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Tema: LA HUELLA DE CARBONO
El
concepto Huella de carbono se refiere al
conjunto de actividades que realizamos día con día, en las cuales hay una
emisión de dióxido de carbono por la quema de combustibles fósiles, un ejemplo
claro es el transporte diario en auto particular, donde hay una combustión y
emisión inmediata y directa de gases, en cambio el uso de electricidad
implicaría que no hay combustión ni emisión directa, pero sí la electricidad
proviene de una termoeléctrica, entonces también hay una huella de carbono, ya
que para producir electricidad se quema un combustible, así la suma de todas
las actividades que de manera directa e indirecta generan CO2 , medido en Toneladas de CO2 anuales por persona, corresponde a tu Huella de Carbono.
En
este plan de clase de Física II se cubren los temas correspondientes a
Equivalente mecánico del calor y Conservación y conversión de energía usando el
concepto de Huella de Carbono y a través de las diferentes transformaciones de
energía hacer evidente como contribuimos
al incremento de CO2, pero de
igual manera proponer cambios en nuestra vida cotidiana para disminuirlos y
mitigar el cambio climático.
Objetivos específicos
- Identificar al CO2
como producto de la combustión.
- Comprender el efecto
de invernadero y sus componentes.
- Evaluar su huella de carbono
familiar.
- Proponer acciones en
la casa o escuela para reducir su huella de carbono.
- A partir de la relación del equivalente mecánico del
calor, convertir kWh a kgCO2.
Aprendizajes esperados
- Reconocer que la combustión es la causante de la producción de CO2.
- Identifica cómo se relaciona la energía consumida y la producción
de CO2.
- Reconoce como el CO2 y los
GEI provocan el efecto invernadero .
- Modelar matemáticamente algunas conversiones entre las distintas unidades de consumo
de energía.
- Deducir como acciones
alternas disminuyen la producción
de CO2.
Competencias disciplinares
básicas a desarrollar (ciencias experimentales)
Identifica
problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis
necesarias para responderlas.
Obtiene,
registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter
científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos
pertinentes.
Contrasta
los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas
y comunica sus conclusiones.
Valora
las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a
partir de evidencias científicas.
Aplica
normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la
realización de actividades de su vida cotidiana.
Enganchar
Estrategia didáctica
Preguntas
generadoras para activar ideas previas
¿Por
qué al respirar incrementamos el calentamiento global? y ¿por qué las plantas
disminuyen ese calentamiento?
Sí
les dijera que desde que despertamos y a lo largo del día muchas acciones que
realizamos contribuyen al calentamiento global de la Tierra, por ejemplo al
deshielo de los glaciares ¿estarían de acuerdo?
Al
venir a la escuela se bañan, desayunan, se transportan ¿En qué momento y cómo
están contribuyendo a ese calentamiento?
El
gas que se quema en la estufa, en el boiler, la gasolina del coche, producen en
su quema el principal gas que provoca ese calentamiento, Nosotros mismo al exhalar lo producimos ¿saben cuál es?
Medios y Recursos didácticos
Cuaderno
/ Pizarrón y por equipo: / 1 frasco grande de vidrio / dos velas para pastel/ una
planta pequeña cuya maceta quepa dentro del frasco o un recipiente de vidrio
pequeño con agua y una rama de Elodea/cerillos o encendedor/una lámpara
Procedimiento
El docente organiza al grupo en equipos de trabajo.
Escribe en el pizarrón las siguientes preguntas o
las proyecta:
a) La combustión requiere de un combustible (el
gas) y un comburente (el oxígeno del aire).
Cierto
Falso
Describe brevemente por qué crees esto y que
reacción se presenta:
b)
La respiración requiere oxígeno, ¿es entonces una forma de combustión?.
Cierto
Falso
Describe
brevemente por qué crees esto y ¿cual sería el combustible que se quema?:
c)
Toda combustión genera residuos, un gas en particular el bióxido de carbono,
¿la respiración entonces también lo produce?
