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la energía
Cecilia Carballo, Matías García y Anarella Gatto
Comenzamos
La energía en nuestras vidas: comenzando un viaje energético
Es habitual el uso de la palabra energía en las conversaciones cotidianas y en los medios de comunicación:
Sabías que ...
- Los nervios y los músculos de nuestros cuerpos (humanos) y de los animales funcionan debido a pequeños impulsos eléctricos.
- Nuestro corazón, especialmente los latidos cardíacos, son controlados por señales eléctricas, impulsos eléctricos. ¡Vivimos gracias a esos impulsos eléctricos!
- Una descarga eléctrica a través del cuerpo humano puede producir un paro cardíaco.
¡Hace más de 270 años!, sí, leíste bien, se sabe que el rayo que cae en una tormenta eléctrica está relacionado con la energía eléctrica. Fue Franklin quien sorprendió a muchos con esta teoría..
La novela y posteriormente película “Frankenstein” de Mary (¡una mujer en esos tiempos!) Shelley tiene bastante rigor científico pues se basa en los estudios sobre la energía eléctrica de la época.
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Conectados por la energía
Mira a tu alrededor, imagina que se corta el suministro de corriente eléctrica. ¿Qué ocurriría? No contaríamos con iluminación artificial ni calefacción eléctrica. Las bombas de agua tampoco funcionarían y nos quedaríamos sin agua. Piensa en todos los dispositivos que dejarían de funcionar en el momento que se acabe su batería. ¡No tendríamos internet! Y mirando más allá, los alimentos que conservamos en la heladera o freezer, comenzarían a descomponerse. En los edificios no se podría usar el ascensor, en los hospitales la situación sería caótica y en las industrias se afectaría la producción. Los semáforos no funcionarían entorpeciendo el tránsito. Podemos continuar enumerando muchas situaciones.
Las transformaciones de la energía permiten iluminar nuestros hogares, calefaccionar los espacios donde vivimos, y nos convierten en la sociedad más móvil en la historia de la humanidad. Las industrias nos proporcionan abundantes bienes materiales en base a las transformaciones de la energía que realizan. Los diferentes alimentos que incluimos en nuestra dieta nos permiten crecer y realizar nuestras funciones vitales a partir de los nutrientes que nos aportan y las transformaciones que ocurren en nuestras células. Realmente, la energía es la base de nuestra civilización contemporánea.
Perspectiva histórica del concepto de energía
Desde que el ser humano existe ha buscado formas de utilizar la energía para mejorar su calidad de vida. Esta se manifiesta en múltiples formas, transformándose de una en otra. Los seres humanos se han caracterizado históricamente por una utilización creciente de la energía y los recursos naturales.
Mira el video y presta especial atención en las fuentes de energía que se mencionan.
¡Qué historia con la energía!
A continuación, resumimos brevemente la evolución de las fuentes de energía que ha utilizado el ser humano desde la sociedad primitiva hasta la moderna.
Actividades
2. Cuestionario:
- ¿Qué época de las cinco mencionadas en la lectura te llama la atención? ¿Por qué?
- ¿Qué fuente de energía se utiliza principalmente en esta época?
- ¿Qué avance tecnológico aparece en dicha época?
- ¿Cuál crees que es el impacto social y ambiental de esa fuente?
1. Asocia cada período histórico de los mencionados en la lectura anterior con su imagen correspondiente:
Completa el siguiente ticket de salida
Relámpagos y rayos: fenómenos asombrosos
En la sociedad actual, la generación de corriente eléctrica es un desafío constante debido a la creciente demanda de energía. Es fundamental comprender que el concepto de energía va más allá de obtener corriente eléctrica, ya que implica diversificar las fuentes energéticas y promover la sostenibilidad.
Es común que asociemos la corriente eléctrica exclusivamente con el ámbito artificial, aquel que se genera en nuestras casas, industrias y aparatos electrónicos. Sin embargo, este fenómeno asombroso no se limita únicamente a nuestras creaciones tecnológicas, sino que también se encuentra presente de manera espectacular en la naturaleza misma.
Fuentes de energía y su clasificación
Biomosa
Las fuentes de energía o recursos energéticos son todos aquellos materiales y fenómenos de los cuales podemos transformar energía, a partir de diferentes procesos biológicos, físicos o químicos. Se pueden clasificar según múltiples criterios dependiendo del punto de vista que se quiera estudiar. Usando tres criterios distintos se clasifican en:
- Primarias y secundarias.
- Renovables y no renovables.
- Tradicionales y alternativas.
Combustibles fósiles
Eólica
Geotérmica
Hidráulica
Mareomotriz
Nuclear
Solar
Persecución en un laberinto conceptual
Lee un concepto de fuente de energía y dirígete hacia el nombre correcto de la misma. ¡Cuida el tiempo y tus vidas! Si vas a realizar la actividad en un dispositivo móvil activa el modo pantalla completa y rota la misma.
Fuentes de energía primarias y secundarias
Las fuentes de energía primarias son el Sol, el petróleo, carbón, gas natural, agua, viento, leña, residuos de compuestos orgánicos (vegetales o animales), uranio y el aprovechamiento de la alta temperatura del interior de la Tierra. A todas estas fuentes de energía se las denomina fuentes de energía primarias porque están disponibles en la naturaleza y todavía no se han transformado.
Las fuentes de energía secundarias son fuentes de energía modificadas por el hombre para aprovecharlas mejor. En otras palabras, son las fuentes de energía que se obtienen en centros de transformación a partir de las fuentes de energía primarias. Por ejemplo, la nafta, el diésel (también conocido como gasoil) elaborados en refinerías a partir del petróleo, carbón o gas natural y los biocombustibles producidos con los residuos de compuestos orgánicos.
Fuentes de energía primarias y secundarias
La corriente eléctrica demandada por las actividades humanas de la sociedad actual proviene del viento (eólica), del movimiento del agua en represas (hidráulica) o en las olas y en las mareas (mareomotriz), de las reacciones nucleares en base a uranio (nuclear) y de la temperatura alta del interior de la Tierra (geotérmica). También a partir de la luz del sol (solar) se produce corriente eléctrica, que sirve para abastecer a pequeña escala a hogares o a ciudades.
Los biocombustibles se obtienen de los residuos de los compuestos orgánicos (vegetales, animales o industriales) mediante procesos naturales (biomasa).
Los combustibles como la nafta y el diésel son derivados del petróleo, carbón y gas natural, y sirven para el transporte de motos, autos y camiones, para la calefacción o producción de corriente eléctrica.
Cuestionario
Fuentes de energía renovables y no renovables
Las fuentes de energía renovables son las que no presentan riesgos de agotamiento, sin embargo, las no renovables sí.
Son renovables aquellas que, después de ser usadas por el hombre, se pueden regenerar en cierto intervalo de tiempo breve, de manera natural o artificial. Algunas de estas fuentes de energía están regidas por ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza.
Las fuentes de energía no renovables tienen problemas de agotamiento, por ser usadas por el hombre en un intervalo de tiempo menor que el que necesita la naturaleza para crearlas. ¡Estas fuentes necesitan millones de años para regenerarse! Por ejemplo, petróleo, gas natural, carbón y uranio.
Fuentes de energía renovables y no renovables
Actividad
Para saber más
Clasifica las siguientes fuentes de energía en renovables y no renovables.
En este video del youtuber Javier Santaolalla podrás informarte sobre las fuentes de energía limpias y renovables, además de las alternativas del futuro.
Ticket de salida
Energía en acción: crea y experimenta
A partir de lo trabajado en las secciones anteriores les proponemos tres actividades. ¡Manos a la obra!
Diseñando tu propio molino de viento
Imagina que son un equipo de ingenieros y tienen el desafío de diseñar y construir un molino de viento eficiente utilizando materiales cotidianos. El diseño que cumpla con los siguientes criterios y sea menos costoso será calificado como el más eficiente.
Actividad 1
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03
02
01
Manos a la obra
Aspectos a considerar
Materiales
Criterios
05
Ticket de entrada
Autoevaluación
Antes de realizar la actividad respondan las preguntas.
