científico Trabajo Construcción de un modelo de cuenca hidrográfica Los modelos tridimensionales permiten visualizar y simular procesos que ocurren en el entorno. En esta actividad construirá un modelo de cuenca hidrográfica y con él practicará su capacidad para sacar conclusiones a partir de los resultados de un experimento y para evaluar una investigación. Realice la actividad de manera grupal. Antecedentes Una cuenca hidrográfica es un área geográfica que comprende ríos, quebradas y humedales; la flora, la fauna y los asentamientos humanos son otros componentes de la cuenca. Parte del agua de las precipitaciones que cae en una cuenca hidrográfica drena en un cuerpo de agua de gran tamaño, como un río caudaloso, un lago o el mar. Otra parte se infiltra y recarga los acuíferos subterráneos. La cuenca hidrográfica se divide en tres sectores; según la altitud: en la cuenca alta los ríos nacen y desde ahí descienden las aguas, transportando materiales hacia las partes más bajas de la cuenca. En las cuencas media y baja el recurso hídrico está bajo mayor presión, ya que más poblaciones humanas se asientan en las elevaciones medias y bajas. Pregunta de investigación A partir de la información anterior, puede surgir la siguiente pregunta: “¿De qué manera afecta la alteración de las aguas de un sector de la cuenca hidrográfica a toda el área geográfica en general?” Hipótesis Los contaminantes que se generan en las partes alta y media de la cuenca hidrográfica afectan también la cuenca baja, ya que las aguas descienden hasta los sitios de menor elevación. Procedimiento 1. Hagan bolas y rollos de papel periódico de diferentes tamaños: estos simularán las formas del relieve (montañas, valles, llanuras). Acomódenlos en la bandeja y péguenlos con la cinta adhesiva. 2. Coloquen un extremo de la bandeja sobre dos libros. 3. Cubran la bandeja y su contenido con la bolsa plástica. Esta representará la superficie terrestre. Presionen la bolsa para eliminar el aire. 4. Llenen el aspersor con agua y añadan tres gotas de colorante vegetal. Esta agua simulará la precipitación. 5. Predigan cuáles son las áreas donde drenará el agua de la ”precipitación”. Rocíen el modelo en distintos puntos y observen la manera en que corre el agua y cuál dirección sigue. Pueden reacomodar el papel para simular otras características del relieve. 6. Anoten sus resultados. Materiales • 1 bandeja o un molde de aluminio • 10 hojas de periódico • Bolsa plástica grande • Cinta adhesiva • Dos libros • Marcadores • Aspersor o rociador • Agua • Colorante vegetal • Marcadores Shutterstock 200 Unidad 5 • El agua
Análisis y conclusiones Para obtener sus conclusiones, respondan las siguientes preguntas, que los guiarán en la evaluación del trabajo realizado: 1. ¿De qué manera el modelo representa una cuenca hidrográfica? 2. ¿En qué se diferencian este modelo y la realidad a la que representa? 3. ¿Cuáles son las fortalezas y las debilidades de este modelo de cuenca hidrográfica? 4. ¿Qué dirección siguieron las aguas en el modelo?; ¿se cumplieron sus predicciones? 5. Si el agua tuviera contaminantes o arrastrara materiales, ¿qué dirección seguiría según la simulación realizada con el modelo? 6. ¿Cuáles sectores de la cuenca estarían más expuestos a la presión sobre el recurso hídrico? 7. ¿Qué mejoras realizarían en el procedimiento planteado? 8. ¿Se puede comprobar la hipótesis planteada si se compara con los resultados y las conclusiones obtenidas? Comunicación Presenten a sus compañeros y a su docente las conclusiones obtenidas en este experimento junto con la evaluación que realizaron del procedimiento. Pueden usar un póster científico o un informe que resuma los aspectos más relevantes de esta experiencia. © Eje temático III • Integridad del planeta Tierra y su vinculación con el universo 201
¿Qué recuerda? Evaluación diagnóstica ¿Cómo va? Evaluación sumativa ¿Qué aprendió? Evaluación sumativa Marque la alternativa correcta. 1 Lea los nombres de los gases. II. Nitrógeno I. Oxígeno IV. CO2 III. Metano ¿Cuáles son gases de efecto invernadero? A. I y II. B. Solo I. C. Solo II. D. III y IV. 2 ¿Cuál es una afirmación correcta con respecto al cambio climático? A. La vegetación de los páramos tolerará muy bien las variaciones de temperatura. B. Influye en el aumento de la severidad de los eventos hidrometeorológicos. C. Los clorofluorocarbonos (CFC) no inciden en el calentamiento global. D. Los efectos de El Niño y La Niña se atenúan. 3 Para el año 2070 se proyecta que A. llueva menos en Puerto Limón. B. disminuya la temperatura de Puntarenas. C. baje la temperatura en la parte norte de la región del Pacífico central. D. se reduzca considerablemente la precipitación en la provincia de Guanacaste. 4 ¿Cuál es un evento hidrometeorológico extremo? A. Sismo. B. Lluvia. C. Huracán. D. Deslizamiento. 5 ¿Cuál es un contaminante biológico del agua? A. Arcilla. B. Bacteria. C. Lixiviado. D. Radiactividad. 6 Disminuir el consumo de carne es una acción que contribuye directamente a A. prevenir los eventos hidrometeorológicos. B. reducir las huellas de carbono e hídrica. C. cuidar los recursos marino-costeros. D. evitar las inundaciones. 7 ¿Cuál es una causa de la alteración del régimen de los ríos? A. La construcción de embalses para la obtención de energía hidroeléctrica. B. La introducción de especies exóticas en un ecosistema. C. El uso desmedido de las aguas subterráneas. D. La invasión de acuíferos con agua salada. 202 Unidad 5 • El agua
