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REPÚBLICA DE
NICARAGUA
SERIE EDUCATIVA
“EDUCACIÓN GRATUITA Y DE CALIDAD, DERECHO HUMANO
FUNDAMENTAL DE LAS Y LOS NICARAGÜENSES”
Este texto es propiedad del Ministerio de Educación, MINED; se prohíbe su venta y
reproducción total o parcial
Coordinación General, Revisión y Asesoría Técnica
Profesora María Elsa Guillén
Profesora Rosalía Ríos Rivas
Autora
Profesora Leyla del Carmen Morales Sandino
Revisión Técnica General
Profesora Rosalía Ríos Rivas
Revisión y Asesoría Técnica Científica
Profesora Aura Lila Téllez Palacios
Profesora María Luisa Murillo
Profesora Mariana Saborío Rodríguez
Profesor Oscar Meynard Alvarado
Diseño y Diagramación
Claudia Auxiliadora Ocampo Parrales
Javier Antonio González Manzanarez
Róger Alberto Romero
Ilustración
Gerardo Hernández Arias
Javier Antonio González Manzanarez
Róger Alberto Romero
Fuente de Financiamiento
PASEN I - Recursos del Tesoro - PROSEN
Agradecemos a los docentes de Ciencias Físico Naturales de Educación Secundaria de todo el país,
Empresa Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados (ENACAL) y Ministerio del Ambiente y los Recursos
Naturales (MARENA) por sus valiosos aportes brindados en la validación de estos libros, lo que permitió
mejorarlos y enriquecerlos.
Primera Edición___________
© Todos los derechos son reservados al Ministerio de Educación, de la República de Nicaragua.
Este texto es propiedad del Ministerio de Educación, MINED, de la República de Nicarauga. Se prohíbe su
venta y reproducción total o parcial.
«La presente publicación ha sido reproducida con el apoyo de la Unión Europea a través del Programa
de Apoyo al Sector de Educación en Nicaragua (PROSEN). El contenido de la misma es responsabilidad
exclusiva del MINED y en ningún caso debe considerarse que refleja los puntos de vista de la Unión
Europea».
Presentación
El Gobierno de Reconciliación y Unidad Nacional, a través del Ministerio de Educación
(MINED), entrega a docentes y a estudiantes de Educación Secundaria, el libro de texto
de Ciencias Naturales como una herramienta para la enseñanza y el aprendizaje signifi-
cativo de fenómenos que acaecen a su alrededor y en el cosmo, aprenda a reconocer su
cuerpo y fortalecer su auto estima para aceptarse y sentirse bien consigo mismo y con
los demás, asumiendo con responsabilidad el cuido y respeto de su cuerpo, a propiciar
cambios que favorezcan la sostenibilidad y sustentabilidad del ambiente para legarlo a
las futuras generaciones.
El propósito fundamental del texto, es propiciar en los estudiantes un papel más activo en
el proceso de aprendizaje para que puedan interactuar con los conocimientos plantea-
dos en el libro, permitiéndoles que complementen lo desarrollado en la clase, consolidar,
comparar, profundizar en aquellos aspectos que explicó su docente y prepararse para la
evaluación entre otros aspectos importantes.
El libro de texto a través de sus contenidos y actividades, contribuye a la formación en
valores individuales, comunitarios y sociales, los que se reflejarán en el comportamiento
de la o el estudiante dentro y fuera del Centro Educativo.
El libro de texto es un tesoro valioso en las manos de cada estudiante, y cuidarlo con
esmero, permitirá que otros compañeros que están en los grados que les anteceden tam-
bién puedan hacer uso de él en su proceso de aprendizaje, por tanto es responsabilidad
de todos y de todas cuidarlo porque será de provechos a otros y otras, razón por la que
le sugerimos lo forre, no lo manche, no lo ensucie, no lo rompa, ni lo deshoje. Esa será
su contribución desinteresada y solidaria con los próximos estudiantes que utilizarán este
libro, debido a que es de propiedad social.
Ministerio de Educación
Introducción
El libro de Ciencias Naturales de Octavo Grado que le presentamos, responde a la nueva
Política Educativa y a los Programas de Estudio de Ciencias Naturales de Educación
Secundaria, basados en la Transformación Curricular que impulsa el Gobierno de Unidad
y Reconciliación Nacional de la República de Nicaragua.
Está organizado en once unidades que abordan aspectos importantes sobre los
conocimientos que la humanidad ha adquirido al cabo de miles de años, sobre los seres
vivos, el cuerpo humano, los fenómenos que ocurren en la naturaleza, la materia, sus
manifestaciones, el movimiento mecánico de los cuerpos y sobre las características del
planeta Tierra.
Cada unidad inicia con una ilustración la cual está relacionada con el contenido que en
ella se desarrolla y cada tema se acompaña de atractivas ilustraciones cuidadosamente
seleccionadas, con el fin de facilitar al estudiantado la comprensión y asimilación de los
contenidos.
También se incluyen preguntas claves, al inicio de cada tema y durante el desarrollo del
mismo, cuya intención es la exploración de los conocimientos previos y despertar interés
por el estudio de cada contenido. Se plantean actividades prácticas, las cuales se pueden
realizar con materiales básicos y fáciles de conseguir, el propósito de estas es despertar
el interés por la actividad científica mediante el desarrollo de experimentos y visitas de
campo, de modo que puedan comprobar en la práctica algunos de sus conocimientos
teóricos y al final de cada tema se presentan actividades que le permiten al estudiantado,
comprobar y reforzar sus conocimientos.
Como parte complementaria se presenta la sección de ”sabía que”, la que contiene
información científica, actualizada, novedosa y de interés para el estudiantado.
El lenguaje y la redacción empleados en el desarrollo de los temas son sencillos y de fácil
comprensión.
Se presenta un glosario de términos que plantea la definición del mismo, que no están
desarrollados en el libro pero que ayuda a la mejor compresión.
El conjunto de estrategias sugeridas en el texto toma en cuenta los conocimientos y
experiencias previas del estudiantado a través de la inducción y deducción, llevándolos a
la construcción del conocimiento y su aplicación.
Cada sección está identificada con símbolos o íconos que orientan la metodología a
utilizar en las diferentes actividades.
Leyla Morales Sandino
A continuación presentamos los iconos que indican las distintas actividades a realizarse,
en el libro de texto y que están indicadas en los distintos iconos.
Lectura atenta. Entendida como un proceso mental que requiere que el
estudiante sea capaz de percibir y destacar los elementos más importantes
en un texto y así pueda realizar interpretaciones en distintos niveles
de la comprensión lectora. Además estimula la percepción, potencia el
pensamiento y la imaginación.
Trabajo en pareja. Es una técnica que permite interactuar lo que es favorable
crear o reflexionar sobre una temática determinada. Muchas veces algo
no asimilado en clase es posible que entre iguales lo asimilen con mayor
facilidad. Actividades como éstas proporciona a la pareja elementos de juicio
para empezar a razonar, clasificar y captar la interdependencia de unos
hechos con otros, además promueve la participación activa, como también
despierta el sentido crítico y estético en ambos.
Trabajo enequipo. Permitealestudianteunamejororganización delastareas,
modificar sus puntos de vista, llegar a un compromiso o bien establecer
acuerdos, como también fomentar el sentido de responsabilidad personal
y colectiva, el bien común, la solidaridad y la disciplina. La interacción con
otros favorece la motivación individual y de grupo para aprender, además
de que promueve la iniciativa, la capacidad autocrítica, el sentido de
colaboración, el respeto a los demás y la aceptación de los diferentes ritmos
de aprendizaje. Es un hecho que la interacción cooperativa es un factor
esencial para generar en el estudiante su disposición cognitiva y emocional
para aprender.
La observación directa e indirecta le proporciona al joven elementos de juicio
para empezar a razonar, clasificar y captar la interdependencia de unos
hechos con otros, además promueve la participación activa, como también
despierta el sentido crítico y estético.
En plenario. Es el espacio que tienen los y las estudiantes y docentes para
incorporar los intereses, las necesidades y los conocimientos previos; para
consolidar conocimientos, pero también permite al grupo expresarse en
público y ejercitan la oralidad siempre que la o el docente conduzca bien
esta estrategia previamente. Algunas recomendaciones que se deben tomar
en consideración son: Promover el debate dentro del aula ya que permite a
las y los estudiantes disentir de manera respetuosa, ayudándolos a construir
sus argumentos.
Trabajo. Pemite al estudiante hacer su propio juicio con base en una actividad
que se le orienta. Ello les da la oportunidad de demostrar sus reflexiones e
ideas nuevas.
Investigue.Estopermiteconoceryaprenderdeformaautónomaaindagar,por
tanto debe de inducírsele a realizar pequeñas actividades en este orden, de
manera que se desarrolle el sentido autodidacta, espíritu crítico, creatividad
y seguridad en sí mismo. Promueve las experiencias de investigación para
que el trabajo con el entorno los estimule como estudiantes a indagar,
explorar y relacionar los contenidos con la vida cotidiana, lo cual implica
darle sentido al conocimiento y al aprendizaje.
Reflexione. Permite al estudiante analizar sobre los cambios en el devenir
del tiempo en las Ciencias Naturales en íntima relación con la coyuntura
actual.
Escriba. Indica al estudiante escribirá en su cuaderno las respuestas,
conclusiones, opiniones, reflexiones sobre las preguntas y actividades
propuestas.
Preguntas. Indica que el o la estudiante responderá en forma oral las
cuestiones e interrogaciones que se le planteen.
Índice
Unidad I: El método científico y la tecnología ayudan en el
desarrollo del país
El método científico y su importancia en la vida cotidiana 2
- Etapas del método científico			 3
- Importancia del método científico			 7
Las herramientas y maquinarias tecnológicas facilitan
el desarrollo de nuestro país			 9
Ventajas y desventajas de la tecnología		 13
Unidad II: La Reproducción Celular es Vital en los Seres
Vivos
Reproducción celular				 16
Mitosis y reproducción celular			 18
- Fases de la mitosis				 19
- Meiosis						 21
- Meiosis I					 22
- Meiosis II					 23
- Problemas que se presentan en el material genético 25
Unidad III: Conozcamos el Interesante Mundo del Reino
Vegetal
Reino vegetal o metafitas				 28
Las briofitas					 29
Las pteridofitas					 33
Las gimnospermas				 37
- Importancia económica y ambiental de
las plantas gimnospermas				 43
Unidad IV: Animales Vertebrados
Animales vertebrados				 50
Superclase peces					 51
Clase Anfibios					 58
Clase reptiles					 63
- Animales en peligro de extinción de los
grupos estudiados				 69
- Medidas de protección y conservación		 69
- Vedas de las especies de reptiles en peligro
de extinción					 71
Unidad V: El Medio Ambiente y su Importancia para los
Seres Vivos
Los seres vivos y los ciclos biogeoquímicos		 76
Agentes que transforman nuestro entorno		 86
Medidas de protección y conservación ambiental 100
- ¿Cómo realizar una Campaña de Educación Ambiental?101
- Contenido para la redacción de un compromiso
para una campaña de Educación Ambiental	 102
Unidad VI: El buen Funcionamiento de los Sistemas es la
Vida del Ser Humano
Sistema circulatorio			 104
Sistema respiratorio			 119
- Enfermedades que afectan el sistema respiratorio 122
- Medidas de prevención			 124
Sistema excretor				 126
- Riñones y vías urinarias			 127
- Eliminación de la orina			 128
- La uretra				 128
- La piel					 129
- Los pulmones				 130
- El hígado				 130
- Sistema excretor como regulador		 131
- Enfermedades del sistema urinario		 131
- Insuficiencia renal aguda			 131
- Testimonio de experiencias vivida		 132
- Medidas preventivas			 134
Unidad VII: Glándulas de Secreción Internas o Glándulas
Endocrinas
Glándulas de secreción internas o glándulas
endocrinas				 136
El sistema endocrino			 137
- Glándulas endocrinas, ubicación y hormonas
que producen				 139
- Importancia de las glándulas endocrinas o de
secreción interna				 140
- El embarazo en adolescentes		 142
- Causas principales de embarazos a temprana edad 143
- Consecuencias de la maternidad y paternidad
en adolescentes				 144
- Infecciones de transmisión sexual		 145
- ¿Qué son las enfermedades de transmisión sexual
(ITS)?					 145
- El virus del papiloma humano (HPV, por sus
siglas en inglés)				 147
- Formas de prevenir las ITS			 147
- VIH y sida				 148
- ¿Cómo es transmitido el VIH?		 148
- Vulnerabilidad - El VIH tiene rostro de niña y de mujer 149
Unidad VIII: Nuestro Sistema Solar
La Luna					 152
- Características Generales			 152
- Fases de la luna				 152
- Los eclipses lunares			 154
- La Luna y las mareas			 156
El Sol, Astro Rey				 158
- Características generales			 158
- Estructura y composición del Sol		 158
- La energía solar				 159
- Manchas solares				 160
- Eclipses solares				 161
- La radiación solar ultravioleta		 162
El Sistema Solar				 163
- Los cometas				 164
- Los asteroides				 164
- Los meteoritos				 165
- Los satélites				 165
Unidad IX: Importancia de los Elementos Químicos en el De-
sarrollo Tecnológico
La tabla periódica de los elementos químicos	 170
- Primeras versiones de estructura y clasificación
de la tabla periódica			 170
- Triadas de Döbereiner			 171
- Octavas de Newlands			 172
- Sistema periódico de Mendeleiev		 173
- Ventajas del sistema de Mendeleiev		 174
- Defectos de la tabla de Mendeleiev		 174
Ley periódica de los elementos químicos	 175
- La tabla periódica moderna		 175
- Grupos o familias			 177
- Períodos				 180
- Distribución electrónica			 181
Propiedades periódicas de los elementos químicos 183
- Radio atómico				 183
- Radio iónico				 184
- Energía de ionización			 186
- Electronegatividad			 189
Uso de los elementos en productos de uso diario 190
- El carbono				 190
- El potasio				 191
- El nitrógeno				 192
- El oxígeno				 192
- El cloro					 193
- Uso como un arma de guerra		 194
Unidad X: Movimiento Rectilíneo Uniforme de los Objetos
en el Universo
Movimiento rectilíneo uniforme		 198
- Concepto				 199
- Características				 200
- Gráfica de distancia – tiempo de un movimiento
rectilíneo uniforme			 200
- Gráfica de velocidad – tiempo del movimiento
rectilíneo uniforme			 203
Unidad XI: La Energía y los usos que hace el Ser Humano
en la Vida
El trabajo y la energía			 212
- El trabajo mecánico en la dirección del
desplazamiento				 212
- Trabajo mecánico			 212
Las máquinas simples en nuestra vida diaria	 216
- Elementos de las máquinas simples		 217
- La palanca				 217
- Regla de oro de la mecánica		 218
- El plano inclinado			 220
- La polea				 222
- Regla de oro de la mecánica aplicada a la polea 224
Fuentes y manifestaciones de la energía	 229
- ¿Qué es energía?			 229
- Manifestaciones y Fuentes de Energía en la Naturaleza 230
- Energía luminosa				 231
- Energía calórica				 231
- Energía química				 231
- Energía núclear				 232
- Energía geotérmica			 232
- Energía eólica				 233
- Energía hidráulica			 233
- Energía mareomotriz			 233
- Energía biomasa				 233
- Energía eléctrica				 234
Manifestaciones de la energía mecánica	 234
- Energía cinética				 235
- Energía potencial				 236
- Energía potencial gravitatoria		 236
- Energía potencial elástica			 237
- Principio de conservación y de transformación
de la energía mecánica			 238
La energía eléctrica y su importancia		 242
- Corriente eléctrica			 242
- Tipos de generadores de corriente eléctrica	 244
- Un generador de corriente eléctrica: La pila	 246
- La energía de un generador		 247
El circuito eléctrico. Elementos		 251
- Sentido de la corriente eléctrica		 253
- Los efectos de la corriente eléctrica		 253
- Consejos de ahorro de energía		 255
- Temperatura y el Calor			 257
- La escala Celcius				 258
- El calor					 258
Primera
Unidad
El método científico y la
tecnología ayudan en el
desarrollo del país
2
El método científico y su importancia en la vida cotidiana
En pareja analice cada una de las siguientes preguntas:
¿Recuerda lo que aprendió en el grado anterior sobre el Método Científico?
¿Por qué es importante el Método Científico?
¿Qué beneficios ha traído este método a la humanidad?
¿Qué etapas conoce del Método Científico?
Enlaciencianohaycaminosrealesnireglasinfalibles
que garanticen por anticipado el descubrimiento de
nuevos hechos y la invención de nuevas teorías. La
investigación se abre camino y cada investigador
elabora su propio estilo de búsqueda. A su vez,
cada investigación no es la simple aplicación de un
método general, sino que involucra la imaginación,
la creatividad y la originalidad de los investigadores.
Sin embargo, aunque no hay caminos marcados, hay
una “brújula” que permite estimar si se está en la dirección indicada y evita perderse en
los múltiples fenómenos y problemas que surgen. Esta “brújula” es: El método científico.
Lo que hoy se llama método científico no es una receta para llegar a respuestas correctas
de las preguntas científicas, sino el conjunto de procedimientos por los cuales se plantean
los problemas científicos y se ponen a prueba las hipótesis científicas.
Antes de que se concibiera el método científico, la acumulación de conocimientos se hacía
a partir de la meditación y observaciones casuales. Debieron pasar siglos para darse
cuenta de que este camino era un callejón sin salida que no producía más que preguntas
equivocadas. Y no fue hasta que se estableció el método científico que la ciencia inició su
crecimiento y se empezó a expandir el conocimiento de las leyes naturales.
El Método Científico: es un proceso colectivo. Posee diferentes etapas, sirve
para entender la naturaleza de los fenómenos y tiene su fundamento en la
observación del mundo que nos rodea.
3
Etapas del método científico
Hoy, se puede afirmar que el método científico es un proceso creativo de resolución de
problemas y en general consta de las siguientes etapas:
Planteamiento del Problema
Einstein afirmaba que lo más importante en la investigación era descubrir un buen
problema. Los problemas se descubren a partir de un observador que detecta una
incongruencia entre lo observado con las teorías y modelos vigentes. Generalmente se
formulan como preguntas.
Lee detenidamente la siguiente lectura:
Carmen y Carlos son alumnos de octavo grado y brigadistas de salud de su comunidad.
El médico del municipio les ha solicitado, que investiguen la razón por la cual los
habitantes de esa comunidad, reciben tratamiento para curar la diarrea con sangre; se
curan temporalmente, pero siempre vuelven a enfermar.
Con ayuda de su profesora, elaboren una guía de observación a la comunidad,
para llevar registro de lo observado.
¡Mira lo que observaron y anotaron! ¿Qué anotarías en tu hoja de registro?
¿Cuál es la situación del problema plateada por el Doctor?
De acuerdo con tu observación de las láminas ¿Qué problema seleccionarías de los
expuestos a continuación?
A. ¿Será que los pacientes regalan o venden el medicamento por eso no se curan y
vuelven a enfermar?
B. ¿Es posible que los pacientes no se tomen los medicamentos, de acuerdo con las
indicaciones médicas y por eso vuelven a enfermar?
C. ¿Será que los pacientes carecen de hábitos higiénicos y por eso vuelven a enfermar?
4
Carmen y Carlos se disponen a buscar bibliografía referente a los microbios y parásitos
que producen diarrea con sangre. Investigaron en el centro de salud del municipio y
les dijeron que la mayoría de la población de la comunidad tenían registrado en sus
exámenes de heces: Amebas, Áscaris (lombrices) y Oxiuros (Pajuelillas).
Formulación de hipótesis
Una hipótesis es una afirmación que el científico supone sin tener la certeza de que sea
verdadera, pero que provisionalmente considera como tal. Las relaciones que busca la
ciencia son de causa y efecto. La hipótesis debe formularse considerando la causa del
problema y el efecto o consecuencia de ese problema.
Carmen y Carlos formula su hipótesis:
CAUSAS EFECTOS
Experimentación. Prueba de las hipótesis
La tarea que sigue a la formulación de una hipótesis consiste en contrastarla, es decir,
en ponerla a prueba mediante su confrontación con la experiencia, lo cual es un requisito
ineludible en toda ciencia.
Esto involucra el diseño de la prueba, su ejecución, la elaboración de los datos y la
inferencia de conclusiones.
El problema seleccionado por Carlos y Carmen:
¿Será que los pacientes carecen de hábitos higiénicos, por eso vuelven a enfermar?
Toman muestras de agua Toman muestras de los
alimentos preparados
(cocinados)
Situación higiénica de la
comunidad
5
Confirmación o refutación de la hipótesis
Las conclusiones se comparan con los enunciados propuestos y se precisa en qué medida
pueden considerarse confirmadas o refutadas. Es decir que mediante el método científico
se pretende concluir si los hechos respaldan o no a la hipótesis.
El análisis de las muestras de agua para tomar y los alimentos según el personal de
laboratorio estaban contaminados.
De acuerdo con los resultados recibidos del laboratorio, el personal del centro de salud, los
jóvenes Carmen y Carlos y el docente llegaron a la conclusión que la hipótesis planteada
es verdadera y elaboraron informe.
Formulación de teorías
Una vez que una hipótesis propuesta ha sido repetidamente verificada por diversos
grupos de científicos, ésta pasa a ser una teoría científica. Una teoría se define como un
conjunto de conceptos, definiciones y proposiciones, que ofrecen una visión ordenada de
los fenómenos (hechos físicos o naturales), con el propósito de explicarlos y predecirlos.
Partiendo de esta nueva teoría pueden surgir aplicaciones prácticas. La tecnología
científica se desarrolla preferentemente en esta etapa, creando productos y procesos
industriales, farmacéuticos, etc.
Si una teoría se verificara como verdadera en todo tiempo y lugar, entonces es considerada
como Ley.
A partir de los resultados obtenidos el equipo que trabajó en la aplicación del método
científico elaboró un proyecto de educación ambiental y sanitario para esta comunidad.
El Centro de Salud de la comunidad da seguimiento y monitorea las acciones que conlleva
la aplicación de este proyecto y observa el mejoramiento de la salud de los habitantes de
la comunidad.
En el ejemplo, las etapas del proceso de investigación, se intercalan y en muchos casos
las etapas de este proceso se dan simultáneamente.
En cualquier ámbito que se presente un problema, se deberá tratar de aplicar un
método de investigación pertinente: en la escuela, el trabajo, el comercio, la industria
y naturalmente, en la vida cotidiana. Como es obvio, no se puede hablar de un método
científico único, sino que dependiendo de la naturaleza del tema por investigar, los
científicos pueden tomar rutas o caminos diferentes.
Las etapas del Método Científico estudiadas son: planteamiento del problema,
formulación de hipótesis, experimentación y prueba de la hipótesis, confirmación o
refutación de la hipótesis y formulación de teorías.
6
El método Científico, ha jugado un papel importante en el estudio realizado por los
hombres y mujeres de ciencia, alguna vez se ha preguntado ¿Cuántas vacunas para
salvar millones de vidas han sido aplicadas? ¿Cuántos descubrimientos e inventos
científicos han sido creados para el desarrollo humano y de la sociedad?
Este método nos ayuda a responder las preguntas que nos hacemos a diario, nos
facilita resolver problemas cotidianos y nos brinda conocimientos universales, exactos y
sistémicos de un hecho o fenómeno planteado.
La importancia del método científico se mide por los cambios que se producen en nuestros
conocimientos y por los nuevos problemas que se suscitan en la vida diaria.
En equipo realiza el siguiente planteamiento:
En la escuela recientemente se construyó un huerto escolar, se ha observado que
las plantas están comenzando a marchitarse. En reunión realizada con la comunidad
educativa se plantearon diferentes soluciones:
• La elaboración de una abonera orgánica.
• La realización de un sistema de riego.
• Las semillas tenían problemas de fertilidad.
Luego del análisis de las posibles soluciones se llegó a la conclusión de elaborar una
abonera orgánica por ser un procedimiento económico y práctico.
Importancia del método científico
En equipo, aplicando los pasos del método científico, elabore una abonera
orgánica. No olvides investigar los procedimientos y los materiales que se deben
utilizar para su elaboración.
• Una vez aplicado el abono al huerto escolar, observe y anote el cambio que se está
dando en las plantas.
Experimentando
Reflexione y dé respuesta a las siguientes interrogantes:
¿Cuál fue la solución del problema planteado por la comunidad educativa?
¿Qué hipótesis se formularon para la solución del problema?
¿Fue la abonera orgánica una solución para evitar que las plantas siguieran
marchitándose?
¿La hipótesis planteada fue confirmada o refutada?
¿La aplicación del abono orgánico al huerto escolar mejoró la vitalidad de las
plantas del huerto?
Recuerde elaborar un informe de todo el proceso desarrollado, socialice con sus
compañeros y compañeras.
Elabore dibujos del proceso realizado.
7
Las herramientas y maquinarias tecnológicas facilitan el
desarrollo de nuestro país
En equipo reflexione sobre las siguientes preguntas:
• ¿Qué máquinas y aparatos utiliza en su vida diaria y para qué los utiliza?
• ¿De qué manera la tecnología ha mejorado la calidad de vida de los pueblos?
• ¿Qué herramientas y maquinarias tecnológicas han facilitado el desarrollo de nuestro
país?
• ¿Qué entiende por tecnología?
• ¿Por qué es importante la tecnología en la vida de los seres humanos?
La Tecnología, es el conjunto de conocimientos técnicos,
ordenados científicamente, que permiten diseñar y crear bienes
o servicios que facilitan la adaptación al medio y satisfacen las
necesidades de las personas.
La tecnología es la ciencia aplicada, aprovecha los estudios e
investigaciones y contribuye al avance de la humanidad. Gracias a
ello, fue posible que las personas lograran abandonar por primera
vez la superficie terrestre en 1969, iniciando así la exploración del
espacio exterior.
Con la tecnología se pueden desarrollar herramientas necesarias para el bienestar de los
seres humanos en todas las áreas. Por ejemplo: los descubrimientos científicos que han
servido para fabricar televisores y las computadoras.
Las herramientas y maquinarias tecnológicas fueron creadas para facilitar la vida de
los seres humanos, quienes al usarlas invierten menos fuerza, en un período de tiempo
más corto.
También las herramientas y maquinarias facilitan realizar las
actividades tradicionales. Por ejemplo: antes se araba la tierra
con arados tirados por bueyes, hoy también aramos la tierra,
pero con tractores.
Estos cambios han venido a mejorar las condiciones de vida de
los pueblos y comunidades.
Estas herramientas y maquinarias tecnológicas son de gran utilidad para el desarrollo
económico y social de los países en vías de desarrollo como el nuestro. Influyendo en
las principales actividades económicas como por ejemplo: la agricultura, la industria, el
hogar y la medicina.
8
En la agricultura, las herramientas tecnológicas utilizadas son:
Carretillas: son carros pequeños que tienen una rueda y sirven
para cargar y descargar material agrícola, sea arena, tierra,
abonos.