Principales fuentes de energía en nuestro país
Actividad 2: Ayudemos a Sofía y Luca
Sofía y Luca, dos estudiantes de intercambio de tu misma edad, llegados desde España e Italia respectivamente, tienen planeado visitar nuestro centro educativo. Su interés se centra en conocer las diversas fuentes de energía que se utilizan en nuestro país para un proyecto sobre el uso de la energía a nivel mundial en el que están trabajando.
Actividad 2
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Sitios recomendados
¿Cómo los ayudaremos?
Aspectos a tener en cuenta
Coevaluación
Los estudiantes utilizarán la siguiente lista de cotejo para realizar una coevaluación con sus compañeros.
El docente evaluará la actividad a través de la siguiente lista de cotejo.
Evaluación
La matriz energética en nuestro país
Actividad 3
Sofía y Luca quieren complementar su informe con un resumen de la información anual sobre la oferta y la demanda de energía en Uruguay indicando el tipo de fuente de energía (conocido como matriz energética).
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Evolución de la matriz energética
A continuación se presenta una descripción de la matriz energética de nuestro país en los años 2005, 2010, 2015 y 2020. Los valores se epxresan en porcentaje (%).
Parte 1
Completa la siguiente tabla indicando el porcentaje de energías renovables y no renovables para la matriz energética de Uruguay en los años 2005, 2010, 2015 y 2020.
Parte 3
Parte 2
¿Qué puedes decir acerca del uso de las fuentes de energía renovables a lo largo del período 2005-2020 en nuestro país?
- Elige un período (2005, 2010, 2015 o 2020) y representa la matriz energética en una gráfica circular a partir de los datos proporcionados.
- Construye una gráfica de barras que represente la evolución histórica del % de fuentes de energía renovables y no renovables.
Ticket de salida
Guía didáctica para el docente
Guía didáctica por semanas
Semanas 4, 5 y 6
Semana 1
Semanas 7, 8 y 9
Semana 2
Semanas 10 y 11
Semana 3
Semana 12
Autores: Cecilia Carballo, Anarella Gatto y Matías García - Contenidistas de Física y Química del Portal Uruguay Educa - EdyTIC.
Contacto:
- recursosfísica@uruguayeduca.edu.uy
- recursosquímica@uruguayeduca.edu.uy
Licencia: CC BY-SA 4.0
Créditos
Recurso que aborda las distintas fuentes de energía y su clasificación, así como la matriz energética de nuestro país. Incluye actividades para los estudiantes así como una guía para el docente.
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Te recomendamos que visites los siguientes sitios para recabar la información:
- Cuaderno de la energía
- Energías eficientes (serie de documentales)
- Recursos energéticos en nuestro país (mapa interactivo que muestra la localización de cada tipo de fuente de energía en nuestro país).
Guía de trabajo
Responde las siguientes preguntas.
1. ¿En qué sentido son similares o diferentes las formas de aplicar la palabra energía en los casos anteriores?
La energía no se puede ver ni tocar pero podemos percibir sus efectos cuando se pone en juego.
2. ¿Qué ideas se te vienen a la mente en relación al concepto de energía?
3. ¿Cuál es el origen del término energía y qué significado tiene?
La energía es un concepto fundamental de la ciencia, aunque recién comenzó a perfilarse a partir de la creación de la máquina de vapor, a finales del siglo XVIII. Desde entonces, los científicos comprendieron que muchos de los fenómenos que venían estudiando eran diferentes manifestaciones de la energía.
4. En 1807, Thomas Young fue posiblemente el primero en utilizar el término “energía” en su sentido moderno. ¿Quién fue Thomas Young? ¿Qué aportes realizó al estudio de las ciencias?
Entonces, ¿cómo podemos definir a la energía?
No es sencillo definir con precisión qué es la energía. Como primera aproximación se puede afirmar que es una magnitud física que se mide en Joule (J). Pero más importante que esto es comprender cómo se transforma y cómo se transfiere.
5. Realiza una lista de objetos tecnológicos que utilices en un día y que su funcionamiento se relacione con la energía.
Tiempo estimado: 2 horas
Se incluyen actividades lúdicas y de aplicación sobre el tema abordado, fuentes de energía y dos criterios para clasificarlas.
Opina sobre el recurso
¿Sabías que todo un equipo de fútbol experimentó una descarga eléctrica en un partido?
El análisis de la siguiente noticia puede ser un insumo para estudiar cómo podemos mantenernos seguros al aire libre bajo una tormenta eléctrica. Para ello, accede al siguiente enlace: La misteriosa tragedia del equipo alcanzado por un rayo: solo murieron los jugadores locales
Enlace a la noticia.
Guía de análisis:
- ¿Cómo incide el tipo de calzado en la tragedia ocurrida?
- ¿Qué aportes te puede brindar esta información para tu vida cotidiana?
Para finalizar la actividad deberán completar la siguiente autoevaluación:- ¿Conseguiste crear un prototipo que funcionara durante 1 minuto y que pudiera levantar el objeto?
Si no fue así, ¿qué piensas que falló?- ¿Te resultaron útiles las sugerencias que les dieron los dos equipos en la presentación? Si así fue, ¿cómo las aplicaste?
- Si tuvieras acceso a otros materiales, ¿cómo modificarías el diseño que realizaste?
- Si tuvieras que hacer todo de nuevo, ¿cómo cambiarías tu diseño? ¿Con qué finalidad harías cada uno de los cambios?
- Imagina que la propuesta original fuese que trabajaras de forma individual, ¿cómo piensas que te hubiera ido?
- ¿Cómo te sentiste al resolver este desafío?Para finalizar la actividad deberán completar la siguiente autoevaluación:
- ¿Conseguiste crear un prototipo que funcionara durante 1 minuto y que pudiera levantar el objeto? Si no fue así, ¿qué piensas que falló?
- ¿Te resultaron útiles las sugerencias que les dieron los dos equipos en la presentación? Si así fue, ¿cómo las aplicaste?
- Si tuvieras acceso a otros materiales, ¿cómo modificarías el diseño que realizaste?
- Si tuvieras que hacer todo de nuevo, ¿cómo cambiarías tu diseño? ¿Con qué finalidad harías cada uno de los cambios?
- Imagina que la propuesta original fuese que trabajaras de forma individual, ¿cómo piensas que te hubiera ido?
- ¿Cómo te sentiste al resolver este desafío?
- Se expresan usando correctamente el vocabulario y lenguaje científicos.
- Explican correctamente los conceptos clave.
- Denotan un buen dominio del tema.
- Mantienen una buena postura y vocalización.
- Se ajustan al tiempo previsto.
- Muestran creatividad en la presentación.
- Expresan sus ideas sin leer directamente el material de apoyo.
- Se reparten el trabajo equilibradamente entre los miembros del grupo.
- Muestran esfuerzo y autonomía en el trabajo personal.
- Acompañan la exposición con la presentación solicitada.
Tiempo estimado: 2 horas
Se sugiere que el docente pueda cerrar la secuencia de actividades planteando una propuesta en la que los estudiantes logren visualizar el recorrido que han realizado acompañados del recurso y apliquen lo analizado para resolver un nuevo desafío como el siguiente:
Imagina que te han invitado a un panel de invitados en el que se abordará el uso de fuentes de energía alternativas en nuestro país. Debes elaborar tu participación que tendrá una duración máxima de 3 minutos, será en base a una imagen que se compartirá en pantalla que será elegida por ti. La exposición que acompañará a la imagen debe abordar los pros y los contras de la fuente de energía alternativa que se te haya asignado y cómo piensas que se podría instalar en nuestro país. Se valorará que en la explicación que realices tomes en cuenta los contenidos abordados en este recurso.
Tiempo estimado: 2 horas
Esta actividad busca realizar un breve recorrido histórico sobre las diversas fuentes de energía que el ser humano ha utilizado y perfeccionado.