Realice las siguientes actividades: 8 Anote la letra que corresponde a cada proceso del ciclo hidrológico. A El vapor de agua que llega a las zonas altas de la atmósfera encuentra áreas de baja temperatura y se enfría, formando gotas muy pequeñas. B El calor solar evapora el agua de océanos, ríos o lagos. Así, esta sube a la atmósfera en forma de vapor. C Cuando las nubes acumulan grandes cantidades de agua, esta precipita a la tierra en forma de lluvia. D El agua se mueve sobre la superficie de la Tierra en forma de ríos. Esta agua proviene de las lluvias y va hasta el mar. E Una parte del agua que se encuentra en la superficie de la Tierra se infiltra hacia las capas subterráneas. 9 Mencione cuáles diferencias existen entre los fenómenos El Niño y La Niña. 10 Explique qué es una cuenca hidrográfica. 11 Justifique la importancia de los manglares. Shutterstock © Eje temático III • Integridad del planeta Tierra y su vinculación con el universo 203
¿Qué recuerda? Evaluación diagnóstica ¿Cómo va? Evaluación sumativa ¿Qué aprendió? Evaluación sumativa Observe la siguiente imagen y responda las preguntas 12 a 17: Rayos solares Rayos solares reflejados Superficie terrestre Atmósfera Radiación solar retenida 12 ¿Qué nombre recibe el fenómeno ilustrado? ¿En qué consiste? 13 ¿Qué causa el fenómeno representado? 14 ¿Por qué la ocurrencia de ese fenómeno es necesaria para la vida en la Tierra? 15 En los últimos 100 años ese efecto ha aumentado. ¿A qué se debe ese aumento? Explique. 16 ¿Qué consecuencias genera el aumento del efecto invernadero? 17 ¿Qué conclusiones puede sacar acerca del papel de los seres humanos en el cambio climático global? Explique. Tome en cuenta las acciones negativas y positivas. 204 Unidad 5 • El agua
18 Lea el siguiente texto y responda: El aumento de la temperatura del planeta ha provocado la disminución de poblaciones de ranas y sapos en Costa Rica y otros países tropicales, principalmente debido a que provoca el desplazamiento de estos animales a otros hábitats y los vuelve más vulnerables a enfermedades causadas por patógenos como el hongo Batrachochytrium dendrobatidis. a. ¿Por qué el calentamiento global afecta la salud de las poblaciones de anfibios? b. ¿Por qué todos los países deberían reducir su huella de carbono? 19 Argumente por qué el cambio climático puede afectar el turismo en Costa Rica. 20 Justifique por qué es necesario evitar el desperdicio de agua. 21 Explique dos formas en que su colegio puede reducir su huella de carbono y su huella hídrica. © Eje temático III • Integridad del planeta Tierra y su vinculación con el universo 205
Lea y escriba para aprender La nieve se genera cuando el aire de la nube, así como la superficie del terreno, se encuentran a menos de 0 ºC. En esos casos, el vapor de agua de las nubes se convierte en cristales de hielo y cae en forma de copos de nieve. El aguanieve se forma cuando un copo de nieve parcialmente derretido o una gota de lluvia se convierten de nuevo en hielo a medida que descienden. Son pequeñas pelotas de hielo que rebotan cuando tocan el suelo. Cuando la temperatura de la nube está por debajo de 0 ºC, pero la del aire cercano al suelo supera los 4 ºC, los cristales de nieve se convierten en lluvia. El granizo se forma cuando los cristales de nieve ascienden por las corrientes de aire de los cumulonimbos. Al subir y bajar por el interior de la nube, las gotas de agua se congelan sobre los cristales y forman bolitas redondeadas de hielo. En las zonas tropicales, el calor evapora una gran cantidad de agua que se condensa en las nubes. Esto produce fuertes tormentas. ¿Cómo surgen las preguntas de investigación? 1. ¿Qué voy a leer? El siguiente texto es una infografía que describe y explica el origen del fenómeno climático de las precipitaciones en un lenguaje simple. ¿A qué se denomina precipitaciones? Dentro de las nubes, cuando las gotas de agua se juntan, en algún instante se hacen muy pesadas y caen en forma de precipitaciones. Pero el agua de la nube no se precipita de la misma manera en todos los lugares y momentos, ya que puede caer en forma de nieve, de aguanieve, de granizo o de lluvia. Por lo general, en las zonas tropicales, el agua precipita en grandes aguaceros, y en las zonas más frías suele caer en copos de nieve. 206 Unidad 5 • El agua