Cierto
Falso
Describe
brevemente por qué crees esto:
El
docente solicita que los estudiantes discutan en equipo sus respuestas y
posteriormente en cada equipo
a)
Prenderán una de las velitas y la cubrirán con un frasco, anotar lo que
ocurre.
b)
Colocarán la vela junto con la macetita o el recipiente con Elodea y las
colocarán al sol o bajo la lámpara,
encenderán la vela y cubrirán con el frasco la vela y la planta o la
Elodea, anotar lo que ocurre
Cada
equipo contesta las siguientes preguntas:
a)
¿Qué paso con la vela del primer frasco? ¿A que se debió esto? ¿Cuál es el
papel del aire?
b)
¿Se apago la vela inmediatamente en el segundo frasco? ¿Por qué? ¿Qué está
ocurriendo en la planta que prolonga que la vela siga encendida?
c)¿El
humo que quedo o se produjo a qué gas corresponde?
Ya
podrías responder la pregunta inicial
¿Porqué
al respirar incrementamos el calentamiento global? y ¿porqué las plantas
disminuyen ese calentamiento?
Ahora
cada equipo escribe en una hoja la respuesta consensuada de las preguntas. El
docente da oportunidad para que cada equipo exponga su respuesta a las pregunta
y se escriben las respuestas en el pizarrón. Conserve las respuestas finales
para revisarlas nuevamente en otra etapa del ciclo del aprendizaje.
Explorar
Estrategia
didáctica
Interacción
con simulador / Presentación de actividad en simulador
Medios
y recursos didácticos
Pizarrón
Teléfono
inteligente / Computadora, proyector, bocinas y pantalla
Internet
Nota: Si no se cuenta con
internet al momento de la clase puede descargar el programa e instalarlo
previamente visitando:
Descargue
y guarde el archivo y cuando lo vayan a utilizar simplemente dé doble clic para
abrirlo, considere que las computadoras deben tener instalado un navegador como
Chrome, Firefox, Safari, Edge o internet explorer para visualizarlo. Desde un
teléfono inteligente es posible ingresar directamente por la misma página.
Procedimiento
El
docente solicita a los estudiantes que ingresen al siguiente simulador:
Procedimiento
El
docente solicita a los estudiantes que ingresen al siguiente simulador:
| https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/greenhouse |
Ingresa
al simulador e identificas sus diferentes menús.
1.
Abre el Menú Greenhouse Effect (usa tu celular para traducir algunas
palabras).
2.
¿Qué representan los puntos rojos y qué los amarillos?
3.
¿En la segunda casilla el cursor blanco qué te indica?
4.
En la tercera casilla se muestra la composición de la atmósfera actual
(Today), para 1750 y para la era de Hielo (Ice age) ¿ qué concentraciones de CO2
hay en cada una?
5.
¿Qué temperatura promedio hay en
cada una de las tres épocas?
6.
¿Por qué en la era del hielo la humedad relativa marca 0%?
7.
¿Qué otros gases se indican y que ha pasado con ellos en cada era?
8.
En Today sigue el movimiento de los puntos amarillos ¿De dónde a dónde
se mueven?
9.
Ahora sigue los rojos ¿Cómo se mueven?
10. ¿Dónde se pierden los
amarillos y dónde nace los rojos? ¿qué supones que está ocurriendo?
11. Pareciera que algunos
rojos chocan con algo en el aire y rebotan, ¿Contra qué crees que choquen?
12. Si los rojos representan
calor ¿Qué pasa cuando rebotan entonces?
13. Colócate ahora en la edad
del hielo, ¿son igual la cantidad de choques de los puntos rojos?
14. ¿Tendrá que ver en esto la
diferente concentración de CO2 y la diferente temperatura en cada
época?
15. Ahora pasa al Menú Glass
Layers, esto significa colocar en la atmósfera una o varias capas o láminas de
vidrio.