Escardillas: son herramientas con extremo en forma de pala; es
de metal con borde inferior de filo cortante; sirve para remover la
tierra.
Machetes: son herramientas diseñadas para cortar; tienen una
hoja de acero larga y afilada, unida a un mango de madera.
Palas: son láminas de metal, preferiblemente acero, que se usan
para labrar la tierra; pueden ser de punta o de forma ancha;
tienen borde inferior con filo cortante y mango largo de madera
terminado en un asa de metal.
Picos: son herramientas utilizadas para cavar terreno muy duros
y remover piedras, están compuesto de un mango de madera y
de una parte de acero la cual en uno de sus extremos termina en
forma de pala rectangular con borde cortante y otro en una punta.
Rastrillos: diseñados para cubrir o rastrillar semillas; tienen
una parte horizontal de metal y formada por dientes delgados o
gruesos según el uso.
Regaderas: son envases de metal con depósito para agua, con un tubo que termina en
una pieza redonda con muchos agujeros pequeños; sirve para regar plantas.
Trasplantadores: son pequeñas palas de metal en forma de cuchara pequeña, de bordes
afilados y mango de madera. Sirven para sacar semillas.
Las maquinarias tecnológicas agrícolas son:
Tractor: es una máquina agrícola muy útil, con ruedas o cadenas
diseñadas para moverse con facilidad en el terreno.
Motocultor: es una máquina agrícola de un solo eje y se opera
por manillar; puede ser muy versátil con los numerosos aperos e
implementos que se han venido desarrollando.
Cosechadora o segadora: es una máquina agrícola de motor
potente con peine cortador para segar las plantas maduras de cereales y un largo rastrillo
que va delante de la máquina que gira sobre un eje horizontal.
Carretilla Escardillas
Machete Pala
Pico Rastrillo
Regadera Trasplan-
tadores
9
En Nicaragua, en algunos cultivos se emplea el sistema de
riego por goteo y aspersión.
En los cultivos de caña de azúcar, algón, café, hortalizas,
granos básicos, algodón y otros, se utilizan herramientas y
maquinarias tecnológicas, cuyo objetivo es mejorar la calidad
de las cosechas.
Otro ejemplo de tecnología aplicada en nuestro país es: la creación del Centro de
Mejoramiento Genético y Banco de Semillas Forestales de Nicaragua, manejado por el
MAGFOR, el objetivo que persigue este centro es el de recolectar y comercializar semillas
forestales utilizando tecnología avanzada. Las ventajas comparativas y competitivas que
presenta este centro son las siguientes:
• Capacidad instalada de producir 15000 kg de semillas forestales de buena calidad.
• Equipos y mobiliario moderno.
• Personal técnico capacitado con gran experiencia.
• Instituciones insertas en el proceso.
• Un mercado potencial en crecimiento.
• Buena ubicación geográfica.
En la industria, las herramientas y maquinarias tecnológicas son de gran importancia,
ya que facilitan la producción de bienes y la fabricación o generación de insumos. Por
ejemplo: el brazo robot soldador, herramienta eficaz en la fabricación de computadoras,
teléfonos celulares, circuitos integrados, entre otros.
La invención de todas estas maquinarias no sólo trajo cambios en los métodos de
producción, sino que hizo que los científicos y los laboratorios prestaran su colaboración
a la industria. Los más importantes descubrimientos salieron de los centros científicos y
se pusieron a disposición de la industria.
En el hogar, las maquinarias tecnológicas facilitan las
actividadeshogareñas,porejemplo:loselectrodomésticos.
Que no son más que aquellos aparatos de uso casero que
funcionan accionados por electricidad y que producen
un efecto mecánico (lavadoras, licuadoras, picadoras,
refrigeradores, calentadores de agua), efectos térmicos
(horno microondas, planchas, refrigeradoras) o cualquier
otra acción orientada a facilitar la vida en el hogar.
En la medicina, el rápido desarrollo tecnológico en las últimas décadas, ha permitido la
creación de diversos sistemas para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Junto
con esto se han creado nuevos fármacos, nuevas técnicas y métodos quirúrgicos, que
han sido de gran utilidad para toda la población a nivel mundial y para los países en
desarrollo como Nicaragua.
Lavadora Microondas
10
Estos avances favorecieron muchos descubrimientos
quepermitieronimportantesavanceseneldiagnóstico
de enfermedades. Se inventó un instrumento
llamado fonendoscopio: instrumento médico para
auscultar los sonidos del organismo. Louis Pasteur
demostró la teoría de los gérmenes como causantes
de enfermedades y desarrolló vacunas contra varias
enfermedades, incluida la rabia.
Los rayos X, es un aparato que constituyen un salto sorprendente para la medicina,
fue descubierto de manera accidental por el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen.
Después, los físicos Pierre y Marie Curie descubrieron el Radio y el Polonio.
Instrumentos como los microscopios quirúrgicos han permitido tal nivel de precisión
en la cirugía que ahora los médicos pueden unir dedos amputados. Las prótesis, los
transplantesdeórganosvitalescomoelcorazónoelriñón,losrayosláser,eldescubrimiento
sorprendente de la penicilina, el tratamiento de la tuberculosis, las vacunas que previenen
la fiebre tifoidea, la viruela, la difteria, el tétano, la hepatitis B, herpes simple, varicela
y malaria, entre otros. Son sólo alguno de los ejemplos de los enormes logros de la
medicina.
Microscopio
Instrumentos
quirúrgicos
Uno de los inventos más revolucionarios de este siglo ha sido el transistor y
los circuitos impresos, muy usados en la electrónica para la construcción de
computadoras, microscopios electrónicos, etc. Esto, junto con el uso de las celdas
solares para captar la energía solar y transformarla en energía eléctrica, ha sido de
suma importancia para la humanidad.
Las herramientas y maquinarias tecnológicas fueron creadas para facilitar la vida
de los seres humanos, quienes al usarlas invierten menos fuerza, en un período de
tiempo más corto.
La tecnología puede desarrollar herramientas necesarias para el progreso de los
seres humanos en todas las áreas.
Estas herramientas y maquinarias tecnológicas son de gran utilidad para el desarrollo
económico y social de los países en vías de desarrollo como el nuestro, influyendo en
las principales actividades económicas.
11
Ventajas y desventajas de la tecnología
Enlaactualidadeldesarrollodeunpaíssemideporlosavancestecnológicos.Latecnología
ha aportado grandes beneficios a la humanidad y ha solucionado muchos problemas y
necesidades del ser humano por ejemplo: la invención de aparatos y dispositivos para la
detección y diagnostico de enfermedades, la creación y mejoramiento de herramientas o
accesorios que son útiles para simplificar el trabajo en hogar.
En nuestro país los campesinos y campesinas antes levantaban la cosecha de caña
de azúcar con sus manos y machetes, sin embargo, con la introducción de maquinas
especiales y complejas permiten levantar la cosecha rápidamente y abarcan mayores
extensiones de cultivo.
Uno de los aspectos negativos de la innovación tecnológica
es que ha provocado daños al ambiente por ejemplo
muchas veces el uso de la maquinria compacta los suelos
destruyendo la vida de microorganismos. Para que la
tecnología sea considerada apropiadamente debe brindar
beneficios a las personas y demás seres vivos.
Otro ejemplo negativo en relación con las desventajas de
la tecnología es la creación del nuevo robot (robotecnia), la cual desplaza mano de obra
calificada, ya que esto completa las tareas de manera automatizada y menos tiempo.
El medio ambiente y la tecnología
La principal función de la tecnología es transformar el entorno humano, para adaptarlo
mejor a las necesidades y deseos humanos. En ese proceso se usan recursos naturales
como: terreno, aire, agua, materiales, fuentes de energía, entre otros y personas que
proveen la información, mano de obra y mercado para las actividades tecnológicas.
¿Qué observas en la lámina? ¿Es este un ambiente saludable? ¿Qué podemos
hacer?
Las consecuencias de esa transformación pueden ser muy
graves. Por ejemplo:
• La deforestación.
• La contaminación de los suelos, las aguas y la atmósfera.
• El calentamiento global.
• La reducción de la capa de ozono.
• Las lluvias ácidas.
• La extinción de especies animales y vegetales.
• La desertificación por el uso de malas prácticas agrícolas y ganaderas.
12
Muchos de los efectos que la tecnología produce al medio ambiente pueden mitigarse,
realizando estudios de impacto ambiental, antes de iniciar una obra. Por ejemplo: la
construcción de un caminito en la ladera de una montaña o la instalación de una gran
fábrica de papel a la vera de un río. En muchos países estos estudios son obligatorios, en
Nicaragua el Ministerio de Ambiente y los Recursos Naturales (MARENA) es el encargado
de otorgar permisos para cualquier construcción (carreteras, proyectos habitacionales,
fábricas) y de rectorar que se realicen estos estudios.
Una vez concluidos éstos, MARENA es el encargado de publicar mediante avisos en los
medios escritos el documento de impacto ambiental, para que la población pueda leerlos
en las oficinas de esta institución y así conocer los beneficios o daños a la salud y al
ambiente que puedan provocar estas obras así como las acciones preventivas que debe
realizar el responsable de la obra.
Para eliminar completamente los impactos ambientales negativos no debe tomarse de
la naturaleza o incorporar a ella más de los que es capaz de reponer, o eliminar por sí
misma. Por ejemplo, si se tala un árbol se debe plantar al menos uno. Además del uso
moderado y racional de los recursos naturales, también se requiere del uso de tecnologías
específicamente diseñadas para la conservación y protección del medio ambiente.
Realice de manera individual los siguientes ejercicios:
• Elabore un álbum con los avances de la ciencia y tecnología utilizando recortes de
periódicos, revistas y otros.
• Realice un comentario escrito sobre la importancia de los instrumentos que utilizan
los médicos, los técnicos en las industrias y las personas en los hogares para realizar
sus trabajos diarios.
En equipo, observe la lámina siguiente y comente:
• Mencione los beneficios que se obtiene al emplear tecnología
moderna en la ganadería para el desarrollo del país.
• Qué ventajas encuentra en la utilización de la tecnología
mostrada en la lámina.
• Elabore un informe del trabajo realizado.
En pareja, investigue:
Elabore un informe sobre los beneficios que brindan a la comunidad las
herramientas y maquinarias descritas anteriormente.
Cómo funcionan las diferentes herramientas y maquinarias tecnológicas que se utilizan,
en la agricultura, industria, medicina y el hogar.
- lavadoras
- ollas de barro
- televisor
- teléfono
- tractor
- microscopio
- molinillos
- piedra de moler
- computadora
- arado
Actividades
Segunda
Unidad
La reproducción celular es
vital en los Seres Vivos
14
Reproducción celular
El proceso de reproducción que se efectúa en el interior de la célula, le permite
regenerarse, a partir de una célula “madre” se originan dos células idénticas a la madre,
éste es conocido como mitosis y sucede en las células somáticas, por ello la célula
puede regenerar tejidos de los diferentes órganos del cuerpo, ocasionar el crecimiento
corporal o simplemente poder reemplazar día a día todas aquellas células que se van
muriendo. Hay algunas células especializadas, (las sexuales), que permiten un suceso
un poco más complejo, pues a partir de una célula se originan cuatro células lo que es
conocido como meiosis.
Meiosis es un proceso que resulta imprescindible para nuestro organismo o para cualquier
otro ser vivo. Es gracias a él que la célula puede sobrevivir en el tiempo, prolongar la
especie, trasmitiendo sus características a nuevas generaciones. Veremos cómo es que
suceden estos cambios para poder comprender dichos procesos.
Del núcleo dependen importantes funciones de la célula desde el punto de vista
metabólico y de la división celular.
Piense y responda
¿Le duran toda la vida las células con que usted nació?
¿Para qué se reproducen las células de los órganos de su cuerpo?
¿Cómo se reproducen los individuos?
Mitosis
Mitosis es la división celular que consiste en que a partir de una célula se obtienen 2 células
hijas, genéticamente idénticas a la madre. Se produce en cualquier célula eucarionte, ya
sea diploide o haploide y mantiene invariable el numero de cromosomas, las células hijas
resultarán haploides si la madre es haploide, la célula hija va a ser diploide si la madre
es diploide.
Célula haploide es aquélla que contiene un juego de cromosomas (n), individuos de
algunas especies, como los zánganos, el macho de la abeja melífera, (Apis mellifera), se
desarrollan a partir de óvulos no fecundados y son por tanto haploides.
Las células somáticas o sea las que forman al cuerpo, tienen dos juegos de cromosomas,
es decir son diploides.
Cada mitosis está precedida por una interfase, donde se produce la duplicación del
material genético que consiste en que cada cromosama provoca la sintesis de una réplica
exacta a sí mismo en estructura y función. Actúa con un mecanismo que asegura que
cada célula hija reciba el mismo número y tipo de cromosomas que poseía la célula
progenitora.
15
Algunas células no realizan mitosis y permanecen en un estado interfásico y otras
la realizan frecuentemente como las células embrionarias, las células de zonas de
crecimiento y las células de tejidos sujetos a desgaste.
En la mitosis se da la división del núcleo y del citoplasma
La división del citoplasma se llama citocinesis y la división del núcleo, cariocinesis.
Fases de la mitosis
Para la mejor comprensión del proceso de mitosis se ha dividido en las etapas siguientes:
Profase, Metafase, Anafase y Telofase.
Profase: la cromatina se condensa y hacen visibles los
cromosomas; el nucléolo y la envoltura nuclear desaparecen.
Metafase: los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial y
cada uno está unido por su centrómero a una fibra del huso.
Termina la formación del huso y los cromosomas son colocados
en el plano ecuatorial por los microtúbulos del huso, formando
la placa ecuatorial.
Anafase: los cromosomas se separan, por su región
central (centrómero) y cada mitad, cromátida, migra
hacia los polos de la célula.
Telofase: reaparece el núcleo, la envoltura nuclear
se constituye alrededor de las cromátidas.
Profase
Huso
Centriolo
Cromosoma
Emvoltura
nuclear
Metafase
Cromosoma
Huso
Placa
ecuatorial
Anafase
Cromátida
Telofase
Emvoltura
nuclear
Citocinesis o división del citoplasma
16
Citocinesis o división del citoplasma:
1. La división del citoplasma se produce en la telofase. Se produce un surco en la
membrana plasmática, producido por un anillo de microfilamentos unidos a ella. Las
dos células hijas se separan, distribuyéndose el hialoplasma y los organelos de un
modo equitativo.
2. Cuando no ocurre citocinesis luego de la cariocinesis, los dos núcleos quedan en el
mismo citoplasma y resulta una célula binucleada.
División en células vegetales:
• No hay centriolos ni ásteres pero se organiza el huso acromático.
• Citocinesis: el citoplasma se divide mediante un tabique, que se forma por la
agrupación de microtubulos y vesículas. Las vesículas crecen, se ordenan y se funden
entre sí originando la placa celular. Finalmente se arman las paredes celulares a partir
de celulosa, hemicelulosa y pectina.
La mitosis es la división núcleo (cariocinesis) y del citoplasma (citocinesis), lo cual
produce dos células hijas idénticas, los cromosomas replicados se disponen de
manera que cada célula nueva recibe la misma cantidad de material genético que
tenía la célula madre al inicio del proceso. Por convención, se han establecido cuatro
fases en el proceso de la mitosis: profase, metafase, anafase y telofase.
Individualmente copie en su cuaderno el ejercicio y responde cada inciso.
¿Qué importancia tiene la mitosis en la reproducción celular?
¿Qué es citocinesis, explíquelo?
Elabore un cuadro sinóptico de la mitosis.
17
Meiosis
Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamada
primera y segunda división meiótica o simplemente meiosis I y meiosis II. Ambas
comprenden profase, metafase, anafase y telofase.
Es un proceso en que se reduce el número de cromosomas a la mitad. En la
meiosis I, llamada etapa reduccional, se reduce el número diploide de cromosomas a
la mitad, pero aún las cromátidas no se han separado. En la meiosis II, llamada etapa
ecuacional porque el número de cromosomas se mantiene constante.
La meiosis fue descubierta y descrita por primera vez en 1876 por el conocido biólogo
alemán Oscar Hertwig (1849-1922), estudiando los huevos del erizo de mar.
Fue descrita nuevamente en 1883, en el nivel de cromosomas, por el zoólogo belga
Édouard Van Beneden (1846-1910) en los huevos de los gusanos parásitos Áscari.
En 1887 observó que en la primera división celular que llevaba a la formación de un
huevo, los cromosomas no se dividían en dos longitudinalmente como en la división
celular asexual, sino que cada par de cromosomas se separaba para formar dos
células, cada una de las cuales presentaba tan solo la mitad del número usual de
cromosomas. Posteriormente, ambas células se dividían de nuevo según el proceso
asexual ordinario. Van Beneden denominó a este proceso “meiosis”.
El significado de la meiosis para la reproducción y la herencia, sin embargo, no se
describió hasta 1890, cuando el biólogo alemán August Weismann (1834-1914)
observó que eran necesarias dos divisiones celulares para transformar una célula
diploide en cuatro células haploides, si debía mantenerse el número de cromosomas.
En 1911 el genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan (1866-1945) observó el
sobrecruzamiento en la meiosis de la mosca de la fruta, proporcionando así la primera
interpretación segura y verdadera sobre la meiosis.
Interfase: en esta fase la célula se prepara para el inicio de su división,
con la síntesis de proteínas y de otros compuestos y la duplicación del
ADN.
Meiosis I: está precedida por una interfase durante la cual se duplica
el material genético.
Interfase I
18
Durante la meiosis I los miembros de cada par homólogo de cromosomas se emparejan
durantelaprofase,formandobivalentes.Duranteestafaseseformaunaestructuraproteica
denominada complejo sinaptonémico, permitiendo que se produzca la recombinación
entre ambos cromosomas homólogos.
Es un proceso en el que se reduce el número de cromosomas a la mitad. En la
meiosis I, llamada etapa reduccional, se reduce el número diploide de cromosomas a
la mitad, pero aún las cromátidas no se han separado. En la meiosis II, llamada etapa
ecuacional porque el número de cromosomas se mantiene constante.
Este proceso se ha organizado en cuatro fases: profase I, metafase I, anafase I y
telofase I.
ProfaseI:lacromatinasecondensa,sehacenvisiblesloscromosomas.
Ocurre la sinapsis, que consiste en que los cromosomas homólogos
se aparean formando una estructura proteica denominada complejo
sinaptonémico, en el cual cada estructura estará integrada por cuatro
cromátidas y dos centrómeros formando una tétrada; las cromátidas
tienden a separarse, no lográndolo totalmente al quedar algunos
puntos de unión llamados quiasmas, entonces ocurre intercambio
de material genético permitiendo que se produzca la recombinación
entre los cromosomas homólogos (Crossing-Over). La envoltura
nuclear y el nucléolo desaparecen y comienzan a observarse las
fibras del huso acromático.
1. Se intercambian segmentos de ADN entre
los homólogos paternos y maternos durante
el entrecruzamiento conocido también como
Crossing-Over.
Metafase I: ocurre el
ordenamiento de los
cromosomas homólogos
en la placa ecuatorial,
aunque en forma diferente
a como ocurre en la mitosis. Los centrómeros se ponen en contacto
con las fibras del huso de forma tal que los dos centrómeros de una
misma tétrada se disponen a un lado y a otro de la zona ecuatorial.
La orientación es al azar, con cada homologo en un lado.
Entrecruzamiento
Cromosomas
homológos
Huso
mitótico
Profase
Duplicación de
los cromosomas
maternos
Proceso Crossing-over
Tétrada
Duplicación de
los cromosomas
paternos
Recombinación
de los
cromosomas
homólogos
Metafase
19
Anafase I: los centrómeros de la tétrada comienzan a separarse, atraídos
por los polos, y cada uno arrastra en su movimiento a las dos cromátidas
que le están unidas. Las parejas de cromosomas homólogos o bivalentes
se separan con diferente composición genética a la original y emigran en
direcciones opuestas hacia los polos.
Durante la meiosis, los cromosomas maternos y paternos se barajan, de
modo que cada par se distribuye al azar en los polos de la anafase I.
Telofase I: las cromátidas se agrupan en los polos de la célula; el huso
acromático deja de hacerse visible y el citoplasma se divide por la zona
ecuatorial, dando lugar a dos células.
Anafase
Telofase
Meiosis II
La meiosis II es similar a la mitosis. Las cromátidas de cada cromosoma ya no son
idénticas en razón de la recombinación. La meiosis II separa las cromátidas produciendo
dos células hijas. Cada célula hija tiene solamente n cromosoma (condición haploide) de
cada clase. La reducción del número de cromosomas en la meiosis no se produce al azar,
sino que se separan en dos grupos los miembros de pares de cromosomas homólogos
para pasar a dos células hijas diferentes, resultando al final 4 células hijas haploides,
para facilitar el estudio de este proceso se le ha dividido en las fases siguientes:
Profase Temprana II:
Comienza a desaparecer la envoltura nuclear y el nucleolo. Los cromosomas se acortan
y se hacen visibles. Cada cromosoma se compone de dos cromátidas unidas por un
centrómero.
20
Profase Tardía II
Los cromosomas continúan acortándose y
engrosándose. Se forma el huso entre los
centríolos, que se han desplazado a los
polos de la célula.
Metafase II: los cromosomas (cada uno
con sus dos cromátidas) van hacia la
zona ecuatorial, se ponen en contacto
con las fibras del huso y se forma la placa
ecuatorial.
Anafase II: las cromátidas se separan
por sus centrómeros y cada cromosoma
homólogo se dirige hacia los polos de la
célula. Quedando en cada polo un grupo
de cromosomas formado por cada uno de
los cromosomas homólogos.
Telofase II: se constituye el núcleo de la
célula, se produce la división del citoplasma
y como resultado final se obtienen cuatro
células hijas haploides.
El proceso de meiosis presenta una vital importancia en el ciclo de vida ya que hay una
reducción del número de cromosomas a la mitad, es decir, de una célula diploide (ejemplo
46 cromosomas en el ser humano) se forman células haploides (23 cromosomas).
Esta reducción a la mitad permite que en la fecundación se mantenga el número de
cromosomas de la especie. También hay una recombinación de información genética,
que es herencia del padre y la madre; consiste en el apareamiento de los cromosomas
homólogos y permite el intercambio de información genética.
Por tanto, el nuevo individuo hereda información genética única y nueva, y no un
cromosoma íntegro de uno de sus padres. Otra característica importante de la meiosis
para la reproducción sexual, es la segregación al azar de cromosomas maternos y
paternos. La separación de los cromosomas paternos y maternos recombinados, durante
la anafase I y II, se realiza completamente al azar, hecho que contribuye al aumento de la
diversidad genética. En la anafase I, por cada par de homólogos existen dos posibilidades:
un cromosoma puede ir a un polo o al otro.
Importancia de la meiosis
Profase II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
21
Aneuploidía
En la meiosis se debe dar una correcta separación de los cromosomas hacia los
polos durante la anafase, lo que se conoce como disyunción meiótica; cuando esto
no ocurre, o hay un retraso en la primera o segunda división meiótica, conduce a
problemas en la configuración de los cromosomas y en su número, alterándose el
número haploide original de la especie, lo que se conoce como aneuploidia.
Utilice la información brindada y elabore un cuadro sinóptico de las semejanzas y
diferencias entre mitosis y meiosis.
Explique la importancia de la mitosis y la meiosis
Los cromosomas contienen genes formados por DNA. Así pues, nuestra información
hereditaria se encuentra localizada en los cromosomas. Las células humanas normales
(embriones, fetos, niños y adultos) contienen 46 cromosomas es decir, 23 pares de
cromosomas. Recibimos 23 cromosomas de cada progenitor. Los primeros 22 pares
de cromosomas son los mismos en las mujeres y los hombres. En un cariograma se
representan ordenados de mayor tamaño a menor y su morfología del 1 al 22. La pareja
de cromosomas número 23 determina el sexo. Las mujeres tienen dos cromosomas X,
mientras que los hombres tienen un cromosoma X y un Y. De esta manera, las mujeres
sólo pueden dar a la descendencia un cromosoma X en el óvulo. Los hombres pueden
dar a través del espermatozoide el cromosoma X o bien el cromosoma Y, determinando
el sexo de su descendencia XX para mujer y XY para varón.
Si ocurre un error en la meiosis, de manera que el ovocito o el espermatozoide reciben un
cromosoma de más o de menos, el embrión resultante de ese ovocito o espermatozoide
tendrá un cromosoma de más o de menos. Esta situación se llama aneuploidía. Cuando
existe un cromosoma de más, hablamos de trisomía (tri = tres cromosomas), mientras que
cuando hay un cromosoma de menos, hablamos de monosomía (mono = un cromosoma),
cuando falta un par de cromosomas homólogos, el caso se denomina nulisomía. En lo
animales sólo son viables monosomías y trisomías. Los individuos nulisómicos no suelen
manifestarse, puesto que es una condición letal en diploides.
22
Si la aneuploidía involucra uno de los cromosomas “mayores”, el embrión no se unirá
a la pared del útero o detendrá su desarrollo rápidamente después de implantarse y se
perderá. En cambio, si la aneuploidía involucra cromosomas como el 13, 18, 21, X o Y,
el embarazo puede llegar a término aunque exista un desorden cromosómico. El más
común de éstos es la trisomía 21 (tres cromosomas 21), conocida como el síndrome de
Down. Otras aneuploidías comunes son el síndrome de Klinefelter (XXY), la trisomía 13
(síndrome de Patau) y la trisomía 18 (síndrome de Edwards). Las características de estos
desordenes cromosómicos dependen del cromosoma involucrado y en general determinan
características morfológicas diferentes y/o retraso mental más o menos severo.
Síndrome de Down, los niños con síndrome de Down tienen una apariencia característica
ampliamente reconocida. La cabeza puede ser más pequeña de lo normal, puede ser
redonda con un área plana en la parte de atrás, La esquina interna de los ojos puede ser
redondeada en lugar de puntiaguda debido al pliegue epicántico que cubre la esquina
interna del ojo y le da un aspecto redondeado, retraso mental, cara ancha y achatada,
estatura baja, lengua grande y arrugada.
Sindrome de Down, trisomía del cromosoma 21:
Pliegue del
epicantico
Cariotipo de síndrome de Down
Trisomía
Síndrome de Down
Ojo en síndrome de Down
23
Cariotipo de síndrome de Patau
Cariotipo de síndrome de Edwards
Síndrome de patau
Síndrome de Edwards
• Sindrome de Patau, trisomía del cromosoma 13. Se trata de la trisomía menos
frecuente. Se suele asociar con un problema meiótico materno, más que paterno
y, al igual que en el síndrome de Down, el riesgo aumenta con la edad de la madre.
Los afectados mueren poco tiempo después de nacer, la mayoría antes de los 3
meses, cuando mucho llegan al año. Se cree que entre el 80 y 90% de los fetos con
el síndrome no llegan a término o sea no llegan a nacer.