3. Aplique sus conocimientos En grupos de tres estudiantes, revisen su libro e identifiquen los conceptos que permiten comprender el fenómeno estudiado. Luego, formulen preguntas de investigación relacionadas con las precipitaciones. Por ejemplo: 4. Escriba Identifique y escriba las variables involucradas en cada tipo de precipitación y formule una pregunta de investigación para cada caso. 5. Revise Utilice la siguiente tabla para revisar sus preguntas de investigación: Fenómeno Variables Pregunta de investigación Aguanieve Lluvia Granizo Variables • Temperatura del aire. • Temperatura del terreno. La nieve se genera cuando el aire de la nube, así como la superficie del terreno, se encuentran a menos de 0 ºC. En esos casos, el vapor de agua de las nubes se convierte en cristales de hielo y cae en forma de copos de nieve. Pregunta de investigación ¿Cómo influye la temperatura del aire de la nube y de la tierra en la formación de la nieve? La nieve se genera cuando el aire de la nube, así como la superficie del terreno, se encuentran a menos de 0 ºC. En esos casos, el vapor de agua de las nubes se convierte en cristales de hielo y cae en forma de copos de nieve. Calidad de mis preguntas Características Sí No ¿Incluye una expresión interrogativa del tipo ”cómo”, ”por qué”, ”qué”, ”cuánto” o ”dónde”? ¿Incluye las variables involucradas? ¿Hace referencia a un tipo o más de precipitaciones? ¿Se relaciona con lo presentado en la infografía? 2. Identifique variables En cada una de las explicaciones de los fenómenos climáticos usted puede identificar variables que interactúan y causan el fenómeno en cuestión. Por ejemplo: © Eje temático III • Integridad del planeta Tierra y su vinculación con el universo 207
Anexos 208 Anexos
En un laboratorio se manipulan sustancias químicas, materiales de vidrio, instrumentos de medición y, frecuentemente, se trabaja con fuego. Esto aumenta el riesgo de accidentes. Por esta razón se debe trabajar muy concentrado, en forma cuidadosa y con conocimiento del material que se está manipulando. Conozca algunas normas elementales para evitar accidentes en el laboratorio. N Para trabajar en las secciones Taller de ciencias y Trabajo científico. Anexo 1 Medidas de seguridad En las instalaciones debe existir un botiquín que contenga todos los elementos básicos, como vendas, cinta adhesiva, apósitos, jabón líquido suave y algodón. Si se tiene el cabello largo, debe llevarse recogido en todo momento. El laboratorio debe tener señales de escape y extintor. Antes de iniciar cualquier trabajo debe comprobarse que todo el material se encuentre en buen estado. Siempre deben acatarse las instrucciones del docente o del encargado del laboratorio. Es prohibido comer, beber y fumar en un laboratorio. La gabacha debe utilizarse en todo momento. Al finalizar las actividades, deben cerrarse las llaves de agua y de gas. © Ciencias 7 209
¿Qué hacer en caso de accidente? En caso de cualquier accidente, lo primero que hay que hacer es avisarle al docente o al encargado del laboratorio, y nunca actuar por iniciativa propia para controlar la situación, ya que esta podría empeorar. No obstante, es importante que conozca algunas medidas que se deben seguir, en diferentes situaciones; por ejemplo: En caso de una herida cortante Si ocurre una quemadura con sustancias calientes En caso de quemadura con ácidos Si alguna sustancia salpica o entra en contacto con los ojos En caso de incendiarse la ropa Lavarse la herida con abundante agua por unos 10 minutos. Un jabón suave ayuda a eliminar la suciedad. Si la herida es pequeña, una vez limpia se aplica una gasa sobre ella y se ejerce presión unos cuantos minutos. Se coloca una crema o pomada reparadora y se cubre con una gasa o curita para mantener un ambiente húmedo. Si la herida es grande y no deja de sangrar, se necesita asistencia médica urgente. Poner la zona afectada bajo el chorro de agua fría durante 5 a 10 minutos, aproximadamente. Si la zona afectada es muy grande o tiene mal aspecto, requiere atención médica inmediata. Lavar la zona afectada con abundante agua. Posteriormente, aplicar una disolución de bicarbonato de sodio al 5 por ciento, durante 10 a 15 minutos. Otra opción es lavar la zona afectada con una solución diluida de una base débil, como amoniaco al 5 por ciento. Lavar con abundante agua durante 10 a 15 minutos. Buscar atención médica lo antes posible. Cubrir a la persona con una manta o hacerla rodar por el piso. Es importante no correr, para evitar la expansión del fuego. 210 Anexos
