético es el conjunto de todos los huesos de nuestro cuerpo y desempeña una serie de funciones importantes. Veamos.

Funciones del sistema esquelético

Sostiene y da forma al cuerpo.

Protege los órganos internos: por ejemplo, el cráneo protege el cerebro; nuestras costillas y la columna vertebral forman el escudo protector para el corazón, los pulmones, el estómago y la médula espinal. Produce glóbulos rojos: algunos huesos contienen una sustancia llamada médula ósea. En ella se producen los glóbulos rojos que son las células encargadas de llevar oxígeno de los pulmones al resto del cuerpo. Favorece la locomoción y el movimiento: los huesos, en combinación con los músculos, hacen posible que nos desplacemos de un lugar a otro.

Navega en la red Observa un interesante video que explica cómo está formado el esqueleto del cuerpo humano en: http://www.youtube.com/watch?v=h03tFvQNKT8

Ejercicio 7 Completa el mapa conceptual sobre las funciones del esqueleto. Sostiene y da forma al cuerpo.

Funciones del esqueleto

Unidad 7 – Ciencias Naturales

183

2.1 Divisiones del esqueleto A. Axial y apendicular Los humanos tenemos un solo esqueleto, pero para facilitar su estudio los científicos proponen dividirlo en dos regiones: esqueleto axial y esqueleto apendicular. El esqueleto humano de una persona adulta tiene 206 huesos. Nosotros estudiaremos solo los más importantes. a.

Esqueleto axial

El esqueleto axial se compone de los huesos de la cabeza, de la columna vertebral y de la caja torácica.

•

Cabeza:

Formada por huesos del cráneo y cara: frontal, temporal, maxilares, parietal y occipital.

Función: Proteger el cerebro y los órganos de los sentidos.

•

Columna vertebral:

Formada por: 33 vértebras, repartidas en 5 regiones de la columna vertebral: cervical, lumbar, tórax, pelvis y coxis.

Función: Sostener el cuerpo, proteger la médula espinal y aguantar el peso.

•

Caja torácica:

Formada por: esternón, vértebras del tórax y las costillas. Función: Proteger los órganos internos como corazón y pulmones.

cervical frontal

parietal

temporal

lumbar

costillas occipital

maxilares

tórax cabeza

pelvis coxis columna vertebral

184

esternón

Segundo grado – ciclo básico

vértebras del tórax caja torácica

b. Esqueleto apendicular El esqueleto apendicular comprende los huesos de las extremidades superiores e inferiores.

•

Extremidades superiores:

Formadas por clavícula, omóplato y los huesos del brazo: húmero, cúbito, radio y huesos de las manos (metacarpianos).

•

Función: Agarrar y levantar objetos, el movimiento y el equilibrio.

húmero

Extremidades inferiores:

Formadas por: pelvis, fémur, rótula, tibia, peroné y los huesos de los pies (metatarsianos).

clavícula omóplato

Función: Ayudar a la locomoción, el movimiento y el equilibrio.

cúbito

pelvis

radio metacarpianos

fémur rótula tibia peroné

metatarsianos

Ejercicio 8 Reúne los conceptos que hemos estudiado sobre la división del esqueleto y completa el mapa conceptual. El esqueleto Se divide en:

esqueleto axial Compuesto por:

columna vertebral

Compuesto por:

extremidades superiores

Unidad 7 – Ciencias Naturales

185

2.2 Componentes del esqueleto A. Los huesos Sabías que... El fémur es el hueso más largo del cuerpo y mide 46 cm. aproximadamente.

Los huesos están formados principalmente por tejido óseo y minerales como fósforo y calcio. Al nacer, los tenemos como cartílago blando y son más de 300. Según el tamaño y la forma se clasifican en:

•

Largos:

Forma: Cilíndrica y alargada

Función: Ampliar los movimientos

Ejemplos: húmero, cúbito, radio, fémur, etc.

•

Planos:

Forma: Planos, anchos y rígidos

fémur

Función: Dar rigidez y proteger los órganos que cubren

Ejemplos: huesos del cráneo, pelvis, omóplato, etc.

•

Cortos

Forma: Pequeños, cilíndricos

pelvis

Función: Dar rigidez y evitar movimientos fuertes

Ejemplos: vértebras y huesos de la muñeca

vértebra

Ejercicio 9 Rellena el círculo de la opción que completa correctamente cada enunciado. 1. El hueso es una estructura rígida que está compuesto principalmente por… Carbono y oxígeno Nitrógeno y sodio

3. Un ejemplo de hueso largo es… La pelvis El húmero La columna vertebral

Calcio y fósforo 2. Por su tamaño y forma, el omóplato se clasifica como…

Una vértebra

Hueso largo

La clavícula

Hueso corto

El cráneo

Hueso plano

186

4. Un ejemplo de hueso corto es…

Segundo grado – ciclo básico

B. Otros componentes a. Cartílago Todos nuestros huesos comienzan siendo cartílago, un tejido blando y resistente que cubre las puntas de los huesos para protegerlos. En la edad adulta este tejido se conserva en algunas partes del cuerpo como las orejas y la nariz.

cartílago de la nariz

b. Articulaciones Las articulaciones son las uniones entre dos o más huesos. Son las estructuras encargadas de facilitar el movimiento y permitir el crecimiento. Se clasifican en tres grupos:

•

Inmóviles:

Las que no permiten el movimiento. Generalmente están entre huesos planos. Por ejemplo: las articulaciones del cráneo.

•

Semimóviles:

Las que permiten cierta movilidad. Por ejemplo: los discos intervertebrales.

•

Móviles:

Son la mayoría de articulaciones. Permiten los movimientos de flexión, deslizamiento y rotación. En estas articulaciones los huesos no se tocan. Están separados por cartílago, ligamentos y líquido sinovial. Por ejemplo: codo, rodilla, muñeca, tobillo, hombro y cadera. Las articulaciones se gastan con el tiempo y uso, provocando algunas enfermedades.

cráneo

discos intervertebrales

cadera

Ejercicio 10 Escribe el tipo de articulación que representa cada imagen.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

187

2.3 Enfermedades del sistema esquelético Algunas enfermedades y problemas del sistema esquelético son:

•

• •

•

Osteoporosis: enfermedad progresiva, en la cual los huesos pierden masa y se deterioran, se debilitan y se pueden fracturar con facilidad. Es más común en mujeres que han entrado en la menopausia, pues los ovarios dejan de producir hormonas que ayudan a la absorción de calcio. Otras causas son: mala alimentación, falta de ejercicio, algunas medicinas, herencia. Artrosis: enfermedad que daña el cartílago de una articulación, por lo que se desgasta y destruye. Puede producirse por fuertes lesiones o traumatismos, infecciones u otras enfermedades. Hernia del disco: entre cada vértebra hay discos suaves formados de una sustancia gelatinosa que amortigua golpes y movimientos, y mantiene a cada vértebra en su lugar. Una hernia del disco es un disco que se sale de su lugar o se rompe, por lo que ejerce presión sobre un nervio y puede causar dolor de espalda o ciática. Artritis reumatoide: es una enfermedad autoinmune (el sistema inmunológico ataca al propio tejido que reviste y protege las articulaciones). La membrana que produce el líquido sinovial se vuelve gruesa y se inflama, por lo que el líquido se acumula, causando presión, dolor, rigidez, deformación y pérdida del funcionamiento.

2.4 Vida saludable A. Algunas recomendaciones para cuidar nuestro sistema esquelético son:

188

•

Mantener una dieta balanceada, con alimentos ricos en proteínas, que ayudan al crecimiento de los huesos. Por ejemplo: carnes, huevos, lácteos y leguminosas, como frijoles o lentejas.