• Sindrome de Edwards, trisomía del cromosoma 18. Es una enfermedad infrecuente,
que clínicamente se caracteriza por bajo peso al nacer, talla baja, retraso mental y del
desarrollo psicomotor (coordinación de la actividad muscular y mental), e hipertonía
(tono anormalmente elevado del músculo). Está acompañada de diversas anomalías
viscerales.
• Sindrome de Klinefelter, un cromosoma X adicional en varones (XXY). Produce
individuosaltos,confísicoligeramentefeminizado,coeficienteintelectualalgoreducido,
disposición femenina del vello del pubis, atrofia testicular y desarrollo mamario.
24
Cariotipo de sindrome de Klinefelter
• Sindrome del supermacho, un cromosoma Y adicional en varones (XYY). No
presenta diferencias frente a los varones normales y de hecho se duda sobre el uso
del término “síndrome” para esta condición.
Monosomía
Monosomía autosómica: produce la muerte en el útero.
Síndrome de Turner: solamente un cromosoma X presente. Este síndrome afecta a las
hembras, siendo éstas estériles, de estatura baja y un repliegue membranoso entre el
cuello y los hombros. Poseen el pecho con forma de escudo y pezones muy separados,
así como ovarios rudimentarios y manchas marrones en las piernas.
La calvicie frontal
ausente
Menos bello
en el pecho
Desarrollo
de mamas
Pelo pubiano
femenino
Pequeño tamaño
de los testículos
Brazos y piernas
largos
Caderas
amplias
Hombros
estrechos
Crecimiento
de barba
25
Ciclo celular
Ciclo celular
Comprende dos etapas muy diferentes:
a) La división celular o período en el que se
forman las dos nuevas células hijas a partir de la
célula inicial. A este periodo se le denominará fase
M o mitosis que comprende el reparto equitativo
del núcleo (cariocinesis) y el del citoplasma
(citocinesis). Igualmente en la meiosis en
este período se forman las cuatro células hijas
haploides.
b) La interfase, o período de crecimiento celular,
que comprende el tiempo que transcurre entre dos
divisiones sucesivas. Comprende como veremos
tres fases: G1, S y G2, aunque en algunas células
como veremos puede existir otra fase llamada GO.
Interfase
La duplicación del ADN sólo tiene lugar durante un período limitado de la interfase
denominado fase S (síntesis de ADN).
Debido a ello la interfase se divide en tres fases:
La fase G1 (del inglés gap, espacio vacío o separación).
La fase G1 comienza después de la división celular y es
un periodo de crecimiento general y de duplicación de
los orgánulos citoplasmáticos. Es una etapa de intensa
actividad metabólica, donde los genes se transcriben y
traducen para sintetizar las proteínas necesarias para su
crecimiento. Suele durar unas 11 horas.
¿Los hijos tienen la misma forma de reproducción que sus padres?
¿Por qué es necesario que las formas de reproducción de los progenitores se
repita en los hijos?
Piense y responda:
Crecimiento rápido
y actividad metabólica;
los centríolos se replican;
11 horas
Crecimiento
y síntesis de ADN;
7 horas
Crecimiento
y preparación
final para la división;
3 horas1 hora
Interfase
Mitosis
Profase
M
etafase
Anafase
Telofase
Ciclo celular en 22 horas
26
La fase S (síntesis de ADN). Cuando la célula adquiere un determinado tamaño, debe
prepararse para su división; para ello, previamente duplica su contenido génico con el fin
de que cada célula hija contenga una copia idéntica del genoma (conjunto de cromosomas
de la célula). En esta fase tiene lugar por tanto, la síntesis de DNA; también tiene lugar
la síntesis de histonas y de otras proteínas cromosómicas, que se unen rápidamente
al ADN recién sintetizado. En este periodo también se duplican los dos centríolos que
forman parte del centrosoma; primero los centríolos se separan y luego, cerca de la
base de cada centríolo, empieza a crecer un centríolo hijo en dirección perpendicular a
él. Los dos pares de centríolos permanecen incluidos en un único centrosoma hasta que
comienza la división celular. Esta fase dura aproximadamente ocho horas.
La fase G2. Es un período de preparación para la
puesta en marcha de la mitosis; durante este periodo
la célula contiene doble cantidad de ADN que
cuando se encuentra en G1. Es una etapa en la que
se transcriben y traducen ciertos genes con el fin de
sintetizar determinadas proteínas necesarias para
la división celular. Tiene una duración aproximada
de cuatro horas.
Acontinuacióncomoetapafinaldelciclo,comenzaría
la etapa M, en la que las células se dividen y
reparten equitativamente su contenido nuclear
(cariocinesis) y citoplasmático (citocinesis) entre
las dos células hijas. Este proceso se da tanto en la
mitosis como en la meiosis. Suele durar una hora.
A partir de la fase M, la célula puede entrar de nuevo
en la fase G1 y comenzar así otro ciclo celular, o
bien pueden cesar de dividirse y entrar en la fase
GO, durante la cual experimenta una serie de
transformaciones que conducen a la diferenciación
celular, de manera que la célula se especializa y
expresa aquellos genes que le permiten desempeñar
su actividad concreta en un tejido.
Célula en interfase
Citoplasma
Núcleo
Replicación
cromosómica
(fase S)
MITOSIS
CITOSINESIS
Profase,
prometafase,
metafase,
anafase
telofase
Dos célula en interfase
Fase G1
Fase G2
Fase M
Fase G1
27
En equipo de trabajo, realice el siguiente ejercicio.
Explica la evolución de la meiosis.
¿Quién fue la primera persona que describió la meiosis?
¿En cuántas fases se divide la meiosis?
Describe las diferencias que encuentras entre meiosis I y meiosis II.
¿En qué fase se duplica el material genético?
¿Que síndrome se originan cuando hay alteraciones genéticas en la división celular
de la meiosis?
¿Qué diferencias encuentras al comparar mitosis y meiosis?
¿Cuáles son las semejanzas entre los procesos motóticos y meióticos?
Relación entre el cáncer y el ciclo celular
El cáncer es un conjunto de enfermedades en las cuales el organismo produce un exceso
de células malignas (conocidas como cancerígenas o cancerosas), con crecimiento
y división más allá de los límites normales (invasión del tejido circundante y, a veces,
metástasis). Hay algunas propiedades que diferencian a los tumores benignos de los
malignos y es que son limitados y no invaden ni producen metástasis. Las células
normales al sentir el contacto con las células vecinas inhiben la reproducción, pero las
células malignas no tienen este freno. La mayoría de los cánceres forman tumores pero
algunos no (como la leucemia).
El cáncer es causado por anormalidades en el material genético de las células. Estas
anormalidades pueden ser provocadas por agentes carcinógenos, como la radiación
(ionizante, ultravioleta y otros) por productos químicos (procedentes de la industria, por
humo del tabaco y la contaminación en general y otros) o por agentes infecciosos. Otras
anormalidades genéticas cancerígenas son adquiridas durante la replicación normal del
ADN, al no corregirse los errores que se producen durante la misma, o bien son heredadas
y, por consiguiente, se presentan en todas las células desde el nacimiento (causando una
mayor probabilidad de desencadenar la enfermedad). Existen complejas interacciones
entre el material genético y los carcinógenos, un motivo por el que algunos individuos
desarrollan cáncer después de la exposición a carcinógenos y otros no. Nuevos aspectos
de la genética del cáncer, como la metilación del ADN y los microARNs, están siendo
estudiados como importantes factores a tener en cuenta por su implicación.
28
Resuelva el crucigrama:
HORIZONTALES:
Estructura que conforman los cromosomas en la
anafase.
Proceso que prolonga la especie.
Contiene los cromosomas.
Fase siguiente de la metafase.
Proceso que reduce a la mitad el número de cromosomas.
Conjunto de manifestaciones morfológicas y funcionales
diferentes a causa de la variación del número de
cromosomas de la especie.
Síndrome en que falta un cromosoma.
Término que significa espacio, vacío o separación y
nombra la fase G1 del ciclo celular
Cantidad de células que resultan de la meiosis.
Síndrome del par 21
Unión de dos cromátidas.
Gameto femenino.
Genetista que observó el sobrecruzamiento en la mosca
de la fruta.
Lleva un cromosoma Y adicional en varones.
Esquema de los cromosomas de una célula metafísica,
ordenados de acuerdo con su morfología y tamaño,
representando a todos los individuos de una especie.
Fase del ciclo celular en que se experimenta una serie
de transformaciones que ocasionan la diferenciación
celular.
Cuando existe un cromosoma de más
División del núcleo.
Formación constituida por microtúbulos presente durante
la mitosis y la meiosis.
Falta de un par de cromosomas.
1.
7.
8.
9.
10.
11
13.
14.
15.
17.
18.
19.
20.
21.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
VERTICALES:
Fase en que se inicia la mitosis
Género de la abeja.
Recombinación entre los cromosomas homólogos.
Trisomía 18
Alteración del número haploide de cromosomas original
de la especie.
Destino del individuo a que lo conduce la nulisomía.
Células que se reproducen por mitosis.
Proceso que origina células con igual número de
cromosomas que la célula madre, escribirlo en forma
invertida.
Trisomía del cromosoma 13
1.
2.
3.
4.
5.
6.
12.
16.
22.
Animales Vertebrados
Bosque de Estelí,
Nicaragua
Reserva de biosfera
de Bosawás,
Nicaragua
Reserva natural
Cerro Apante,
Nicaragua
Tercera
Unidad
Conozcamos el interesante
mundo del reino vegetal
30
Reino vegetal o metafitas
En equipo, realice una gira de campo en su comunidad y recolecte diversas
especies de plantas.
Clasifique las plantas de acuerdo con las características más relevantes que éstas
presenten.
Detalle en su cuaderno las principales características de cada una de las plantas
recolectadas y conteste las siguientes preguntas:
¿Cómo se llaman el grupo de plantas recolectadas?
¿Cuales son las características principales que presentan?
¿Qué otras plantas ha observado en su escuela o en su hogar? Mencione ejemplos.
En plenario, comparta con sus compañeros y compañeras de clases.
Características generales de las metafitas
Las Metafitas son conocidas también como Reino Vegetal
o Reino Plantas sus características principales son las
siguientes:
• Son organismos eucariotas, pluricelulares, tisulares
(es decir con células especializadas que forman
tejidos).
• Tienen nutrición autótrofa fotosintética.
• Se diferencian de las algas en que presentan un tejido epidérmico impermeable
y transparente, lo cual les ha permitido poder vivir fuera del agua sin peligro de
desecación.
• Las plantas son el grupo de organismos más abundantes del planeta, los que
producen materia orgánica a partir de materia inorgánica y, por tanto, los que permiten
la existencia de los animales y de los hongos, que son organismos que necesitan
materia orgánica para poder alimentarse.
Clasificación de las metafitas
Los organismos del Reino Vegetal o Metafita se clasifican en: Briofitas (musgos),
Pteridofita (helechos) y espermatofitas que comprende a Gimnospermas (coníferas) y
Angiospermas (dicotiledóneas y monocotiledoneas).
• Las divisiones que estudiaremos en esta unidad serán: Las Briofitas, Las Pteridofitas
y Espermatofitas, entre ellas a las Gimnospermas.
31
Las briofitas
En pareja observa la siguiente lámina y conteste:
¿Conoce el nombre de esta planta?
¿Para qué la utilizan en su comunidad?
¿Ha observado otras plantas similares a ésta en su
comunidad? Mencione ejemplos.
Características generales de las briofitas
Las briofitas han sido sistemáticamente ignoradas a lo largo de la historia del ser
humano, principalmente debido a su pequeño tamaño y a la relativa dificultad que supone
la determinación de las especies. Sin embargo, estas pequeñas plantas ofrecen una
multitud de utilidades a la humanidad, ya sean directas o indirectas. Las características
que las representan se mencionan a continuación:
• Son plantas muy pequeñas que carecen de órganos que permitan la conducción de
agua y nutrientes a través de toda la planta.
• No poseen raíces verdaderas, en su lugar hay rizoides.
• Tampoco poseen tallos ni hojas verdaderas.
• No poseen flores como órganos reproductores y por tanto no poseen semillas.
Según la morfología del gametofito encontramos dos tipos de briofitas:
Las briofitas talosas son algunas hepáticas, su gametofito es un tallo aplanado que se
fija al sustrato por unos rizoides (pequeños filamentos que no tienen poder absorbente).
Las briofitas foliosas son los musgos y la mayor parte de las hepáticas, sus gametofitos
poseen un talo cauloide (eje) fijado también por rizoides al sustrato, además a lo largo del
cauloide poseen unas pequeñas hojas o filoides.
Briofitas
32
Clasificación de las briofitas
Observe y analice el siguiente mapa conceptual relacionado con la clasificación de
las briofitas y responda la interrogante: ¿A qué se atiende para dividir a la briofitas
en tres clases.
Los musgos
Son organismos fotosintéticos con tejido epidérmico impermeable y algunas células
conductoras pero sin llegar a formar un auténtico tejido conductor por ello el agua para
ascender ha de pasar de célula a célula.
Este ineficaz mecanismo hace que no sobrepasen unos pocos centímetros de altura.
Poseen falsas raíces, falsos tallos y falsas hojas dado que internamente no presentan
vasos conductores de savia.
Aparecieron por evolución a partir de alguna especie de
alga que vivía en la zona de vaivén de las olas. La mayoría
vive en zonas muy húmedas, como suelos de bosques.
Otras son acuáticas. Algunas especies son capaces de vivir
en zonas muy secas, aguantar períodos secos por varios
años y pasar a la vida activa cuando vuelve a llover. Esto
les permite vivir en lugares inhóspitos como sobre rocas,
muros, tejados, etc.
División Briofita
Musgos
Hepáticas
Antóceros
Comprende las clases
P olytrichum
Musgo
Cápsula
CofiaEsporas
Seta o
filamento
Filoídes
Cauloide
Rizoides
33
El Ciclo vital del musgo es una alternancia de generaciones, comienza con la liberación
de esporas por una cápsula, que se abre cuando se expulsa una pequeña tapa. La espora
germina para formar un protonema filamentoso ramificado, a partir del cual se desarrolla
un gametofito foliáceo (con falsas hojas). Los espermatozoides, que son expulsados del
anteridio maduro, son atraídos al arquegonio donde uno se fusiona con la ovocélula para
producir el cigoto. El cigoto se divide mitóticamente para formar el esporofito y, al mismo
tiempo, la base del arquegonio se divide para formar la caliptra protectora. El esporófito
maduro consiste en una cápsula, que puede estar sostenida por un pedicelo, que es
también parte del esporófito, y un pie. La meiosis ocurre dentro de la cápsula, dando
como resultado la formación de esporas diploides.
Las Hepáticas
Dentro del grupo de las briofitas también se encuentran otras
plantas que se llaman hepáticas. Se las llaman así porque su
talo laminar presenta forma de hígado. Estas plantas crecen
extendidas a lo largo de una superficie, a diferencia de los
musgosquecrecenhaciaarriba.Lashepáticascrecenenmuros,
pozos, vertientes, rocas y peñas que sean extremadamente
húmedas.
Los Antóceros
Representan un pequeño grupo que estuvo incluido en las hepáticas comprende de 200 a
250 especies. Empobrecidos en especies debido a su antigüedad. Presentan alternancia
de generaciones con un gametofito haploide y un esporofito diploide.
Aparato reproductor femenino. Dentro está
el gameto femenino. Es donde se produce la
fecundación con la formación del cigoto.
Gameto femenino
(oósfera)
Gameto masculino
(anterozoide)
Aparato reproductor masculino.
Es donde se generan los gametos
masculinos
Falsas raicesFalsos tallo
Falsas
hojas
Gametófito. Forma que genera los gametos
Espora germinando y
generando un nuevo
musgo
Esporas
sexuales
Esporangio maduro
liberando las esporas
Esporangio en la
parte superior del
esporofito
Ciclo vital del musco
Marchantia
34
Importancia de las briofitas
• Los musgos históricamente se han utilizado, desde el punto de vista científico, como
material de trabajo para realizar estudios de hibridación y producción experimental de los
primeros poliploides en plantas (plantas con juegos duplicados de cromosomas). También
en ellos se han realizado estudios de dispersión de la flora a grandes distancias. Son
excelentes indicadores de la contaminación.
• Se han hecho evaluaciones preliminares de la calidad
del aire utilizando la presencia de musgos epífitos
como indicadores, pues estas plantas son muy
sensibles a ciertos contaminantes como el bióxido de
azufre, ozono y fluoruros volátiles. Su respuesta a
estas substancias es útil para diagnosticar los niveles
tóxicos en el ambiente.
• Se dice que a través de los musgos y otras briofitas
pueden detectarse depósitos minerales. Convierten
las rocas en suelo vegetal.
• Los musgos brindan hogar y protección a un sinnúmero
de pequeños animales, invertebrados como insectos,
arácnidos, rotíferos, nemátodos, moluscos, anélidos y
vertebrados como la rana y el sapo.
• Tienen diversas utilidades en horticultura, mejoramiento de
suelos y cultivo de champiñones, orquídeas y otras plantas
ornamentales. Son cada vez más utilizados para la creación
de “paredes vivas”, las que consisten en tapizar con plantas
los muros de una construcción con fines estéticos.
Durante el octavo grado conoció un grupo de plantas interesantes que se encuentran
en los bosques de nuestro país. Observe las imágenes, ¿Qué nombre reciben estas
plantas? ¿Qué características poseen? A qué grupo pertenecen? ¿Qué otras plantas
de este grupo conoce?
Durante el octavo grado conoció un grupo de plantas interesantes que se encuentran
en los bosques de nuestro país. Observe las imágenes, ¿Qué nombre reciben estas
plantas? ¿Qué características poseen? A qué grupo pertenecen? ¿Qué otras plantas
de este grupo conoce?
En Nicaragua y algunos países de Latinoamérica tropical, los musgos se extraen
para construir pesebres y adornos navideños. Esta actividad es muy destructiva y ha
liquidado muchas poblaciones de briófitas que crecen cerca de los caminos.
Copie en su cuaderno el ejercicio y responda cada inciso:
Elabora un mapa conceptual sobre las características y clasificación de las Metafitas.
Investiga en qué regiones de Nicaragua crecen los musgos.
¿Qué importancia se le atribuyen a los musgos?
Reflexione por qué los musgos crecen mejor en lugares húmedos.
35
Las pteridofitas
En pareja, lleve al aula de clases un helecho, como el que se observa en la lámina,
obsérvelo detenidamente y conteste las siguientes preguntas:
• Mencione las partes que observa en la planta de
helecho
• ¿Para qué son utilizadas estas plantas en su escuela
y en su comunidad?
• ¿Mencione otras plantas que pertenezcan alfilo
pteridofitas?
Características generales de las pteridofitas
• Los helechos son las plantas más representativas
de este grupo, aunque existen otros tipos de plantas.
• Crecen en ambientes con mucha humedad y a
diferencia de los musgos y hepáticas, poseen
órganos especializados para transportar agua y
nutrientes hacia todas las partes de la planta.
• Son abundantes en lugares sombríos y húmedos,
en los bosques o márgenes de cursos de agua.
• Son los vegetales que una vez mineralizados y
fosilizados formaron el carbón en la era Paleozoica.
• Presentan raíz, tallo (que suele ser de tipo rizoma,
es decir un tallo subterráneo), hojas, llamadas
frondas pero no poseen flores como órganos
reproductores y por tanto no poseen semillas sino
esporas contenidas en los soros, situados en el
envés de las frondas.
Alternan dos tipos de generaciones:
1. El esporofito, de reproducción asexual se encarga de producir esporas, que serán
dispersadas por el viento y que al germinar permitirán el crecimiento del prótalo.
2. El gametofito, de reproducción sexual se encuentra en el prótalo y produce células
sexuales o reproductoras. Esta generación suele ser muy corta y poco visible.
En nuestro país encontramos una diversidad de helechos muy grande, que van desde
pequeños helechos herbáceos hasta los famosos helechos arborescentes, que llegan a
medir varios metros de altura semejando árboles verdaderos.
Frondes
Soros
Raices
Rizoma
Frondes en
desarrollo
36
Clasificación de las pteridofitas
Observe y analice el siguiente mapa conceptual relacionado con la clasificación de
las Pteredofitas y responda la interrogante ¿Por qué se dividen a las pteridofitas
en cuatro clases?
Los Helechos (Filicíneas)
Son organismos fotosintéticos con tejido epidérmico impermeable y con tejido conductor
y que, como los musgos, precisan agua para reproducirse, puesto que los gametos
masculinos tienen que desplazarse nadando hasta los gametos femeninos.
Como los musgos, los helechos presentan reproducción
asexual, a partir del rizoma que no para de crecer, y
reproducción sexual con alternancia de generaciones. A
diferencia de los musgos, la forma más grande y más
abundante es la que producen las esporas sexuales, es
decir el esporófito (que en nuestro país tienen un tamaño
de entre 25 cm a 2 m de altura) y la forma pequeña y
poco abundante es la que forma los gametos, es decir los
gametófitos (tienen un tamaño de unos 5 o 6 milímetros).
Elesporófitoposeeunashojasmuygrandesdenominadas
frondas, que salen de un tallo subterráneo horizontal
denominado rizoma, del cual surgen numerosas raíces. Las frondas cuando son jóvenes
están enrolladas sobre si mismas en forma de bastón. En su reverso se encuentran
unos puntos amarillentos, los soros, dentro de los cuales están los esporangios que son
los órganos donde se forman las esporas sexuales. Se llaman así porque son esporas
que sólo tienen la mitad de información genética (la mitad de cromosomas o sea son
haploides) que sus células madres.
Helechos
División Pteridofita
EquisetíneasPsilofitasFelicíneas Licopodíneas
Las pteridofitas son traqueofitas que significa plantas vasculares, los vasos se forman
por la unión de células alargadas llamadas traqueidos que transportan agua y minerales.
Comprende las clases. Filicíneas (helichos), Psilofitas carecen de raíces y hojas
verdaderas, Licopodíneas y Equisetíneas.
37
A partir de cada una de ellas se puede formar un gametófito que es una lámina muy
pequeña (1-2 cm) denominada prótalo. En su cara inferior, la que está en contacto
con el agua, aparecen unas protuberancias con gametos masculinos dentro y otras
protuberancias más grandes con un solo gameto femenino dentro. Si hay suficiente agua
en el suelo, los gametos masculinos van nadando y fecundan a los femeninos y así se
generan una célula cigoto que empieza a multiplicarse y genera una forma que acabará
dando un nuevo esporófito.
Los Equisetos
Se les conoce comúnmente como colas de caballo, crecen a orillas
de ríos, acequias u otros lugares húmedos. Son plantas herbáceas
con un rizoma del cual salen ramas, divididas en segmentos y de
color verde. En nuestro país esta planta es utilizada para aliviar los
problemas de riñón.
Los Licopodineas
Conocidas comúnmente como licopodias, son abundantes en las zonas montañosas.
Tienen largos tallos rastreros cubiertos por pequeñas hojas a manera de escamas.
Nervios formados por
tubos conductores que
aportan agua
Soro
Soro que contiene
los esporgangios
Esporangio liberando
sus esporas
Espora
germinando
Agua
Gametófito
(forma que genera los gametos)
Gameto masculino nadando hacia el gameto
femenino. El cigoto formado se multiplicará y
dará lugar a un nuevo esporófito
Prótalo
Hoja o
fronda
Tallo subterráneo o
rizoma
Raíces
Esporófito (forma que genera las esporas sexuales)
Licopodio de zona
templada
Licopodio de páramo
Ciclo vital de los helechos
Cola de caballo
38
Importancia de las pteridofitas
• Algunos helechos son utilizados como plantas
medicinales, por ejemplo: el llamado helecho macho
que es uno de los mejores tenífugos conocidos hasta
la fecha, este expulsa eficazmente la tenia y otros
parásitos intestinales, la doradilla es utilizada para las
afecciones del hígado, el culantrillo, sus frondas se
utilizan como sudorífero o para combatir las afecciones
catarrales.
• Los helechos con la liberación del oxígeno permiten que
este sea aprovechado por aquellos seres vivos que no
son capaces de producirlo.
• Industrialmente, los pelos sedosos del peciolo de los helechos, son utilizados para el
relleno de almohadas y colchones; los tallos leñosos han sido utilizados como postes
por su consistencia y resistencia a los comejenes.
• Los helechos han contribuido a la formación de hulla, el cual es utilizado como
combustible en las industrias.
Durante el octavo grado conoció un grupo de plantas interesantes que se encuentran
en los bosques de nuestro país. Observe las imágenes, ¿Qué nombre reciben estas
plantas? ¿Qué características poseen? A qué grupo pertenecen? ¿Qué otras plantas
de este grupo conoce?
Durante el octavo grado conoció un grupo de plantas interesantes que se encuentran
en los bosques de nuestro país. Observe las imágenes, ¿Qué nombre reciben estas
plantas? ¿Qué características poseen? A qué grupo pertenecen? ¿Qué otras plantas
de este grupo conoce?
En Nicaragua es muy común observar todo tipo de helechos, nuestra población
ha sabido aprovechar su belleza; utilizándolas como especies ornamentales, son
exportados ya que son utilizados en medicinas. También son cultivados en jardines y
en casas, se utilizan en la elaboración de arreglos florales y decorativos.
En pareja, realice el siguiente ejercicio.
¿Qué beneficios podrían brindar los helechos a su escuela, hogar y comunidad?
Dibuja la fronda (hoja) de un helecho indague cuántas hojas tiene un helecho y
cómo están distribuidas.
Elabore dos párrafos a partir del esquema del mapa conceptual de las Pteridofitas,
enriquézcalo con el contenido abordado en este tema, preséntelo a sus compañeros
y compañeras.
¿Qué importancia se le atribuye a los helechos?
Helecho macho
39
Las gimnospermas
Observe detenidamente la siguiente lámina y conteste:
¿Cómo se llama ese árbol?
Realice el dibujo del presente árbol y nombre las
partes que éste posee.
En su comunidad ha observado este árbol u otro
parecido, ¿Para qué los utilizan?
Características generales de las gimnospermas
• Su nombre proviene del latín gymn que significa desnuda,
y del griego sperma, que significa semilla.
• Las gimnospermas son un filo de plantas espermatofitas,
que tienen la semilla desnuda, es decir estróbilos sin la
protección de un ovario; por tanto, no tienen frutos, ya que
los frutos se forman a partir de las paredes de un ovario.
• Las gimnospermas son plantas leñonas, o arbustos y
árboles, que se agrupan formando extensos bosques.
Son plantas de hojas perennes y sus tejidos conductores
no son verdaderos vasos, sino unas células alargadas
denominadas traqueidas.
• Los representantes típicos de las gimnospermas
son las coníferas, árboles resinosos con copa cónica
que alcanzan grandes alturas. Los más abundantes son los pinos, abetos, alerces,
araucarias, abedules y cipreses. Las flores son poco vistosas, formadas por escamas
que luego se transforman en infrutescencias (conjunto de frutos) conocidas como
piñas o estróbilos.