En ciencias existen varias formas de comunicar resultados, las principales son: informe científico, resumen o abstract y panel o póster científico. Informe científico Tiene como propósito comunicar el método, los resultados obtenidos y las conclusiones derivadas de una investigación. Incluye los siguientes aspectos: • Titulo. Presenta el tema central de la investigación. • Nombre del autor o autores. Da a conocer la identidad de quien desarrolló la investigación. • Nombre de la institución. Indica el lugar en el que se desarrolló la investigación. • Resumen del trabajo o abstract. Expone la idea general del trabajo en unas 100 o 150 palabras. Se refiere a la introducción, método, resultados y conclusiones. • Introducción. Presenta los antecedentes teóricos de la investigación (marco teórico), detalla las variables en estudio, y plantea la hipótesis y los objetivos de la experiencia. • Sección de materiales e instrumentos. Describe los materiales utilizados en el desarrollo del experimento. Además, indica las unidades de medida y el margen de error asociados a los instrumentos. • Procedimiento. Describe la secuencia de los pasos desarrollados en el experimento. También se pueden incluir esquemas e infografías para ilustrar la actividad y los materiales empleados. • Sección de resultados. Comunica en forma clara y concisa los resultados obtenidos. • Sección de análisis. Interpreta los resultados obtenidos en el estudio. Se verifica la relación entre los resultados y las hipótesis planteadas al inicio, y se indica si se han cumplido las predicciones señaladas. • Conclusiones. Son las ideas generales y centrales que se pueden formular a partir de los resultados. Las conclusiones deben ser concordantes con el problema de investigación. • Referencias bibliográficas. Son las fuentes utilizadas en la investigación; se exponen en orden alfabético. Estas pueden ser revistas científicas, páginas de Internet y libros especializados, entre otros. Resumen científico Es una síntesis de la investigación. Presenta las ideas más relevantes de cada una de las etapas del trabajo realizado, en una reseña que incluye los siguientes componentes: • Objetivo de la investigación • Diseño experimental • Resultados obtenidos • Interpretación de los resultados Al finalizar se incluye un resumen que contempla información acerca de los antecedentes de la investigación, el método utilizado, los resultados obtenidos, su respectivo análisis y las conclusiones que se desprenden de la interpretación de los resultados. Tipo 2 Título Autores Institución Resultados Método Fotos Fotos Fotos Introducción Conclusiones Título Autores Institución Introducción Método Resultados Conclusiones Fotos Estructura sugerida para la elaboración de un panel o póster científico Tipo 1 Póster científico N Para trabajar en las secciones Taller de ciencias y Trabajo científico. Anexo 2 Comunicación de resultados científicos © Ciencias 7 211
N Para trabajar en la página 28 (unidad 1). Anexo 3 Célula vegetal Shutterstock Nucleolo Núcleo Retículo endoplasmático liso Citoplasma Membrana celular Pared celular Aparato de Golgi Membrana nuclear Cloroplasto Vacuola Mitocondria Plastidio Pared celular 212 Anexos
N Para trabajar en la página 29 (unidad 1). Célula animal Anexo 4 Shutterstock Nucleolo Núcleo Citoplasma Membrana nuclear Retículo endoplasmático rugoso Aparato de Golgi Centríolos Membrana celular Lisosomas Retículo endoplasmático liso Mitocondria Cromatina Ribosomas © Ciencias 7 213
E.G. Rochow descubre un método fácil para la obtención de metilsiliconas. 1940 Se utiliza por primera vez un corazón artificial, con el que se logra mantener vivo a un paciente durante 80 minutos. 1952 En el siglo XIX se impulsó la búsqueda de metales aptos para ser usados en el interior del cuerpo. Por esta razón se empezaron a hacer mezclas de metales o aleaciones, que permitieran superar la oxidación y mejorar las propiedades de los metales que ya se utilizaban. En esta época también se desarrollaron los materiales sintéticos (es decir, creados por el ser humano), como el polimetilmetacrilato, usado por los odontólogos, el dacrón, para injertos vasculares, y el polieteruretano, útil como material cardiaco. Sin embargo, el auge de los implantes y prótesis surge después de la Segunda Guerra Mundial, ante la necesidad de rehabilitar a las personas heridas en combate. En el año 2000, la vida de más de 20 millones de pacientes en el mundo fue prolongada, mantenida o mejorada mediante el reemplazo funcional de órganos. Huesos de titanio, órganos mecánicos, implantes cocleares y extremidades con sensores son indicios de que estamos pasando de la ciencia ficción a la realidad. N Para trabajar en la página 62 (unidad 2). Anexo 5 Materiales ”extraños” en el cuerpo humano 214 Anexos