•

Consumir alimentos ricos en vitamina D, que sirve para la formación y cuidado de los dientes y huesos. Se encuentra en alimentos como pescados, hígado, lácteos y huevo.

•

Consumir alimentos ricos en calcio, principal mineral presente en los huesos. Se encuentra especialmente en productos lácteos. La dosis diaria recomendada de calcio es de 1000 mg para los adultos de hasta 50 años, 1200 mg para los mayores de 50 años, y 1300 mg para los adolescentes en crecimiento. Las madres embarazadas y lactantes deben consumir suplementos de calcio.

•

Evitar accidentes por falta de cuidado, que puedan ocasionar fracturas, como no utilizar casco al conducir motocicleta.

• •

Hacer ejercicio todos los días. Mantener una buena postura al estar sentados, no curvar la espalda, pues causa daños en nuestra columna vertebral.

Segundo grado – ciclo básico

Sabías que...

Buena postura

La Organización Mundial de la Salud, Oms, estima que el 40 % de las mujeres mayores de 50 años sufrirá una fractura relacionada con la osteoporosis en algún momento de su vida.

Mala postura

Una forma de prevenir enfermedades del sistema óseo es hacer ejercicio.

Para fortalecer los huesos es importante consumir una dieta rica en calcio, presente en alimentos como los lácteos.

Ejercicio 11 ¡A mover el esqueleto! Te invitamos a ponerte en movimiento. Puedes bailar, caminar, correr o practicar algún deporte que te guste.

La condición es que lo hagas 3 días a la semana como mínimo, por un periodo de 20 minutos y sin parar. ¡Comienza ya!

Invita a tus amigas y amigos a realizar esta actividad en grupo y promueve la práctica de deporte en tu escuela o colegio.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

189

B. La medicina al servicio de la humanidad Algunos ejemplos de tratamientos para enfermedades del sistema esquelético y sus síntomas son: Medicina occidental3 Tomar suplementos de calcio para evitar la osteoporosis. Inmovilización: en caso de fracturas, el hueso fracturado se inmoviliza con yeso, que se deja un tiempo para permitir que el hueso “pegue” solo. Quiropráctica: es una rama de la medicina a través de la cual se manipula la columna vertebral con el fin de alinear las vértebras, aliviar el dolor de espalda y corregir malas posturas.

La tintura del bulbo de la cebolla sirve para tratar el reumatismo.

Medicina tradicional / alternativa / dieta A. Plantas medicinales (fitoterapia): Apacín (Petiveria alliacea): la infusión o pomada de las hojas y raíces se utiliza para el tratamiento de la osteoartritis. Alcotán (Cissampelos pareira): la tintura tópica de la raíz se usa para el tratamiento del reumatismo. Cebolla (Allium cepa): la tintura del bulbo se usa para el tratamiento del reumatismo. B. Alimentación: las tortillas y los lácteos son una buena fuente de calcio.

Cirugía: en algunos casos, como en la ruptura de un cartílago (como el menisco), es necesario realizar una operación para extraer los fragmentos del cartílago y/o suturarlo. Se complementa posteriormente con fisioterapia.

Ejercicio 12 Investiga en Internet o en un diccionario las siguientes palabras: Reumatismo: Osteoartritis: Menisco: Fisioterapia: Tintura: Tópico:

190

Todos los medicamentos deben ser recetados por un médico siempre.

Segundo grado – ciclo básico

Sistema muscular

¿Sabías que tenemos más de 600 músculos en el cuerpo que nos permiten sonreír, correr o levantar pesos? Todos juntos forman el sistema muscular. El sistema muscular es el conjunto de músculos del cuerpo y, junto con el sistema esquelético, forman el aparato locomotor, gracias al cual nos podemos mover y desplazar.

Da forma al cuerpo. Los músculos recubren el esqueleto y le dan forma al cuerpo.

Funciones del sistema muscular

Genera movimiento. Permite el movimiento de la mayor parte de las articulaciones y hace posible el desplazamiento del cuerpo.

Facilita la expresión de sentimientos. Principalmente los músculos de la cara, que nos permiten expresar alegría, dolor, etc.

Protege los órganos internos, como el corazón, el estómago y hace que estos desempeñen sus funciones.

Ayuda a mantener la postura. El sistema muscular hace posible que el cuerpo adopte posturas diferentes: sentado, inclinado, parado, etc.

Produce calor. El movimiento muscular origina energía calórica. Gracias a eso mantenemos una temperatura corporal adecuada.

El esqueleto constituye la armazón del cuerpo y los músculos determinan su forma. La contracción de los músculos unidos a los huesos permite el movimiento.

Navega en la red Ingresa en la dirección de abajo donde encontrarás una animación sobre el sistema muscular: http:// www.educaplus.org/play-60-Sistema-muscular.html Unidad 7 – Ciencias Naturales

191

Ejercicio 13 Reúne las funciones del sistema muscular en el mapa conceptual. Tienes un ejemplo. Genera movimiento.

Funciones del sistema muscular

3.1 Componentes del sistema muscular A. Músculos y tendones El movimiento de tus ojos al leer este texto es resultado del trabajo de los componentes principales del sistema muscular: músculos y tendones. Nuestros músculos están hechos de un tejido elástico formado por miles de células conocidas como fibras musculares. Según el movimiento que realizan, los músculos se clasifican en voluntarios e involuntarios. El movimiento de los músculos voluntarios lo podemos controlar y provocar, por ejemplo, levantar el brazo, patear una pelota, mover la cabeza, etc. Sobre los músculos involuntarios no tenemos control, están dirigidos por el sistema nervioso. Por ejemplo, los latidos del corazón o el movimiento de los intestinos. Según su función, los músculos se clasifican en tres grupos:

•

Esqueléticos:

Están unidos a los huesos a través de los tendones, nos permiten realizar movimientos voluntarios.

Función: Proteger el cerebro y los órganos de los sentidos. tendón músculo

192

Segundo grado – ciclo básico

•

Cardiacos:

Músculos que permiten los latidos del corazón para que la sangre circule por el cuerpo.

•

Lisos:

Músculos involuntarios, en forma de láminas apiladas que rodean los órganos. Por ejemplo, el estómago.

Los tendones son parte de los músculos esqueléticos, tienen la función de insertar el músculo en el hueso y transmitir fuerza de contracción para producir el movimiento. ¿Cómo se mueven los músculos? El movimiento muscular es controlado por el cerebro, que ordena la contracción o relajación de las fibras musculares. Varios músculos trabajan al mismo tiempo y en forma opuesta para lograr el movimiento. Por ejemplo, al doblar un brazo el bíceps se contrae y el tríceps se relaja.

bíceps contraído

tríceps relajado

bíceps relajado

tríceps contraído

Unidad 7 – Ciencias Naturales

193

3.2 Localización de los músculos. El mapa muscular Sabías que... Los músculos representan casi el 30 % del peso de una mujer, el 40 % del peso de un hombre y el 50 % del de un atleta.

Aunque nuestro cuerpo tiene más de 600 músculos, nosotros estudiaremos los más importantes.