40
Clasificación de las gimnospermas
En pareja, observe y analice el siguiente mapa conceptual relacionado con la
clasificación de las gimnospermas y responda la interrogante: ¿Por qué se dividen
las gimnospermas en cuatro clases?
Elabore un resumen, socialícelo con sus compañeros y compañeras.
Las coníferas
• El nombre de coníferas se debe a que las semillas se producen
en estructuras llamadas conos o piñas.
• En las coníferas la
polinización se produce
por acción del viento,
que transporta el
abundante polen amarillo desde los conos
masculinos hasta los femeninos. Las hojas suelen
ser aciculares o escamiformes, casi siempre
perennes.
• Los pinos crecen en determinados lugares,
donde forman grandes asociaciones y de
manera tan densa que no permiten que otros
árboles distintos crezcan y disputen su territorio.
Las gimnospermas son plantas monoicas, es decir, sus flores son unisexuales, en una
misma planta hay flores masculinas y flores femeninas.
Las flores femeninas de las coníferas; sólo tienen brácteas o escamas y los óvulos. Estas
flores se agrupan alrededor de un eje floral y dan lugar a una inflorescencia denominada
cono femenino o piña. El óvulo contiene al final de su desarrollo un saco embrionario con
dos arquegonios que contienen dos oósferas o gametos femeninos cada uno.
Estróbilo
Bosque de pinos
División Gimnospermas
Ginkgophyta GnetophytaConíferas Cycadales
Comprende las clases
41
Las flores masculinas de las coníferas están constituidas por una escama y dos sacos
polínicos o microsporangios. También forman conos al agruparse alrededor de un eje
floral. En los sacos polínicos se forman las células madre que dan lugar a los granos de
polen, en cuyo interior hay dos anterozoides o gametos masculinos.
Para favorecer la polinización, los granos de polen tienen dos sacos aéreos que favorecen
su llegada hasta la flor femenina. En la fecundación, uno de los anterozoides se une a
una oósfera, que origina un cigoto diploide que dará lugar al embrión. El embrión queda
englobado en células de reserva, el endospermo o albumen, y protegido por el tegumento
del óvulo, que se hace leñoso.
Tras la fecundación, se forman las semillas que reciben el nombre de piñones. El
cono femenino se cierra, aumenta de tamaño y se vuelve leñoso, formando la piña.
Cuando la piña madura se abre y deja caer los piñones, que darán origen a un nuevo
árbol.
Inflorescencia
masculina
Flor masculina
Bráctea
Estambre
Eje
Sección de
flor masculina
Estambre
Saco
polínico
Apertura
Flotador o saco aéreoCélula generativa
Célula nutritiva
Grano de polen Escama
Semilla
(piñón)
Escama bracteal
Escama
(carpelo)
Primordio o
seminal
Eje
Sección de
flor femenina
Inflorescencias
femenina
Flor femenina
Primordio
seminal
Ciclo de vida del pino
Las cicas o cycadales
Fueron plantas muy abundantes y diversas durante la Era Mesozoica,
pero hoy día solo quedan unos 9 géneros en los trópicos y algunos
están en vías de extinción. En Costa Rica hay dos especies del
género Zamia en estado silvestre, aun cuando se han introducido
especies de Cycas (de Asia) y de Encephalarthos (de Africa) con fines
ornamentales. La palma de sagú (Cyca opulado) se utiliza para la
alimentación debido a su alto contenido en hidratos de carbono. Otro
espécimen es Cyca circinalis.
42
Las plantas constan de un tronco con madera poco desarrollada con canales de mucílago
y hojas pinnadas que recuerdan las palmeras. Producen almidón.
Poseen raíces coraloides, frecuentemente invadidas por cianobacterias. Esta invasión se
debe generalmente por la humedad excesiva del suelo.
Son plantas dioicas y eso puede haber contribuido a su escasez: Tanto los estróbilos
(conos) masculinos como los femeninos son grandes y a veces coloreados en la mayoría
de los géneros, pero en Cycas, aunque el cono masculino es como en los demás géneros,
la estructura femenina consta de un conjunto de megasporofilos agrupados, que no
forman un cono. La polinización se lleva a cabo por medio de insectos y las semillas son
grandes y carnosas, posiblemente para atraer agentes dispersantes.
Las Cícadas producen varios compuestos tóxicos, que posiblemente constituyen una
defensa contra bacterias y hongos, pero son tan potentes que pueden causar parálisis
parcial o total de las patas posteriores del ganado.
Ginkgophyta
Ginkgo biloba es la única especie viviente de este phylum. Casi no
existe en estado silvestre, pero el ser humano la ha mantenido durante
siglos alrededor de los templos en China y en tiempos modernos se
ha popularizado como árbol ornamental en las ciudades, donde ha
resultado ser muy resistente a la contaminación ambiental.
La característica sobresaliente de
Ginkgo es la producción de hojas
bilobuladas en forma de abanico, con
la venación dicotómica.
Esta especie es de utilidad farmacéutica,
se usa como oxigenador cerebral.
Gnetidae, son un grupo de gimnospermas que incluye tres
familias, cada una de ellas con un solo género. Las gnetales
son de particular interés en la evolución de las plantas porque poseen características tanto
de coníferas (semillas que no están encerradas en un ovario) como de angiospermas
(vasos en la madera, estructuras parecidas a las flores de angiospermas, y doble
fertilización).
Hoja de Gnetophyta
Gingo bilova
43
Distribución de los bosques de pino en Nicaragua
Observe el siguiente mapa e identifique las regiones donde se encuentran ubicados
los bosques de pinos en Nicaragua.
Mapa forestal de Nicaragua
Juigalpa
Chinandega
Estelí
Matagalpa
Jinotepe
Masaya Granada
León Boaco
Lago de
Nicaragaua
Rivas
Managua
Prinzapolca
Puerto Cabezas
RioGr
ande de Matagalpa
Bluefields
Ara cultivada-cultivos de árboles primariamente café
Área cultivada-campos de cultivo,grandemente
intermezclados con pasto, maleza o bosque.
Densa superficie forestal; mayormente latifoliado de
hoja perenne
Superficie forestal abierta; mayormente de hoja
caduca con alguna de hoja perenne.
Sabana; praderas con bosques y terrenos cultivados
dispersos.
Ciénaga y pantanos
44
Los bosques de pinos, se consideran como un Recursos Natural Renovable; nos
proporcionan maderas preciosas y sirven de hábitat para una gran cantidad de especies
animales.
Se encuentran ubicadas en diferentes regiones de nuestro país: Nueva Segovia, Estelí,
Matagalpa, Jinotega, la RAAN y la RAAS.
Los principales bosques de pinos de Nicaragua se clasifican de la siguiente manera:
Sabana de pino
La sabana de pino se encuentra en forma
de parches dispersos, a menudo extensos,
a lo largo de la costa del Caribe, desde la
Laguna de Perlas en el sur hasta Honduras en el
norte. Los parches están atravesados por
bosque de galería e irregularmente se
entremezclan con bosque húmedo siempre
verde. La precipitación varía desde unos 2 500
a 3 500 mm y los suelos son extremadamente
pobres, en su mayoría varían desde arena
hasta grava. Las quemas son frecuentes y
son un aspecto predominante de la ecología.
El árbol dominante es Pinus caribaea var
hondurensis (pino), que puede formar manchas
densas, pero por lo general están espaciados y
a menudo se encuentran grandes extensiones
sin un solo árbol en los suelos más pobres y frecuentemente inundados. Otras especies
son: Pinus maximinoii H Eooreore, Pinus oocarpa Schiede Exshlecht y Pinus patula
Schiede Deppe.
20 0 20 40 kilómetros
Sabana de pino Caribe
Nombre científico de pinocaribe
Zona de la sabana de pino
Pinus tecunumaniiPinus maximinoiPinus oocarpa
45
Bosque de pino y de pino-encino
El bosque de pino de las tierras altas de Nicaragua está restringido a la Zona Norcentral,
desde el Departamento de Matagalpa hacia el norte, con excepción de rodales pequeños
en los volcanes septentrionales de la Zona Pacífica. La mayor parte de rodales de pinos
(Pinus maximinoi, P. oocarpa y P. tecunumanii) se encuentran en los suelos ácidos bien
drenados derivados de granito y esquistos, y son menos comunes en suelos volcánicos.
La precipitación varía desde unos 1 000 a 2 500 mm y la elevación es por lo general sobre
los 650 m. Estos bosques se encuentran generalmente en las laderas altas y medias pero
a menudo son reemplazados por bosques siempre verdes en las cumbres y en los valles.
Elabore un cuadro sinóptico sobre las principales características de los bosques
de pino en Nicaragua.
Busque en el diccionario las palabras desconocidas.
Importancia económica y ambiental de las plantas gimnospermas
Las coníferas tienen importancia económica ya que son utilizadas como fuente de
madera, pasta de papel y otros productos, también en la construcción de casa, edificios,
para cocinar. En nuestro país aproximadamente el 70% de la población cocina con leña.
En el caso de que los pinos son utilizados para la
elaboración de aceites esenciales y resinas que tiene
una gran aplicación en la industrial y farmacéutica. De
diversas especies de coníferas se extrae la trementina,
resina oleosa que es usada como disolvente de pintura,
materia prima para la fabricación de compuestos
aromáticos sintéticos y algunos desinfectantes
Actualmente en Nicaragua se ha calculado que las
hectáreas cubiertas de pino ocupan aproximadamente
una extensión de 460 500 hectáreas. De las cuales
142 500 hectáreas son utilizas por la industria siendo éstas sobreexplotadas y se espera
que para los próximos años esta cantidad aumente considerablemente.
Otro aspecto de las coníferas es la importancia ambiental que poseen ellas, las más
relevantes son:
• Sirven de hábitat para muchos seres vivos, brindan protección y refugio y también
sirven de alimento para muchos organismos.
Bosques de pinos
46
• Producción de agua: cuando llueve, gran parte del
agua que cae en los bosques de coníferas se queda en
el suelo por algún tiempo. Eso favorece a las plantas y
a los animales que ahí viven. Después, como el suelo
del bosque está cubierto por muchas hojas y restos de
plantas, el agua de las lluvias pasa a través de esta
cubierta. Se filtra como si pasara por una fina coladera,
hasta que llega a depósitos subterráneos. Esta misma
agua es la que la gente saca de los pozos y, así, la
aprovecha.
• El bosque, produce gran cantidad de oxígeno que es utilizado por los seres vivos para
respirar.
• Los árboles protegen la tierra de la erosión. Si no existieran los árboles, como en
muchos sitios donde han sido talados los bosques, el suelo sería arrastrado por la
lluvia y el viento. Y sólo quedarían grandes zanjas y rocas.
Factores que amenazan a las gimnospermas en nuestro país
En pareja, mencione algunos factores que amenazan a las gimnospermas en
nuestro país.
Según estudios realizados por el Instituto Nacional Forestal (INAFOR), los principales
factores que amenazan a las gimnospermas en Nicaragua son:
• La colonización de grupos humanos en tierras
de vocación forestal.
• La obtención de leña como recurso energético y
uso principal asignado al bosque.
• Más del 90% de la leña consumida proviene
del remanente del bosque en las zonas
secas, en donde al menos alguna especie
maderable importante o de alto poder calorífico
ya se encuentra en un acelerado proceso de
desaparición. Salvemos Bosawás
• La concentración casi del 50 % de la población nicaragüense en las zonas secas,
estimándose que esta concentración aumenta cada día por la migración de pobladores
(hombres y mujeres) del campo a las ciudades.
• Los fenómenos climáticos (sequía, inundaciones).
47
• El fenómeno de sequía y la migración de masa que
coinciden en una misma área, se agudiza precisamente
ante la vulnerabilidad del ecosistema ya afectado por
diversos factores, que provocan la degradación de los
recursos naturales en general en la zona.
• Las plagas y enfermedades, como en el caso de los
pinares de Nueva Segovia que se han perdido cientos de
hectáreas, provocados por el gorgojo descortezador.
• La agricultura migratoria.
• La persistencia de algunas prácticas agropecuarias tradicionales (quemas, labranza
en suelos frágiles o pendientes).
• Cambios en el uso de los suelos sin atender a su mejor vocación.
• El desecamiento y contaminación de ríos y lagos.
Medidas de protección y preservación de las gimnospermas
Bosques despalados
En la actualidad el INAFOR lleva a cabo la labor de normar, regular y controlar los planes
de manejo y uso adecuado de los bosques, también velar para que éstos se ejecuten y
se lleven a cabo en el territorio nacional.
Para el cumplimiento de las actividades forestales en el país, esta institución otorga
permisos de aprovechamientos bajo las siguientes modalidades:
• Permiso de aprovechamiento para la ejecución de un Plan General de Manejo Forestal
para áreas forestales de gran extensión.
• Permiso de aprovechamiento para la ejecución de Planes Operativos en pequeñas
extensiones. Se realiza en áreas menores donde el objetivo de la extracción es
comercial.
• Permisos de Uso Doméstico. Es otorgado para la extracción de pequeños volúmenes
de madera para ser utilizada en el hogar.
Otra labor que se realiza es la del establecimiento y
manejoderegeneraciónnaturaldepinosy/oplantaciones,
esto con el objetivo de minimizar los estragos causados
por el cambio ecológico bien pronunciado en la zona de
Las Segovias, producto de la afectación por el gorgojo y
el crecimiento desmedido de la regeneración natural de
pino, sin manejo en muchas áreas donde actualmente se
desconocía el estado de crecimiento y desarrollo de los
bosques de pinos.
Regeneración natural del
bosque de pino
48
También se están implementando medidas para minimizar los principales factores que
amenazan a las gimnospermas entre éstas tenemos:
• Reemplazar los árboles extraídos por nuevas plantaciones y no cortando en lugares
donde el clima y el suelo no son aptos para cultivos o pastizales. Desde el punto
de vista económico, tienen más valor unas pocas hectáreas bien reforestadas con
maderas preciosas que las mismas manzanas utilizadas para potreros y cultivos.
• Por ejemplo: La Costa Caribe, donde los suelos y el clima son más adecuados para
conservar o restablecer bosques y desarrollar plantaciones forestales, en lugar de
convertirlos en potreros.
• Es recomendable combinar la agricultura con el bosque, plantando una junto al otro,
mediante la práctica llamada agro-forestaría, esta manera de conservación ayuda a
mantener la humedad, frena los vientos, evita la erosión y enriquece el suelo.
• Controlar los cortes de madera y los fuegos forestales que se producen en ciertas
épocas del año y en determinadas zonas del país.
• Desarrollar leyes forestales, bien equilibrada entre la conservación y la producción,
un manejo sostenido e integral de los bosques de coníferas, mayor conciencia
ambiental, elevando el espíritu cívico y gran sentido de responsabilidad ante las
futuras generaciones, de esta manera nuestro país podrá aprovechar sus recursos
naturales y gozar de ellos de una manera más inteligente.
En equipo, realice las siguientes actividades:
Construya un periódico mural sobre los beneficios que brindan las plantas
gimnospermas en su comunidad y al país.
Dibuje un árbol de pino, su cono, una escama y una semilla, explique el esquema
elaborado.
Consulte: ¿Cómo puede contribuir con el desarrollo de programas que está
implementando el INAFOR para al manejo adecuado de los bosques de pino en
Nicaragua?
Describa la importancia ambiental de los bosques de pinos ¿Qué maderas se
exportan principalmente de nuestro país? ¿Qué ganancias reportan a Nicaragua?
49
En pareja, elabore un herbario de plantas Briofitas, Pteridofitas y
Gimnospermas.
El herbario, una colección de plantas secas
Objetivos:
• Aplicar la técnica que se sigue para preparar un herbario.
• Tener en el aula distintos tipos de plantas para utilizarlos en el estudio de los
principales grupos vegetales.
¿Qué es un herbario?
Un herbario es una colección de plantas
secas, que se almacenan de acuerdo con
un orden determinado.
Junto a cada planta debe constar, en una
ficha, el lugar y fecha de recolección y el
nombre completo y descripción de la planta.
Planta seca y fijada
Papel periódico
Cartulina
Etiqueta
¿Para qué sirve un herbario?
La mejor manera de estudiar las plantas es observarlas en su medio natural y a lo largo
de las distintas estaciones del año, sin embargo, esto muchas veces no es posible.
Los herbarios sirven para estudiar las plantas cuando no es posible observarlas en la
Naturaleza.
Las plantas secas conservan la forma de sus órganos (raíces, tallos y hojas) y otros
rasgos importantes.
Materiales:
• Papel periódico.
• Cartulina o papel kraft.
• Papel bond.
• Pegamento o tape transparente.
• Libros pesados o prensa de secado.
Procedimientos
• Recoja ramitas de plantas briofitas, pteridofitas y gimnospermas que tengan hojas
y si es posible el fruto. Anote la fecha de recolección y también el lugar. Cada grupo
deberá presentar 10 especies diferentes.
50
• Prepare un cuaderno de papel de periódico doblado por la mitad, donde colocará el
material recolectado. Debe tener cuidado para que las hojas y las flores no queden
dobladas. Diariamente tiene que sacarlas al sol, poniéndoles algún peso encima.
• Cuando las muestras estén secas, péguelas en papel kraft o cartulina, 38 cm de largo
y 32 cm de ancho. Cuando pegue las plantas procure hacerlo con mucho cuidado
para que no se deteriore; pude usar tape transparente o pega. Elimina las hojas secas
y rotas. Algunas hojas mostraran el haz y otras el envés.
• Cada planta deberá estar rotulada, en un extremo del papel donde la pegó, con una
tarjeta blanca con estas dimensiones: 10,5 cm de largo y 7 cm de ancho. Cada una
deberá llevar los siguientes datos:
Este trabajo se entregará por grupos y cada grupo deberá presentar 10 plantas de
diferentes especies. La carátula debe llevar los datos siguientes:
HERBARIO
Grado: _____________________
Sección: ____________________
Equipo:
1. _________________________
2. _________________________
3. _________________________
4. Fecha de entrega: _____________
Lugar
Clasificación
Familia
Nombre científico
Nombre vulgar
Cuarta
Unidad
Animales vertebrados:
peces, anfibios y reptiles
52
Animales vertebrados
Piense y responda:
Observe la portadilla.
¿Qué característica es común en estas especies?
¿Por qué se les llama animales vertebrados?
¿Qué animales vertebrados hay en su comunidad?
La población se alimenta de animales vertebrados. Menciónelos
La característica primordial que define a los vertebrados es que poseen un esqueleto
interno articulado, en el que se distingue la columna vertebral o espina dorsal que actúa
como un eje que soporta al cuerpo y permite su movimiento.
Los vertebrados tienen las siguientes características generales:
• Provistos de columna vertebral, formada por una serie de piezas articuladas llamadas
vértebras, que permiten algunos movimientos y les dan cierta flexibilidad.
• El cuerpo está dividido en cabeza, tronco y extremidades.
• Hay individuos machos e individuos hembras, es decir, el sexo está diferenciado.
Los vertebrados se clasifican en cinco grupos, llamadas clases .Esta clasificación indica
que evolucionaron desde una existencia acuática hasta una terrestre. A continuación las
clases según orden evolutivo:
1. Peces
2. Anfibios
3. Reptiles
4. Aves
5. Mamíferos
En este texto se estudiaran las tres primeras clases.
Los vertebrados (Vertebrata) son un subfilo muy diverso de cordados que comprende a
los animales con espina dorsal o columna vetebral, incluye casi 62 000 especies vivientes y
muchos fósiles.
53
Peces sin mandíbula (Los agnatos)
Los peces evolucionaron de cordados primitivos agnatos (sin
mandíbulas).
De esta superclase sólo existe la clase Ciclóstomos. Son
especímenes sin apéndices (sin extremidades, ni aletas
pares), sin escamas, de cuerpo cilíndrico y boca chupadora
que existieron hace millones de años. Lamprea y los peces
brujas (mixinos) son las únicas especies sobrevivientes con
características primitivas semejantes a la de estos cordados
antiguos.
Lamprea y peces brujas, actualmente están clasificados
dentro de los peces menos evolucionados y primeros grupos
de vertebrados sobre el planeta. Conservan características
primitivas. La lamprea posee una boca chupadora para
adherirse a los tejidos blandos de su presa. Son los únicos
vertebrados parásitos, habitan en la desembocadura del río
San Lorenzo, en EEUU.
Depositan sus huevos y espermatozoides en los fondos arenosos de estos ríos.
Aproximadamente en tres semanas; de los huevos fecundados sale una larva, en
este estado pasa varios años viviendo en fondos lodosos. Sufren metamorfosis,
transformándose en lampreas adultas que regresan al mar. Un adulto puede medir 1
metro de longitud.
Peces condrictios (Esqueleto cartilaginoso)
Actualmente casi todos viven en el mar y unos pocos en
agua dulce. Es el caso del tiburón, de agua dulce que
sólo existe en el lago de Nicaragua.
Los tiburones son peces predadores los primeros
condrictios, de los cuales evolucionaron las rayas,
mantarrayas y otros peces aplanados. Se piensa que
evolucionaron de peces denominados placodermos
(primeros vertebrados con mandíbula ya extintos).
Las rayas son animales aplanados, viven cubiertos de arenas para camuflarse de sus
enemigos naturales. Se alimentan de almejas y mejillones.
Otra característica que identifica a esta clase (condrictios), es su esqueleto cartilaginoso
la cabeza termina en el borde anterior del primer orificio branquial. El tronco termina
en el orificio anal. Más allá del cual se sitúa la cola, no poseen vejiga natatoria por lo
que son nadadores activos para no hundirse. Las aletas pectorales están insertas en la
musculatura por medio de elementos cartilaginosos independientes. Las aletas pueden
estar modificadas en órganos copuladores que permiten la fecundación interna.
a) Lamprea b) Mixina.
Observe la falta de mandíbula
(agnatos) y falta de aletas pares
a)
b)
Tiburón
Pez sierra
Manta
Pez martillo
54
El Cazón tiene la piel áspera como una lija, sus escamas
son en forma de ganchitos o dentículos dérmicos, la
boca la tiene colocada ventralmente, las branquias
las tiene descubiertas y comunicadas con el exterior
por medio de varios surcos transversales. Aleta dorsal
dividida formando una aleta dorsal anterior y posterior.
Peces osteíctios (Esqueleto óseo)
Los peces óseos comprenden aproximadamente
20 000 especies de agua dulce o de mar, con variedad de
tamaños, desde minúsculos hasta los esturiones de más
de una tonelada. Los hay de una gran variedad de colores.
Los restos fósiles disponibles indican que los peces
óseos evolucionaron a partir de los placodermos (Pez
mandibulado óseo ya extinto) independientemente de
los peces cartilaginosos y aproximadamente en la misma
época que éstos. No proceden de modo alguno de peces
cartilaginosos. El pez óseo tuvo su origen en el agua dulce.
A mediado del período devónico los peces óseos se habían diversificado en tres grupos:
Peces con pulmones, peces con aletas carnosas y peces de aletas radiadas. Unos
más desarrollados que otros.
De los peces pulmonados han sobrevivido algunas especies en ríos de África Central,
Australia y América del Sur.
El pez de aletas radiadas dio origen a los peces modernos denominados teleósteos.
Los peces de aletas carnosas se supone son los antecesores de los primeros vertebrados
terrestres.
Características generales de
los peces osteíctios
Estudiaremoslascaracterísticas
de los peces, desde dos
aspectos: el morfológico
o estructura externa) y el
anatómico, donde se estudian
sus partes internas:
Tiburón Cazón
Estructura externa de un pez
Hocico
Narina
Ojo
Aleta pectoral
Línea lateral
Radio espinoso
Aleta dorsal
Radio blando
Aleta dorsal
Aleta caudal
Aleta anal
Aleta ventral
Opérculo
El Gaspar es un pez óseo pulmonado
que vive en aguas carentes de oxígeno.
Cuando la hembra es capturada, hay
que limpiarla con mucho cuidado debido
a que en sus ovarios hay presencia de
veneno sus escamas son usada para
fabricar adornos
55
Morfología de los peces
La mayor parte de los peces tienen el cuerpo cubierto de escamas y una secreción viscosa le
cubre y lubrica el cuerpo, esto les ayuda a deslizarse en el agua y huir de sus enemigos. El
color del pez depende del color de su piel, pues las escamas son transparentes.
El cuerpo de un pez está dividido en cabeza, tronco y cola.
En la cabeza se localiza la boca, que puede estar en posición terminal (la más frecuente) o
ventral.
Los orificios nasales (nóstril o narina) pares conducen a un saco olfativo cerrado. No sirven
para respirar.
Los ojos son generalmente grandes y movibles. No tienen párpados, pues la córnea no
necesita mantenerse húmeda. Los oídos están ocultos en el cráneo y no tienen abertura
externa; funcionan como órganos del equilibrio y para detectar vibraciones transmitidas por
los huesos de la cabeza.
La cabeza tiene también varios orificios, pertenecientes a la línea lateral, la cual se prolonga,
en la mayor parte de las especies, hasta la cola.
Aletas: las aletas, los órganos locomotores y estabilizadores más característicos de
todos los peces, pueden ser pares como las ventrales o abdominales y las pectorales.
Son impares la dorsal que puede continuarse en la cola, como en la anguila. También
pueden unirse varias aletas dorsales (dos en el mújol, tres en el bacalao). Los atunes y
las caballas están dotados de una serie de espínulas que tienen sin duda la función de
reducir la resistencia de las capas de agua en contacto con el cuerpo. Las aletas pares,
pectorales y ventrales, corresponden a los miembros de los otros vertebrados y permiten
el desplazamiento en el seno del medio acuático. La aleta caudal funciona como un
timón para dirigir al pez. En los peces óseos, las pectorales están unidas al cráneo.
Todas las aletas, a excepción de la primera dorsal, son flexibles, todas las demás aletas
están sostenidas por radios óseos y cartilaginosos.
Anatomía interna de los peces
En la anatomía de los peces podemos
estudiar los siguientes sistemas:
El aparato digestivo: está claramente
diferenciado, formado por la boca, esófago,
estómago y el intestino con varios ciegos
pilóricos, hígado y un rudimento de
páncreas, carecen de glándulas salivales.
Estructura interna de un pez
Riñones
Vejiga natatoria
Vejiga urinaria
Gónadas
Bazo
Intestino
Apéndices
digestivos
Vesicula
biliar
Hígado
Corazón
Estómago
56
Alimentación: casi todos los peces son carnívoros, alimentándose de otras especies
más pequeñas y de infinidad de organismos marinos, como moluscos, crustáceos, etc.
En la primera etapa de su vida se alimentan de pequeños organismos, tanto animales
como vegetales (plancton) otras especies viven casi exclusivamente de algas y demás
plantas acuáticas.