El ingeniero Jorge Reynolds Pombo desarrolla el primer marcapasos artificial interno. 1958 Sir John Charnley inventa la forma moderna de la cirugía de reemplazo de cadera. 1962 Larry Hench inventa los primeros materiales usados para unir tejidos vivos, llamados luego biovidrios. 1969 Polímeros.Son materiales constituidos por la unión de muchas moléculas pequeñas llamadas monómeros. Son elásticos, de baja densidad y fáciles de fabricar. Hacen parte de este grupo el silicón, el dacrón, el teflón y el nailon. Se utilizan en la elaboración de válvulas cardiacas, articulaciones artificiales de rodillas y de caderas, y en implantes de mamas, testículos, orejas y dientes. Cerámicos.Son materiales inorgánicos formados por elementos metálicos y no metálicos que se unen mediante enlaces químicos especiales. Presentan buena biocompatibilidad, son químicamente estables y resistentes al desgaste y a la corrosión. Se utilizan en prótesis dentales y de cadera. Los cerámicos como los biovidrios y la hidroxiapatita se emplean en la reparación de huesos. Metales. Se destacan en este grupo los aceros inoxidables y las aleaciones de cobalto-cromo; titanio-aluminio-vanadio, y cobalto-cromo-níquel-molibdeno. Los metales son útiles en la fabricación de prótesis de cadera, placas craneanas, implantes dentales, mandíbulas, huesos, clavos y tornillos, entre otros. Materiales extraordinarios Algunos materiales, como el colágeno presente en la piel, son de origen natural; es decir, se forman en los seres vivos. Otros, como los plásticos, son sintéticos. Tanto los naturales como los sintéticos, o la mezcla de ambos, son ampliamente utilizados en la elaboración de prótesis e implantes estéticos y reconstructivos. Estos materiales deben tener las siguientes propiedades: • Biocompatibles, es decir, que se comporten de manera apropiada en el organismo, sin generar reacciones adversas. • Químicamente estables, es decir, que no se degraden con el tiempo. • Resistentes y con densidad y peso adecuados. • Fáciles de fabricar y reproducir a gran escala. Algunos materiales sintéticos © Ciencias 7 215
Anexo 6 LONGITUD MASA TIEMPO Metro (m) Kilogramo (kg) Segundo (s) Es la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un tiempo de 1/299 792 458 segundos. Coincide con la masa de un cilindro metálico que se conserva en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, en París. A partir de 2019, se redefine como una constante, relacionada con la energía mecánica y la electromagnética de ese cilindro. Es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles del estado fundamental del átomo de cesio-133. 10-12 kg Células humanas 102 kg Puma Tierra 1024 kg 1012 kg Muralla china 107 kg Torre Eiffel. 10-3 kg Colibrí 10-18 kg Virus de la gripe N Para trabajar en la página 88 (unidad 3). Sistema Internacional de Unidades 10-5 m Paramecio 10-9 m Molécula de hemoglobina 104 m Altitud del monte Everest 102 m Largo del Estadio Nacional 107 m Diámetro de Venus 1020 m Diámetro de la Vía Láctea 10-13 m Diámetro de un protón 107 s 1 año 103 s Duración de un eclipse de Luna 10 s Récord de 100 m planos 10-5 s Destello de flash 10-6 s Duración de los impulsos de algunos láseres 1021 s Edad del universo 216 Anexos
TEMPERATURA CANTIDAD DE SUSTANCIA INTENSIDAD DE CORRIENTE INTENSIDAD LUMINOSA Kelvin (K) Mol (mol) Amperio (A) Candela (cd) Equivale a la fracción 1/273,16 de la temperatura del puntotriple del agua. A partir de 2019, se redefine como una constante igual a velocidad del sonido en una esfera llena de gas a una temperatura determinada. Es la cantidad de sustancia correspondiente a tantas partículas como átomos hay en 0,012 kg de carbono-12. A partir de 2019, se redefine con un instrumento que determina la cantidad de átomos que hay en una esfera perfecta de silicio puro-28. Es la intensidad de corriente necesaria en dos hilos rectilíneos, separados un metro y por los que circula corriente, para que la fuerza entre ellos sea de 2 • 1023 N por cada metro de longitud. A partir de 2019, se redefine con una bomba de electrones. Es la intensidad luminosa en dirección perpendicular de una superficie de 1/600 000 m2 de un cuerpo negro que se encuentra a la temperatura de solidificación del platino (2043 K) a una presión de 101 325 Pa. 10-3 mol 100 ml de gas en condiciones normales 1022 mol Azúcar 10 mol Vaso de agua 1016 mol Cantidad de CO2 en la atmósfera terrestre 104 mol 1 t de hierro 1022 mol Toda el agua de los océanos 10-9 A Circuitos electrónicos 100 A Arco de soldadura 105 A Rayo 10-3 A Circuitos domésticos o de laboratorio 10-6 A Motor de juguete 1 A Microprocesador 1 cd Luz de una vela 100 cd Luz de foco de 100 W 10-4 cd Papel blanco iluminado 109 cd (por m2 ) Sol 105 cd Flash fotográfico 106 K Corona solar 103 K Superficie del Sol 3 K Radiación de fondo de microondas 102 K Superficie de Saturno 1032 K Temperatura en el big bang 1010 K Explosión de supernova © Ciencias 7 217