Tiempo estimado: 2 horas
¿Cómo definimos a la energía? En muchos textos y materiales didácticos se la define como la capacidad para realizar un trabajo. Sin embargo, esta definición es válida solamente en el campo de la mecánica, pero no es útil en termodinámica, ya que no toda la energía sirve para realizar un trabajo, la energía interna no puede convertirse totalmente en trabajo. Por lo tanto, cuando se analizan procesos térmicos o en los que ocurren cambios químicos, la anterior definición no es adecuada. Numerosos autores sugieren, como primera aproximación, definirla como la capacidad de producir transformaciones. “Las transformaciones en la configuración de los sistemas pueden asociarse a variaciones de energía en dichos sistemas o en partes de los mismos” (Doménech, Gil-Pérez, Gras, Guisasola, Martínez-Torregrosa, Salinas, Trumper y Valdés, 2003). Sugerimos que el docente pueda profundizar analizando el artículo “La enseñanza de la energía: una propuesta de debate para un replanteamiento global” que incluye numerosos aportes a la enseñanza de este tema.
Si el docente desea profundizar en aspectos históricos sobre la lucha tecnológica entre el uso de la corriente eléctrica continua y alterna debatida por Thomas Edison y George Westinghouse, puede abordar un fragmento de la película titulada en español “Una guerra brillante” (The Current War en inglés) en la que se dramatizan las dos opiniones encontradas de estos científicos sobre el uso de una u otra corriente con la finalidad de iluminar diferentes ciudades de Estados Unidos a finales del 1800.
Tiempo estimado: 6 horas
La actividad propuesta, del tipo hacedores, busca involucrar a los estudiantes en la resolución de un desafío poniéndose en el lugar de un grupo de ingenieros. Se busca que puedan demostrar creatividad al momento de diseñar su prototipo, trabajar de forma cooperativa, fomentar el intercambio entre los grupos, favorecer el desarrollo de la metacognición, entre otros.
Se hará especial énfasis en el diseño del prototipo antes de poner manos a la obra. Se brindarán dos instancias en las que cada equipo recibirá retroalimentación de otros compañeros de la clase para mejorar tanto su diseño inicial como su prototipo construido.
La prueba que se realiza con el secador de cabello busca que puedan calcular la eficiencia del prototipo que han creado. Más allá de los puntajes finales obtenidos, el énfasis está puesto en que sean capaces de evaluar su trabajo y pensar en ideas para mejorarlo.
La primera sesión comienza con la presentación del desafío a los estudiantes, la formación de los grupos de trabajo, realización de una lluvia de ideas sobre el tema y el diseño en papel del molino. Luego cada grupo presenta su diseño y recibe sugerencias de mejora de otros dos equipos.
En la siguiente sesión, tomando en cuenta las sugerencias brindadas, cada equipo pone manos a la obra y crea su molino a partir de los materiales disponibles. Realiza la primera prueba con el secador de cabello y efectúa las mejoras a su diseño que considere necesarias. Finalmente hace la prueba final. El docente registra los tiempos obtenidos por cada equipo.
En la última sesión, se realizan los cálculos de la eficiencia, se presentan todos los molinos construidos y se plantea la actividad de autoevaluación. El docente puede realizar un cierre a toda la propuesta analizando las características de algunos de los aerogeneradores que se utilizan en los parques eólicos en nuestro país.
Si el docente desea profundizar en la propuesta sugerimos que visite el plan de la lección “Trabajar con energía eólica” en el que se incluye información complementaria a la compartida en este recurso.
Imágenes: Ancap de Pinamar . Autor: Andrés Franchi. Licencia: CC BY-SA 3.0 Bombilla de luz. Autor: Freepik. Licencia: Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Cardiovascular system. Autor: Laboratoires servier. Licencia: CC BY-SA 3.0 Dr. Franklin´s kite. Autor: garystockbridge617. Licencia: Dominio Público. Ferrocarril. Autor: Pixabay. Licencia: Gratis para uso personal y comercial. Frankestein Gif. Autor: Gifer. Fuego. Autor: pxfuel. Licencia: Libre para su uso personal y comercial. Ícono ascensor. Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono biomasa Autor: Skyblock. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono bomba de agua. Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono calefacción. Autor: Smashicons. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono diésel Autor: Freepik . Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono energía. Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono energía eólica Autor:Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono geotérmica Autor: smalllikeart. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono heladera. Autor: pojok d. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono hidráulica. Autor: Culmbio. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono lámpara. Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono mantenimiento. Autor: dDara. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono mareomotriz Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono panel solar Autor: Surang Flat. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono petróleo Autor:Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono planta nuclear Autor: Konkapp. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono semáforo. Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono televisor. Autor: srip. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono viento Autor: Freepik . Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Locomotora de vapor. Autor: Konkordia. Licencia: CC BY-SA 4.0 Lluvia de ideas. Realizada en canva. Autor: Matías García. Molinos de viento, Los campos y Atardecer. Autor: pexels. Licencia: Gratis para su uso personal y comercial, no requiere atribución.
Paneles solares. Autor: pxfuel. Licencia: Libre para su uso personal y comercial. Photovoltaics in solar power station energy from natural pvproductions. Autor: pvproductions. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. stain windmills castile la mancha don quixote sky giants. Autor: pxhere. Licencia: CC0 Dominio público ticket de entrada “Antes de realizar la actividad …” Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ticket de salida “Conecta lo que viste con …” Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ticket de salida “Luego de esta actividad me sorprendió …” Autor: studio4rt Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ticket de salida “Me di cuenta que…” Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Torres de alta tensión. Autor: PortalJardin. Licencia: Gratis para su uso personal y comercial, no requiere atribución. TryEngineering. (s.f.). Planes de lecciones. Trabajar con energía. https://tryengineering.org/es/teacher/working-wind-energy/ (Imagen modificada según unidades de medida en nuestro país).
Antes de realizar la actividad respondan las siguientes preguntas.
- ¿Qué tenemos que hacer? ¿Qué nos pide la consigna?
- ¿Para cuándo tenemos que resolverla?
- ¿Qué recursos vamos a necesitar?
- ¿Qué sabemos desde antes sobre este tema? ¿Qué nos falta saber?
- ¿Por dónde empezamos? ¿Cuáles son los pasos que vamos a seguir?
- ¿Cuánto tiempo nos va a tomar resolver el reto?
- ¿Necesitamos ayuda en alguno de los pasos? ¿A quién se la vamos a pedir? ¿Hay estrategias que hayamos usado antes en desafíos parecidos, que nos puedan venir bien esta vez?
- ¿Cómo nos vamos a dar cuenta si lo resolvimos bien?