El aparato respiratorio: consta de faringe y branquias. La respiración se efectúa por
medio de branquias, el agua penetra por la boca, pasa a través de la faringe y se pone
en contacto con las branquias, por cuyos capilares pasa constantemente la sangre; allí
la sangre toma oxígeno disuelto en el agua y deja libre el anhídrido carbónico; el agua
finalmente sale por las aberturas branquiales. Existen unas pocas especies pulmonadas.
Aparato circulatorio
El corazón consta solo de dos cavidades, aurícula y ventrículo;
existe también un cono arterial y un seno venoso que funcionan
como cavidades del corazón. La circulación es sencilla y
completa. Esto significa que la sangre sólo tiene un único
recorrido. Este tipo de circulación es propia de los vertebrados
menos evolucionados como los peces.
En los peces la sangre sale del corazón llega a las branquias
donde se oxigena, luego se riega en los tejidos, regresando
finalmente al corazón para repetir el ciclo. La sangre venosa
se revuelve con la arterial.
Temperatura del cuerpo variable y de sangre fría, lo que
significa que la temperatura de su cuerpo es igual que la del
ambiente que lo rodea.
Presentan esqueleto óseo o cartilaginoso.
Aparato excretor: consta de dos riñones son estructuras primitivas, un uréter para llevar
la orina hasta la vejiga urinaria y de donde es expulsada al exterior a través de un poro
urogenital situado posteriormente al ano.
Sistema nervioso: en los peces aparece por primera vez en la evolución un
verdadero cerebro y médula espinal, aunque poco desarrollado, un bulbo olfativo y
dos lóbulos ópticos prominentes. Tienen diez pares de nervios dorsales y un sistema de
nervios espinales con un cordón nervioso central protegidos por las vértebras. El sentido
de la vista y oído están pocos desarrollados.
Reproducción: su fecundación es externa, se producen por huevos o sea son ovíparos,
sus sexos están separados. Las hembras ponen desde un centenar a millones de huevos,
según la especie, y éstos quedan, por lo general a merced del agua de las corrientes.
En pocos casos son colocados en excavaciones de la arena o en hendiduras de las
rocas; excepcionalmente son protegidos por los padres, como sucede con los caballitos
de mar, que tienen una bolsa ventral en donde son colocados los huevos hasta que se
desarrollan los pequeños caballitos de mar y son expulsados posteriormente uno a uno.
Algunos osteíctios son de fecundación interna.
En los peces la sangre tiene un
único recorrido. La sangre venosa
se revuelve con la arterial
Branquias
Corazón
La reproducción en los
peces es externa
57
Importancia de los peces
Nuestro país cuenta con una considerable hidrografía que se manifiesta en numerosas
lagunas naturales y artificiales que albergan una gran variedad de peces dulceacuícolas.
A los grandes lagos drenan numerosos ríos y riachuelos que hacen de su cuenca una
de las más grande de la región con un elevado número de especies. Tanto en el Lago
Cocibolca como en ciertas lagunas existen especies endémicas. Se han reportado ocho
especies endémicas de peces para Nicaragua.
Las familias de peces más abundantes y comúnmente distribuidas en nuestras aguas, los
Cichlidae conocidos como guapotes y mojarras; los Characidae que son los sabalotes y
machacas y los Poecilidae o más popularmente conocidas como pepescas.
La importancia económica de los peces es histórica e inmensa; la carne de pescado se
puede consumir frita, cocida, salada, ahumada y en conserva. El ser humano explota
cada día los mares, lagos y ríos para obtener este recurso. Es un recurso alimenticio rico
en proteínas y el hígado es rico en vitamina A , D y fósforo . Son parte importante del ciclo
del fósforo.
Otros usos son la fabricación de fertilizantes nitrogenados a partir de peces y sus
desechos. La harina de pescado es rica en proteínas y como resulta barata, se le mezcla
con otras harinas que el ser humano produce para su alimentación y la de los animales,
se usan en la fabricación de alimentos para animales domésticos.
Las escamas de pescados se usan a veces para la fabricación de perlas artificiales. La
cola de pescado (colapez o gelatina de pescado), un tipo de gelatina, se obtiene de la
vejiga natatoria de ciertos peces y además se hace cola o pegamentos con restos de
peces.
Algunas especies de gran importancia económica y por el valor nutritivo de su carne son:
El sábalo: vive en la
desembocadura de los
ríos. Esta especie es
utilizada en la industria
alimenticia
Los chulines o
barbudos: son peces
de agua dulce: lagos y
ríos. Su carne es muy
apetecida
La corvina: su carne
es muy estimada. Su
buche se pone a secar
y se exporta para
fabricar gelatinas de
alta calidad
El pargo: tiene gran
importancia en la
economía pesquera,
se le encuentra en
aguas del Mar Caribe
y del Océano Pacífico
de Nicaragua
58
Superclase Clase Orden Suborden Espécimen
Agnatos
(carecen de
mandíbulas)
Cefalospidomorfos Ciclóstomos
Lamprea
Peces
Condrictios
(esqueleto
cartilaginoso)
Seláceos
Escualos
Carcharhinus nicaragüensis
Batoideos
Raya
Osteíctios
( Peces óseos)
Ganoideos
Esturión
Teleósteos
(peces comunes)
Pez pargo Atún
Dipnoideos
( peces
pulmonados)
Dipnoideos
(peces
pulmonados)
CLASIFICACIÓNDELOSPECES
Superclase peces
Introducción
Los peces constituyen el grupo más numeroso de los vertebrados. Los peces son de hábitos
acuáticos; se les encuentra en el mar, ríos, lagos y océanos. Son animales de cuerpo alargado
y forma hidrodinámica, ideal para desplazase en el medio acuático.
Demuestre sus conocimientos
Con un (a) compañero (a) realice las cuestiones siguientes:
Elabore un cuadro sinóptico donde refleje las características de los peces.
Investigue, sobre los tipos de peces que se encuentran en las aguas de ríos, lagos,
lagunas y mares de Nicaragua.
Converse con miembros de su familia y vecinos sobre cuáles son los nutrientes que
aporta el pescado al ser humano.
Indague por qué los zoólogos afirman que los manatíes, los delfines y las ballenas no
son peces.
59
Clase Anfibios
Observe detenidamente la siguiente ilustración y comente:
¿Qué característica de esta especie es común a la superclase peces?
¿En qué otra especie conocida por usted, se encuentran características similares?
¿En qué lugares o hábitat ha visto esta especie?
¿Cómo se desplazan?
Describa color, patas, cubierta de la piel. Relacione lo que
come con el lugar donde vive.
Ciertamente que usted conoce mucho de esta especie.
Las ranas, sapos, salamandras y tritones forman la clase
anfibios.
Los anfibios también llamados batracios, constituyen en la
evolución de las especies, una clase intermedia entre los
peces y los reptiles. La palabra anfibios significa ambas
vida, esto obedece a que en la primera etapa de la vida
son de hábitos acuáticos, y en la vida adulta son terrestres,
de ecosistemas húmedos, aunque generalmente suelen
combinar ambas formas de vida.
Los anfibios tienen mucha dificultad para permanecer lejos de la humedad debido a que
respiran por la piel y la deben mantener húmeda para que en el agua se disuelva el
oxígeno del aire y realizar la respiración.
Clasificación de los anfibios
Subclase Orden Característica
Gymnophiona
(Ápoda)
Cuerpo dividido en anillos, sin extremidades, culebra de dos cabezas,
Cecilios.
Urodelos
o
Caridata
Larvas con colas, cuatro extremidades casi iguales, salamandras.
Lissanphibia Salientia
o
Anura
Sin cola cuando son adultos y con cuatro pares de miembros, patas
posteriores mucho más largas sapos y ranas.
Ranita verde del Mombacho
Si piensa que la rana es
la hembra del sapo se ha
equivocado. Existe rana macho
y rana hembra. Sapo macho y
sapo hembra. La rana y el sapo
pertenecen a la misma clase
y subclase, orden, familia y
géneros diferentes.
60
Morfología de los anfibios
Iniciaremos el estudio de este tema describiendo un sapo ejemplar representativo de este
grupo y los rasgos evolutivos entre los diferentes órdenes que pertenecen a esta clase.
La piel es desnuda carece de escamas y pelos, se
mantiene húmeda, es blanda y glandular.
La forma del cuerpo del sapo es corta y rechoncha,
en el cual se puede distinguir una cabeza triangular
que se une directamente al tronco, no existe cuello
propiamente. La boca es muy ancha y los ojos son
grandes y protegidos por parpados y una membrana
nictitante; las aberturas nasales son dos bien
pequeñas. El oído está a ras de piel y no tiene
pabellón. Dentro de la boca se encuentra una lengua
gruesa mojada de saliva pegajosa; dicha lengua
puede ser proyectada hacia afuera para capturar los
insectos. Los dientes apenas se notan, porque son
muy pequeños.
Tienen cuatro miembros: los anteriores o delanteros son cortos y con cuatro dedos,
y los posteriores son más largos y con cinco dedos. En todas las especies los dedos
anteriores están libres y los posteriores unidos por una membrana interdigital completa
o rudimentaria. Las patas posteriores tienen fuertes músculos y en tierra les sirven para
saltar, forma usual de locomoción en los anfibios anuros y en el agua para impulsarse
cuando nadan, otra forma de locomoción corriente en estos animales.
Estructura interna de los anfibios
Esqueleto óseo, el cráneo se articula por medio de
los cóndilos occipitales.
Aparato digestivo: es más parecido al de los peces
que al de los reptiles, pero algo más complejo.
Consiste en; la boca, el esófago, el estómago, que
es un simple ensanchamiento del anterior. Por
primera vez aparece el intestino dividido en delgado
y grueso, es un avance en la evolución. Posee como
glándulas anexas el hígado y el páncreas; existe
también vesícula biliar, pocos rudimentarios.
La alimentación se basa en los vegetales durante
la fase larvaria y está compuesta por artrópodos
y gusanos en el estado adulto. La principal fuente
de alimentos en el estado adulto la constituyen los
insectos, como orugas de mariposas y gusanos de
tierra.
Orificio
Nasal
Esófago
Boca
Lengua
Corazón
Vesícula biliar
Hígado
Páncreas
Estómago
Intestino
delgado
Intestino
grueso
Bazo
Testículo
Vejiga
Ano
Uréter
Riñón
Pulmón
Aorta
dorsal
Cordón
nervioso
Tímpano
Cerebro
Estructura interna de un sapo
Extremidad
posterior
Extremidad
anterior
Ojo
Tímpano
Estructura externa de un sapo
61
Aparato respiratorio: la respiración se efectúa mediante las branquias en la etapa de
renacuajo, en la etapa de adulto respiran por los pulmones, la piel y la mucosa bucal,
separadamente o en combinación. En su estado larvario sólo tienen branquias y algunos
las conservan toda la vida.
Aparato circulatorio: el corazón está formado por
tres cámaras: dos aurículas y un ventrículo en
el adulto; en cambio, en el renacuajo sólo existe
una aurícula y un ventrículo, como en los peces.
Se dice que la circulación es doble porque hay
circulación mayor y circulación menor. La sangre
arterial se revuelve con la venosa en menor
proporción que en los peces. Parte de la sangre
llevada por vasos superficiales a la piel se purifica
parcialmente por acción de la respiración cutánea.
Obviamente que la circulación de los anfibios
es más desarrollada y eficiente que la de los
peces. Temperatura del cuerpo variable, tal y
como ocurre en los peces.
Aparato genitourinario: este comprende un
par de riñones de forma alargada y colocados
dorsalmente; cada uno de ellos tiene un conducto
llamado canal de Wolff, o uréter, que desembocan en una dilatación de la cloaca llamada
vejiga urinaria.
El aparato genital masculino comprende dos testículos y vasos deferentes; la hembra
posee un par de ovarios que comunican por el oviducto con la cloaca.
Sistema nervioso: el sistema nervioso central se compone del cerebro, formado por dos
lóbulos olfatorios alargados y dos lóbulos ópticos redondeados; detrás de estos últimos
se encuentra el cerebelo, de donde parte la médula espinal y de esta última se originan
diez pares de nervios raquídeos.
Sentidos: el olfato tiene su base en las cavidades nasales, en donde existen numerosas
ramificaciones de los nervios olfativos que parten del bulbo olfativo. El tacto está localizado
en toda la piel, pues existen numerosas células sensitivas. La visión es producida por
ojos compuestos bastantes perfeccionados y protegidos por párpados. El gusto tiene su
origen en papilas gustativas de la lengua. El oído se compone de un oído medio y un oído
interno; carecen de oído externo o pabellón de la oreja.
En los anfibios la circulación es
doble e incompleta
Aurícula
derecha
Aurícula
izquierda
Pulmón
ArteriasVenas
Tejidos
Capilares
Ventrículo
Sangre rica en dióxido de carbono
Sangre rica en oxígeno
Mezcla de sangre
62
Ciclo de vida de un anfibio
Reproducción: los anfibios poseen sexos separados,
existiendo muchos casos de dimorfismo sexual. Presentan
fecundación externa ejemplo los sapos y las ranas (anuros o
sin colas) y fecundación interna ejemplo tritones y salamandras
(urodelos).
La mayorparteovíparos,muypocosovovivíparos.Losdepositan
generalmente en agua dulce generalmente envueltos en una
sustancia gelatinosa.
Sufren metamorfosis, los huevos tras una fecundación externa,
son depositados en el agua, al eclosionar sufren las crías en
estado larvario, llamadas en muchos casos renacuajos, que
nadan y respiran por branquias, presentan cola y una boca circular. Crecen sin mayores
cambios hasta que completan su desarrollo, en este momento se da la metamorfosis,
pues pierden branquias, se les destruye progresivamente la cola, desarrollan primero
las patas posteriores, después las anteriores y los pulmones se agrandan. Las larvas
de los anfibios viven en las aguas dulces, mientras que los adultos, por lo general llevan
una vida semi-terrestre, aunque siempre en lugares húmedos. En muchas especies se
mantienen en la fase adulta hábitos acuáticos y natatorios.
Metamorfosis
de la rana y del sapo
Adulto
Huevos
Larvas
Renacuajo
con branquias
externas
Renacuajo
con branquias
internas
Rana o sapo
joven
Foto de Gunmther Kohler
Salamandra
(Bolitoglossa mombachoensis)
Volcán Mombacho
63
Los anfibios de Nicaragua
En Nicaragua se han identificado 67 especies de anfibios, de las cuales 53 son ranas, 6
sapos o bufos, 6 salamandras y 2 cecilios. En la nebliselva del Volcán Mombacho habita
una salamandra como especie endémica( la Bolitoglossa mombachoensis) es decir que
sólo en este microclima existen las condiciones ideales para su desarrollo.
Los cecilios tiene el aspecto de gruesos y alargados gusanos; viven en los trópicos
húmedos son de hábitos subterráneos, o se refugian debajo de la hojarasca y los troncos
podridos. En Nicaragua existen dos especies, se les llama equivocadamente culebra de
dos cabezas, mano de piedra, culebrita ciega y suelda con suelda.
Importancia de los anfibios
Desde el punto vista económico, su importancia no es valorada, sin embargo, se debe
tener en cuenta que todos son insectívoros y por tanto, un factor importante en el control
biológico de insectos. La extinción o disminución significativa de poblaciones de anfibios,
podría convertirse en la multiplicación de insectos hasta convertirse en plagas dañinas
para los cultivos y el ser humano.
Sus huevos y los renacuajos sirven de alimento a muchas especies de peces, lo mismo
a muchas aves acuáticas, especialmente a las garzas. Lo cual significa que como todas
las especies, tienen mucha relevancia ecológica en las cadenas alimentarias.
Frecuentemente se utilizan los anfibios en los laboratorios biológicos y médicos para
experiencias de fisiología y en investigaciones embriológicas.
Demuestre sus conocimientos
De forma individual.
• Formule hipótesis, del porqué los anfibios o batracios, no se han independizado
totalmente del agua.
• Identifique en el contenido, características evolutivas de los anfibios con respecto
a los peces.
• Redacte un párrafo, explicando la importancia ecológica de los anfibios.
64
Clase reptiles
Reflexione:
¿Qué relación encuentra entre un garrobo, una serpiente y una tortuga?
¿Por qué a este grupo de animales se les denomina reptiles?
¿Qué vertebrados del grupo de los reptiles conoce?
Los reptiles son animales vertebrados, cuyo nombre se deriva de su peculiar forma
de desplazarse, arrastrando el vientre total o parcialmente, debido a la carencia de
extremidades o por ser éstas muy cortas. A esta clase pertenecen lagartos, tortugas,
iguanas, garrobos, serpientes, cocodrilos, entre otros.
Se cree que los reptiles evolucionaron de los anfibios con los cuales tienen en común
el ser animales de temperatura variable, además de ciertas analogías estructurales,
pero también presentan características que significan progreso en la evolución; que
le ha permitido adaptarse al medio terrestre con mucho mayor éxito que los anfibios.
Estudiaremos en este tema su clasificación más general, considerando rasgos evolutivos,
sus características y su importancia.
Clasificación de los reptiles
Los reptiles se clasifican en las ordenes siguientes:
1. Crocodilinos: Caimanes, Baba, Cocodrilo.
2. Scuamata
3. Testudines o Quelonios: Tortuga
4. Rincocéfalos: Tuatara de Nueva Zelanda.
Subórdenes
Serpientes: cascabeles
Saurios: lagartijas, iguana,
Tortuga marina CoralLagarto
Dimorfismo sexual en Norops cupreus
“Anolis común” Clase Reptilia.
Familia iguanidae. A) macho B) hembra
A B
65
Morfología de la lagartija
Iniciaremos el estudio de este tema describiendo la lagartija ejemplar representativo de los
rasgos evolutivos entre los diferentes órdenes que comprende.
El cuerpo es alargado y completamente óseo. Se nota la presencia de tres regiones: cabeza,
tronco y extremidades. La cabeza está unida al tronco por un cuello grueso, que no permite
mayor diferenciación entre ambos. La cabeza es aplanada por encima y se prolonga en
forma de hocico, en cuyo extremo se encuentran dos orificios nasales comunicados con la
boca. Cráneo articulado a la primera vértebra.
En las lagartijas ambas patas terminan en cinco dedos largos, pero en los caimanes las
posteriores tienen solo cuatro dedos. La cola de la lagartija es gruesa y cilíndrica en su
unión con el tronco y se va adelgazando posteriormente hasta hacerse muy fina; su largo
sobrepasa el del resto del cuerpo. En la base de la cola por la parte inferior, se encuentra la
abertura cloacal.
Piel cubierta de escamas o placas como medio de protección contra la desecación. La piel
requiere ser mudada frecuentemente, fenómeno que sucede de dos a cuatro veces durante
el año y recibe el nombre de muda.
El tronco es aplanado y de él parten cuatro extremidades, dos anteriores y dos posteriores;
ambas muy cortas colocadas lateralmente de forma que apenas alcanzan a levantar al animal,
por lo cual, generalmente, toca el suelo con el abdomen, que va gastándose paulatinamente.
Hacia los lados están los ojos, protegidos por los dos párpados y la membrana nictitante.
La vista alcanza una gran perfección. Los ojos en posición lateral o frontal.
Los oídos están situados a ras de la piel, detrás de los ojos sin pabellón pero protegidos por
una membrana timpánica. En general el sentido del oído es muy agudo.
Estructura externa de un lagarto
Cloaca
Patas con cinco
dedos con uñas
Cola con
capacidad de
autoamputarse
Tímpano
Boca
Fosas
nasales
Ojos (con tres
párpados)
Piel con escamas
epidérmicas
66
Anatomía de la lagartija
La respiración es pulmonar la presencia de pulmones bien desarrollados es un
rasgo evolutivo que caracteriza a esta clase, ya que ellos son capaces de respirar aire
atmosférico. Esto les permite mayor adaptación a la vida terrestre en comparación con
los anfibios, aunque algunas especies suelen vivir en humedales.
En las serpientes existe un solo pulmón; el izquierdo está atrofiado, en tanto el derecho
está considerablemente alargado siguiendo la forma del cuerpo.
Temperatura interna variable: como sus
ancestros los anfibios
Aparato digestivo: generalmente consta de una
lengua larga, retráctil y bifurcada o sea partida
en dos. La principal función de esta lengua es
táctil y contribuye también a empujar las presas
(insectos, gusanos, arañas) que captura y traga
enteras.Tiene boca, faringe, esófago, estómago,
intestino delgado cuya primera porción recibe el
nombre de duodeno, y finalmente desemboca
en un intestino grueso, corto cuya última porción
forma la cloaca. Existen glándulas anexas: el
hígado, el páncreas. Es un rasgo evolutivo con
respecto a los anfibios. Estas estructuras permiten mejorar la digestión de los alimentos
y hace más variada la dieta de los reptiles.
La lengua de los lagartos y serpientes reúne las funciones gustativas y táctiles, en sus
bordes presentan numerosas papilas sensoriales lo que las coloca en ventaja en cuanto
a la selección e identificación de sus alimentos con más éxitos que otras especies que
pertenecen a esta misma clase de animales. Esta es una característica evolutiva que
aparece en el lagarto y las serpientes.
Estructura interna de un lagarto
Tráquea
Corazón
Hígado
Páncreas Intestino
Ovario
Tráquea
Pulmón
Vesícula biliar
Estómago
Oviducto
con huevos
Vejiga
Cloaca
Uréter
Los reptiles poseen un corazón más
evolucionado dentro del grupo de los
reptiles y con respecto a los anfibios
67
El olfato radica en las fosas nasales, presentan desarrollado el órgano vómero-nasal
u órgano de Jacobson, cuya función principal es obtener sensaciones olfatorias del
alimento en la boca.
Aparato circulatorio: la circulación es doble
pero incompleta.
Enlamayoríadelosreptiles,elcorazónsólotiene
tres cavidades, dos aurículas y un ventrículo
(semejante al de la rana adulta) pero se inicia
la tabicación del corazón. En la evolución de las
especies, este tabique se desarrollará en aves y
mamíferos para separar la sangre venosa de la
arterial. Debido a que en los reptiles, el tabique
del corazón es incompleto. En estos animales
se mezclan la sangre venosa y la arterial.
Los cocodrilos son los más evolucionados
dentro de esta clase, el corazón es de cuatro
cavidades y llega a completarse el tabique
interventricular, pero la sangre posteriormente
se mezcla al salir de los ventrículos por sendas
arterias. El resto del aparato circulatorio está
constituido como en los demás vertebrados por
arterias, venas y capilares. Los glóbulos rojos
de la sangre poseen núcleo.
Aparato reproductor: los sexos están separados, la fecundación es interna y casi todos
los reptiles se reproducen por medio de huevos que se desarrollan fuera de la madre, es
decir son ovíparos. Algunos, sin embargo, aun cuando el huevo está recubierto de una
costra calcárea blanda, se desarrollan dentro de la madre; son ovovivíparos. La mayoría
los entierran y otros los dejan expuestos al calor solar. La puesta puede ser desde un par
hasta algunos centenares, como en las tortugas marinas. Los huevos de la lagartija son
redondos y de concha endurecida, no presentan metamorfosis y las pequeñas lagartijas al
nacer son semejantes a sus progenitores y están en capacidad de procurarse el alimento
por sí solas.
Aparato genitourinario: está compuesto por un par de riñones alargados, cada uno
con su conducto o uréter, que desemboca en la vejiga urinaria, la cual a su vez vierte su
contenido en la cloaca, de donde es expulsado al exterior. En la cloaca, desembocan
los conductos genitales y urinarios.
El sistema nervioso está formado por el encéfalo y doce pares de nervios craneales,
es notablemente más desarrollado que el de sus antecesores, los lóbulos olfatorios
están reducidos, en cambio son muy desarrollados los lóbulos ópticos y el cerebelo;
también son notables los hemisferios cerebrales, pero de superficie lisa.
En los reptiles la circulación es
doble e incompleta
Ventrículos
CapilaresTejidos
Sangre rica en oxígeno
Sangre rica en dioxído de carbono
Arterias
Aurícula
izquierda
Pulmones
Aurícula
derecha
Tabique
interventrícular
incompleto
Venas
Arteriolas
68
Especies representativas son: el caimán, el cocodrilo y el lagarto que alcanzan hasta
cuatro metros de largo.
El cocodrilo es el más evolucionado entre todos los reptiles, por el nivel de desarrollo
de su corazón con cuatro cavidades (dos aurículas y dos ventrículos) y por poseer los
dientes implantados en alvéolos (cavidades). Se caracterizan por su tamaño relativamente
voluminoso, su cuerpo recubierto de placas corneas de origen epidérmico, que recubren
placas óseas dérmicas, gruesas y resistentes. La cola es larga, aristada dorsalmente y
aplanada lateralmente, le sirve de timón al nadar y de órgano de defensa. Estas especies
sufren letargo en el invierno
La alimentación de estos reptiles es principalmente carnívora, incluyendo sapos, ranas,
culebras, peces, aves y mamíferos. Son animales agresivos, y si se les presenta la
oportunidad, atacan al ser humano. Viven siempre a la orilla de ríos, lagos y lagunas, son
excelentes nadadores.
Orden Escuamatos
Sub-Orden Serpientes
Para reconocer que la mordedura de una serpiente es venenosa. Hay que analizar
rápidamente la seña que deja la mordedura.
Las serpientes son los animales más característicos de este
grupo de reptiles, debido a que carecen de patas, por lo cual
su movimiento de locomoción sólo es posible reptando, o
sea moviendo su cuerpo onduladamente, gracias a músculos
transversales y longitudinales que recorren todo su organismo.
Las serpientes abundan en las regiones tropicales y
disminuyen con el clima frio. Las hay inofensivas pero también
hay venenosas
En Nicaragua se han registrado más de 90 especies de serpientes, siendo unas 10
víboras, como la terciopelo o barba amarilla, la matabuey, la mano de piedra, la tamagás,
la cantil, la cascabel y las más pequeñas corales.
El veneno del cascabel paraliza el corazón y los pulmones de sus presas, que mueren
asfixiadas. El veneno del resto de las víboras licúa la sangre de sus víctimas. La sangre
brota por los poros y orificios del cuerpo de la victima en ambos casos sobreviene la
muerte si no se trata con urgencia el caso.
Todas las víboras dan a luz a sus crías vivas, salvo la matabuey que es ovípara.
Orden Cocodrilianos
69
Sub-Orden Saurios
Comprende varias familias (iguanas, lagartijas, camaleones, geckos) de diversos tamaños
y colores. Las características generales se estudiaron con una especie representativa
de este grupo. Por lo general estos saurios son ágiles corredores, trepadores e incluso
nadadores.
Orden Quelonio
A este grupo pertenecen todas las tortugas tanto marinas como terrestres. Son
consideradas fósiles vivientes por ser una especie muy antigua.
Visitan las playas de Nicaragua, cinco especies de tortugas oceánicas: la paslama, la tora,
tortuga verde, la caguama o tortuga cabezona y la carey. Cada hembra excava un nido
en la arena y deposita de 10 a 12 docenas de huevos, que cubre y esconde con arena,
tapando el agujero con sus patas. Las tortuguitas nacen a los 48 días y de inmediato los
tortuguillos se dirigen al mar. Están en peligro de extinción por el alto consumo comercial
de sus huevos, colectados por los que irrespetan los lugares de desove y las épocas de
veda.