A. Músculos de la cabeza y el cuello

•

Craneales: Recubren y protegen los huesos del cráneo. El frontal, el temporal y el occipital recubren los huesos del mismo nombre. Mímicos: Nos permiten expresar sentimientos en el rostro. El orbicular de los párpados permite el movimiento de los párpados. El orbicular de los labios controla los movimientos de la boca. Del cuello: Hacen posible los movimientos de la cabeza. El esternocleidomastoideo controla el giro de la cabeza hacia los lados. El esplenio, dobla la cabeza hacia arriba y abajo.

frontal

temporal occipital

orbicular de los párpados orbicular de los labios

esplenio

esternocleidomastoideo

Ejercicio 14 Lee en el enunciado la función de cada músculo, luego localízalo en la ilustración y escribe su nombre en la línea que le corresponde. Tienes un ejemplo. 0 0. Músculo que protege el hueso occipital.

Occipital

1. Músculo que protege el hueso temporal. 2. Músculo que permite abrir y cerrar los párpados.

3. Músculo responsable de plegar los labios, soplar, silbar.

4. Músculo que controla el giro de la cabeza a ambos lados.

194

Segundo grado – ciclo básico

B. Músculos del tronco

•

Anteriores o delanteros:

Pectoral mayor, levanta los brazos y permite la rotación del hombro. Pectoral menor, eleva las costillas para el proceso de respiración.

•

pectoral mayor

pectoral menor

Del abdomen: Serrato mayor, permite elevar el brazo más allá de la horizontal. Oblicuo abdominal, flexiona el tronco y se mantiene recto cuando el brazo eleva una carga. Recto del abdomen, ayuda a la defecación y a la micción.

serrato mayor recto del abdomen

oblicuo abdominal

C. Músculos de las extremidades superiores

•

Del hombro:

Deltoides, permite levantar la mano.

•

deltoides

Del brazo: Bíceps y tríceps, ayudan a doblar y extender el antebrazo sobre el brazo. Del antebrazo: Pronador, pone la palma de la mano hacia abajo. Supinador, pone la palma de la mano hacia arriba.

bíceps

tríceps

pronador supinador extensores flexores

De la mano: Flexores, contraen los dedos. Extensores, relajan los dedos.

Ejercicio 15 Lee en el enunciado la función de cada músculo, luego localízalo en la ilustración y escribe su nombre en la línea que le corresponde. Tienes un ejemplo. 0 0. Músculo que permite levantar los brazos y la Deltoides rotación del hombro. 1. Músculo que eleva las costillas en el proceso de respiración.

2. Músculo que ayuda en los procesos de defecación y micción.

3. Músculo que flexiona el tronco y se mantiene recto cuando el brazo eleva una carga.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

195

D. Músculos de las extremidades inferiores sartorio

recto anterior vasto interno

glúteo

tibial sóleo flexores extensores

•

De la pelvis:

Glúteos, forman la parte carnosa que nos permite sentarnos y mantiene extendido el fémur para estar de pie.

•

Del muslo:

Sartorio, permite cruzar la pierna una sobre otra. Recto anterior, flexiona la pierna hacia arriba. Vasto interno, para extender la pierna.

•

De la pierna:

Gemelos y sóleo, en la pantorrilla, levantan el talón al caminar.

•

Del pie:

Flexores, contraen los dedos. Extensores, relajan los dedos. Tibial, estabiliza el tobillo al caminar.

gemelos

Ejercicio 16 Observa los músculos señalados en cada ilustración. Luego, en los espacios del lado izquierdo, escribe su nombre y función. Tienes un ejemplo. 0. Sartorio: permite cruzar la pierna una sobre otra.

2. 4

196

Segundo grado – ciclo básico

3.3 Enfermedades del sistema muscular Algunas enfermedades y problemas del sistema muscular son:

• • • • •

Desgarro: dolencia causada cuando las fibras musculares se rompen, causando dolor e hinchazón. Calambre: dolencia causada cuando un músculo está agotado, se puede contraer hasta endurecerse, causando dolor. Esguince: es una lesión en una articulación, que causa daño en las fibras musculares, por lo que se produce sensibilidad, hinchazón y dolor. También puede aparecer un morete. Poliomielitis: enfermedad producida por un virus, que ataca el sistema nervioso central, provocando parálisis, atrofia y deformidad de algunos músculos. Afecta principalmente a niños; por ello, es importante que sean vacunados contra esta enfermedad desde bebés. Tendinitis: inflamación de los tendones causada por un movimiento fuerte y repetitivo. Puede ser ocasionada por el uso constante del teclado y el ratón de la computadora.

3.4 Vida saludable A. Algunos cuidados del sistema muscular:

•

Mantener una dieta balanceada: abundantes frutas y verduras, evitar las grasas. Las rutinas de ejercicios físicos prolongados, necesitan de una dieta rica en azúcares, proteínas y vitaminas.

•

Practicar ejercicio físico, por lo menos 3 veces por semana. Gracias al ejercicio, los músculos desarrollan su fuerza y volumen, adquieren elasticidad, tonificación y contractilidad, y resisten mejor a la fatiga. Antes de hacer cualquier ejercicio es importante realizar un calentamiento y, al terminarlo, un enfriamiento, para preparar a los músculos para el ejercicio y el reposo, y así evitar lesiones.

•

Todos los bebés deben vacunarse contra la poliomielitis.

•

Si pasamos mucho tiempo trabajando en una computadora, es necesario comprar un teclado y un ratón ergonómico para evitar la tendinitis. Asimismo, es importante tener una buena postura para evitar espasmos musculares, especialmente en la espalda. Para cuidar nuestro sistema muscular, es recomendable hacer ejercicio por lo menos tres veces por semana.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

197

B. La medicina al servicio de la humanidad Algunos ejemplos de tratamientos utilizados para las enfermedades del sistema muscular y sus síntomas son: Medicina occidental4 Uso de medicamentos antiinflamatorios para bajar la inflamación y analgésicos para quitar el dolor. Otros tratamientos:

Albahaca

- Fisioterapia e hidroterapia. - Ejercicios como pilates para fortalecer y tonificar los músculos. La natación es considerada como el ejercicio más completo, pues trabajan casi todos los músculos.

Medicina tradicional Plantas medicinales (fitoterapia): Albahaca (Ocimum basilicum): se usa la hoja en polvo, como loción o esencia para el tratamiento de dolores musculares. Plátano (Musa sp.): es rico en vitamina K, por lo que previene los calambres. Se toma el “agua” producto de la cocción del fruto con cáscara. Soya (Glycine max): es una buena fuente de proteína, que ayuda a construir los músculos. Las semillas se preparan cocidas, lo que se conoce como leche de soya.

Fisioterapia

Ejercicio 17 Investiga: ¿Qué es la hidroterapia? ¿Qué es pilates?

Ejercicio 18 Te proponemos un plan de entrenamiento para que en tres días llegues a correr 25 minutos seguidos. ¡Anímate! • Día 1. Caminar 3 minutos, trotar 2 minutos. Repetir 3 veces. Total = 15 minutos • Día 2. Caminar 3 minutos, trotar 2 minutos. Repetir 4 veces. Total = 20 minutos • Día 3. Caminar 3 minutos, trotar 3 minutos. Repetir 5 veces. Total = 25 minutos Inténtalo por una semana. En la dirección de abajo encontrarás el plan completo para un entrenamiento de 10 semanas y llegar a correr 45 minutos seguidos. Invita a tus familiares y amigos y organicen una carrera. http://www.soymaratonista.com/28/plan Toma una fotografía de la carrera y compártela con tus compañeros por Facebook, WhatsApp o correo electrónico. 4

198

Todos los medicamentos deben ser recetados por un médico siempre.

Segundo grado – ciclo básico

Sistema excretor

Para realizar todas las funciones, nuestro cuerpo consume la energía que obtiene de la respiración y de la alimentación. En esos procesos también se producen desechos y toxinas que el cuerpo debe eliminar, porque nos hacen daño.