Para expresar el valor numérico de magnitudes muy grandes o muy pequeñas, los científicos suelen emplear las cifras significativas seguidas de una potencia de 10. Este tipo de expresión numérica se conoce con el nombre de notación científica, y es utilizado de forma habitual. Al escribir una cantidad en notación científica, se colocan las cifras significativas en forma de una parte entera (comprendida entre 1 y 10) y otra parte decimal, multiplicada por la correspondiente potencia de 10 con exponente positivo (para los valores mayores que la unidad) o con exponente negativo (para los valores menores que 1). De esta forma, pueden compararse más fácilmente los valores de una determinada magnitud física. A continuación, se muestran algunos números en notación científica: N Para trabajar en la página 91 (unidad 3). Cuando la potencia es positiva: 100 = 1 101 = 10 102 = 100 103 = 1000 104 = 10 000 Cuando la potencia es negativa: 10-n es igual a 1/10n. Por ejemplo, 10-5 equivale a 1/105 = 1/100 000, es decir, 0,00001 100 = 1 10-1 = 0,1 10-2 = 0,01 10-3 = 0,001 10-4 = 0,0001 ¿Cómo se expresa un número grande en notación científica? Para expresar un número muy grande, como 360 245 000 000 000 000 000 000 000 000 en notación científica, se debe “correr” la coma decimal hacia la izquierda hasta obtener un número mayor o igual que uno y menor que diez. Luego, se escribe el número obtenido y se multiplica por la potencia de base 10; el exponente de la potencia es igual a la cantidad de espacios que se movió la coma. En este caso, la coma se corrió 29 espacios a la izquierda, por lo que el exponente es positivo y la potencia es 1029. Entonces, el número en notación científica es: Luego, se escribe el número obtenido y se multiplica por la potencia de base 10; el exponente de la potencia es igual a la cantidad de espacios que se movió la coma. En este caso, la coma se corrió 11 espacios a la derecha por lo que el exponente es negativo y, en consecuencia, la potencia es 10-11. Entonces, el número en notación científica es: ¿Cómo se expresa un número pequeño en notación científica? Para expresar un número muy pequeño, como 0,000000000032, en notación científica se debe “correr” la coma decimal hacia la derecha hasta obtener un número mayor o igual que uno y menor que diez. 3,60245 • 1029 3,2 • 10-11 3,60 245 000 000 000 000 000 000 000 000, 0,000000000032, Anexo 7 Notación científica 218 Anexos
Cimar El equipo del Cimar fue el primero en realizar estudios de carácter científico en la Isla del Coco, declarada Patrimonio Natural de la Humanidad (1997), Humedal de Importancia Internacional (1998) y Patrimonio Histórico Arquitectónico de Costa Rica (2002). La información obtenida por los científicos del Cimar ha permitido la toma de decisiones en el ámbito político, en relación con la conservación y el aprovechamiento de los recursos marinos y de agua dulce de nuestro país. El Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (Cimar) es una unidad de investigación científica multidisciplinaria de la Universidad de Costa Rica (UCR). Actualmente, su director es el doctor Álvaro Morales Ramírez, especialista en planctología marina. El Cimar cuenta con programas y proyectos de investigación. En él trabajan especialistas de distintas unidades académicas de la Universidad de Costa Rica. Además, cuenta con el apoyo de especialistas de instituciones nacionales afines, con las cuales se han establecido convenios de cooperación. El centro investiga los ecosistemas acuáticos de nuestro país, principalmente lo relacionado con su biodiversidad y los procesos asociados a su manejo sustentable. El centro también evalúa la contaminación ambiental y realiza estudios de impacto ambiental, entre otros. Los científicos del Cimar han producido casi toda la información existente acerca de los ecosistemas acuáticos del golfo de Papagayo, el golfo de Nicoya, el golfo Dulce, el sur del Caribe, y la Isla del Coco. Los estudios se han desarrollado en ecosistemas como los arrecifes coralinos, los manglares, las playas fangosas, los pastos marinos, el ecosistema pelagial (que incluye el plancton) y los ambientes dulceacuícolas (lagos, lagunas y ríos) del país. El Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología ha realizado más de 800 publicaciones científicas sobre sus estudios en el océano Pacífico, el mar Caribe y ambientes de agua dulce. Sus investigaciones acerca de la diversidad marina del país destacan que nuestras aguas albergan cerca del 3,5 por ciento de la diversidad marina mundial. Anexo 8 N Para trabajar en la página 182 (unidad 5). © Ciencias 7 219