16. Puedes empezar desde cero
capas hasta tres, ¿Qué ocurre con los puntos rojos y amarillos cuándo no hay
ninguna capa, y cuándo aumentas a una, dos y tres respectivamente? Coloca tus
respuestas en la tabla siguiente:
Capas de vidrio
|
0
|
1
|
2
|
3
|
Puntos amarillos
Fotones
de luz visible
|
||||
Puntos
rojos Radiación
infrarroja
Calor
|
1.
¿Qué efecto están provocando las capas con la luz y con el infrarrojo?
2.
¿Cuándo hay cero capas a que época crees qué corresponde?
3.
¿Para 1750 cuántas capas
crees que habría? ¿Y para la actual?
4.
Las capas de vidrio son imaginarias pero están en relación con las eras
y con la concentración de los gases ¿Qué gases hacen el efecto de las capas de
vidrio?
5.
Ahora ya sabes contra que chocan los puntos rojos, el infrarrojo o
calor. Es el______.
6.
¿Por lo tanto que pasa con el calor que debería salir fuera de la
Tierra?
7.
Este efecto ocurre en los invernaderos, ¿por lo tanto a los gases se les
llama gases de ___ __________________? o GEI.
8.
¿Por qué crees que hay un incremento en la concentración de GEI, en
especial del CO2 a través de las diferentes eras?
9.
A la cantidad de Toneladas de CO2 que producimos por todas nuestras
actividades en un año le llamamos ____________________.
10. Finalmente abre el último
menú Photon absorption, al mover el gatillo de la lámpara salen dos tipo de
radiaciones y en la columna izquierda están diferentes gases, puedes
seleccionar uno o combinaciones, dispara los dos rayos contra cada molécula y
en el cuadro anota lo que ocurre en ellas.
Molécula/Radiación
|
CH4
|
CO2
|
H2O
|
N2
|
O2
|
Fotones
de luz
|
|||||
Radiación
infrarroja
|
11. ¿Cuáles son los dos gases
GEI y cuáles los de la atmósfera?
Recurso
Explicar
Estrategia didáctica
Reflexión
grupal
Medios y recursos
didácticos/
Pizarrón/ cuaderno
Procedimiento
El
docente indica a los estudiantes que discutan grupalmente lo siguiente:
¿Qué
es el efecto invernadero?
¿Qué
gases reaccionaron y con cuál radiación de la lámpara?
¿Explica
la posible relación entre está reacción y el calentamiento de la Tierra?
¿1750
es el año de inicio de la Revolución Industrial, por qué a partir de esa fecha
y hasta la actualidad los GEI se han
incrementado?
¿Qué
es la huella de carbono y cómo se mide?
Finalmente
expliquen con sus propias palabras cómo sus acciones y las de la humanidad
provocan el calentamiento de la Tierra.
El
profesor permite que los estudiantes realicen la actividad sin intervenir en la
explicación e invita a los estudiantes a complementar las ideas previas
anotadas en el pizarrón.
Elaborar
Estrategia
didáctica
Interacción
con calculadora de huella de carbono/ Presentación de actividad en simulador
Medios
y recursos didácticos
Calculadora virtual de huella de carbono
Teléfono
inteligente / Computadora, proyector, bocinas y pantalla/ Internet/ hojas de
rotafolio/ papel milimétrico/marcadores/reglas/ calculadora científica
Nota: Si no se cuenta con
internet al momento de la clase puede descargar el programa e instalarlo
previamente visitando:
https://www.carbonfootprint.com/calculator.aspx(ingrese al enlace en azul
para ver la actividad)
Procedimiento
El
docente explica el funcionamiento y partes de la calculadora de huella de
carbono.
- Indica el país
(México) y la cantidad de
habitantes en tu casa, los datos de consumo que colocarás serán
anuales, por ejemplo el recibo de electricidad bimestral multiplicarlo por
seis.