Funciones del sistema excretor

El sistema excretor es el encargado de la excreción, que consiste en eliminar los desechos de nuestro organismo.

Eliminar los desechos y toxinas que producen las células del cuerpo después de aprovechar el oxígeno y los nutrientes.

Mantener el equilibrio de agua en el cuerpo.

Varios órganos participan en la excreción:

• • •

La piel lo hace a través del sudor. Los pulmones mediante la espiración. El intestino grueso por medio de las heces.

Nosotros nos centraremos en el trabajo de eliminación que realiza el aparato excretor urinario que saca del cuerpo lo que ya no sirve a través de la orina.

Navega en la red Te invitamos a ver un video en YouTube con el que podrás ampliar tus conocimientos sobre el aparato urinario y la excreción: http://www.youtube.com/watch?v=MHe8bQI3aSk

Ejercicio 19 Rellena el círculo de la opción que completa correctamente cada enunciado. 1. Un órgano que participa en la excreción de toxinas es… La piel

2. Los pulmones son órganos que participan en la excreción a través de… La inhalación

El estómago

La espiración

El intestino delgado

La inspiración Unidad 7 – Ciencias Naturales

199

4.1 El aparato excretor urinario: purificador del cuerpo El aparato urinario comprende los riñones y las vías urinarias.

A. Riñones Cierra tu puño y observa el tamaño que tiene. Ese es el mismo tamaño de tus riñones, dos órganos con forma de frijol que están ubicados por debajo de las costillas. Cada riñón se divide en tres partes: corteza, médula y pelvis renal. En ellas se encuentran las nefronas, células que producen la orina.

corteza médula renal pelvis renal nefronas

B. Vías urinarias Son los conductos por donde la orina fluye desde los riñones hasta el exterior del cuerpo. Se dividen en:

•

Uréteres: son los conductos que llevan la orina de los riñones a la vejiga urinaria.

•

Vejiga urinaria: es un órgano muscular elástico que se expande cuando se llena de orina, y se contrae cuando se vacía. Su función es almacenar y liberar la orina.

•

Uretra: es el conducto por donde la orina sale del cuerpo. En los hombres corre a lo largo del pene y tiene una conexión con el sistema reproductor, por lo que también conduce semen. En la mujer no tiene conexión con el sistema reproductor y solo transporta orina.

riñón

uréter

vejiga urinaria uretra

Ejercicio 20 Completa y representa en un cuadro sinóptico los componentes del aparato urinario. Tienes un ejemplo. • corteza riñones Aparato urinario

Segundo grado – ciclo básico

• •

vías urinarias

200

•

• •

C. Cómo se produce la orina La orina es un líquido amarillo formado por agua y sales minerales que se desechan del cuerpo. Se produce en los riñones, dentro de las nefronas, en tres etapas:

•

Filtración: las nefronas actúan como un filtro que recoge los desechos de la sangre que entra al riñón y los mezclan con un poco de agua para formar una orina muy diluida.

•

Reabsorción: en la filtración quedan atrapados algunos nutrientes que se devuelven a la sangre, para que el organismo pueda reutilizarlos.

•

Conducción: la orina se concentra y sale del riñón hacia los uréteres, que la llevan a la vejiga urinaria.

Las dos primeras etapas ocurren en las nefronas que están en la corteza y médula renal. La tercera se da en las nefronas de la pelvis renal. Finalmente, cuando la vejiga se llena, surgen los deseos de orinar. En ese momento, las paredes del órgano se contraen, se abre la uretra y la orina sale expulsada hacia el exterior. Este proceso se llama micción.

reabsorción

sangre con desechos

conducción

filtración

Unidad 7 – Ciencias Naturales

201

4.2 Enfermedades del aparato excretor urinario Nuestro sistema excretor puede sufrir enfermedades causadas por infecciones o acumulación de desechos que no logran ser expulsados del cuerpo. La mayoría se puede evitar con buenos hábitos de higiene, alimentación sana y bebiendo agua suficiente.

•

Infección urinaria: es una infección de las vías urinarias, causada por microbios. Afecta más a las mujeres que a los hombres. Puede provocar ganas urgentes de orinar, dolor y ardor en la uretra.

•

Cálculos renales o piedras en el riñón: son pequeñas piedras que se forman en el riñón por la acumulación de sustancias, como calcio o ácido úrico. Las piedras más pequeñas salen solas, pero las grandes se quedan trabadas en los uréteres, vejiga o uretra, bloquean el paso de la orina y provocan dolor y sangrado.

•

Insuficiencia renal: los riñones pierden la capacidad de realizar sus funciones. Puede ser provocada por otras enfermedades y afecciones como diabetes, hipertensión, enfermedades hereditarias de los riñones, obstrucción de la vejiga, medicamentos, enfermedades del corazón, entre otras. Se requiere de un trasplante renal para seguir viviendo.

Ejercicio 21 Realiza la siguiente lectura y responde a las preguntas. ¡Regalar vida! Donación de órganos Donar órganos significa, que al morir, damos partes de nuestro cuerpo a otra persona que las necesita para seguir viviendo. Las mejores edades para hacerlo son entre los 5 y 60 años. Casi todos podemos regalar vida mediante una donación de órganos. Solo se necesita: 1) Querer hacerlo. 2) Informarlo a los médicos y familiares. 3) Comprometer a los deudos para que respeten nuestra decisión. 4) Rellenar un formulario indicando los órganos que deseamos donar. Algunas personas no son aspirantes a la donación de órganos. Por ejemplo: diabéticos, consumidores de drogas, hipertensos, personas que han tenido hepatitis, personas con Vih o menores sin autorización de los padres. ¿Qué órganos se pueden donar? Corazón, piel, córneas, huesos, pulmones, médula ósea, hígado y riñones. En Guatemala solo se realizan trasplantes de córnea y riñón. Este último es uno de los órganos más esperados. Según datos de la Unidad Nacional de Atención al Enfermo Renal Crónico (Unaerc), 1730 personas necesitaban un riñón en 2012.

Reflexiona sobre la lectura y contesta a las preguntas. 1. ¿Qué opinas sobre la donación de órganos? 2. ¿Estarías dispuesto a donar tus órganos o permitirías que un familiar lo hiciera?

202

Segundo grado – ciclo básico

4.3 Vida saludable A. Algunos consejos para cuidar tu sistema excretor son:

•

Tomar abundante agua, por lo menos ocho vasos al día (incluye agua pura, jugos y otros líquidos). Recuerda que a través de la orina se eliminan las sustancias tóxicas.

•

No aguantar las ganas de orinar. Esto puede ocasionar infecciones y dañar los riñones.

•

Cuida la higiene. Límpiate después de orinar, para que no se ocasionen infecciones. Báñate diariamente con agua y jabón. Lávate tus genitales.

•

Cuida tu alimentación, siguiendo una dieta balanceada.

Para cuidar el sistema excretor, debe tomarse abundante agua.

B. La medicina al servicio de la humanidad Algunos ejemplos de tratamientos utilizados para las enfermedades del sistema excretor y sus síntomas son: Medicina occidental5 Diuréticos: son sustancias o medicamentos que provocan la orina. Trasplante de riñón: es un procedimiento quirúrgico mediante el cual una persona a la que ya no le funcionan los riñones, le trasplantan otro de una persona sana que lo donó. Hemodiálisis: es un procedimiento mediante el cual, la sangre de una persona a la que no le funcionan los riñones, es filtrada por un aparato para purificarla.

Medicina tradicional Plantas medicinales (fitoterapia): Rosa de Jamaica (Hibiscus sabdariffa): tiene propiedades diuréticas. Se usa el cáliz de la flor seca preparado como decocción o infusión.