Anexo 9 Se dice que la especie humana, por haber agredido la naturaleza, está en camino de su autodestrucción. ¿Habrá riesgos reales de catástrofes causadas por la contaminación o por el agotamiento de fuentes de energía y de otros importantes recursos naturales? Periódicos y revistas transmiten informaciones contradictorias. La mayoría de los científicos cree que la humanidad está muy cerca de provocar daños irreparables al planeta. Algunos, en cambio, también proclaman que estas afirmaciones son exageradas y que la humanidad sabrá solucionar todos los problemas que cree. No obstante, es necesario aclarar que los seres humanos solo podemos sobrevivir gracias a los recursos de la naturaleza. Nos resulta imprescindible extraer de otros seres vivos lo que necesitamos para vivir; por ejemplo, al comer plantas y animales, extraemos su energía y la materia prima para mantener nuestra vida. A nivel global, la humanidad ha intentado revertir los daños ambientales que ha causado, o al menos reducir el impacto negativo de sus acciones sobre la naturaleza. Para lograr el avance socioeconómico sin destruirnos a nosotros mismos, la única opción posible es el desarrollo sostenible, el cual consiste en satisfacer las necesidades de las generaciones actuales sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras de satisfacer sus propios requerimientos. A continuación se mencionan alternativas que contribuyen a alcanzar ese objetivo, algunas de ellas ya han sido implementadas en diversas naciones. • Promover el transporte público y el uso de vehículos que arrojen menos emisiones de gases de efecto invernadero. • Usar tecnologías con baja o nula emisión de sustancias contaminantes. Para lograrlo, es necesario que funcionen con energías limpias, es decir, que no liberen sustancias contaminantes al ambiente. • Utilizar fuentes alternativas de energía. En la actualidad, la mayor parte de la energía usada en las sociedades industrializadas proviene de combustibles fósiles no renovables como el carbón o el petróleo. Los combustibles renovables, como el alcohol etílico (etanol), el biodiésel y el gas natural, constituyen alternativas viables para suplir parte de la demanda energética. Las energías solar, eólica y geotérmica se perfilan como las alternativas energéticas más limpias en países donde se cuenten con las características para aprovechar sus fuentes. Alternativas de solución a los problemas ambientales N Para trabajar en la página 198 (unidad 5). 220 Anexos
• Tratar y reciclar las aguas residuales. Actualmente hay tecnologías para purificar el agua proveniente de las alcantarillas y utilizar los residuos semisólidos en la producción de fertilizantes. El gas metano que se genera en el proceso es utilizado como combustible. • Solicitar a los gobiernos mayor regulación sobre las industrias de fertilizantes y plaguicidas y la prohibición de la comercialización de productos cuya toxicidad y peligrosidad se haya comprobado. También es necesario realizar campañas educativas sobre el uso correcto y no abusivo de plaguicidas y fertilizantes. La biotecnología ofrece alternativas al uso de plaguicidas, como el desarrollo de variedades de plantas resistentes a las plagas. • Reutilizar y reciclar residuos. Con el agotamiento progresivo de los recursos naturales y el avance de las tecnologías de reciclaje, en el futuro, el reaprovechamiento de los residuos deberá ser superior al 50 por ciento. La parte orgánica de los residuos, una vez separada, puede ser degradada por microorganismos en tanques llamados biodigestores. En la digestión se forma metano, que se puede aprovechar como combustible doméstico, industrial o en vehículos a motor. Los residuos sólidos de la digestión pueden utilizarse como fertilizantes agrícolas. • Prohibir la captura de peces demasiado pequeños. Asimismo, establecer ”paradas biológicas”, es decir, temporadas en las que no se puede pescar, para dar tiempo a que las especies se reproduzcan. En muchos casos, las actividades de acuicultura han mejorado el nivel de vida de los participantes y han disminuido un poco la presión sobre el recurso hídrico. • Promover la reforestación y la conservación de los bosques tropicales y otras áreas silvestres. © Ciencias 7 221
A • aceleración. Variación de la velocidad que experimenta un móvil por unidad de tiempo. • apósito. Remedio que se aplica exteriormente en una lesión, sujetándolo con paños y vendas, entre otros. • autótrofo. Organismo capaz de elaborar su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas. B • biodiversidad. Variedad de especies en su medioambiente. • biotecnología. Área multidisciplinaria que emplea células vivas para la obtención y mejora de productos útiles, como los alimentos y los medicamentos. C • cáncer. Padecimiento que se caracteriza por la transformación de las células, que proliferan de manera anormal e incontrolada. • calentamiento global. Aumento de la temperatura causado por el calor que queda atrapado en la atmósfera, debido a la acumulación de gases como el vapor de agua y el dióxido de carbono. • calor. Energía que se transfiere entre dos cuerpos que se encuentran a distinta temperatura. Siempre se transfiere desde el cuerpo que tiene mayor temperatura al de menor temperatura. • caverna. Cavidad profunda, subterránea o entre rocas. • cetáceo. Mamífero marino del orden Cetacea, de cuerpo pisciforme y gran