International Energy Agency. (s.f.). Uruguay. https://www.iea.org/countries/uruguay
Martínez, B. (5 de enero de 2022). La misteriosa tragedia del equipo alcanzado por un rayo: solo murieron los jugadores locales. La Nación. https://www.lanacion.com.ar/deportes/la-misteriosa-tragedia-del-equipo-alcanzado-por-un-rayo-solo-murieron-los-jugadores-locales-nid05012022/ Ministerio de Industria, Energía y Minería de Uruguay. (2012). Folleto institucional de la Dirección Nacional de Energía. https://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-de-difusion/-/asset_publisher/f9byh6t6rH0p/content/folleto-institucional-de-la-direccion-nacional-de-energia Ministerio de Industria, Energía y Minería de Uruguay. (2021). Generación de energía eléctrica en el 2021. https://www.gub.uy/ministerio-industria-energia-mineria/sites/ministerio-industria-energia-mineria/files/documentos/publicaciones/Monitor%20Energ%C3%A9tico%20A%C3%B1o%20II%20N%C2%B012%20Febrero.pdf Ministerio de Industria, Energía y Minería de Uruguay. (2021). Informe estadístico del sector energético uruguayo - septiembre 2021. https://observatorio.miem.gub.uy/obs/series-estad%C3%ADsticas-sector-energ%C3%A9tico-setiembre-2021 Ministerio de Industria, Energía y Minería de Uruguay. (2016). La energía es increaíble. http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-didacticos/-/asset_publisher/VHKOYQp71RFp/content/la-energia-es-increaible Pedreira, S. (2019). ¡Que no te parta un rayo! Sobre descargas eléctricas. Portal Uruguay Educa. http://www.uruguayeduca.edu.uy/recursos-educativos/3799 Persecución en laberinto conceptual. Realizado en Wordwall. Autora: Cecilia Carballo Serna Martín, M. (2019). Investigando la energía. Proyecto Edia de CEDEC. https://descargas.intef.es/cedec/proyectoedia/fisica_quimica/contenidos/investigando_energia/introduccin_e_itinerario_de_aprendizaje.html TryEngineering. (s.f.). Planes de lecciones. Trabajar con energía. https://tryengineering.org/es/teacher/working-wind-energy/ TutorialMix (19 de diciembre de 2021 ). Cómo hacer un gráfico con Canva en un #short [Archivo de Video]. Youtube https://www.youtube.com/shorts/OoUyGL-KdWM UTE (2015). Cuaderno de la energía. Revista Clic. Divulgación escolar. (8) 1-20 https://www.blogdelaenergia.com/cuaderno/cuaderno_de_la_energia.pdf UTE (s.f.). Recursos energéticos en Uruguay. Mapa interactivo con las fuentes de energía en el país. https://www.ute.com.uy/institucional/ute/utei/fuentes-de-generacion
Tiempo estimado: 6 horas
La actividad pretende dar un sentido al análisis de una fuente energética usada en nuestro país, con la finalidad de compartir los hallazgos con dos estudiantes de intercambio que se encuentran de visita y que están realizando un proyecto sobre las fuentes de energía a nivel mundial. La propuesta incluye páginas sugeridas como orientación para que los estudiantes realicen la búsqueda de información. Se solicita que cada grupo de estudiantes cree una presentación para compartir basada en imágenes, al momento de presentarla al resto de la clase complementarán las imágenes proyectadas con breves explicaciones sobre la fuente de energía que les fuese asignada.
Cada una de las presentaciones finales a las que se les suma la explicación en formato de audio podrán ser compartidas con todos los estudiantes a través de un muro interactivo. Si el docente desea utilizar el Padlet que se encuentra como modelo en la propuesta, debe realizar una copia personal del mismo (utilizando la función clonar).
Para recibirlos deberán diseñar una presentación audiovisual sobre una fuente de energía que se utilice en nuestro país como les indicará el docente.
- Paneles solares.
- Aerogeneradores.
- Represa hidráulica.
- Biomasa.
- Centrales térmicas.
Antes de comenzar a esbozar su diseño tomen en cuenta los siguientes aspectos:
- ¿Cuántas aspas tendrá su prototipo? ¿Qué forma tendrán? ¿Qué materiales utilizarán para confeccionarlas?
- ¿Qué tipo de molino imaginan, vertical u horizontal?
- ¿Cómo harán para que su diseño sea económico pero eficiente?
Dispondrán de 30 minutos para pensar el diseño.
Cada grupo recibirá una retroalimentación de dos equipos diferentes para mejorar su diseño.
Tiempo estimado: 4 horas
La tercera actividad de la sección energía en acción denominada matriz energética busca conectar la construcción de gráficas con el tema de las fuentes de energía, así como analizar la situación en nuestro país. La propuesta destina 4 horas porque seguramente el docente deba trabajar el procedimiento para la construcción de gráficas previamente a realizar la actividad en sí.
- Obligatorio: bolsita de té.
- Opcionales: alambre flexible, cuerda, clips para papel, bandas elásticas, escarbadientes, papel de aluminio, platos de plástico descartables, tacos de madera, cartulina, clips plásticos y palillos.
- Para la prueba: secador de cabello.
Discutan el problema que se necesita resolver. Luego, desarrollen y acuerden un diseño para su molino de viento. Deberán determinar qué materiales desean usar de la lista anterior; tengan en cuenta que su diseño debe ser lo suficientemente fuerte como para soportar la prueba con el secador de cabello y que la base no se puede mover, por lo que tendrá que asegurarse a una mesa o estante. Dibujen su diseño y asegúrense de indicar la descripción y la cantidad de piezas que planean usar. Presenten su diseño a la clase. Pueden optar por revisar el plan de su equipo después de recibir los comentarios de los demás compañeros de la clase.
En la siguiente sesión pondrán manos a la obra. Tendrán que construir su prototipo, lo probarán con el secador de cabello. Dispondrán de una oportunidad de mejorar su diseño y finalmente presentarán su propuesta al resto de los equipos para su evaluación.
La eficiencia se calculará dividiendo el costo de los materiales que se utilizaron (expresado en pesos) por el tiempo (expresado en segundos) para levantar la bolsita de té.
Los relámpagos: los fuegos artificiales mortales de la naturaleza
Un ejemplo impresionante de corriente eléctrica en la naturaleza son los rayos. Estos relámpagos deslumbrantes que iluminan el cielo en medio de una tormenta son manifestaciones de este fenómeno.
Datos curiosos:
- En este preciso momento hay unas 2000 tormentas eléctricas en nuestro planeta.
- Los relámpagos en una tormenta pueden caer dos veces en un mismo lugar.
- Usar suela de goma no te previene de ser interceptado por un rayo.
El relámpago es la manifestación luminosa del rayo y se produce cuando una nube acumula muchísima energía y la derrama en lo que se denomina descarga guía. Esta zigzaguea hacia abajo con muchas ramificaciones. Al ruido que acompaña al rayo, uno de los sonidos más potentes de la naturaleza, se le llama trueno. Cuando el aire se vuelve conductor de la corriente eléctrica aumenta su temperatura, alcanzando una temperatura de 30000 ºC (¡qué impresionante!), lo que hace que este se expanda con tanta violencia generando el característico sonido del trueno. Como la velocidad de la luz es mayor que la del sonido, no es extraño que normalmente se oiga el trueno segundos después de haberse visto el relámpago.
La presentación deberá cumplir con los siguientes requisitos:
- Contará con 8 imágenes relacionadas con el tema según los siguientes aspectos: descripción general del funcionamiento de esa fuente de energía, aspectos positivos y negativos de su implementación y uso, uno o dos ejemplos de su uso en nuestro país.
- Cada imagen estará acompañada por un guion durante 20 o 30 segundos.
- Mientras que cada imagen se comparte en la pantalla, uno de los integrantes del grupo irá narrando el guion anteriormente mencionado.
- Contarán con tres semanas para realizar esta actividad.
- Como recurso para que se lleven Sofía y Luca, deberán compartir el enlace a su presentación en un muro interactivo.
Realizando una búsqueda hallaron que en el año 2021 la matriz energética de Uruguay estuvo compuesta principalmente por energías renovables. De acuerdo a los datos extraídos del Ministerio de Industria, Energía y Minería de Uruguay, la matriz energética del país se distribuyó como se observa en la gráfica.
- Controlan el tiempo de cada diapositiva sin exceder de 20 a 30 segundos.
- Seleccionan imágenes que exponen una idea clara sobre el recurso elegido.
- Denotan un buen dominio del tema.
- Mantienen una buena postura y vocalización.
- Muestran creatividad en la presentación.
- Expresan sus ideas sin leer directamente el material de apoyo.
Debe contar con un eje de rotación alrededor del cual enrollar un pequeño objeto (bolsita de té) en 1 minuto o menos.
Durante la prueba de evaluación se usará un secador de cabello a un mínimo de 1 m de distancia del molino y a potencia media
Bibliografía consultada:
Acosta, J., Martin, J., Mariscal, E. y Leva, M. (2011). La energía y el medio ambiente. En Ciencias de la Naturaleza 2° ESO 2-53. Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. https://proyectodescartes.org/EDAD/materiales_didacticos/EDAD_2eso_Energia_Medio_ambiente-JS/pdf/quincena3.pdf
Alvarenga, B. y Máximo, A. (1998). Física general con experimentos sencillos. (4ta edición). Editorial Oxford University Press.
Aristegui, R., Baredes, C., Dasso, J., Delmonte, J., Fernández, D., Sobico, C., y Silva, A. (1999). Física I. Energía Mecánica. Termodinámica. Electricidad. Ondas. Nuclear. Santillana.