Arándanos

Cola de caballo (Equisetum giganteum): tiene propiedades diuréticas. Los tallos se preparan como infusión o decocción. Arándanos (Vaccinium marcocarpon): tienen propiedades diuréticas y antimicrobianas, por lo que previenen las infecciones urinarias. Los frutos se preparan como jugo.

Ejercicio 22 El consumo excesivo de gaseosas puede dañarnos el hígado y los riñones. Te proponemos cambiar las gaseosas por agua pura o jugos naturales. ¿Te animas? 1. Para comenzar escribe cuántas gaseosas consumes al día y a la semana.

- Consumo diario:

- Consumo semanal:

2. Ahora escribe cuántas quieres dejar de consumir: 3. Elabora un plan que te ayude a cumplir tu meta. Anótalo en tu cuaderno y compártelo con tus

compañeros.

Todos los medicamentos deben ser recetados por un médico siempre. Unidad 7 – Ciencias Naturales

203

Sistema inmunológico

Seguramente has tenido fiebre alguna vez. Ese aumento de temperatura nos indica que el cuerpo está luchando contra algún virus o bacteria que busca dañarnos. Cada día nos exponemos al contacto con organismos que nos pueden enfermar. Para evitarlo contamos con un sistema de seguridad que nos defiende, el sistema inmunológico. El sistema inmunológico es el conjunto de órganos encargados de defender al cuerpo contra las enfermedades. Sus funciones son:

• • •

Reconocer sustancias extrañas al cuerpo. Reaccionar contra ellas. Protegernos contra enfermedades infecciosas.

Al igual que en el proceso de excreción, en la defensa del cuerpo también participan órganos de otros sistemas. Veamos:

•

La piel, a través del sudor y el sebo que impiden el ingreso de microorganismos en nuestro cuerpo.

•

Los intestinos, mediante la flora bacteriana que segrega sustancias para eliminar los microbios que intentan dañarnos.

•

La boca y el estómago, por medio de la saliva y los jugos gástricos que destruyen los organismos extraños que ingresan al tubo digestivo.

•

Los órganos del sistema linfático que estudiaremos a continuación.

Nuestra temperatura normal varía entre los 35 y 37 Celsius. A veces, esa temperatura se reajusta para defendernos de agentes extraños que pueden dañarnos. Es peligroso si aumenta a 40 grados o más, porque puede provocar daño cerebral.

Ejercicio 23 Lee el texto y responde a cada pregunta. 1. ¿Cuál es la temperatura normal del cuerpo? 2. ¿Para qué sirve la fiebre? Subraya la idea en el texto. 3. ¿Cuál es el sistema encargado de defender el cuerpo de las enfermedades?

204

Segundo grado – ciclo básico

5.1 Componentes del sistema inmunológico: la tropa de la defensa corporal El sistema inmunológico está formado por tejidos, órganos y células con un fin común: defendernos contra las enfermedades.

A. El sistema linfático El sistema inmunológico tiene como aliado al sistema linfático, un grupo de órganos que le ayudan a producir glóbulos blancos para defendernos y filtrar los microbios que invaden el cuerpo. Este sistema es similar al sistema circulatorio, pero en lugar de transportar sangre transporta linfa, una sustancia derivada del plasma sanguíneo. La circulación de la linfa es más lenta que la de la sangre. Esto le permite arrastrar a los invasores del cuerpo hasta su eliminación y distribuir los glóbulos blancos por el organismo. Además de la linfa, el sistema linfático cuenta con estos órganos:

•

Timo:

Produce los linfocitos T, un tipo de glóbulo blanco especializado en la defensa del cuerpo.

•

capilares linfáticos timo

linfocitos ganglios linfáticos

Bazo: Donde se originan los linfocitos B. Ganglios linfáticos:

bazo

Actúan como filtro de la linfa y están rellenos de glóbulos blancos para destruir los microbios contenidos en ella. Capilares linfáticos: Por donde circula la linfa.

Ejercicio 24 Explica con tus palabras la relación que existe entre los sistemas linfático e inmunológico.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

205

B. Los glóbulos blancos Los glóbulos blancos son una especie de guerreros que flotan en la sangre dispuestos a atacar a organismos invasores. Esos organismos invasores se conocen como antígenos y pueden ser virus o bacterias.

glóbulos blancos

Los glóbulos blancos se agrupan en dos categorías:

•

Fagocitos: que defienden al cuerpo “devorando” a los antígenos mediante un proceso conocido como fagocitosis. Fíjate en la ilustración. Reconocimiento

Captura

Destrucción

fagocito

antígeno El fagocito detecta un antígeno.

•

El antígeno es capturado por el fagocito.

Y por último, el antígeno resulta destruido.

Linfocitos son guerreros más especializados. Estudian a su presa, se adaptan a ella y crean unas estructuras llamadas anticuerpos para destruirla. Los dos tipos básicos de linfocitos son: ü Linfocitos B: se desarrollan en el bazo, el hígado y la médula espinal. Se especializan en la producción de anticuerpos. Hay un anticuerpo para cada antígeno que entra al organismo. ü Linfocitos T: se desarrollan en el timo. Su especialidad es atacar células infectadas por gérmenes o células cancerígenas.

Observemos en esta ilustración cómo actúan los linfocitos B. Reconocimiento

Producción de anticuerpos

Destrucción

linfocito B

antígeno

El linfocito detecta un antígeno.

206

Segundo grado – ciclo básico

anticuerpo

El linfocito produce anticuerpos.

Y por último, los anticuerpos destruyen el antígeno.

5.2 Reacción inmune. ¿Cómo actúa el sistema inmunológico? La respuesta del sistema inmunológico para defendernos se llama reacción inmune y ocurre en tres etapas:

•

Reconocimiento: cuando un organismo entra en el cuerpo, los glóbulos blancos lo examinan y reconocen si es bueno o dañino.

•

Producción de anticuerpos: si el organismo extraño es dañino, los linfocitos B producen anticuerpos que se unen a zonas específicas del invasor marcándolo para su identificación y muerte. Cada anticuerpo es como un carné de identificación, que queda registrado en el organismo en lo que se llama memoria inmunitaria. Esa memoria permite reconocer al invasor e impedir que dañe al cuerpo en otra oportunidad.

•

Eliminación: la destrucción del antígeno invasor puede darse por fagocitosis o penetrándolo y destruyéndolo desde su interior.

Veamos las tres etapas con un ejemplo. Reconocimiento

Producción de anticuerpos

Destrucción

anticuerpo linfocito B

virus varicela Si una persona se enferma de varicela, los linfocitos examinan el virus que la provoca y lo reconocen como dañino.

Los linfocitos B producen anticuerpos específicos para el virus, lo marcan, lo registran y lo guardan en la memoria inmunitaria.

Por último, lo eliminan fagocitándolo o destruyéndolo.

Ejercicio 25 Escribe la etapa de la reacción inmune a la que se refiere cada texto. Te ayudamos con la primera. 0. Cuando el virus de la gripe entra en el sistema respiratorio, los linfocitos lo examinan y lo reconocen como dañino.

Reconocimiento

1. Inmediatamente los linfocitos B producen anticuerpos que marcan al virus para eliminarlo. 2. El virus es atacado por los anticuerpos hasta su destrucción. Unidad 7 – Ciencias Naturales

207

5.3 Enfermedades del sistema inmunológico Si nuestro sistema inmunológico no funciona bien, puede causar enfermedades que incluyen:

•

Alergias: reacciones inmunes exageradas a cuerpos inofensivos como el polvo o las picaduras de insectos. Provocan estornudos, tos y picazón. El principal agente causal de alergias son los ácaros que se encuentran en el polvo de nuestro hogar, en especial el que se acumula en las camas.