La tortuga paslama acude en arribadas (masivamente) a depositar sus huevos a las
playas particularmente en los refugios de vida silvestre Chococente en el departamento
de Carazo y la Flor en el departamento de Rivas (ver períodos de vedas)
La tortuga Tora, también visita estas playas, pero es mas rara y de hábitos solitarios. En la
Costa Caribe es común la Tortuga Verde, de hábitos herbívoros, que se congrega en gran
número alrededor de los Cayos Miskitos, se encuentra en peligro de extinción debido al
alto consumo de su carne.
La tortuga marina ayuda a la estabilidad del ecosistema marino como las praderas de
pastos marinos y los arrecifes de coral.
Importancia de los reptiles
Casi todas las lagartijas son útiles a los seres humanos porque este reptil se alimenta de
insectos, por tanto contribuye a eliminarlos. Así mismo podríamos decir de las iguanas
(herbívoras) son consumidas por algunos pobladores con la que suelen preparar platillos
típicos particularmente en Semana Santa.
En la costa Caribe de Nicaragua, los pueblos Mayagnas, Miskitos, Ramas, entre otros,
tienen como costumbre ancestral el suministro básico de alimento con la tortuga marina,
por esa razón se les sigue permitiendo su consumo.
La piel de las culebras, los caimanes y de los cocodrilos ha sido utilizada para elaborar
una variedad de objetos, como fajas, bolsos, billeteras y zapatos. Particularmente el
caimán durante mucho tiempo fue cazado sin control para aprovechar su cuero, del cual
los talabarteros hacen finas prendas, como carteras, fajas, zapatos; esto trajo como
consecuencia su casi total exterminio.
70
Demuestre sus conocimientos
Establezca comparaciones entre peces, anfibios y reptiles. Enfatice en los rasgos
evolutivos entre los grupos estudiados.
Sistemas a comparar Características a comparar
Peces Anfibios Reptiles
Aparato digestivo
Aparato circulatorio
Aparato respiratorio
Sistema reproductor
Investigue en su hogar cuales son los reptiles que hay en su comunidad y en
nuestro país.
Explique por qué se dice que los anfibios y reptiles tienen circulación doble pero
incompleta.
Animales en peligro de extinción de los grupos estudiados
Los expertos coinciden en que los anfibios, por su piel permeable, dietas variables y un
ciclo de vida que combina agua y tierra, son muy vulnerables a los cambios ambientales.
Se cree que la disminución mundial de este grupo se debe, entre otros factores, al
aumento de los rayos ultravioleta del Sol por la reducción de la capa de ozono, al cambio
climático global, a los pesticidas y al desarrollo de nuevas enfermedades, como una
infección recién descubierta causada por un tipo de hongo parásito acuático, que parece
ser el causante de la disminución de poblaciones en Australia y América Central.
El impacto del huracán Mitch provocó en Nicaragua que tengamos 98 especies en peligro
de extinción. De estas, ocho reptiles, diez anfibios y 22 peces.
Medidas de protección y conservación
Las medidas de protección son en primera instancia las que se
establecen en la Ley General del Medio Ambiente. Las medidas de
medio ambiente, el Sistema Nacional de procedimientos administrativos
enfocados a la protección, el acceso y el uso sostenible de la fauna y
flora silvestre.
Medidas que todos estamos obligados a reforzar y cumplir:
• Respeto a la veda decretada en periodos de reproducción decretadas por el Ministerio
del Ambiente y los Recursos Naturales (MARENA), la que es actualizada anualmente,
presentando períodos de veda indefinidos y parciales. En estos períodos no se permite
la caza, pesca, traslado, comercialización de especies amenazadas y/o en peligro de
extinción. Para prevenir el exterminio de la fauna silvestre y que los animales tengan
la oportunidad de crecer y reproducirse.
• Todas las especies de tortugas marinas están en veda indefinida, por estar en peligro
de extinción.
71
• MARENA, el ejército y la población organizada en los gabinetes del poder ciudadano,
son los garantes para el cumplimiento de los períodos de vedas.
• Nuestras leyes también prohíben la pesca con dinamita y/o sustancias tóxicas que
puedan dañar el medio-ambiente.
• MARENA desarrolla planes especiales para la protección de la tortuga marina durante
la veda que es indefinida, en las que no se permite la extracción de huevos en las
playas donde desovan.
• MARENA ha creado zonas de refugio en las áreas protegidas y zoocriaderos en las
estaciones biológicas.
• Es obligación de todos y todas, apoyar y participar en las campañas de educación
ambiental en los colegios que están en la geografía de las áreas protegidas.
• El MINED participa con los estudiantes en estas campañas con los colegios que están
ubicados en las zonas de amortiguamiento. Organismos ambientalistas acompañan
esta labor en las escuelas de estas zonas.
• No talar árboles ni quemar el monte. Porque los animales huyen a otros lugares y
pueden llegar a desaparecer.
Recuerde:
Para proteger nuestro recurso fauna, nuestras leyes prohíben:
• Destruir cuevas, nidos, crías o huevos de animales silvestres.
• Cazar y pescar en períodos de veda.
• Comerciar con animales silvestres en los períodos de vedas establecidos por
MARENA.
• Pescar con dinamita u otro explosivo y sustancias tóxicas que puedan dañar la
flora y la fauna acuática.
• Tala indiscriminada de árboles. Los árboles y los bosques son el hogar de muchas
especies.
En aras de proteger y conservar la especie tortuga carey, el Ministerio del Ambiente y los
Recursos Naturales (MARENA) en conjunto con Flora y Fauna Internacional y en apoyo
al Proyecto Carey del Estero Padre Ramos, están desarrollando una serie de actividades
de protección de los recursos naturales con especial énfasis en la conservación de la
tortuga carey por ser una especie en peligro de extinción.
72
El delegado del MARENA en el departamento de Chinandega, indicó que ahora que las
tortugas han sido marcadas con dispositivos satelitales, éstas podrán ser monitoreadas
para conocer hacia que rumbos se movilizan y el tiempo en que regresan al estero.
Pedrito, Venecia, La Tigra y Marenita, son los nombres de las cuatro tortugas carey que
fueron marcadas con un dispositivo de rastreo satelital y posteriormente liberadas en el
Estero Padre Ramos, en el departamento de Chinandega.
El coordinador de Flora y Fauna Internacional en Nicaragua, manifestó que la labor
desempeñada por los pobladores del Estero Padre Ramos y todas las comunidades
aledaña es un trabajo verdaderamente importante que contribuye en gran medida a la
protecciónyconservacióndelaespeciedetortugacareyentodalaregióncentroamericana.
(Extraído del periódico el 19 Julio 2010).
Las tortugas marinas y otros reptiles abajo citados, son especies de la fauna silvestre
en peligro de extinción. Sus poblaciones se han venido reduciendo en forma acelerada,
principalmente por el uso inadecuado que los seres humanos hemos hecho de este
recurso natural renovable. Como medida preventiva para su conservación MARENA cada
año establece las vedas de flora y fauna silvestre y aplica el período de veda indefinido
para las especies en peligro de extinción.
Vedas nacionales de especies de reptiles, año 2013
NOMBRE CIENTÍFICO NOMBRE COMÚN PERIODO DE
VEDA
Caretta Tortuga caguama Indefinido
Chelonia mydas agassizzi Torita, tortuga negra del Pacífico Indefinido
Chelonia mydas Tortuga verde en el Atlántico Indefinido
Dermochelys cariacea Tortuga tora Indefinido
Eretmochelys imbr icata Tortuga carey Indefinido
Lepidocheysl olivacea Tortuga Paslama Indefinido
Crocodylus acutus Lagarto, lagarto negro o Karas,
lagarto amarillo
Indefinido
Ungaliophis panamensis Chatilla, boa de Panamá Indefinido
Ctenosaura quinquecarinatus Largartija cola chata Indefinido
Ctenosaura similis Garrobo negro 1º Enero / 30 abril
Iguana iguana Iguana verde o Garrobo lapo 1º Enero / 30 abril
Basiliscus Gallego café 1º Abril / 31 agosto
Basiliscus plumifrons Gallego verde 1º Abril / 31 agosto
Basiliscus vittatus Basilisco 1º Abril / 31 agosto
Boa constrictor Boa común 1º Abril / 31 agosto
Lampropeltis triangulum Falso coral 1º Abril / 31 agosto
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Recuerde:
• La fauna es un recurso natural renovable. Su cuidado es responsabilidad de
todos y todas.
Demuestre sus conocimientos
• Busque imágenes o dibujos de los tres grupos de animales que estudió y elabora
un álbum reflejando sus características evolutivas y los beneficios que brindan al
ambiente
• Haga un mural educativo que sirva para que los otros grupos de estudiantes
conozcan los períodos de vedas y la importancia de respetar estos períodos.
Laboratorio
Estudio de un anfibio
Objetivo:
Analizar las partes externas de la rana (anfibio).
Materiales:
Una rana, una toallita de mano, protector de los ojos (gafas), láminas de morfología
externa y anatómicas de una rana. Recuerde que debemos respetar la vida de los
animales motivo por el cual debemos dejarla libre en el lugar donde fue capturado.
Procedimientos:
Morfología de la rana.
Tome con la toallita de mano al espécimen con mucho cuidado, procurando no
presionarle las glándulas para evitar la expulsión de leche, por tal motivo use los
protectores de los ojos.
Conteste las preguntas:
¿Qué forma tiene la cabeza?;
¿Qué forma presenta el cuerpo?;
¿Posee cola?;
¿En qué se diferencian las patas delanteras de las traseras?;
Observe los ojos ¿Poseen párpados?
74
Dos huesos de la cabeza, dos huesos del tronco, dos de las extremidades anteriores y
dos de las extremidades posteriores.
Observe la lámina del esqueleto de la rana y escriba:
Observe la lámina del sistema muscular de la rana.
Reconozca y nombre dos músculos de la cabeza, dos del tronco, dos de las extremidades
anteriores y dos de las extremidades posteriores.
Anatomía de una rana
Temporal Sacro-coxígeo
Cutáneo del abdomen
Piriforme
Semimembranoso
Anconio
Flexor
común de
los dedos
Pectoral
Extensor
común de
los dedos
Flexor del
antebrazo
Masetero
Triceps
branquial
Deltoides
Latissimus
dorsi
Oblicuo externo
Transverso
Recto femoral
Vasto externo
Gastronémico
Tendón de Aquiles
Peroneo
Glúteo
Longissimus dorsal
Caja encefálica
Atlas
Supraescapular
Vértebras
Urotislo
Isquion
Pubis
Tibio-fíbula
Tarso
Metatarso
Falanges
Fémur
Acetábulo
Ilion
Esternon
Húmero
Cúbito-radial
Carpo
Metacarpo
Falanges
Caracoides
Clavícula
Escapula
Órbita
Maxilar
Mandíbula
Quinta
Unidad
El Medio Ambiente y su
importancia para los
seres vivos
76
Analice y responda:
Los seres vivos y los ciclos biogeoquímicos
• ¿Qué recuerda sobre los factores abióticos llamados también seres inertes?
• ¿Qué importancia tienen los factores abióticos para los seres vivos?
• ¿Ha escuchado hablar de los elementos que sostienen la vida de los seres
vivos?
• ¿Qué importancia tienen para la vida y la naturaleza estos elementos?
• ¿Ha escuchado hablar sobre los ciclos biogeoquímicos?, ¿Por qué son
importantes?
Desde que la Tierra se conoce como planeta, siempre ha existido una serie de elementos
que sostienen la vida de los seres vivos. Tales como: el oxígeno, el carbono, el hidrógeno
y el nitrógeno, entre otros.
Si estos elementos son extraídos de la tierra sin posibilidad de recuperarlos, llegaría
un momento en que ocurriría un desequilibrio en la biosfera; para que esto no ocurra,
existe un considerable número de microorganismos, llamados descomponedores que
al morir los seres vivos, rompen las moléculas orgánicas de éstos y forman moléculas
inorgánicas sencillas, que vuelven al medio ambiente estableciéndose así un ciclo cerrado
de elementos inorgánicos.
¿Qué son los ciclos biogeoquímicos?
Los ciclos biogeoquímicos son procesos naturales en los que se da utilización cíclica a
los elementos biogenésicos con la participación de las plantas verdes, los animales y las
bacterias.
El ciclo del carbono (C)
Con su compañero (a) de clase analice y responda las siguientes preguntas:
¿Qué sucede cuando una descarga eléctrica (rayo) cae sobre un árbol o animal?
¿Qué presencia indica el color negro que presenta el árbol después de la descarga?
El carbono es un elemento fundamental para la existencia de los seres vivos. Una de las
formas en que circula el carbono es como parte del dióxido de carbono (CO2
).
77
El CO2
es un gas que se produce
constantemente a través de la respiración de
los organismos, la fermentación y la combustión
de materiales orgánicos. Está presente en el
aire en una concentración de 400 ppm (partes
por millón) en condiciones normales y en las
erupciones volcánicas.
Las plantas toman el dióxido de carbono
presente en el aire para poder llevar a cabo
el proceso de fotosíntesis y por medio de ella
incorporan el carbono a una nueva molécula, la
glucosa. Cuando ésta es consumida por otros
organismos el carbono continúa circulando.
Los organismos (animales y vegetales) devuelven a la atmósfera, por medio de la
respiración, el dióxido de carbono, el cual las plantas utilizan para poder realizar
nuevamente la fotosíntesis. Este ciclo es continuo. La descomposición o degradación de
las células y tejidos de los organismos muertos, es una fuente de dióxido de carbono y
agua.
Importancia de la circulación del carbono
El carbono es el elemento más importante para los seres vivos. Por ejemplo, en el
ser humano representa, aproximadamente, el 19% de sus elementos constituyentes.
Debido a su capacidad de combinarse para formar muchísimos compuestos, el carbono
es indispensable en los ecosistemas. En el ciclo del carbono se destacan la fotosíntesis,
la respiración y las relaciones tróficas, estas últimas están directamente relacionadas a
las cadenas alimentarias de los organismos.
En pareja, realice el experimento: “Comprobación de la presencia del carbono en
los seres vivos”.
• Tome hojas de un árbol y quémelas. ¿Qué quedó de las hojas de la planta?
• Tome un trozo de tela de algodón y también quémelo. Observe qué queda de el.
• Queme un trozo de carne hasta que esté totalmente negra.
• Coloque una lata en el fuego durante cierto tiempo, ¿se quema la lata? ¿Cómo quedó
la lata después de quemada? ¿Se volvió cenizas?
• Observe qué tanto las hojas, la tela de algodón y la carne se quemaron hasta quedar
hechas cenizas o carbón.
• ¿Qué demuestra este experimento? Razone su respuesta.
• ¿Por qué la lata no sufrió el mismo cambio que las hojas, la tela y la carne?
• Elabore un informe sobre el resultado del experimento realizado.
Luz solar
Ciclo del CO2
Fotosíntesis
Organismos en
descomposición
Carbón orgánico
Respiración de
los animales
Organismos muertos
y productos de desechos
Fósiles y combustibles de fósiles
Respiración de
las plantas
Emisiones de
vehículos y
fábricas
Ciclo del bióxido de carbono
78
El nitrógeno forma el 70% del aire,
aproximadamente. Es un elemento esencial
para los seres vivos, de los cuales constituye el
3,2 %; a pesar de este bajo porcentaje participa
en muchos procesos metabólicos, estos
procesos se involucran en la transformación
de la materia en energía.
La mayoría de los seres vivos están
incapacitados para obtener el nitrógeno en
forma gaseosa directamente del aire. Para
poderlo tomar necesitan que esté formando un
compuesto.
Este elemento puede encontrarse de manera natural en el suelo formando compuestos
llamados nitritos y nitratos. Las plantas consumen nitrógeno del suelo, sin embargo el
consumo excesivo de nitrógeno ocasiona una deficiencia para las plantas que puede
solucionarse aplicando fertilizantes orgánicos.
Los pasos del ciclo
El ciclo del nitrógeno
Precipitaciones
Pérdida gaseosa
Desnitrificación
Nitratos
Lixiviación Nitritos
Nitrificación a través
de bacterias
Amonio
Fijación
Minerales de arcilla
Materia orgánica
Mineralización
Residuos
orgánicosConsumo de las
plantas
Ciclo del nitrogéno
Observe y analice la ilustración, consideremos a las plantas como el punto de
partida del ciclo, ellas toman el amonio (NH4
) y el nitrato (NO3
) por las raíces
para poder utilizarlos en su metabolismo. Usan esos átomos de nitrógeno para
la síntesis de las proteínas y de los ácidos nucleicos. Los consumidores como la
vaca o el tigre obtienen el nitrógeno al comer plantas o animales.
+ _
En los animales, el metabolismo de los compuestos nitrogenados da lugar a la formación
de amonio, que es muy tóxico, siendo eliminado por la orina como: urea (humanos y
otros mamíferos), amoníaco (algunos peces y organismos acuáticos) y ácido úrico (aves
e insectos).
Estos compuestos van a la tierra o al agua, donde pueden ser captados nuevamente por
plantas o bacterias. Algunas bacterias convierten el amoníaco y amonio en nitrito (NO2
),
proceso llamado nitrificación. Otras transforman a este nitrito en nitrato.
Los cadáveres de plantas y animales son tratados por un tercer tipo de bacterias mediante
la desnitrificación, es decir, convierten a los compuestos nitrogenados en nitrógeno. De
esa forma, el nitrógeno es devuelto a la atmósfera.
_
79
La importancia de la circulación del nitrógeno
Todos los organismos necesitan del nitrógeno. Este elemento forma parte de los
aminoácidos y éstos, a su vez, integran a las proteínas. Las proteínas están presentes
en todos los seres vivos y tienen, principalmente, funciones estructurales, por ejemplo, la
renovación de células y tejidos.
En equipo, pregunte a técnicos agrícolas o a obreros agrícolas capacitados lo
siguiente:
¿Qué es la urea? ¿para qué se utiliza?
¿El abono orgánico contiene urea como el abono químico? ¿Cuál es el más
indicado y para qué?
¿Por qué es importante el nitrógeno para los cultivos?
Realice un resumen de las respuestas obtenidas.
El ciclo del fósforo (P)
Analice con su docente la lámina del ciclo del fósforo y explíquelo a sus compañeros
de clase.
El fósforo es un componente esencial
de los organismos. Forma parte de los
ácidos nucleicos (ADN y ARN); del ATP
(Adenosin-Trifosfato), moléculas que
almacenan la energía química de los
fosfolípidos que forman las membranas
celulares, los huesos y dientes de los
animales. Está en pequeñas cantidades en
las plantas, en proporciones de un 0,2 %,
aproximadamente. En los animales hasta
el 1 % de su masa puede ser fósforo.
Como se observa en el gráfico, su reserva
fundamental en la naturaleza es la corteza
terrestre. El fósforo queda disponible para ser
utilizado por los cultivos y plantas a través de
la meteorización, la cual consiste en la desintegración y descomposición de una roca o por la
expulsión de las cenizas volcánicas. Cuando el suelo está erosionado el fósforo con facilidad
es arrastrado por el agua de lluvia y llega al mar.
Ya en el medio acuático una parte del fósforo que es arrastrado se sedimenta al fondo marino
y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger (yacimientos minerales de
fósforos) y liberar de nuevo las sales de fósforo.
Medio marino
Deposiciones
de las aves
Peces y
plancton
Descomponedores
Afloramiento
de aguas
profundas
Erosión
Yacimientos
minerales de
fósforo
Plantas y cultivos
Fertilización
Alimentación
Excreción
Medio terrestre Animales
Ciclo del fósforo
80
Otra parte es absorbida por el plancton (organismos diminutos que viven libremente en las
aguas marinas o terrestres) que, a su vez, es comido por organismos filtradores de plancton,
como algunas especies de peces. Cuando estos peces son comidos por aves que tienen sus
nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las heces (guano) a tierra.
Encontramos fósforo en forma de fosfatos (sales) de calcio, fosfato de hierro, fosfato de
aluminio y fosfato de manganeso.
Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes depósitos
acumulados a través de la minería, en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de
cultivo por estar fertilizados, a veces cuando el fósforo se encuentra en grandes cantidades
puede originar problemas de eutrofización esto significa que las aguas se enriquecen en
nutrientes.
El ciclo del azufre (S)
Observe la ilustración, los descomponedores degradan los cadáveres y otros
restos de materia orgánica, de modo que el azufre orgánico se mineraliza en forma
de sulfatos (utilizables por las plantas a través de sus raíces), o también puede
reducirse a azufre elemental y sulfuro de hidrógeno (H2
S).
SO2
Atmósfera
Azufre orgánico
reducido
Animales
Microorganismos
Plantas
Utilización
Descomposición
H2
SSO4
Oxidación
Oxidación
Sulfobacterias
Depositos
segmentarios
Sulfuros
metálicos
Combustión
Minería
Meteorización
Vulcanismo
Industria
Erosión
S
Ciclo del azufre
Distintos tipos de bacterias
realizan transformaciones
(oxidaciones y reducciones),
por las que el azufre puede
encontrarse en forma de sulfatos,
sulfuros o azufre elemental,
dependiendo de las condiciones
(aerobias, anaerobias, con o sin
luz) que se presenten en el medio,
generalmente acuático, y según
se trate de depósitos en superficie
o en profundidad.
Las bacterias desempeñan un
papelcrucialenelciclajedelazufre.
Cuando están presentes en el
aire, ocasionan la descomposición
de los compuestos del azufre
(incluyendo la descomposición de las proteínas) y producen sulfato (SO4
). Bajo
condiciones anaeróbicas, el ácido sulfhidrico (gas de olor a huevos podridos, H2
S) y el
sulfuro de dimetilo (CH3
SCH3
) son los productos principales. Cuando estos dos últimos
gases llegan a la atmósfera, son oxidados y se convierten en bióxido de azufre (SO2
).
La oxidación posterior del bióxido de azufre y su disolución en el agua de lluvia produce
ácido sulfhidrico y sulfatos, formas principales bajo las cuales regresa el azufre a los
ecosistemas terrestres. El carbón mineral y el petróleo contienen también azufre y su
combustión libera bióxido de azufre en la atmósfera.
=
81
Gran parte del azufre que llega a la atmósfera proviene de las erupciones volcánicas, de
las industrias, vehículos, etc. Una vez en la atmósfera, llega a la tierra con las lluvias en
forma de sulfatos y sulfitos. Su combinación con vapor de agua produce el ácido sulfúrico.
Cuando el azufre llega al suelo, los vegetales lo incorporan a través de las raíces en
forma de sulfatos solubles. Parte del azufre presente en los organismos vivos queda en
los suelos cuando éstos mueren. La descomposición de la materia orgánica produce
ácido sulfhídrico devolviendo azufre a la atmósfera.
De forma individual, realice las siguientes actividades:
Redacte un párrafo sobre la importancia del ciclo del fósforo y el ciclo del azufre
para los seres vivos.
Investigue las palabras desconocidas. Escríbalas en su cuaderno y explíquelas a
su docente.
El ciclo del agua o ciclo hidrológico
Converse con sus compañeros y compañeras acerca de las siguientes preguntas:
¿Nuestro planeta tiene más agua o más tierra?
¿Es posible que tanta cantidad de agua escasee algún día?, ¿Por qué?
¿Es cierto que entre más llueva hay más agua en el mundo?
¿Es posible poder vivir sin agua?, justifique su respuesta.
El 71% de la superficie del planeta Tierra es agua, de la cual el 97% es salada y sólo el
3% es dulce. El agua dulce se encuentra en los ríos, lagos y acuíferos. No toda el agua
es accesible para el consumo humano ya que una parte se encuentra congelada en las
montañas y en las profundidades de la Tierra. Al perforar el subsuelo, por lo general se
puede encontrar agua a profundidades diversas formando el manto freático.
El ciclo del agua y su importancia para los seres vivos
Explique la importancia de este ciclo para la vida de los seres vivos.
¿Cómo utiliza este vital líquido en su vida?
¿Qué acciones realizaría para preservar este vital líquido?
82
El agua realiza un recorrido continuo
en la naturaleza que se conoce
como ciclo hidrológico o ciclo del
agua. En el transcurso de éste,
el agua experimenta los estados
sólido, líquido y gaseoso según la
temperatura del medio.
El ciclo hidrológico comienza con
la evaporación del agua desde la
superficie del océano. A medida
que se eleva, el aire humedecido se
enfría y el vapor se transforma en
agua líquida; es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen
por su propio peso, es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae
como nieve o granizo. La evapotranspiración que ocurre mayormente en las plantas y que
junto a la fotosíntesis contribuye a la producción de oxígeno. Este proceso es incidente
en el ciclo del agua.
Una parte del agua que llega a la tierra será aprovechada
por los seres vivos (animales y plantas); otra escurrirá por
el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este
fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro poco del
agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua
subterránea. Este proceso es por infiltración. El proceso de
infiltración es lento. La cantidad de agua que se infiltra en el
suelo es menor que la extraída del subsuelo para las diferentes
actividades económicas, productivas y el consumo humano.
La sobre explotación de las fuentes de agua pone en riesgo
la sostenibilidad de la fuentes de agua, particularmente los acuíferos que son utilizados
para el agua de consumo. Toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido
principalmente a la evaporación.
Al evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la contaminan o la hacen no
apta para beber. Por eso el ciclo del agua nos entrega un elemento puro. Pero hay otro
proceso que también purifica el agua, y es parte del ciclo: la transpiración de las plantas y
animales. Las raíces de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a
través de los tallos o troncos, movilizando consigo a los elementos que necesita la planta
para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor
de agua. Este fenómeno es la transpiración. Los animales beben el agua y después de
utilizarla la devuelven al medio mediante la espiración, transpiración y micción.
Observe la siguiente ilustración y explíquela a sus compañeros y compañeras.
Condensación
LluviaNieve
Lago
Percolación
Transpiración
Evaporación
Corriente
subterránea
Océano
Ciclo del agua
Bosque nebliselva tropical
83
Importancia del ciclo del agua
El agua que existe en la naturaleza es un factor abiótico de gran importancia para los
seres vivos porque:
1. Participa en las diferentes funciones vitales y muchas de ellas sólo pueden llevarse a
cabo si se cuenta con ella.
2. Interviene en las funciones de fotosíntesis y respiración, ya sea como reactivo o como
producto.
3. Diferentes actividades humanas están alterando el ciclo hidrológico. La contaminación
del agua, la destrucción de la vegetación de los bosques y las actividades industriales
transforman este ciclo.
En equipo realice la actividad siguiente:
Investigue las fuentes de agua que existen en su comunidad y proponga medidas
para su utilización y conservación.
Realice la siguiente práctica
Materiales:
- Una caja con plantas.
- Una bandeja de metal.
- Agua hirviendo.