Doménech, J., Gil-Pérez, D., Gras, A., Guisasola, J., Martínez-Torregrosa, J., Salinas, Trumper, R y Valdés, P. (2003). La enseñanza de la energía: una propuesta de debate para un replanteamiento global. Caderno Brasileiro de Ensino de Física. 20. 285-310. https://www.researchgate.net/publication/291970350_La_ensenanza_de_la_energia_una_propuesta_de_debate_para_un_replanteamiento_global
Ferreira, D. y Menéndez, M. (2012). Ciencias Físicas 2º. Textos del Sur.
Furman, M. (2021). Enseñar distinto. Guía para innovar sin perderse en el camino.(3era edición). Siglo XXI editores.
Honty, G., Mimbacas, A., Oña, J., Lorenzo, B. y Casartelli, R. (2008). La energía es increaíble. Material elaborado para el Proyecto de Eficiencia Energética del Ministerio de Industria, Energía y Minería, por CEUTA e INICIATIVA LATINOAMERICANA, en coordinación con ANEP. http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-didacticos/-/asset_publisher/VHKOYQp71RFp/content/la-energia-es-increaible
Moreno, S., Silva, M. , Tanides, C., Anadón, E. y Halperín, F. (2017). Uso racional y eficiente de la energía. Material educativo para docentes. Ministerio de Energía y Minería. Fundación Silvestre e Instituto Argentino de Petróleo y Gas. https://www.educ.ar/recursos/fullscreen/show/22438
Rohring, B. (2004, abril). Lightning: Nature's Deadly Fireworks. ChemMatters. 14 – 16. https://teachchemistry.org/chemmatters/april-2004/lightning-nature-s-deadly-fireworks
Saravia, B., Segurola, B. y Szwarcfiter, M. (2019). Ciencias Físicas 2. Contexto.
TryEngineering. (s.f.). Planes de lecciones: Trabajar con energía eólica. https://tryengineering.org/es/teacher/lesson-plans/working-wind-energy/
Videos y sitios web utilizados:
Canal Encuentro. (s.f). Energías eficientes. Energía global. http://www.encuentro.gov.ar/sitios/encuentro/programas/ver?rec_id=50109
Clasificación de las fuentes de energía en renovables y no renovables. Realizado en Wordwall. Autora: Cecilia Carballo.
Date un Vlog. (27 de junio de 2018). ¿Cuál será la ENERGÍA DEL FUTURO? [Archivo de Video]. Youtube. https://youtu.be/rze6KC_2p9s
Evolución de la energía. Realizado en Educaplay. Autor: Matías García.
Fundación Vida Sostenible. (s.f). La ruta de la energía. http://larutadelaenergia.org/energiaprimaria/v4_home.asp?v=3&b=100
Fundación YPF. (19 febrero de 2020). Eficiencia Energética, Generar energías alternativas. [Archivo de Video]. YouTube. https://youtu.be/8bmO5Qhb578
Gatto, A. , Mendieta, S. y Pedreira, S. (Junio de 2017). Módulo 8. Recursos energéticos. Portal Uruguay Educa. https://aulas.uruguayeduca.edu.uy/course/view.php?id=809§ion=9
Gif dos adolescentes conversando. Realizado en Powtoon. Autora: Cecilia Carballo.
Gómez-Rejón, A. (Director). (2017). Una guerra brillante [Película]. Chartoff-Winkler Productions. Bazelevs Company; Film Rites; Thunder Road Pictures.
Gráfica Circular de Matriz energética del Uruguay. Realizada en Hojas de cálculo de Google. Autor: Matías García.
International Energy Agency. (s.f.). Uruguay. https://www.iea.org/countries/uruguay
Explora la energía
Anarella Gatto
Created on August 1, 2024
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Transcript
Explora
la energía
Cecilia Carballo, Matías García y Anarella Gatto
Comenzamos
La energía en nuestras vidas: comenzando un viaje energético
Es habitual el uso de la palabra energía en las conversaciones cotidianas y en los medios de comunicación:
Sabías que ...
¡Hace más de 270 años!, sí, leíste bien, se sabe que el rayo que cae en una tormenta eléctrica está relacionado con la energía eléctrica. Fue Franklin quien sorprendió a muchos con esta teoría..
La novela y posteriormente película “Frankenstein” de Mary (¡una mujer en esos tiempos!) Shelley tiene bastante rigor científico pues se basa en los estudios sobre la energía eléctrica de la época.
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Conectados por la energía
Mira a tu alrededor, imagina que se corta el suministro de corriente eléctrica. ¿Qué ocurriría? No contaríamos con iluminación artificial ni calefacción eléctrica. Las bombas de agua tampoco funcionarían y nos quedaríamos sin agua. Piensa en todos los dispositivos que dejarían de funcionar en el momento que se acabe su batería. ¡No tendríamos internet! Y mirando más allá, los alimentos que conservamos en la heladera o freezer, comenzarían a descomponerse. En los edificios no se podría usar el ascensor, en los hospitales la situación sería caótica y en las industrias se afectaría la producción. Los semáforos no funcionarían entorpeciendo el tránsito. Podemos continuar enumerando muchas situaciones. Las transformaciones de la energía permiten iluminar nuestros hogares, calefaccionar los espacios donde vivimos, y nos convierten en la sociedad más móvil en la historia de la humanidad. Las industrias nos proporcionan abundantes bienes materiales en base a las transformaciones de la energía que realizan. Los diferentes alimentos que incluimos en nuestra dieta nos permiten crecer y realizar nuestras funciones vitales a partir de los nutrientes que nos aportan y las transformaciones que ocurren en nuestras células. Realmente, la energía es la base de nuestra civilización contemporánea.
Perspectiva histórica del concepto de energía
Desde que el ser humano existe ha buscado formas de utilizar la energía para mejorar su calidad de vida. Esta se manifiesta en múltiples formas, transformándose de una en otra. Los seres humanos se han caracterizado históricamente por una utilización creciente de la energía y los recursos naturales. Mira el video y presta especial atención en las fuentes de energía que se mencionan.
¡Qué historia con la energía!
A continuación, resumimos brevemente la evolución de las fuentes de energía que ha utilizado el ser humano desde la sociedad primitiva hasta la moderna.
Actividades
2. Cuestionario:
1. Asocia cada período histórico de los mencionados en la lectura anterior con su imagen correspondiente:
Completa el siguiente ticket de salida
Relámpagos y rayos: fenómenos asombrosos
En la sociedad actual, la generación de corriente eléctrica es un desafío constante debido a la creciente demanda de energía. Es fundamental comprender que el concepto de energía va más allá de obtener corriente eléctrica, ya que implica diversificar las fuentes energéticas y promover la sostenibilidad. Es común que asociemos la corriente eléctrica exclusivamente con el ámbito artificial, aquel que se genera en nuestras casas, industrias y aparatos electrónicos. Sin embargo, este fenómeno asombroso no se limita únicamente a nuestras creaciones tecnológicas, sino que también se encuentra presente de manera espectacular en la naturaleza misma.
Fuentes de energía y su clasificación
Biomosa
Las fuentes de energía o recursos energéticos son todos aquellos materiales y fenómenos de los cuales podemos transformar energía, a partir de diferentes procesos biológicos, físicos o químicos. Se pueden clasificar según múltiples criterios dependiendo del punto de vista que se quiera estudiar. Usando tres criterios distintos se clasifican en:
Combustibles fósiles
Eólica
Geotérmica
Hidráulica
Mareomotriz
Nuclear
Solar
Persecución en un laberinto conceptual
Lee un concepto de fuente de energía y dirígete hacia el nombre correcto de la misma. ¡Cuida el tiempo y tus vidas! Si vas a realizar la actividad en un dispositivo móvil activa el modo pantalla completa y rota la misma.