•

Enfermedades autoinmunes: el sistema inmunológico reconoce como dañinas algunas partes sanas del cuerpo y las ataca hasta destruirlas. Algunos de estos padecimientos son: artritis reumatoide, lupus, esclerosis múltiple y psoriasis.

•

Sida (Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida): enfermedad causada por el virus de inmunodeficiencia humana (Vih) que destruye algunos linfocitos T, dañando el sistema inmunológico. Se transmite por relaciones sexuales con una persona contagiada o por contacto con sangre infectada.

No se contagia por convivencia con la persona enferma (abrazarse o hablar, por ejemplo), por lo que estas personas no deben ser discriminadas. Las madres infectadas pueden transmitirlo a sus bebés durante el embarazo o parto.

5.4 Vida saludable A. Algunos consejos para cuidar tu sistema excretor son:

208

•

Evitar el estrés y las emociones fuertes. Mantener control emocional. El estrés provoca que bajen las defensas.

•

Tener una buena alimentación y realizar todas las prácticas de higiene en su preparación y consumo, como lavarse las manos.

•

Evitar los alimentos que nos provocan alergias. Algunas personas son alérgicas a alimentos como mariscos, gluten, lácteos, almendras, etc.

•

Mantener la casa limpia: barrer, trapear y sacudir diariamente. Cambiar ropa de cama, al menos una vez por semana. Con esto eliminaremos ácaros del polvo, que causan alergia.

•

Ventilar nuestro hogar para que no se acumule moho, que es otro causante de alergias.

• • •

Hacer ejercicio. No fumar ni consumir alcohol. Vacúnate. Debes consultar con tu médico sobre las vacunas que se encuentran disponibles.

Segundo grado – ciclo básico

•

Evitar estar en contacto con personas que se encuentran enfermas, como en el caso de la gripe. En caso de ser nosotros los enfermos, taparnos la boca al estornudar y toser, y lavarnos las manos después.

•

Infórmate. La educación sexual es muy importante para saber qué son las relaciones sexuales responsables. De esa manera se puede evitar el contagio de enfermedades como el Sida.

B. La medicina al servicio de la humanidad Algunos ejemplos de medicamentos o tratamientos utilizados para las enfermedades del sistema inmunológico y sus síntomas son:

•

Medicina occidental: Las vacunas para prevenir enfermedades

Las vacunas son mezclas de microbios muertos o muy débiles que se introducen al cuerpo mediante inyecciones o por vía oral. El sistema inmunológico los registra y adquiere una “memoria celular” que le permite responder ante una infección que no se ha padecido previamente de forma natural, evitando la enfermedad. Gracias a las vacunas se han erradicado enfermedades que en otros tiempos provocaban epidemias y muertes. Un ejemplo es la viruela, erradicada en 1980. Otras enfermedades como el sarampión y la polio no se han eliminado por completo, pero se ha reducido el número de personas que las padecen. Te presentamos el calendario de vacunación que el Ministerio de Salud Pública recomienda para niños entre los 0 y 4 años.

Edad Nacimiento

Vacuna BCG Hepatitis B 1ª Dosis de OPV

2 meses

1ª Pentavalente Rotavirus 1 2ª Dosis de OPV

4 meses

2ª Pentavalente Rotavirus 2

6 meses 12 meses 18 meses 4 años

   

Enfermedades contra las que nos protege cada vacuna BCG: tuberculosis, meningitis e infección diseminada en varios órganos y tejidos Hepatitis B: hepatitis OPV: poliomielitis Pentavalente: difteria, tétanos, tos ferina, hepatitis B, influenza tipo b Rotavirus: diarreas en niños menores de

3ª Dosis de OPV



3ª Pentavalente

5 años y  SPR (triple viral): sarampión, parotiditis rubéola  DPT: difteria, tétanos y tos ferina

SPR Primer refuerzo OPV 1ª DPT Segundo refuerzo OPV 2ª DPT

Unidad 7 – Ciencias Naturales

209

•

Medicina tradicional Plantas medicinales (fitoterapia): Calahuala (Phlebodium aureum): tiene propiedades inmunomoduladoras6. Se usa la decocción del rizoma. Agastache (Agastache rugosa): tiene propiedades antivirales. Las hojas y flores se preparan como infusión.

Recuerda: ¡Miel y cítricos para subir las defensas! La miel de abeja y los frutos cítricos como naranja, lima o limón son alimentos que tienen un poder terapéutico natural que fortalece el sistema inmunológico y lo ayudan a luchar contra las enfermedades. Prepara un jugo con 2 naranjas, 1 limón y 2 cucharaditas de miel. Bébelo cada mañana durante una semana al menos, para ayudar a fortalecer tu sistema inmunitario.

Ejercicio 26 ¿Sabes si tienes todas las vacunas que necesitas? Pregúntale a tus papás, y escribe acá las vacunas que te han puesto.

210

Inmunomodulador: sustancia que puede aumentar o disminuir el funcionamiento del sistema inmunológico.

Segundo grado – ciclo básico

A la ciencia por la experiencia 1.

¿Cómo pierden calcio los huesos?

El calcio es el constituyente principal de los huesos y les da su dureza. Se encuentra como compuestos, que forman casi el 79 % del hueso. Sin calcio, los huesos no se endurecerían ni se formarían bien.

¿Qué necesitas?

• • • • •

Dos huesos de pierna o muslo de pollo, sin carne, limpios Dos frascos de vidrio transparente con tapadera

• • •

Una regla Cinta adhesiva (masking tape) Agua

Vinagre blanco Un trapo o servilletas para secar Cuaderno

Procedimiento: 1.

Observa los huesos del pollo. Mide su largo y ancho. Describe su aspecto, intenta doblarlos, pero sin romperlos. Anota todo en tu cuaderno.

2. Toma un frasco y colócale una etiqueta que diga “agua”. Introduce un hueso y llena el frasco con agua. 3. En el otro frasco, coloca una etiqueta que diga “vinagre”. Introduce el otro hueso de pollo y cúbrelo con vinagre. 4. Cierra ambos frascos con sus tapaderas. 5. Al día siguiente saca los huesos, sécalos. Obsérvalos, mídelos y trata de doblarlos. Anota lo que veas en tu cuaderno. 6. Realiza lo mismo durante 3 días más. 7. Llena el siguiente cuadro: Día

Hueso en agua Largo (cm)

Ancho (mm)

Hueso en vinagre Descripción

Largo (cm)

Ancho (mm)

Descripción

1 2 3 4

Unidad 7 – Ciencias Naturales

211

Al final, responde: 1. ¿Hay diferencias entre el hueso sumergido en agua y el otro en vinagre? Explica tu respuesta.

2. ¿Cuánto tiempo transcurrió para que ocurrieran los cambios en el aspecto de los huesos?

3. ¿Qué semejanzas existen entre este experimento y lo que ocurre en la osteoporosis?

Explicación: el vinagre (ácido acético) “roba” los minerales del hueso al reaccionar con ellos. En el cuerpo humano, ocurre un proceso similar por el consumo excesivo de bebidas gaseosas. De este modo, disminuye la cantidad de calcio en el hueso, por lo que pierde su dureza y se vuelve flexible.

212

Segundo grado – ciclo básico

¿Cómo se forma la orina?

En este experimento simularemos los procesos de filtración, reabsorción y conducción que ocurren en las nefronas y sirven a los riñones para fabricar la orina.