- Trozos de hielo.
Procedimientos:
• Coloque sobre una mesa la caja de plantas
• Coloque la bandeja a unos 35 cm por encima de la caja. Sobre ella ponga
los trozos de hielo.
• Coloque el agua hirviendo en un recipiente y que el vapor de agua llegue a la
parte inferior de la bandeja. (el recipiente se colocará al centro de las plantas
en la mesa).
• Observe lo sucedido y explique cómo se representó el ciclo del agua en la
práctica realizada.
Recuerde:
La materia circula desde los organismos vivos hacia el ambiente y viceversa. Esa
circulación constituye los ciclos biogeoquímicos.
El agua, el carbono, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo, el azufre y otros elementos
recorren estos ciclos. De esta manera se conectan los componentes bióticos y
abióticos de la Tierra.
84
Agentes que transforman nuestro entorno
Observe detenidamente las siguientes láminas:
¿Ha sufrido su comunidad algunos de estos desastres?
¿Cuál fue el resultado de estos desastres en su comunidad?
¿Cómo eran las construcciones de las casas, el estado de las calles o el
ambiente natural de su comunidad antes de ser afectados por estos desastres?
¿Ha escuchado hablar sobre los fenómenos naturales, antrópicos y mixtos?
¿Cuáles son los resultados de cada uno de esos desastres?
¿Qué medidas tomaría ante un fenómeno natural, antrópico y mixtos?
Analice y conteste las siguientes preguntas:
Describa qué es lo que se observa en estas láminas.
La Tierra es un planeta dinámico, donde ocurren cambios constantemente, los cambios
en la superficie terrestre son posibles gracias a la intervención de agentes externos e
internos, esto se llama Dinámica terrestre o Geología Dinámica.
Nicaragua, es un país geológicamente joven, presenta fuerte actividad sísmica por su
ubicación geográfica, próxima al limite de dos placas tectónicas y por tener un número
significativo de volcanes activos. También se encuentra en la ruta de ciclones tropicales por
todo esto está considerada entre los países más amenazados por fenómenos naturales.
Cada uno de nosotros ha podido percibir la ocurrencia de sismos, erupciones volcánicas,
deslizamientos de tierra, tornados, incendios, sequías, plagas entre otras, también se
observa la contaminación que realizan los seres humanos afectando al medio ambiente
favoreciendo la ploriferación de enfermedades. Todos estos fenómenos se convierten en
amenazas una vez que ponen en peligro a las personas o al ambiente. Tanto la naturaleza
como la acción del hombre han modificado el medio ambiente.
Calle inundada Fábrica
Vertedero Terremoto 1972, Managua
85
Agentes naturales
Los agentes naturales son específicamente atmosféricos,
biológicos, hidrológicos, volcánicos, sísmicos y tectónicos.
Entre los atmosféricos podemos mencionar: viento,
temperatura, rayos, humedad, meteoritos y otros. En
los biológicos están animales, plantas y humanos. Los
hidrológicos se refieren a las diferentes formas en que se
presenta el agua (lluvia, marina, congelada y fluvial) Agentes
internos de la Tierra son los volcánicos y los sísmicos
(terremotos y maremotos). Los tectónicos se refieren a los
hundimientos, plegamientos, fallas, formación de montañas en el relieve terrestre.
Agentes antrópicos
Agentes antrópicos. La influencia humana a lo
largo de la historia ha modelado el paisaje con
base en los impulsos de los cambios históricos, las
guerras, el inadecuado manejo de la tecnología, la
ganadería, agricultura, la deforestación, construcción
de carreteras, aguas servidas depositadas en lagos y
lagunas, emanaciones de desechos de hidrocarburos
(CO2
), irrigación de insecticidas, almacenaje de
sustancias radiactivas en lugares no controlados,
entre otros, han alterado el uso del suelo y vegetación,
el aire y el agua en el sentido de una mayor exigencia
y con escasa preocupación por las consecuencias
ambientales. Más recientemente, se ha comprobado
que la actividad humana también puede estar
afectando al factor clima produciéndose un cambio
por motivo de las lluvias ácidas, la emisión de gases
contaminantes de efecto invernadero y destructores
de la capa de ozono y el calentamiento global son
entre otros, las consecuencias fundamentales que
degradan el medio ambiente y provocan de forma
constante el deterioro del clima a nivel mundial.
Agentes mixtos. Raramente los agentes descritos se presentan en forma aisladas. Tienen
mayores daños un huracán sobre un territorio despalado. La incidencia del calentamiento
global es más sentida en una ciudad sin vegetación.
Carretera costarricense a orillas del
Río San Juan
86
El cambio climático
En pareja analice y conteste las siguientes preguntas:
¿Qué entiende por cambio climático?
¿Es un fenómeno natural?
¿Es responsabilidad nuestra?
El clima es el conjunto de características atmosféricas (temperatura, precipitación,
nubosidad y otros) que distinguen a una región determinada en un período de 20, 30
o más años. Está relacionado directamente con la energía solar, es por esta razón que
tenemos diversos tipos de clima en el mundo: tropical, templado y frío.
¿Qué es el cambio climático?
Se define cambio climático como el cambio de clima producido directa o indirectamente
por la actividad humana, el cual modifica la composición de la atmósfera global.
La constante elevación de la temperatura media global de la Tierra es conocida como
cambio climático, el que ocurre por el incremento de las emisiones de gases de efecto
invernadero hacia la atmósfera. Se manifiesta con el calentamiento paulatino de la Tierra
con los siguientes indicadores: la temperatura media global del planeta ha aumentado en
medio grado Celsius durante los últimos 150 años, el nivel del mar ha subido en promedio
25 centímetros el derretimiento de hielos y glaciales en todo el mundo y el ciclo del agua
ha sido perturbado.
Los países industrializados son los mayores responsables de las emisiones y tienen
compromiso de reducirlas, en cambio, en los países en desarrollo adoptan programas
nacionales a través de los mecanismos financieros, orientados principalmente al uso de
energía renovable y mejorar en la eficiencia energética, entre otros.
El cambio climático incluye al calentamiento global y todos los otros aspectos sobre los
que influye un aumento de los gases invernadero. El término calentamiento global se
refiere al aumento gradual de las temperaturas de la atmósfera y océanos de la Tierra
que se ha detectado en la actualidad, además de su continuo aumento que se proyecta
a futuro.
1. Investigue cómo era el medio ambiente de la comunidad hace treinta años,
referente a los cambios de la época seca y lluviosa, tecnología (vehículos,
medios de comunicación y otros), basura, entre otros.
2. Con base en su investigación, realice un análisis comparativo de la comunidad
antes y ahora.
3. Agregue a su análisis comparativo recomendaciones para mejorar el medio
ambiente de su comunidad.
Realice las actividades siguientes:
87
Hay más CO2
en la atmósfera, el dióxido de carbono es el contribuidor principal y dominante
al cambio climático actual y su concentración atmosférica ha aumentado desde un valor
de 278 partes por millón en la era preindustrial hasta 393 ppm (parte por millón) en la
actualidad.
Los científicos mundiales han determinado que el aumento de la temperatura debiera
de limitarse a 2 ºC para evitar daños irreversibles al planeta y los consiguientes efectos
desastrosos en la sociedad humana. Para lograr evitar este cambio irreversible y sus
efectos, las emisiones de gases invernaderos debieran de alcanzar su máximo en el 2015
y disminuir progresivamente después de esa fecha hasta alcanzar una disminución del
50 % para el año 2050.
A lo largo de la historia el clima de la Tierra ha cambiado constantemente. Evidencia
científica indica que el cambio climático se debe al aumento de la temperatura de la
Tierra. El cambio climático ha provocado aumento o disminución de lluvias, crecidas de
los mares y sequías.
El efecto invernadero
El efecto invernadero es un sistema de control natural de la temperatura de la Tierra cuyo
equilibrio ha creado las condiciones que permiten la vida en el planeta. Afecta a todos los
cuerpos planetarios dotados de atmósfera.
Este fenómeno natural inicia cuando la energía solar es absorbida por la atmósfera y
la superficie terrestre. Esta energía solar que atraviesa la atmósfera en forma de luz
visible debe liberarse al espacio dentro de determinado período de tiempo en las mismas
proporciones en que fue absorbida por la Tierra, no obstante, parte de esta energía es
retenida por el vapor de agua y otros gases presentes en la atmósfera, El aumento de la
concentración de dióxido de carbono (CO2
) proveniente del uso de combustibles fósiles
ha provocado la intensificación del fenómeno invernadero. Principales gases: Dióxido de
carbono (CO2
), metano (CH4
), clorofluorcarbonados y otros. impidiendo que la energía
sea devuelta de inmediato y dando lugar al fenómeno llamado “Efecto de invernadero”.
88
Energía Solar
Cerca del 30% de la radiación
infraroja logra escapar al espacio
Radiación solar
absorbida por la
Tierra
La Tierra irradia
calor (irradiación
infraroja) hacia la
atmósfera
Calor atrapado por
el exceso de CO2
El calentamiento
de los océanos
genera vapor que
se suma al calor
atrapado por
el exceso de CO2
Fuente de exceso de CO2 quema de conbustible fósiles y de leña en
fábricas, medios de transporte e incendios forestales
Por la existencia en la atmósfera de estos gases, particularmente, la temperatura de
la Tierra es mayor en unos 33 grados Celsius, sin el efecto invernadero la temperatura
media de la Tierra sería de -18º C y la vida no existiría.
Se reconoce que desde 1750 se ha incrementado de manera alarmante la emisión a la
atmósfera de gases de efecto invernadero.
De estos compromisos ¿cuántos puede poner en práctica en su centro de estudio, en el
hogar y la comunidad?
• Usar con moderación los equipos de refrigeración y abanico; apagarlos cuando no se
estén utilizando.
• Apagar la luz cuando no se utilice, utilice en su casa bujías ahorradoras de luz.
• Realizar los deberes escolares en el día, ya sea en el patio de su casa o en lugares
con iluminación natural.
• Consuma frutas en el recreo, evita comparar productos empacados como meneitos,
tortillitas, y otros. Recuerde, estos productos afectan al ambiente y a su salud.
• Reutilice las bolsas para la basura o futuras compras.
89
• Utilice las hojas de cuaderno en ambos lados, recuerde que los cuadernos se elaboran
de los árboles.
• Riegue las plantas durante la noche o muy de mañana, recuerde que de esa manera
las plantas se benefician más ya que el agua se evapora menos.
• Evite quemar basura, recuerde que la combustión genera CO2
.
• Comprar agua en bolsitas contamina el ambiente y el plástico dura hasta 150 años
para degradarse, así que evite en lo mayor posible comprarla.
• Cuando vaya de paseo al mar, al parque o a cualquier otro lugar, lleve bolsas
reutilizables (que se usan varias veces) para la basura, recoléctela y deposítela en los
lugares indicados. Evitemos contaminar los ríos, playas y otros lugares.
• Guarde las envolturas de comidas, caramelos, bolsas y otros desperdicios en tu bolso
o mochila, en su casa espere que pase el camión recolector de la basura; para evitar
basura en las calles, en los cauces; recuerde que es responsable de la basura que
produce.
Impacto del cambio climático
En pareja analice las siguientes preguntas:
¿Cómo está afectando el cambio climático al planeta Tierra, a su comunidad y
país?
¿Qué medidas se están llevando a cabo por los gobiernos, organismos,
instituciones y empresas mundiales para evitar el impacto del cambio climático en
nuestro planeta.
Entre los estudios que se han realizado a nivel mundial
sobre los efectos del cambio climático se ha encontrado
que:
El cambio climático es actualmente el responsable de cerca
de 150 000 muertes anuales, consecuencia del fuerte
aumento de las temperaturas y la duración de las olas de
calor; por enfermedades infecciosas tales como malaria,
paludismo, fiebre amarrilla, dengue como resultado de
mayor extensión geográfica y estacional de organismos
vectores. En el futuro aumentará la transmisión de estas
enfermedades, se incrementaran la mortalidad y las
enfermedades cardiorrespiratorias que afectan mayormente a ancianos, niños y niñas.
Los diez años más calurosos jamás registrados han ocurrido todos desde 1980.
Comunidades del Río San Juan
90
En la década de los 90, los casquetes polares del Océano Glacial Ártico, en el polo norte,
se redujeron en un 10 % y el grosor de la capa de hielo en un 40 %.El casquete polar de
la Antártica puede haber perdido masas suficiente como para causar un ascenso medio
de 1,2 milímetros en el nivel de los océanos, desde 2002 a 2005.
En muchas regiones del mundo el agua escasea y se conoce que aproximadamente la
quinta parte de la población mundial (1 300 millones de personas) no tienen acceso al
agua potable.
Inundaciones en las zonas costeras bajas que afectarían los humedales, esteros y la
riqueza de los recursos hidrobiológicos (camarones, conchas, ostras y otros).
Sequías, inundaciones, incendios forestales, pérdidas de biodiversidad (400 especies de
pájaros, plantas y animales) y pérdidas agrícolas, lo que pone en peligro la producción de
alimentos (maíz, trigo y cebada) debido a sequías y a las altas temperaturas.
El aumento de la temperatura implicaría también un aumento en la demanda de energía,
en los lugares más fríos, el uso de calefacción y en los lugares más calientes el uso de
ventiladores, aires acondicionados y refrigeradoras.
La Unión Europea lleva varios años comprometida en esta lucha, tanto a escala europea
como internacional, que figura entre las prioridades de su programa y queda reflejada en
su política climática. Además, ha integrado el control de los gases de efecto invernadero
en el conjunto de sus ámbitos de actuación, para alcanzar los siguientes objetivos:
consumir de forma más racional una energía menos contaminante, disponer de medios
de transporte más limpios y equilibrados, responsabilizar a las empresas sin poner en
peligro su competitividad, obrar porque la ordenación territorial y la agricultura estén
al servicio del medio ambiente y crear un entorno favorable para la investigación y la
innovación.
Impacto del cambio climático en Nicaragua
El cambio climático ha provocado inundaciones, sequías, deslaves y huracanes, tales
como “El Juana” en 1982, “Mitch” en 1998, “Félix” en 2007 e “IDA” en 2009, siendo la
Costa Caribe la más afectada.
En Nicaragua las lluvias torrenciales de la zona provocan
erosión y arrastres de terreno hacia los ríos como en
el caso del río San Juan de Nicaragua, que tiene altos
niveles de sedimentación que limitan la navegación y el
uso de instalaciones portuarias.
Debido a esto el Gobierno de Reconciliación Nacional
está llevando acabo el dragado del Río San Juan, para
convertirlo en navegable que en el pasado colonial fue
una de las principales rutas comerciales del país.
Draga Río San Juan
91
Los huracanes más destructivos ocurren en periodos de la Niña, luego de sufrir los efectos
del fenómeno del Niño, es decir, después de salir de una extrema sequía (El huracán
Mitch en l998 y lluvias torrenciales del 2010), sin embargo, según estudios, desde 1950 al
2010, la temperatura ha ido en aumento, más aún la nocturna. Hay una alza entre los días
más calientes y un descenso en los días frescos, en los últimos años, ha incrementado la
tendencia de sequía en Nicaragua.
Con el cambio climático el aumento de la temperatura media en Nicaragua, ha variado
de 0,2 a 0,9 grados Celsius en los últimos 30 años en el Pacífico y Norte del país; han
disminuido las precipitaciones entre un 6 % y 10 % en el Pacífico.
Además de estos eventos, el cambio climático también tiene otras repercusiones como:
• En las actividades agrícolas y ganaderas ya que se pueden aumentas la áreas de
zonas secas y en el sector energético reducirá la capacidad de producción de energía.
• En los recursos forestales el cambio climático afectaría los bosques, ya que Nicaragua
posee bosques tropicales que van desde bosques húmedos a bosques secos.
• En la salud humana, los cambios bruscos de temperatura contribuirían al incremento de
las enfermedades respiratorias, cardíacas y otras infecciones bacterianas intestinales
(leptospirosis, cólera, dengue, malaria).
Redacte un resumen en el cual relacione los agentes naturales y antrópicos que
modifican el clima, con el efecto invernadero y con el cambio climático.
Relate las acciones de los seres humanos que inciden sobre el cambio climático
de la Tierra.
Describa las acciones que ayudarían en su comunidad a prevenir o minimizar el
efecto invernadero.
Elabore una maqueta o dibujo en donde se muestren los efectos que ha traído y
traerá el cambio climático en Nicaragua, además proponga medidas que deben
tomarse en nuestro país para enfrentar la situación.
Presente la maqueta o dibujo y exponga las medidas que debemos tomar en
nuestro país para enfrentar el cambio climático.
92
Los Volcanes “Las entrañas de la Tierra alteran el medio
ambiente”
Analice y responda:
¿Ha observado un volcán?
¿Qué beneficios o perjuicios nos ofrecen los volcanes?
¿Las cenizas expulsadas por las erupciones volcánicas son favorables o
desfavorables para la agricultura?
La influencia de los volcanes en la historia de la humanidad es innegable: condicionan
completamentelavidadelospueblosyciudadessituadoscercadeellos,puedentrasformar
dramáticamente el entorno, en algunos casos sus cenizas benefician las cosechas y las
lluvias ácidas que provocan pueden perjudicar nuestra salud. No obstante, su vinculación
directa con las alteraciones del medio ambiente no comenzó a confirmarse hasta el
pasado siglo XX, cuando se relacionaron las erupciones volcánicas con la alteración del
clima global del planeta.
Parque Nacional Volcán Masaya, es el más activo
del país. Su columna de humo es permanente, en
ocasiones se puede ver la lava en movimiento desde
el borde sur del cráter. Su última erupción importante
ocurrió en el año1670.
Reserva Natural Volcán Momotombo, el cual se
encuentra ubicado en la margen norte del lago Xolotlán,
en el año de 1610 destruyó totalmente la ciudad de
León (León Viejo), la cual se asentaba en la planicie
oeste del volcán.
Reserva Natural Volcán Momotombo
Parque Nacional Volcán Masaya
93
Beneficios de los volcanes
Tan acostumbrados están los nicaragüenses que habitan
la costa del Pacífico y la zona de los lagos a ver los
volcanes de Nicaragua, que no advierten toda la belleza,
importancia y majestuosidad de estos colosos que por sí
solos pintan el perfil de la costa pacífica nicaragüense.
Los volcanes, no sólo son temidos por su efecto
destructivo; él aprovechamiento de sus recursos también
resulta beneficioso para el ser humano.
En algunos países los volcanes proporcionan calefacción a las calles y las casas, la
utilización de sus fumarolas y compuestos minerales sirven para las aguas termales
en centros turísticos, para la fabricación de medicamentos naturales y como fuente de
energía geotérmica para la producción de energía eléctrica (ejemplo: plantas geotérmica
en el volcán Momotombo).
La ceniza volcánica fertiliza el suelo para la agricultura. En algunos volcanes se aprovecha
de los minerales, por ejemplo del azufre que se obtiene con bastante pureza.
Productos volcánicos sirven frecuentemente como materiales de construcción como la
arena y piedras canteras.
La altura a veces resulta también provechosa porque genera un clima local (temperaturas
bajas y humedad) favorable para la agricultura (ejemplo haciendas de café en los volcanes
Mombacho y Casita).
Se desarrolla el turismo y deportes de montaña. El desafío de realizar excursiones
a los volcanes es una modalidad de turismo aventura que se ha ido incrementando.
Montañismo, triatlón, sanboarding en el Cerro Negro.
Cerro Negro
94
Las cenizas expulsadas en las erupciones volcánicas no todas tienen el mismo potencial
de perjuicio a la salud, en especial se si compara la ceniza dañina de una explosión
volcánica reciente con ceniza sedimentada. La ceniza caliente de un flujo u oleada
piroclástica, casi siempre causan la muerte por quemaduras o asfixia. La acumulación de
ceniza en techos puede causar su colapso matando a personas.
La exposición a cenizas suspendidas en aire puede generar flujo respiratorio forzado y un
incremento en la sintomatología respiratoria. Las cenizas pueden generar broncoespamos
en la vía respiratoria de infantes y adolescentes. La ceniza también causa irritación en
ojos, en las vías respiratorias y la piel. Poblaciones humanas en áreas de caída de ceniza
también han registrado estrés y fluorosis en dientes y huesos así como mayor incidencia
de mesotelioma pleural maligno, carcinoma, fibrosis pulmonar y daños en el ADN. Otras
alteraciones de la salud detectadas en personas expuestas a cenizas incluyen una
disminución de los niveles de las proteínas C3, C4 y de inmunoglobulina G.
Quien ingiere ceniza volcánica corre el riesgo de sufrir malformaciones o mutaciones
tanto físicas como genéticas. Si ha ingerido ceniza volcánica, tiene que consumir mucho
chocolate inmediatamente, ya que las sustancias del chocolate ayudan a contrarrestar
los efectos negativos que pueden causar.
La ceniza desgasta y atasca la maquinaria. Contamina y obstruye la ventilación,
suministros de agua y drenajes. La ceniza también causa cortos circuitos eléctricos en
las líneas de la transmisión (sobre todo cuando está mojada), en las computadoras, y en
los componentes electrónicos. La energía eléctrica a menudo queda fuera después de
la caída de ceniza. La exposición a largo plazo de la ceniza húmeda puede corroer los
metales.
La ceniza se acumula como una fuerte nevada pero no se funde. La ceniza mojada es
resbaladiza. La ceniza puede quedar suspendida por el viento, y puede perturbar la vida
de los habitantes inclusive por varios meses después de una erupción.
Elabore un mapa conceptual sobre los beneficios y perjuicios de los volcanes.
95
El fenómeno de "El Niño" y “La Niña” y su efecto en el clima de
Nicaragua
El Niño
La corriente de “El Niño” es un fenómeno oceánico y atmosférico localizado en el océano
Pacífico durante el cual aparecen de forma inusual, condiciones cálidas a lo largo de la
costa occidental de Ecuador y Perú los que provocan alteraciones climáticas de distinta
magnitudes.
Este término se utilizó en principio para describir la corriente cálida que se dirige hacia
el sur y que se da en esta región cada mes de diciembre, aunque hoy se reserva a
circunstancias excepcionalmente intensas y persistentes. Tiene un denominado “período
de recurrencia” de entre siete a catorce años debido al progresivo debilitamiento de
los vientos alisios procedentes del Pacífico suroriental; puede afectar a la climatología
mundial durante más de un año.
El cada vez más intenso y recurrente fenómeno de El Niño impacta significativamente en
la disminución de las lluvias, la producción agrícola, las reservas de aguas superficiales
y subterráneas.
La Niña
La Niña es un fenómeno similar al Niño, ya que son fenómenos climáticos que no se
ajustan a los patrones regulares, pero en los trópicos como en nuestro país, La Niña tiene
efectos opuestos a los del Niño y en Centro América se caracteriza por la presencia de
mayores precipitaciones o lluvias de las que normalmente caen en el año. En algunas
ocasiones el fenómeno de La Niña produce inundaciones y ocurre después del Niño y la
intensidad con que se presenta varía al igual que El Niño.
La Niña ha potenciado el desarrollo de condiciones
atmosféricas y oceánicas favorables para que se
desarrollaran en los años de 1988 y 1998 en la cuenca
del mar Caribe el huracán JOAN y el huracán MITCH,
considerados como los más potentes, causando graves
daños y trágicos en la población más pobre de nuestro
país, así como en infraestructura; afectando a la vez
significativamente a los sectores económicos más
sensibles, como el sector agrícola, ganadero, energía y
salud, principalmente.
En el año 2010 se observaron más episodios catastróficos del fenómeno de La Niña,
provocando inundaciones nunca antes vista a nivel nacional. Dejando pueblos enteros
devastados, provocando grandes pérdidas económicas, enfermedades y el fallecimiento
de muchas personas a nivel nacional.
Huracán Mitch
96
Actividades humanas que afectan al medio ambiente
Observe detenidamente las siguientes láminas:
Conteste las siguientes preguntas:
¿Hay en su comunidad sitios parecidos al de las láminas? ¿Por qué?
¿Cuál es la causa de acumulación de desechos en su comunidad?
¿Podrían los seres humanos evitar la producción de desechos?
¿Los desechos nos perjudican o nos benefician? ¿De qué manera?
¿Cómo se podría evitar la acumulación de desechos?
La contaminación es la presencia y/o introducción al
ambiente de elementos nocivos a la vida, flora y fauna
que degradan la calidad de la atmósfera, del agua, del
suelo o de los bienes y recursos naturales en general.
Los contaminantes son toda materia, elemento,
compuesto, sustancias, derivados químicos o biológicos,
energía, radiación, vibración, ruido o una combinación de
ellos en cualquiera de sus estados físicos que al incorporarse o actuar en la atmósfera,
agua, suelo, flora, fauna o cualquier otro elemento del ambiente, alteran o modifican su
composición natural y degradan su calidad, poniendo en riesgo la salud de las personas,
la preservación y conservación del ambiente.
Investigue con sus padres o personas de su comunidad cómo el fenómeno de El
Niño y el fenómeno de La Niña han provocado cambios en el clima del lugar.
De forma individual:
97
La contaminación atmosférica
Es el resultado de la presencia en la atmósfera de sustancias contaminantes, que tienen
efectos perniciosos en los seres vivos y los elementos materiales.
El aire contaminado no ofrece las condiciones necesarias para la vida sana. Los gases
tóxicos generados por procesos de combustión de las fábricas y los tubos de escape
de los vehículos, dañan al organismo humano de forma lenta y constante, la práctica
agrícola de quema de matorrales (aumenta el CO monóxido de carbono) sin control se
convierten en incendios forestales. Un ejemplo claro sobre la contaminación del aire es
lo que sucede en el basurero la Chureca, los grandes depósitos de basura producen
metano que contribuye al efecto de invernadero.
El polvo causa irritaciones de tipo alérgico en la piel, ojos y el aparato respiratorio. Los
microbios y los huevos de parásitos que se encuentran en el ambiente pueden provocar
enfermedades infecciosas graves, como gastroenteritis, tuberculosis, viruela, entre otras.
Efectos de la contaminación del aire
Los principales mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales
que implican combustión, tanto en industrias como en automóviles, que generan dióxido
de carbono, monóxido de carbono, metano, óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros
contaminantes.
Los contaminantes son residuos sólidos, líquidos o gaseosos llevados por el viento o
desechados por los habitantes de una comunidad, por las chimeneas y desagües de
fábricas, por los tubos de escapes de los vehículos o difundidos por las prácticas de
fumigación de insecticidas. En algunos lugares existen las contaminaciones radioactivas.
La contaminación de las aguas
Son pocos los lugares donde el ser humano puede satisfacer su
sed y sus necesidades domésticas aprovechando agua limpia y
fresca proveniente de algún manantial o algún pozo profundo.
La mayor parte de los pueblos utilizan las aguas superficiales de
ríos y lagos.