Fuentes de energía primarias y secundarias
Las fuentes de energía primarias son el Sol, el petróleo, carbón, gas natural, agua, viento, leña, residuos de compuestos orgánicos (vegetales o animales), uranio y el aprovechamiento de la alta temperatura del interior de la Tierra. A todas estas fuentes de energía se las denomina fuentes de energía primarias porque están disponibles en la naturaleza y todavía no se han transformado. Las fuentes de energía secundarias son fuentes de energía modificadas por el hombre para aprovecharlas mejor. En otras palabras, son las fuentes de energía que se obtienen en centros de transformación a partir de las fuentes de energía primarias. Por ejemplo, la nafta, el diésel (también conocido como gasoil) elaborados en refinerías a partir del petróleo, carbón o gas natural y los biocombustibles producidos con los residuos de compuestos orgánicos.
Fuentes de energía primarias y secundarias
La corriente eléctrica demandada por las actividades humanas de la sociedad actual proviene del viento (eólica), del movimiento del agua en represas (hidráulica) o en las olas y en las mareas (mareomotriz), de las reacciones nucleares en base a uranio (nuclear) y de la temperatura alta del interior de la Tierra (geotérmica). También a partir de la luz del sol (solar) se produce corriente eléctrica, que sirve para abastecer a pequeña escala a hogares o a ciudades. Los biocombustibles se obtienen de los residuos de los compuestos orgánicos (vegetales, animales o industriales) mediante procesos naturales (biomasa). Los combustibles como la nafta y el diésel son derivados del petróleo, carbón y gas natural, y sirven para el transporte de motos, autos y camiones, para la calefacción o producción de corriente eléctrica.
Cuestionario
Fuentes de energía renovables y no renovables
Las fuentes de energía renovables son las que no presentan riesgos de agotamiento, sin embargo, las no renovables sí. Son renovables aquellas que, después de ser usadas por el hombre, se pueden regenerar en cierto intervalo de tiempo breve, de manera natural o artificial. Algunas de estas fuentes de energía están regidas por ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza. Las fuentes de energía no renovables tienen problemas de agotamiento, por ser usadas por el hombre en un intervalo de tiempo menor que el que necesita la naturaleza para crearlas. ¡Estas fuentes necesitan millones de años para regenerarse! Por ejemplo, petróleo, gas natural, carbón y uranio.
Fuentes de energía renovables y no renovables
Actividad
Para saber más
Clasifica las siguientes fuentes de energía en renovables y no renovables.
En este video del youtuber Javier Santaolalla podrás informarte sobre las fuentes de energía limpias y renovables, además de las alternativas del futuro.
Ticket de salida
Energía en acción: crea y experimenta
A partir de lo trabajado en las secciones anteriores les proponemos tres actividades. ¡Manos a la obra!
Diseñando tu propio molino de viento
Imagina que son un equipo de ingenieros y tienen el desafío de diseñar y construir un molino de viento eficiente utilizando materiales cotidianos. El diseño que cumpla con los siguientes criterios y sea menos costoso será calificado como el más eficiente.
Actividad 1
04
03
02
01
Manos a la obra
Aspectos a considerar
Materiales
Criterios
05
Ticket de entrada
Autoevaluación
Antes de realizar la actividad respondan las preguntas.
Principales fuentes de energía en nuestro país
Actividad 2: Ayudemos a Sofía y Luca
Sofía y Luca, dos estudiantes de intercambio de tu misma edad, llegados desde España e Italia respectivamente, tienen planeado visitar nuestro centro educativo. Su interés se centra en conocer las diversas fuentes de energía que se utilizan en nuestro país para un proyecto sobre el uso de la energía a nivel mundial en el que están trabajando.
Actividad 2
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Sitios recomendados
¿Cómo los ayudaremos?
Aspectos a tener en cuenta
Coevaluación
Los estudiantes utilizarán la siguiente lista de cotejo para realizar una coevaluación con sus compañeros.
El docente evaluará la actividad a través de la siguiente lista de cotejo.
Evaluación
La matriz energética en nuestro país
Actividad 3
Sofía y Luca quieren complementar su informe con un resumen de la información anual sobre la oferta y la demanda de energía en Uruguay indicando el tipo de fuente de energía (conocido como matriz energética).
+ info
Evolución de la matriz energética
A continuación se presenta una descripción de la matriz energética de nuestro país en los años 2005, 2010, 2015 y 2020. Los valores se epxresan en porcentaje (%).
Parte 1
Completa la siguiente tabla indicando el porcentaje de energías renovables y no renovables para la matriz energética de Uruguay en los años 2005, 2010, 2015 y 2020.
Parte 3
Parte 2
¿Qué puedes decir acerca del uso de las fuentes de energía renovables a lo largo del período 2005-2020 en nuestro país?
Ticket de salida
Guía didáctica para el docente
Guía didáctica por semanas
Semanas 4, 5 y 6
Semana 1
Semanas 7, 8 y 9
Semana 2
Semanas 10 y 11
Semana 3
Semana 12
Autores: Cecilia Carballo, Anarella Gatto y Matías García - Contenidistas de Física y Química del Portal Uruguay Educa - EdyTIC. Contacto:
- recursosfísica@uruguayeduca.edu.uy
- recursosquímica@uruguayeduca.edu.uy
Licencia: CC BY-SA 4.0Créditos
Recurso que aborda las distintas fuentes de energía y su clasificación, así como la matriz energética de nuestro país. Incluye actividades para los estudiantes así como una guía para el docente.
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Te recomendamos que visites los siguientes sitios para recabar la información:
Guía de trabajo
Responde las siguientes preguntas. 1. ¿En qué sentido son similares o diferentes las formas de aplicar la palabra energía en los casos anteriores? La energía no se puede ver ni tocar pero podemos percibir sus efectos cuando se pone en juego. 2. ¿Qué ideas se te vienen a la mente en relación al concepto de energía? 3. ¿Cuál es el origen del término energía y qué significado tiene? La energía es un concepto fundamental de la ciencia, aunque recién comenzó a perfilarse a partir de la creación de la máquina de vapor, a finales del siglo XVIII. Desde entonces, los científicos comprendieron que muchos de los fenómenos que venían estudiando eran diferentes manifestaciones de la energía. 4. En 1807, Thomas Young fue posiblemente el primero en utilizar el término “energía” en su sentido moderno. ¿Quién fue Thomas Young? ¿Qué aportes realizó al estudio de las ciencias? Entonces, ¿cómo podemos definir a la energía? No es sencillo definir con precisión qué es la energía. Como primera aproximación se puede afirmar que es una magnitud física que se mide en Joule (J). Pero más importante que esto es comprender cómo se transforma y cómo se transfiere. 5. Realiza una lista de objetos tecnológicos que utilices en un día y que su funcionamiento se relacione con la energía.
Tiempo estimado: 2 horas Se incluyen actividades lúdicas y de aplicación sobre el tema abordado, fuentes de energía y dos criterios para clasificarlas.
Opina sobre el recurso
¿Sabías que todo un equipo de fútbol experimentó una descarga eléctrica en un partido?
El análisis de la siguiente noticia puede ser un insumo para estudiar cómo podemos mantenernos seguros al aire libre bajo una tormenta eléctrica. Para ello, accede al siguiente enlace: La misteriosa tragedia del equipo alcanzado por un rayo: solo murieron los jugadores locales
Enlace a la noticia.
Guía de análisis:
Para finalizar la actividad deberán completar la siguiente autoevaluación:- ¿Te resultaron útiles las sugerencias que les dieron los dos equipos en la presentación? Si así fue, ¿cómo las aplicaste?
- Si tuvieras acceso a otros materiales, ¿cómo modificarías el diseño que realizaste?
- Si tuvieras que hacer todo de nuevo, ¿cómo cambiarías tu diseño? ¿Con qué finalidad harías cada uno de los cambios?
- Imagina que la propuesta original fuese que trabajaras de forma individual, ¿cómo piensas que te hubiera ido?
- ¿Cómo te sentiste al resolver este desafío?Para finalizar la actividad deberán completar la siguiente autoevaluación:
- ¿Conseguiste crear un prototipo que funcionara durante 1 minuto y que pudiera levantar el objeto? Si no fue así, ¿qué piensas que falló?
- ¿Te resultaron útiles las sugerencias que les dieron los dos equipos en la presentación? Si así fue, ¿cómo las aplicaste?