- Abre cada uno de los
menús: Vivienda, Vuelos, Coche, Moto, Autobús/tren, y en cada rubro anota
la cantidad que consumes aproximadamente (en algunos será cero)
Da clic en la casilla Calcular
Huella Vivienda y pasa a la casilla Vuelos, si no hay nada pon cero y pasa a la
siguiente hasta llegar a Secondary,
en ella colocarás en cada casilla el costo estimado en dólares de lo que gastan
al año en por ejemplo: Education.
- Finalmente en
resultados se da por cada categoría y la total
- Realiza una gráfico
que represente tu gasto por % de cada categoría.
- Realiza un gráfico de
barras con los mismos datos, incluyendo la total tuya, y con tres líneas
horizontales las medias para México, la UE y el mundo.
- La unidad kWh,
representa kilowatthora, pero ¿qué mide en realidad?
- ¿Qué representa el
valor de 0.464? ¿Cómo convertimos kWh a kg CO2
- Explica como el gasto
en Ropa y calzado puede tener un valor de kg CO2
- Pegar sus gráficas y
cada equipo pasará a explicarlas, además de los incisos f), g) y h).
Los
estudiantes reciben la retroalimentación del profesor y aclaran sus dudas
Elaborar 2ª Parte
Estrategia
didáctica
Experimento: Observando cambios en las concentraciones de GEI en la atmósfera
Medios y recursos didácticos
3 botellas de plástico de 600 ml (limpias y sin etiquetas)
3 tapa roscas con agujero para termómetro
3 termómetros de alcohol con graduación de 10°C a 50°C
1 regla
Un pedazo de plastilina
1 cronómetro digital (teléfono)
Cuaderno de notas
1 tableta efervecente
200 ml de agua de la llave
Procedimiento.
1 Introducir
15 cm el termómetro en la taparosca y sellar el espacio que queda entre ellos
con un poco de plastilina, como en el experimento de gases de efecto
invernadero. Manteniendo los termómetros en la sombra.
2
Numerar cada botella del 1 al 3. Para la botella 1, agregarle 50 ml de
agua. Cerrar bien la botella con la tapa y termometro.
3
Partir la tableta en 4 partes aproximadamente iguales.
4 Para
las botellas 2 y 3 agregar 50 ml de agua y simultaneamente agregar en la
botella 2, un cuarto de la tableta y los otros 3/4 en la botella 3. Esperar 5
segundos antes de tapar las botellas.
5
Colocar las botellas al sol (si no es posible utilizar una lámpara para
cada botella) Tomar la temperatura de cada botella cada 5 minutos hasta llegar
a 25 y registrar los valores en el cuaderno.
6 Has
la grafica temperatura vs tiempo para cada botella aquí adelante y contesta las
preguntas sobre ella. Se puede utilizar un color distinto para cada caso.
Evaluar
Estrategia
didáctica
Retroalimentación
y conclusiones del tema
Medios
y recursos didácticos
Pizarrón/proyector/
Gráfica/Cuaderno
Procedimiento
El
docente retroalimenta la explicación de las gráficas. Recupera los objetivos
del tema y verifica que se hayan alcanzado.
Por
medio del gráfico proyectado, pide a los alumnos, considerando en especial el
tener hijos o no a su edad, como cada acción contribuye a su huella de carbono,
entonces de acuerdo al valor obtenido en la calculadora, ¿en cuánto podrían
reducirla sumando las acciones que pueden evitar en su vida diaria?
Reflexión
final
El
docente solicita a los estudiantes que anoten en el pizarrón que nuevas
acciones podrían realizar en su vida para reducir su huella de carbono
Y
finalmente redacten un pequeño texto donde indiquen si creen que el cambio
climático nos afecta y que harían día con día para evitarlo.
Este
texto lo pegarán en el pizarrón para ser compartido con todo el grupo.
El
criterio de evaluación considera si el alumno maneja los conceptos de:
Combustión
y componentes de ella
Efecto
invernadero
Interacción
radiación infrarroja/GEI
Huella
de carbono
Unidades
de evaluación de la energía y conversiones.
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