tamaño; con los miembros anteriores transformados en aletas, carente de los posteriores. Su cuerpo termina en una sola aleta horizontal; en lo alto de la cabeza tiene aberturas nasales por donde sale el aire espirado. • clima. Conjunto de fenómenos atmosféricos que se observan en un lugar durante un largo periodo. • clorofluorocarbono (CFC). Compuesto formado por átomos de carbono, flúor y cloro. • combustible. Cualquier material susceptible de quemarse, capaz de liberar energía cuando se transforma su estructura química. Puede ser fluido o sólido. • cristalización. Proceso mediante el cual una sustancia adquiere la forma y la estructura del cristal. • compost. Materia orgánica que le aporta al suelo los nutrientes necesarios para el desarrollo de las plantas. Es producto de la descomposición de los residuos orgánicos. Tiene la capacidad de mejorar la textura del suelo, por lo que favorece la absorción de agua y nutrientes. D • deformación. Cambio en las longitudes de un cuerpo, respecto de sus longitudes iniciales. • depredador. Organismo de un nivel trófico superior que se alimenta de otros seres que se encuentran en eslabones inferiores. E • ecología. Ciencia que estudia los seres vivos como habitantes de un medio, y las relaciones que mantienen entre sí y con el propio medio. • electrón. Partícula subatómica cargada negativamente. • erosión. Arrastre del suelo causado por agentes como la acción del agua, el viento y el ser humano, entre otros. • escorrentía. Circulación del agua que se halla en la superficie terrestre hacia los ríos y el mar. • evolución. Conjunto de cambios que han ocurrido y ocurren en los seres vivos a lo largo de la historia de la vida en la Tierra. F • fertilizante. Sustancia que hace que la tierra sea fértil o más fértil. • fotosíntesis. Proceso químico que forma compuestos orgánicos a partir de dióxido de carbono, agua y sales minerales, utilizando la energía luminosa del Sol. Las plantas y las algas realizan fotosíntesis. Glosario 222 Glosario
G • gen. Segmento de ADN ubicado en los cromosomas, que permite la transmisión de la información genética a través de las generaciones. • glaciar. Bloque persistente de hielo que se acumula en las cimas de las cordilleras. Puede moverse a causa de su propio peso. H • heterótrofo. Organismo incapaz de elaborar su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas, por lo que debe nutrirse de otros seres vivos. • hormona. Sustancia química producida por el organismo para regular las funciones de un tejido o un órgano. I • inmunología. Estudio de la inmunidad biológica y sus aplicaciones. L • láser. Dispositivo electrónico que, basado en una emisión inducida, amplifica de manera extraordinaria un haz de luz monocromático y coherente. • lente. Objeto transparente limitado por dos superficies (al menos una de ellas curva, ya sea cóncava o convexa) que refracta la luz consiguiendo un determinado efecto óptico. • lluvia ácida. Precipitación de las emisiones industriales de contaminantes ácidos (como los ácidos sulfúrico y nítrico). M • mamífero. Animal del grupo de los vertebrados. Tiene temperatura constante. Sus embriones están provistos de las membranas amnios y alantoides, y se desarrollan casi siempre dentro del seno materno. Sus crías son alimentadas por las hembras con la leche de sus mamas. • microbiólogo. Persona que estudia los microorganismos. • micrómetro. Unidad de longitud equivalente a una milésima parte de un milímetro, es decir, la millonésima parte de un metro. • metabolismo. Conjunto de reacciones bioquímicas que se llevan a cabo en las células de los organismos, ya sea para sintetizar sustancias complejas a partir de otras más simples, o para degradar los compuestos complejos en componentes más sencillos. • meteorología. Ciencia que trata de la atmósfera y de los fenómenos que acontecen en ella. P • patógeno. Que origina y desarrolla una enfermedad. • pigmento. Sustancia de color. • plaga. Aparición masiva y repentina de seres vivos de la misma especie que causan graves daños a poblaciones animales o vegetales. • plancton. Conjunto de organismos acuáticos como algas, bacterias, protistas y pequeños animales que flotan en mares, océanos y cuerpos de agua dulce. R • relieve. Conjunto de formas complejas que accidentan la superficie del globo terráqueo. • rumiante. Mamífero que se alimenta de vegetales, carece de incisivos en la mandíbula superior y tiene el estómago compuesto de cuatro cavidades. S • silicio. Elemento químico metaloide. T • taxonomía. Ciencia que trata de los principios, métodos y fines de la clasificación. Se aplica en particular, dentro de la biología, para la organización jerarquizada y sistemática de los seres vivos. V • volatilidad. Capacidad de una sustancia de evaporarse a cierta temperatura y presión © Ciencias 7 223
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