- Si tuvieras acceso a otros materiales, ¿cómo modificarías el diseño que realizaste?
- Si tuvieras que hacer todo de nuevo, ¿cómo cambiarías tu diseño? ¿Con qué finalidad harías cada uno de los cambios?
- Imagina que la propuesta original fuese que trabajaras de forma individual, ¿cómo piensas que te hubiera ido?
- ¿Cómo te sentiste al resolver este desafío?
- ¿Conseguiste crear un prototipo que funcionara durante 1 minuto y que pudiera levantar el objeto?
Si no fue así, ¿qué piensas que falló?Tiempo estimado: 2 horas Se sugiere que el docente pueda cerrar la secuencia de actividades planteando una propuesta en la que los estudiantes logren visualizar el recorrido que han realizado acompañados del recurso y apliquen lo analizado para resolver un nuevo desafío como el siguiente: Imagina que te han invitado a un panel de invitados en el que se abordará el uso de fuentes de energía alternativas en nuestro país. Debes elaborar tu participación que tendrá una duración máxima de 3 minutos, será en base a una imagen que se compartirá en pantalla que será elegida por ti. La exposición que acompañará a la imagen debe abordar los pros y los contras de la fuente de energía alternativa que se te haya asignado y cómo piensas que se podría instalar en nuestro país. Se valorará que en la explicación que realices tomes en cuenta los contenidos abordados en este recurso.
Tiempo estimado: 2 horas Esta actividad busca realizar un breve recorrido histórico sobre las diversas fuentes de energía que el ser humano ha utilizado y perfeccionado.
Tiempo estimado: 2 horas ¿Cómo definimos a la energía? En muchos textos y materiales didácticos se la define como la capacidad para realizar un trabajo. Sin embargo, esta definición es válida solamente en el campo de la mecánica, pero no es útil en termodinámica, ya que no toda la energía sirve para realizar un trabajo, la energía interna no puede convertirse totalmente en trabajo. Por lo tanto, cuando se analizan procesos térmicos o en los que ocurren cambios químicos, la anterior definición no es adecuada. Numerosos autores sugieren, como primera aproximación, definirla como la capacidad de producir transformaciones. “Las transformaciones en la configuración de los sistemas pueden asociarse a variaciones de energía en dichos sistemas o en partes de los mismos” (Doménech, Gil-Pérez, Gras, Guisasola, Martínez-Torregrosa, Salinas, Trumper y Valdés, 2003). Sugerimos que el docente pueda profundizar analizando el artículo “La enseñanza de la energía: una propuesta de debate para un replanteamiento global” que incluye numerosos aportes a la enseñanza de este tema. Si el docente desea profundizar en aspectos históricos sobre la lucha tecnológica entre el uso de la corriente eléctrica continua y alterna debatida por Thomas Edison y George Westinghouse, puede abordar un fragmento de la película titulada en español “Una guerra brillante” (The Current War en inglés) en la que se dramatizan las dos opiniones encontradas de estos científicos sobre el uso de una u otra corriente con la finalidad de iluminar diferentes ciudades de Estados Unidos a finales del 1800.
Tiempo estimado: 6 horas La actividad propuesta, del tipo hacedores, busca involucrar a los estudiantes en la resolución de un desafío poniéndose en el lugar de un grupo de ingenieros. Se busca que puedan demostrar creatividad al momento de diseñar su prototipo, trabajar de forma cooperativa, fomentar el intercambio entre los grupos, favorecer el desarrollo de la metacognición, entre otros. Se hará especial énfasis en el diseño del prototipo antes de poner manos a la obra. Se brindarán dos instancias en las que cada equipo recibirá retroalimentación de otros compañeros de la clase para mejorar tanto su diseño inicial como su prototipo construido. La prueba que se realiza con el secador de cabello busca que puedan calcular la eficiencia del prototipo que han creado. Más allá de los puntajes finales obtenidos, el énfasis está puesto en que sean capaces de evaluar su trabajo y pensar en ideas para mejorarlo. La primera sesión comienza con la presentación del desafío a los estudiantes, la formación de los grupos de trabajo, realización de una lluvia de ideas sobre el tema y el diseño en papel del molino. Luego cada grupo presenta su diseño y recibe sugerencias de mejora de otros dos equipos. En la siguiente sesión, tomando en cuenta las sugerencias brindadas, cada equipo pone manos a la obra y crea su molino a partir de los materiales disponibles. Realiza la primera prueba con el secador de cabello y efectúa las mejoras a su diseño que considere necesarias. Finalmente hace la prueba final. El docente registra los tiempos obtenidos por cada equipo. En la última sesión, se realizan los cálculos de la eficiencia, se presentan todos los molinos construidos y se plantea la actividad de autoevaluación. El docente puede realizar un cierre a toda la propuesta analizando las características de algunos de los aerogeneradores que se utilizan en los parques eólicos en nuestro país. Si el docente desea profundizar en la propuesta sugerimos que visite el plan de la lección “Trabajar con energía eólica” en el que se incluye información complementaria a la compartida en este recurso.
Imágenes: Ancap de Pinamar . Autor: Andrés Franchi. Licencia: CC BY-SA 3.0 Bombilla de luz. Autor: Freepik. Licencia: Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Cardiovascular system. Autor: Laboratoires servier. Licencia: CC BY-SA 3.0 Dr. Franklin´s kite. Autor: garystockbridge617. Licencia: Dominio Público. Ferrocarril. Autor: Pixabay. Licencia: Gratis para uso personal y comercial. Frankestein Gif. Autor: Gifer. Fuego. Autor: pxfuel. Licencia: Libre para su uso personal y comercial. Ícono ascensor. Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono biomasa Autor: Skyblock. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono bomba de agua. Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono calefacción. Autor: Smashicons. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono diésel Autor: Freepik . Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono energía. Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono energía eólica Autor:Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono geotérmica Autor: smalllikeart. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono heladera. Autor: pojok d. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono hidráulica. Autor: Culmbio. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono lámpara. Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono mantenimiento. Autor: dDara. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono mareomotriz Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono panel solar Autor: Surang Flat. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono petróleo Autor:Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono planta nuclear Autor: Konkapp. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono semáforo. Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Ícono televisor. Autor: srip. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ícono viento Autor: Freepik . Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Locomotora de vapor. Autor: Konkordia. Licencia: CC BY-SA 4.0 Lluvia de ideas. Realizada en canva. Autor: Matías García. Molinos de viento, Los campos y Atardecer. Autor: pexels. Licencia: Gratis para su uso personal y comercial, no requiere atribución.
Paneles solares. Autor: pxfuel. Licencia: Libre para su uso personal y comercial. Photovoltaics in solar power station energy from natural pvproductions. Autor: pvproductions. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. stain windmills castile la mancha don quixote sky giants. Autor: pxhere. Licencia: CC0 Dominio público ticket de entrada “Antes de realizar la actividad …” Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ticket de salida “Conecta lo que viste con …” Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ticket de salida “Luego de esta actividad me sorprendió …” Autor: studio4rt Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. ticket de salida “Me di cuenta que…” Autor: Freepik. Licencia: Gratis para uso personal y comercial con atribución. Torres de alta tensión. Autor: PortalJardin. Licencia: Gratis para su uso personal y comercial, no requiere atribución. TryEngineering. (s.f.). Planes de lecciones. Trabajar con energía. https://tryengineering.org/es/teacher/working-wind-energy/ (Imagen modificada según unidades de medida en nuestro país).
Antes de realizar la actividad respondan las siguientes preguntas.- ¿Qué tenemos que hacer? ¿Qué nos pide la consigna?
- ¿Para cuándo tenemos que resolverla?
- ¿Qué recursos vamos a necesitar?
- ¿Qué sabemos desde antes sobre este tema? ¿Qué nos falta saber?
- ¿Por dónde empezamos? ¿Cuáles son los pasos que vamos a seguir?
- ¿Cuánto tiempo nos va a tomar resolver el reto?