¿Qué necesitas?

• • • • •

1 botella de doble litro 1 colador de café 1 filtro para cafetera o un trozo de gasa 1 vaso de agua 1 guacal

• • • • •

Cinta adhesiva (masking tape) 1 puñado de piedra pómez o grava Algodón Un poco de tierra Cuaderno

Procedimiento: 1.

Corta el fondo de la botella.

2. Pega el filtro o la gasa en la boca de la botella. Asegúralo con el masking tape. 3. Coloca el algodón hasta el fondo, cerca de la boca de la botella, por el lado de adentro. 4. Agrega la grava o piedra pómez haciendo una capa. 5. Pon encima el colador de café. ¡Está listo! 6. Mezcla agua y tierra en el vaso (será la sangre cargada de nutrientes y desechos). 7. Vierte la mezcla en el colador y anota todo lo que sucede en tu cuaderno.

Recuerda: las tres etapas ocurren dentro de las nefronas.

Ponga encima el colador de café.

¡Está li

sto!

¿Qué sucede?

•

El agua que entra al “riñón” representa la sangre cargada de nutrientes y desechos. Las partículas atrapadas en el colador representan los nutrientes que se devolverán a la sangre durante la reabsorción.

•

El líquido filtrado que cae en el guacal representa la orina.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

213

El corazón, el órgano que bombea nuestra sangre

Con este experimento comprobarás y demostrarás cómo funcionan las aurículas y los ventrículos del corazón.

¿Qué necesitas?

• • • •

2 botellas plásticas 2 tapaderas de las botellas con un agujero en el centro Tijeras Un vaso con agua

• • • •

1 gancho de ropa 2 pajillas Cuaderno Plasticina

Nota: los materiales son para hacer “medio corazón”. Si deseas hacer uno completo, duplica los materiales.

Procedimiento: 1. Corta el fondo de una botella. 2. A la segunda botella hazle un agujero a un lado por donde pase una pajilla. Asegúrala con plasticina. 3. Inserta una pajilla a través de las tapaderas y luego enróscalas para armar el circuito. Asegura la pajilla a las tapaderas con plasticina y pon el gancho de ropa en la pajilla. La botella de arriba es la aurícula, la botella de abajo es el ventrículo y la pajilla representa la válvula que separa la aurícula de los ventrículos. 4. Pon agua en la “aurícula” y suelta la “válvula” retirando el gancho. 5. Espera a que el ventrículo se llene, coloca la válvula y luego aprieta con el gancho de ropa. 6. Observa y apunta en tu cuaderno lo que sucede. ¿Qué sucede?

•

“El corazón” que construiste funciona como una bomba, impulsando la sangre a todo el cuerpo. La “aurícula” (botella superior) es una cámara de recepción que envía la sangre hacia el “ventrículo” (botella inferior), que funciona como cámara de expulsión de la sangre.

•

El gancho de ropa en la pajilla que conecta las botellas hará el papel de una de las válvulas del corazón, estas son como puertas que se abren solo en una dirección para que no se mezcle la sangre cargada de desechos, con la que viene con oxígeno y nutrientes.

214

Segundo grado – ciclo básico

Resumen

El sistema circulatorio

Cumple funciones de: Se compone de:

sangre

transportar oxígeno y nutrientes recoger desechos defender el organismo contra microbios mantener la temperatura normal

corazón

Contiene:

• • • •

vasos sanguíneos

Realiza dos movimientos:

plasma glóbulos rojos glóbulos blancos plaquetas

Se dividen en:

• venas • arterias • capilares

• sístole • diástole Juntos intervienen en el proceso de:

la circulación

Circuito menor

Circuito mayor

aurícula derecha

aurícula izquierda

ventrículo derecho

ventrículo izquierdo

vena

arteria

capilares

Unidad 7 – Ciencias Naturales

215

El sistema esquelético

Se divide en:

esqueleto axial

cabeza

Cumple funciones de:

esqueleto apendicular

frontal maxilares esternón

caja torácica

costillas

columna vertebral

clavícula omóplato

Contiene:

húmero cúbito radio

extremidades superiores

pelvis

metacarpianos fémur rótula tibia peroné

metatarsianos

216

Segundo grado – ciclo básico

• sostener el cuerpo • proteger órganos internos • producir glóbulos rojos • favorecer el movimiento

extremidades inferiores

• huesos largos, planos y cortos • cartílagos • articulaciones

El sistema muscular

Cumple las funciones :

frontal orbicular de los párpados orbicular de los labios esternocleidomastoideo

temporal

flexores

Da forma al cuerpo. Genera movimiento. Facilita la expresión de sentimientos. Protege los órganos internos. Mantenimiento de la postura. Produce calor.

occipital

esplenio

deltoides pectoral mayor bíceps supinador

• • • • • •

tríceps

recto del abdomen

extensores glúteos

sartorio recto anterior vasto interno gemelos gemelos flexores

sóleo extensores

Unidad 7 – Ciencias Naturales

217

El sistema excretor

Cumple funciones de:

• eliminar desechos del organismo • mantener el equilibrio de agua en el cuerpo

Se compone de:

riñón

vías urinarias

corteza médula renal pelvis renal nefronas uréter reabsorción

sangre con desechos

218

filtración

Segundo grado – ciclo básico

conducción

vejiga urinaria uretra

El sistema inmunológico

Cumple funciones de:

• reconocer sustancias extrañas • reaccionar contra ellas • protegernos contra enfermedades

Está formado por:

sistema linfático

glóbulos blancos Se agrupan en:

capilares linfáticos

timo

fagocitos

linfocitos

ganglios linfáticos

linfocitos

Se clasifican en: Realizan:

bazo

fagocitosis

En tres etapas: Reconocimiento fagocito

antígeno

Captura

linfocitos B

linfocitos T

Producen:

Atacan:

anticuerpos

células infectadas

En tres etapas: Destrucción

Reconocimiento

Producción de anticuerpos

Destrucción

linfocito B

antígeno

anticuerpo

Unidad 7 – Ciencias Naturales

219

Enfermedades y cuidados o tratamientos de los sistemas estudiados

Ejemplos de enfermedades

Sistema

Ejemplos de cuidados

Ejemplos de tratamientos l

Circulatorio

Anemia, leucemia, hemofilia, arteriosclerosis e hipertensión arterial.

Esquelético

Muscular

Osteoporosis, artrosis, hernia del disco y artritis reumatoide.

Desgarro, calambre, esguince y tendinitis.

Dieta saludable, beber abundante agua, hacer ejercicio, no fumar ni consumir alcohol o drogas, evitar el estrés, cuidar la postura, higiene personal, vacunarse, informarse (educación en salud).

Excretor

Infección urinaria, cálculos renales e insuficiencia renal.

Inmunológico

220

Alergias, enfermedades autoinmunes y Sida.

Segundo grado – ciclo básico

Medicamentos: aspirina, heparina, vasoconstrictores. Plantas medicinales: bolsa de pastor, té de limón y ortiga. Suplementos de calcio, inmovilización de fracturas, quiropráctica, cirugía. Plantas medicinales: apacín, alcotán y cebolla. Alimentación alta en calcio. Medicamentos antiinflamatorios, fisioterapia, hidroterapia, ejercicios. Plantas medicinales: albahaca, plátano, soya. Medicamentos diuréticos, trasplante de riñón, hemodiálisis. Plantas medicinales: rosa de Jamaica, cola de caballo, arándanos. Vacunas. Plantas medicinales: calahuala y agastache. Miel y cítricos.