- ¿Necesitamos ayuda en alguno de los pasos? ¿A quién se la vamos a pedir? ¿Hay estrategias que hayamos usado antes en desafíos parecidos, que nos puedan venir bien esta vez?
- ¿Cómo nos vamos a dar cuenta si lo resolvimos bien?
International Energy Agency. (s.f.). Uruguay. https://www.iea.org/countries/uruguay Martínez, B. (5 de enero de 2022). La misteriosa tragedia del equipo alcanzado por un rayo: solo murieron los jugadores locales. La Nación. https://www.lanacion.com.ar/deportes/la-misteriosa-tragedia-del-equipo-alcanzado-por-un-rayo-solo-murieron-los-jugadores-locales-nid05012022/ Ministerio de Industria, Energía y Minería de Uruguay. (2012). Folleto institucional de la Dirección Nacional de Energía. https://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-de-difusion/-/asset_publisher/f9byh6t6rH0p/content/folleto-institucional-de-la-direccion-nacional-de-energia Ministerio de Industria, Energía y Minería de Uruguay. (2021). Generación de energía eléctrica en el 2021. https://www.gub.uy/ministerio-industria-energia-mineria/sites/ministerio-industria-energia-mineria/files/documentos/publicaciones/Monitor%20Energ%C3%A9tico%20A%C3%B1o%20II%20N%C2%B012%20Febrero.pdf Ministerio de Industria, Energía y Minería de Uruguay. (2021). Informe estadístico del sector energético uruguayo - septiembre 2021. https://observatorio.miem.gub.uy/obs/series-estad%C3%ADsticas-sector-energ%C3%A9tico-setiembre-2021 Ministerio de Industria, Energía y Minería de Uruguay. (2016). La energía es increaíble. http://www.eficienciaenergetica.gub.uy/materiales-didacticos/-/asset_publisher/VHKOYQp71RFp/content/la-energia-es-increaible Pedreira, S. (2019). ¡Que no te parta un rayo! Sobre descargas eléctricas. Portal Uruguay Educa. http://www.uruguayeduca.edu.uy/recursos-educativos/3799 Persecución en laberinto conceptual. Realizado en Wordwall. Autora: Cecilia Carballo Serna Martín, M. (2019). Investigando la energía. Proyecto Edia de CEDEC. https://descargas.intef.es/cedec/proyectoedia/fisica_quimica/contenidos/investigando_energia/introduccin_e_itinerario_de_aprendizaje.html TryEngineering. (s.f.). Planes de lecciones. Trabajar con energía. https://tryengineering.org/es/teacher/working-wind-energy/ TutorialMix (19 de diciembre de 2021 ). Cómo hacer un gráfico con Canva en un #short [Archivo de Video]. Youtube https://www.youtube.com/shorts/OoUyGL-KdWM UTE (2015). Cuaderno de la energía. Revista Clic. Divulgación escolar. (8) 1-20 https://www.blogdelaenergia.com/cuaderno/cuaderno_de_la_energia.pdf UTE (s.f.). Recursos energéticos en Uruguay. Mapa interactivo con las fuentes de energía en el país. https://www.ute.com.uy/institucional/ute/utei/fuentes-de-generacion
Tiempo estimado: 6 horas La actividad pretende dar un sentido al análisis de una fuente energética usada en nuestro país, con la finalidad de compartir los hallazgos con dos estudiantes de intercambio que se encuentran de visita y que están realizando un proyecto sobre las fuentes de energía a nivel mundial. La propuesta incluye páginas sugeridas como orientación para que los estudiantes realicen la búsqueda de información. Se solicita que cada grupo de estudiantes cree una presentación para compartir basada en imágenes, al momento de presentarla al resto de la clase complementarán las imágenes proyectadas con breves explicaciones sobre la fuente de energía que les fuese asignada. Cada una de las presentaciones finales a las que se les suma la explicación en formato de audio podrán ser compartidas con todos los estudiantes a través de un muro interactivo. Si el docente desea utilizar el Padlet que se encuentra como modelo en la propuesta, debe realizar una copia personal del mismo (utilizando la función clonar).
Para recibirlos deberán diseñar una presentación audiovisual sobre una fuente de energía que se utilice en nuestro país como les indicará el docente.
Antes de comenzar a esbozar su diseño tomen en cuenta los siguientes aspectos:
- ¿Cuántas aspas tendrá su prototipo? ¿Qué forma tendrán? ¿Qué materiales utilizarán para confeccionarlas?
- ¿Qué tipo de molino imaginan, vertical u horizontal?
- ¿Cómo harán para que su diseño sea económico pero eficiente?
Dispondrán de 30 minutos para pensar el diseño. Cada grupo recibirá una retroalimentación de dos equipos diferentes para mejorar su diseño.Tiempo estimado: 4 horas La tercera actividad de la sección energía en acción denominada matriz energética busca conectar la construcción de gráficas con el tema de las fuentes de energía, así como analizar la situación en nuestro país. La propuesta destina 4 horas porque seguramente el docente deba trabajar el procedimiento para la construcción de gráficas previamente a realizar la actividad en sí.
- Obligatorio: bolsita de té.
- Opcionales: alambre flexible, cuerda, clips para papel, bandas elásticas, escarbadientes, papel de aluminio, platos de plástico descartables, tacos de madera, cartulina, clips plásticos y palillos.
- Para la prueba: secador de cabello.
Discutan el problema que se necesita resolver. Luego, desarrollen y acuerden un diseño para su molino de viento. Deberán determinar qué materiales desean usar de la lista anterior; tengan en cuenta que su diseño debe ser lo suficientemente fuerte como para soportar la prueba con el secador de cabello y que la base no se puede mover, por lo que tendrá que asegurarse a una mesa o estante. Dibujen su diseño y asegúrense de indicar la descripción y la cantidad de piezas que planean usar. Presenten su diseño a la clase. Pueden optar por revisar el plan de su equipo después de recibir los comentarios de los demás compañeros de la clase.En la siguiente sesión pondrán manos a la obra. Tendrán que construir su prototipo, lo probarán con el secador de cabello. Dispondrán de una oportunidad de mejorar su diseño y finalmente presentarán su propuesta al resto de los equipos para su evaluación. La eficiencia se calculará dividiendo el costo de los materiales que se utilizaron (expresado en pesos) por el tiempo (expresado en segundos) para levantar la bolsita de té.
Los relámpagos: los fuegos artificiales mortales de la naturaleza
Un ejemplo impresionante de corriente eléctrica en la naturaleza son los rayos. Estos relámpagos deslumbrantes que iluminan el cielo en medio de una tormenta son manifestaciones de este fenómeno. Datos curiosos:
- En este preciso momento hay unas 2000 tormentas eléctricas en nuestro planeta.
- Los relámpagos en una tormenta pueden caer dos veces en un mismo lugar.
- Usar suela de goma no te previene de ser interceptado por un rayo.
El relámpago es la manifestación luminosa del rayo y se produce cuando una nube acumula muchísima energía y la derrama en lo que se denomina descarga guía. Esta zigzaguea hacia abajo con muchas ramificaciones. Al ruido que acompaña al rayo, uno de los sonidos más potentes de la naturaleza, se le llama trueno. Cuando el aire se vuelve conductor de la corriente eléctrica aumenta su temperatura, alcanzando una temperatura de 30000 ºC (¡qué impresionante!), lo que hace que este se expanda con tanta violencia generando el característico sonido del trueno. Como la velocidad de la luz es mayor que la del sonido, no es extraño que normalmente se oiga el trueno segundos después de haberse visto el relámpago.La presentación deberá cumplir con los siguientes requisitos:
Realizando una búsqueda hallaron que en el año 2021 la matriz energética de Uruguay estuvo compuesta principalmente por energías renovables. De acuerdo a los datos extraídos del Ministerio de Industria, Energía y Minería de Uruguay, la matriz energética del país se distribuyó como se observa en la gráfica.
Debe contar con un eje de rotación alrededor del cual enrollar un pequeño objeto (bolsita de té) en 1 minuto o menos. Durante la prueba de evaluación se usará un secador de cabello a un mínimo de 1 m de distancia del molino y a potencia media
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