Verifica tu aprendizaje Actividad 1. Demuestra lo aprendido A. Lee cada pregunta y subraya la respuesta correcta. Observa el ejemplo. 0. ¿Cuál es el sistema encargado de transportar nutrientes y oxígeno por el cuerpo? a. Esquelético b. Circulatorio c. Respiratorio 1. ¿Cuál es el órgano que impulsa la sangre por el cuerpo?

a. Vena

b. Arteria c. Corazón 2. ¿Cuál de las siguientes es una función del sistema muscular?

a. Da forma al cuerpo

b. Genera movimiento

c. Las dos son correctas

3. ¿Cuál de las siguientes es una recomendación para conservar los músculos sanos? a. Dormir poco b. Comer grasas c. Hacer ejercicio 4. Una función del sistema esquelético es… a. Sostener el cuerpo b. Intercambio gaseoso c. Transportar nutrientes 5. Un hábito que ayuda a conservar los huesos sanos es… a. Encorvarse b. Alimentación rica en calcio c. Consumir grasas 6. La definición “sistema encargado de eliminar los desechos del cuerpo” se refiere al sistema... a. Excretor b. Digestivo c. Circulatorio

Unidad 7 – Ciencias Naturales

221

7. La función de los riñones es… a. Producir el plasma sanguíneo b. Excretar dióxido de carbono c. Producir y eliminar la orina 8. ¿Cuál de los siguientes órganos participa en la defensa del cuerpo? a. Piel b. Dientes c. Pulmones 9. ¿Cuál de las siguientes es una función del sistema linfático? a. Fabricar orina b. Intervenir en la digestión c. Producir glóbulos blancos 10. Son etapas de la fagocitosis... a. Reconocimiento b. Captura c. Ambas son correctas

Actividad 2. Aplica lo aprendido A. Escribe el nombre de los músculos señalados en cada esquema.

222

Segundo grado – ciclo básico

B. Escribe sobre la línea el nombre de los huesos de la cabeza, las regiones de la columna vertebral y la caja torácica señaladas en las imágenes. Columna vertebral

Cabeza

Caja torácica

C. Escribe el nombre de los huesos que están señalados en el esqueleto.

Unidad 7 – Ciencias Naturales

223

D. Escribe el nombre de las partes señaladas en el esquema del aparato excretor urinario.

E. Localiza los órganos del sistema linfático y escribe su nombre en la línea que corresponde.

224

Segundo grado – ciclo básico

Actividad 3. Desarrolla nuevas habilidades A. Lee los siguientes textos y responde a las preguntas.

La desnutrición afecta al sistema inmunológico Las personas desnutridas tienen menos glóbulos blancos que las personas sanas. Esto supone menos resistencia a infecciones y enfermedades. Según la Unicef, en Guatemala cuatro de cada diez niños y niñas menores de cinco años presentan desnutrición crónica. Esa condición provoca menos retención escolar y propensión a adquirir enfermedades. Tomado y adaptado de http://www.unicef.org/

1. Según el texto, ¿la propensión a adquirir enfermedades es causa o consecuencia de la desnutrición? Justifica tu respuesta.

2. ¿De qué manera afecta la desnutrición al sistema inmunológico?

Unidad 7 – Ciencias Naturales

225

El Sida en Guatemala Según datos de Unicef acerca del Sida, el 40.2 % de las personas con Vih en Guatemala son jóvenes y tienen entre 15 y 29 años. Investigaciones, como la Primera Encuesta Nacional de la Juventud en Guatemala, concluyen que la mayoría no tiene conocimientos acertados sobre la enfermedad. Destacamos dos resultados de ese estudio:

•

5 de cada 10 jóvenes consideran que evitar compartir alimentos con una persona que vive con Vih y utilizar repelente para evitar las picaduras de zancudos son formas de prevención del Vih.

•

7 de cada 10 jóvenes piensan que mantener relaciones sexuales con personas de aspecto saludable es un modo de prevención de la transmisión del Vih. Tomado y adaptado de http://www.unicef.org.gt

1. ¿Consideras correctas las medidas de prevención señaladas en el primer resultado? Sí o No. Justifica tu respuesta.

2. ¿Qué medidas de prevención conoces?

3. ¿Es correcto pensar que las personas con aspecto saludable no son portadoras de Vih? Escribe tu opinión.

226

Segundo grado – ciclo básico

B. Lee el siguiente caso, y responde las preguntas aplicando lo que aprendiste sobre las reacciones inmunes y la memoria inmunitaria. Andrés se enfermó de hepatitis A, enfermedad producida por un virus, y no pudo llegar a estudiar. Los papás de sus amigos están preocupados pues se enteraron de que todos tomaron granizada preparada con agua contaminada, y por ello Andrés contrajo la enfermedad. Mirna está vacunada contra esta enfermedad, Susana ya tuvo hepatitis A cuando era más pequeña y José no está vacunado, ni ha sufrido o contraído la enfermedad. Explica la probabilidad que tiene cada uno de enfermarse y por qué:

•

Susana:

•

José:

•

Mirna:

Unidad 7 – Ciencias Naturales

227

Revisa tu aprendizaje Marca con un cheque

la casilla que mejor indique tu rendimiento.

Defino qué son los sistemas óseo, muscular, circulatorio, excretor e inmunológico.

Después de estudiar...

Identifico los componentes de los sistemas óseo, muscular, circulatorio, excretor e inmunológico. Describo el funcionamiento de los sistemas óseo, muscular, circulatorio, excretor e inmunológico. Reconozco algunas enfermedades de los sistemas óseo, muscular, circulatorio, excretor e inmunológico. Identifico los diferentes tipos de sangre. Reflexiono sobre los hábitos de salud que ayudan a prevenir enfermedades de los sistemas óseo, muscular, circulatorio, excretor e inmunológico. Aplico lo aprendido a través de experimentos o actividades prácticas, utilizando el método científico.

228

Segundo grado – ciclo básico

en no logrado proceso logrado

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230

Segundo grado – ciclo básico

2º Básico Ciencias Naturales Editorial

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Bibliografía

Revisa tu aprendizaje

4. Sistema excretor

3. El corazón, el órgano que bombea nuestra sangre

2. ¿Cómo se forma la orina?

5. Sistema inmunológico

3. Sistema muscular

El cuerpo humano

Revisa tu aprendizaje

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3. ¡Plantas en competencia

6. Relaciones entre los seres vivos: convivir para la supervivencia

2. Ecoladrillos: reutilizar y reciclar

7. Recursos naturales: la naturaleza es generosa

5. Ecosistemas

4. Conservación de la biodiversidad

3. Amenazas a la biodiversidad

2. Fauna y flora de Guatemala

Seres vivos

Resumen

2. Colección de rocas

3. Perfil del suelo (perfil edáfico

7. Los minerales

6. Los metales

4. Geología de Guatemala

5. El suelo

3. Las rocas

2. Campo magnético

Resumen

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3. Observatorio solar portátil

El Universo

2. Simulemos la teoría general de la relatividad de Einstein

2. La Ley de gravitación universal

Resumen

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4. El trabajo y la energía

2. Comparación de diferentes objetos en caída libre

3. Las leyes de Newton

2. Gravedad y caída libre

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Resumen

Materia, parte II: la física a nuestro alrededor

3. Burbujas de color

2. Experimentando con elementos químicos de la tabla periódica

7. Química aplicada

Resumen

3. Error experimental

6. Sustancias puras y mezclas

3. Iones

6. Modelos matemáticos para la predicción de fenómenos

5. Los proyectos científicos

4. El desarrollo de las ciencias en Guatemala

Materia, parte I: la química a nuestro alrededor