En el caso de Nicaragua por años han sido utilizados nuestros
lagos y lagunas como vertederos de basura y aguas servidas
(contaminadas), por ejemplo: La Laguna de Tiscapa, La Laguna
de Nejapa, El Lago de Managua y El Lago de Nicaragua.
El Estado de Nicaragua promueve la protección de los cuerpos
de agua, especialmente aquéllos con potencial para ser utilizados
como fuente de abastecimiento de agua para el consumo
humano, actividades económicas-productivas y el turismo (Ejemplo: Lago de Managua,
Lago de Nicaragua).
Lago de Managua
Lago de Nicaragua
98
Efectos de la contaminación de las aguas
1. Disminución de la calidad de agua para consumo
humano y actividades agropecuarias.
2. Proliferación de enfermedades gastrointestinales y
de la piel.
3. Afectación al recurso acuático.
4. Afectación a actividades recreativas.
5. Deterioro del paisaje.
Contaminación
Lago de Managua
Los contaminantes del suelo
Otros contaminantes muy comunes en nuestro país son los desechos sólidos (basura)
como botellas, latas y bolsas plásticas en las calles de nuestras ciudades.
Muchosmaterialessonpequeñosyfácilmentefragmentables,
mientras que otros son voluminosos y requieren bastante
trabajo para su desintegración: automóviles, muebles.
Algunasindustriasproducengrandescantidadesdedesechos
sólidos: cascajos, escorias de fundición, embalajes, que no
pueden ser fácilmente reutilizados o destruidos.
Todos estos materiales, tanto domésticos como industriales,
se acumulan en los basureros, que son los espacios ubicados
en las orillas de las áreas urbanas.
Medidas de protección y conservación ambiental
La contaminación de las fuentes de agua genera la problemática siguiente:
Baurero de Acahualinca
Se deben incorporar medidas para un mejor uso de
los recursos naturales como: agua, flora, fauna y
suelos. Especial atención requieren los suelos que
para el mantenimiento y mejoramiento a largo plazo
de su productividad, se tiene que evitar la pérdida de
suelos productivos.
Para la «conservación y manejo adecuado de
los recursos», principalmente se debe estimular
la formación de valores, actitudes, normas de
comportamiento, hábitos y costumbres, individuales y
colectivas que favorezcan la preservación del medio
El Gobierno Municipal a través de la
Dirección de Servicios Municipales
está impulsando la limpieza en los
diferentes Mercados como parte de
la Campaña Vivir Limpio, Vivir Sano,
Vivir Bonito, Vivir Bien.
99
ambiente y la utilización racional de los mismos.
En la vida moderna la solución a este problema no es fácil pero plantearemos algunas
medidas o consejos:
• Evitar las quemas anuales de los campos entre
cosecha y cosecha, de basura, árboles y otros
desechos.
• Para evitar la erosión y el arrastre del suelo por
escorrentía cultivar en curvas a nivel.
• Fomentar la recolección de envases de vidrio,
metálicos y plásticos.
• Evitar el uso de aerosoles e insecticidas.
• Clasificar la basura en orgánica e inorgánica, con la orgánica construir aboneras.
• Conservar y mantener áreas de vegetación en cercas vivas, cortinas rompevientos,
en el centro de estudio, jardines y cultivos.
Igualmente debemos proteger y conservar las cuencas y micro-cuencas, como áreas de
recarga de las fuentes de agua existentes, tanto superficiales como subterráneas.
Construir cocinas ecológicas para disminuir el gasto de leña como combustible. Por
ejemplo: cocinas con biogás, se han introducido muchas en el área rural, en el norte
particularmente en Somoto, Matagalpa y Jinotega.
Cocinas ahorradoras de leña, las venden en Managua y se están promocionando para el
uso de las personas que elaboran tortillas.
Cocinas solares, hay proyectos en los departamentos de Somoto y Managua.
Nuestro Gobierno de Reconciliación y Unidad Nacional presidido por nuestro Comandante
DanielOrtegaSaavedra,preocupadoporlascondicionesdeextremapobrezaenquevivían
los churequeros (en su sentido más amplio, es aquel
individuo que recolecta en cualquier lugar todo tipo de
objetos desechados por sus dueños) que habitan cerca
del vertedero de basura de la capital, conocido como
Chureca, en Cooperación con la Agencia Española de
Cooperación Internacional para el Desarrollo (Aecid),
transformaron las condiciones indignas en que vivían
a través de la ejecución de un proyecto Desarrollo
Integral del barrio Acahualinca con un costo de 43,2
millones de euros con los componentes habitacional,
socioeconómico y ambiental. Este proyecto contó
Cultivo en curvas de nivel
Planta procesadora de
desechos sólidos
100
con la construcción de una moderna planta procesadora de desechos sólidos, donde
ahora trabajan los más de 450 padres y madres de familia de La Chureca, quienes antes
hurgaban la basura entre humo y podrición.
• Hacer cumplir la Legislación Ambiental de Nicaragua, la cual incluye La Ley Nº 217,
Ley General del Medio Ambiente y los Recursos Naturales, entre otras leyes.
LEY GENERAL DE AGUAS NACIONALES
TÍTULO I
DISPOSICIONES GENERALES
Capítulo I
Objeto y Ámbito de Aplicación
Artículo 1.- La presente Ley tiene por objeto establecer el marco jurídico institucional para
la administración, conservación, desarrollo, uso, aprovechamiento sostenible, equitativo
y de preservación en cantidad y calidad de todos los recursos hídricos existentes en el
país, sean éstos superficiales, subterráneos, residuales y de cualquier otra naturaleza,
garantizando a su vez la protección de los demás recursos naturales, los ecosistemas y
el ambiente.
Artículo 2.- Son objetivos particulares de esta Ley:
a) Ordenar y regular la gestión integrada de los recursos hídricos a partir de las cuencas,
subcuencas y microcuencas hidrográficas e hidrogeológicas del país.
b) Crear y definir las funciones y facultades de las instituciones responsables de la
administración del sector hídrico y los deberes y derechos de los usuarios, así como,
garantizar la participación ciudadana en la gestión del recurso.
c) Regular el otorgamiento de derechos de usos o aprovechamiento del recurso hídrico
y de sus bienes.
Artículo 3.- El agua es patrimonio nacional cuyo uso y disfrute se regula por la presente
Ley y su Reglamento. Las disposiciones contenidas en esta Ley son de orden público e
interés social en todo el territorio Nacional y aplicable a todo recurso hídrico, cualquiera
que sea el estado o condición en que se encuentre.
Con el fin de regular aspectos jurídicos particulares que no se contemplan en estas
disposiciones, se podrán aprobar Reglamentos Especiales subordinados a los principios,
objetivos y alcances de la presente Ley. Lo correspondiente a servicios de agua
potable, alcantarillado sanitario, generación de energía hidroeléctrica y de riego, serán
administrados por las instituciones sectoriales respectivas de conformidad a la legislación
vigente.
Artículo 4.- El servicio de agua potable no será objeto de privatización alguna, directa
101
o indirecta y será considerado siempre de carácter público. Su administración, vigilancia
y control estará bajo la responsabilidad y tutela del Estado a través de las instituciones
creadas para tales efectos o de las que se creen en el futuro.
Artículo 5.- Es obligación y prioridad indeclinable del Estado promover, facilitar y
regular adecuadamente el suministro de agua potable en cantidad y calidad al pueblo
nicaragüense, a costos diferenciados y favoreciendo a los sectores con menos recursos
económicos.
La prestación de este servicio vital a los consumidores en estado evidente de pobreza
extrema, no podrá ser interrumpida, salvo fuerza mayor, debiendo en todo caso
proporcionárseles alternativas de abastecimiento temporal, sean en puntos fijos o
ambulatorios. Tampoco podrán interrumpirse estos servicios a hospitales, centros de
salud, escuelas, orfelinatos, asilos para ancianos, centros penitenciarios, estaciones de
bomberos y mercados populares.
Artículo 6.- La presente Ley reconoce el derecho de los Pueblos Indígenas de todo el
territorio nacional y el de las Comunidades Étnicas de la Costa Atlántica, para el uso y
disfrute de las aguas que se encuentran dentro de sus tierras comunales de conformidad
con las leyes vigentes que las regulan.
LEY ESPECIAL DE DELITOS CONTRA EL MEDIO AMBIENTE
Y LOS RECURSOS NATURALES
CAPITULO I
DISPOSICIONES GENERALES
Artículo 6.- Contaminación del Suelo. Las personas naturales o jurídicas que de forma
dolosa, sin autorización correspondiente de la autoridad competente realicen directa o
indirectamente, o autoricen y permitan el descargue, depósito o infiltración de aguas
residuales, líquidos o materiales químicos o bioquímicos, desechos o contaminantes
tóxicos en los suelos, por lo que se ocasione o pueda ocasionar inminentemente daños a
la salud, a los recursos naturales, la biodiversidad, calidad del agua o a los ecosistemas
en general, se les impondrá una pena de seis meses a cinco años de prisión y multa en
córdobas equivalente entre un mil (U$ 1 000.00) a cincuenta mil dólares (U$ 50 000). Esto
sin menoscabo del pago de los daños causados a terceros.
Artículo 7.- Contaminación de Aguas. La misma pena del artículo anterior se impondrá a
las personas naturales o jurídicas que de forma dolosa, sin autorización correspondiente
de la autoridad competente, realicen directa o indirectamente, o autoricen y permitan el
descargue, depósito o infiltración de aguas residuales, líquidos o materiales químicos o
bioquímicos, desechos o contaminantes tóxicos en aguas marinas, ríos, cuencas y demás
depósitos o corrientes de agua, que ocasionen o puedan ocasionar inminentemente
daños a la salud, a los recursos naturales, la biodiversidad, calidad del agua o a los
ecosistemas en general.
102
Artículo 12.- Desechos Degradables o no Biodegradables. Las personas naturales
o jurídicas que de forma dolosa y sin la autorización correspondiente de la autoridad
competente,arrojencualquierclasedebasuraodesechosdegradablesynobiodegradables
de cualquier naturaleza a cauces pluviales, quebradas, ríos, lagos, lagunas, esteros,
cañadas, predios vacíos, vías públicas, plazas, parques, áreas verdes, playas o cualquier
otro lugar no autorizado para ese fin y que cause o pueda causar inminentemente graves
daños a la salud o al medio ambiente, será sancionado con multa equivalente en córdobas
de cincuenta dólares (U$ 50.00) a un mil dólares (U$ 1 000.00). En caso de personas
jurídicas la multa será el equivalente en córdobas de cinco mil dólares (U$ 5 000.00) a
cincuenta mil dólares (U$ 50 000.00), en caso de no pagar multa señalada se impondrá
la pena de prisión de seis meses a un año.
• Realizar campañas de Educación Ambiental para sensibilizar a toda la población a
nivel nacional.
¿Cómo realizar una Campaña de Educación Ambiental?
Una campaña es una acción planificada y organizada durante
un tiempo previamente determinado en la que se establecen una
serie de actividades: se organizan los estudiantes en promotores
o brigadistas ambientales, se capacitan, se determina la forma
en que se desarrollarán las acciones para lograr compromisos
de comportamientos a cambiar por ejemplo no botar basura en
la calle.
Las fases de la campaña de sensibilización ambiental son:
1. Primera fase: preparación de los promotores, brigadistas y comunicadores
ambientales, fortaleciendo capacidades en las temáticas a abordar en la campaña y
utilizando técnicas de aprendizaje participativas, por ejemplo: organizarse en círculos
de estudio en el aula de clase para analizar cada contenido planteado en la campaña
y decidir en consenso la forma en que van a motivar para los cambios de
comportamiento en los estudiantes.
2. Segunda fase: priorización de temáticas a desarrollar en la campaña.
Es importante considerar el papel que juegan el consejo de padres de familia y los
gabinetes de la familia, la comunidad y la vida en el desempeño de acciones dentro
de la campaña de sensibilización que se está proponiendo.
3. Tercera fase: elaboración de propuestas de acciones que logren que los estudiantes
asuman compromisos de cambios de comportamiento en el hogar, el centro de
estudio y la comunidad.
Proyecto Escuela Verde
103
4. Cuarta fase: ejecución de las acciones planificadas para el desarrollo de la campaña.
Se recomienda que entre estas acciones estén las visitas a cada una de las aulas
del centro de estudio y visitas casa a casa en la zona aledaña al centro.
5. Quinta fase: evaluación y divulgación de la campaña, esta fase es un proceso
periódico, durante todo el proceso de la campaña, en el que participan estudiantes,
docentes, consejo de padres de familia y gabinete de la familia, la salud y la vida,
además se divulgan las acciones y logros obtenidos en cada una de las fases.
Iniciar una campaña de educación ambiental implica hacer un acuerdo político
interinstitucional. Por esa razón, es importante definir un acuerdo o carta que comprometa
a las instituciones firmantes.
Para hacer una campaña de educación ambiental
se recomienda realizar lo siguiente:
• Diseñe un diagnóstico rápido de los problemas
ambientales del municipio.
• Definir qué temas se abordarán en la campaña.
• Invitar a las organizaciones e instituciones
presentes en el municipio, que deseen
participar en la campaña de educación ambiental.
• Establecer un plan de trabajo y cronograma
de las actividades entre las organizaciones e
instituciones que participarán en la campaña.
• Establecer un cronograma de las actividades, en
función de las organizaciones y representantes
responsables de su cumplimiento.
• Elaborar los materiales de la campaña.
• Establecer los medios (perifoneo, radio, etc).
• Establecer un plan mensual de seguimiento, para
evaluar los avances y cumplimientos de las actividades para determinado período.
Campaña de reforestación
104
Contenido para la redacción de un compromiso para una
campaña de Educación Ambiental
Nosotros los abajo firmantes, en representación de (la institución u organización) ______________
_______________________a la que pertenecemos, nos comprometemos a asumir como nuestra, la
campaña de Educación Ambiental para nuestro municipio.
En este sentido, aceptamos y nos declaramos obligados a cumplir los acuerdos y acciones que
debamos realizar, definiendo para ello, participantes, actividades y periodo de cumplimiento.
Dado en _______________ (nombre del municipio), a los (tantos) días del mes de (nombre del mes
en curso), de (número en letras del año en curso).
Firmantes,
____________________ ________________________ __________________
Nombre Institución que representa Cargo
En equipo, realice las siguientes actividades:
1. Diseñe una entrevista sobre los problemas ambientales que se presentan en Nicaragua
y en la comunidad. Deberán ser aplicadas a funcionarios del SINAPRED, MARENA,
MAGFOR, INAFOR o del alguna ONG que apoye acciones a favor del medio ambiente.
2. Elabore un informe escrito en equipo de trabajo, donde expresen los resultados de la
indagación.
3. En plenario, cada equipo presentará los resultados de su trabajo, haciendo énfasis
en la toma de conciencia del rol que cada uno debe jugar en pro de la preservación y
conservación del medio ambiente.
En equipo, realice una campaña de sensibilización en su comunidad para mantener
sano y saludable el medio ambiente.
“Los océanos son un Bien común de la Madre Tierra y de la
Humanidad porque constituyen los grandes depositarios de vida,
los reguladores de los climas y de la base física y química de la
tierra”.
Extraído de la Declaración Universal del Bien Común de la Tierra
y la Humanidad, febrero 2010.
Masachapa, Nicaragua
El buen funcionamiento de
los sistemas en la
vida del ser humano
El buen funcionamiento de
los sistemas en la
vida del ser humano
Sexta
Unidad
Sexta
Unidad
106
Sistema circulatorio humano
¿Qué entiende por la palabra circulatorio?
¿Sabe cómo funciona su sistema circulatorio?
¿Qué importancia tiene el sistema circulatorio en el cuerpo humano?
¿Qué función desempeña la sangre en el sistema circulatorio?
El sistema circulatorio es la estructura anatómica que comprende al sistema
cardiovascular que conduce y hace circular la sangre y al sistema linfático, que conduce
la linfa.
El Sistema Cardiovascular, está formado por un órgano central, que es el corazón y un
sistema de tubos o vasos: las arterias, los capilares y las venas.
El Sistema Circulatorio sirve para llevar los alimentos y el oxígeno a las células y para
recoger los desechos metabólicos que se han de eliminar después por los riñones, en
la orina y por el aire exhalado por los pulmones, rico en dióxido de carbono (CO2
). De
toda este transporte se encarga la sangre que está circulando constantemente. Además,
el aparato circulatorio tiene otras destacadas funciones: interviene en las defensas del
organismo, regula la temperatura corporal, entre otros.
Anatomía del corazón
El corazón alcanza en la edad adulta por término medio el peso de 270 gramos en el
hombre y 260 gramos en la mujer y es un poco más grande que una mano cerrada.
El corazón se encuentra entre los pulmones en el centro del pecho, detrás y levemente
a la izquierda del esternón. Una membrana fibro-serosa de dos capas, denominada
«pericardio» envuelve al corazón como una bolsa. La capa externa fibrosa del pericardio
rodea el nacimiento de los principales vasos sanguíneos del corazón y está unida a la
espina dorsal, al diafragma y a otros órganos cercanos por medio de ligamentos. La
capa interna (serosa) del pericardio está unida al músculo cardíaco. Una capa de líquido
separa las dos capas de la membrana, permitiendo que el corazón se mueva al latir a la
vez que permanece unido al cuerpo.
En pareja analice y conteste las siguientes preguntas:
107
El corazón tiene cuatro cavidades. Las cavidades
superiores se denominan aurícula izquierda y
aurícula derecha y las cavidades inferiores se
denominan ventrículo izquierdo y ventrículo
derecho. Una pared muscular denominada
tabique separa las aurículas izquierda y derecha
y los ventrículos izquierdo y derecho.
El ventrículo izquierdo es la porción del corazón
con mayor cantidad de tejido muscular, para
impulsar la sangre oxigenada a través de la
válvula aórtica hacia el resto del cuerpo.
Vena cava
superior
Aorta
Arteria
pulmonar
Auricula
derecha Válvula
pulmonar
Válvula
tricúspide
Vena cava
inferior
Ventrículo
derecho
Válvula
aórtica Ventrículo
izquierdo
Válvula
mitral
Vena
pulmonar
Las válvulas cardíacas
Las válvulas que controlan el flujo de la sangre por el corazón son cuatro:
• La válvula tricúspide controla el flujo sanguíneo entre la aurícula derecha y el ventrículo
derecho.
• La válvula pulmonar controla el flujo sanguíneo del ventrículo derecho a las arterias
pulmonares, las cuales transportan la sangre a los pulmones para oxigenarla.
• La válvula mitral permite que la sangre rica en oxígeno proveniente de los pulmones
pase de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo.
• La válvula aórtica permite que la sangre rica en oxígeno pase del ventrículo izquierdo
a la aorta, la arteria más grande del cuerpo, la cual transporta la sangre al resto del
organismo.
En algunas cardiopatías congénitas persiste una comunicación entre los ventrículos con
la consiguiente mezcla de sangre rica y pobre en oxígeno, al no cerrarse completamente
el tabique interventricular durante el desarrollo fetal, se conoce como mal azul.
¿Para qué nos sirve el corazón?
¿Cómo se había imaginado que era el corazón?
Lee y responda
Se ha preguntado ¿cómo funciona el corazón en su cuerpo?
108
Funcionamiento del corazón
El corazón tiene dos movimientos: uno de contracción
llamado sístole y otro de dilatación llamado diástole. Pero
la sístole y la diástole no se realizan a la vez, en estos
movimientos se distinguen tres tiempos:
Sístole auricular: se contraen las aurículas y la sangre
pasa a los ventrículos que estaban vacíos.
Sístole ventricular: los ventrículos se contraen y la sangre
que no puede volver a las aurículas por haberse cerrado
las válvulas bicúspide y tricúspide, sale por las arterias
pulmonares y aorta. Éstas también tienen sus válvulas
llamadas válvulas sigmoideas, que evitan el reflujo de la
sangre.
Diástole general: las aurículas y los ventrículos se dilatan
y la sangre entra de nuevo a las aurículas. Los golpes que
se producen en la contracción de los ventrículos originan
los latidos, que en el ser humano oscilan entre 70 y 80
latidos por minuto.
Sístole ventricular
la sangre sale a las
arterias
Diástole general
la sangre vuelve a las
aurículas
Sístole auricular
la sangre pasa a
a los ventrículos
¿Cómo se le llama a los movimientos del corazón?
¿En qué consiste el movimiento de sístole auricular?
¿En qué consiste el movimiento sístole ventricular?
Los vasos sanguíneos
Los vasos sanguíneos (arterias, capilares y venas) son conductos musculares elásticos
que distribuyen y recogen la sangre de todos los rincones del cuerpo.
Se denominan arterias a aquellos vasos sanguíneos que llevan la sangre rica en oxígeno,
desde el corazón hasta los órganos corporales.
109
Las grandes arterias que salen desde los ventrículos del corazón van ramificándose y
haciéndose más finas hasta que se convierten en capilares, los capilares son vasos tan
finos que a través de ellos se realiza el intercambio gaseoso y de sustancias entre la
sangre y los tejidos.
Vasos sanguíneos
Endotelio
Músculo liso
Tejido conectivo
Arteriola
(conecta las arterias
con los capilares)
Vénula
(conecta las venas
con los capilares)
Capilares
(intercambio de gases,
nutrientes, residuos y hormonas)
Las venas: son vasos de paredes delgadas y poco elásticas que recogen la sangre y la
devuelven al corazón, desembocan en las aurículas.
Los glóbulos rojos, también denominados eritrocitos o hematíes, se encargan de la
distribución del oxígeno molecular (O2
). No tienen núcleo, por lo que se consideran células
muertas. Los hematíes tienen un pigmento rojizo llamado hemoglobina que les sirve para
transportar el oxígeno desde los pulmones a las células. Una insuficiente fabricación de
hemoglobina o de glóbulos rojos por parte del organismo, da lugar a una anemia, de
origen variable, pues puede deberse a un déficit nutricional, a un defecto genético o a
otras causas.
Los glóbulos blancos o leucocitos tienen una destacada función en el Sistema
Inmunológico al efectuar trabajos de limpieza (fagocitos) y defensa (linfocitos). Son
mayores en tamaño que los hematíes, pero menos numerosos (unos siete mil por milímetro
cúbico), son células vivas que se trasladan, se salen de los capilares y se dedican a
destruir los microbios y las células muertas que encuentran en el organismo. También
producen anticuerpos que neutralizan los microbios que producen las enfermedades
infecciosas.
Las plaquetas o trombocitos son fragmentos de células muy pequeños, sirven para
taponar las heridas y evitar hemorragias.
110
Las células sanguíneas se forman en la médula ósea, se originan como célula madre.
La "célula madre" (o célula hematopoyética) es la fase inicial de todas las células
sanguíneas. La médula ósea es el material esponjoso del interior de los huesos que
produce aproximadamente el 95 por ciento de las células sanguíneas del cuerpo.
Existen otros órganos y sistemas en nuestro cuerpo que ayudan a regular las células
sanguíneas. Los ganglios linfáticos, el bazo y el hígado ayudan a regular la producción,
destrucción y diferenciación de las células (desarrollando una función específica). El
proceso de producción y desarrollo de nuevas células se denomina hematopoyesis.
Circulación general de la sangre
¿Sabe como ocurre el recorrido de la sangre en nuestro cuerpo? ¡Prepárese para
un paseo en nuestro cuerpo!
Analice la ilustración
111
El corazón es como una bomba, impulsa la sangre por todo el organismo, realiza su
trabajo en fases sucesivas. Primero se llenan las cámaras superiores o aurículas, luego se
contraen, se abren las válvulas y la sangre entra en las cavidades inferiores o ventrículos.
Cuando están llenos, los ventrículos se contraen e impulsan la sangre hacia las arterias.
El corazón late unas setenta veces por minuto y bombea todos los días unos 10 000 litros
de sangre.
La circulación de la sangre puede dividirse en dos ciclos, tomando como punto de partida
el corazón.
• Circulación mayor o circulación somática o general. El recorrido de la sangre comienza
en el ventrículo izquierdo del corazón, cargada de oxígeno, y se extiende por la arteria
aorta que se divide en:
Después de que la Arteria Aorta sale del ventrículo izquierdo, se divide en:
Arteria Carótida: aportan sangre oxigenada a la cabeza.
Arteria Subclavias: aportan sangre oxigenada a los brazos.
Arteria Hepática: aporta sangre oxigenada al hígado.
Arteria Esplénica: aporta sangre oxigenada al bazo.
Arteria Mesentéricas: aportan sangre oxigenada al intestino.
Arteria Renales: aportan sangre oxigenada a los riñones.
Arteria Ilíacas: aportan sangre oxigenada a las piernas.
Cabe destacar que el llenado de sangre de las aurículas ocurre a la vez en ambas
cámaras. El vaciado de la sangre también es simultáneo.
Las ramas de la aorta se extienden hasta el sistema capilar donde se realiza el intercambio
gaseoso y de sustancias entre la sangre y los tejidos, una vez que se da este intercambio
sangre-tejidos a través de la red capilar, los capilares van reuniéndose en vénulas y
venas por donde la sangre pobre en oxígeno, regresa a las aurículas del corazón.
De forma individual
En un cuadro sinóptico represente el funcionamiento del corazón.
Prepare un resumen de la circulación de la sangre.
Comparte tus resultados con las compañeras y los compañeros de clase.
En equipo
Observe la ilustración y describa el proceso de oxigenación de la sangre, para que
se pueda orientar mejor haga su propio dibujo.
Observa el gráfico ¿Dónde inicia la arteria aorta?
112
En la aurícula derecha desembocan:
La vena cava superior, formadas por la yugular que viene de la cabeza y la subclavias
(venas) que proceden de los miembros superiores.
La vena cava inferior, que recoge la sangre de las piernas a través de las venas iliacas,
la venas renales que recoge la sangre que viene del riñón y la venas supra-hepáticas que
recoge la sangre que viene del hígado. La coronaria que rodea al corazón.
Cuando la sangre llega a la aurícula derecha, es de color rojo oscuro por ir cargada de
dióxido de carbono, producto de la respiración de las células de todo el cuerpo. Se llama
sangre venosa.
Continuando con el recorrido de la sangre note en el gráfico que una vez llena la aurícula
derecha de esta sangre, se contrae y la sangre pasa al ventrículo derecho. Una vez lleno
el ventrículo derecho, se contrae y la sangre venosa sale a través de la arteria pulmonar
hacia los pulmones. En los pulmones desprende el dióxido de carbono y toma oxígeno.
Observa el gráfico ¿Dónde inicia la arteria pulmonar?
El ciclo de la circulación general, se completa cuando la sangre oxigenada (coloreada en
rojo) procedente de los pulmones, sale de éste a través de las cuatro venas pulmonares,
las cuales llevan la sangre oxigenada a la aurícula izquierda, la aurícula se contrae y la
sangre pasa al ventrículo izquierdo. El ventrículo izquierdo se contrae y la sangre sale de
este ventrículo a través de la arteria aorta a todo el cuerpo.
La arteria aorta lleva la sangre oxigenada a todo el
cuerpo. Ésta, es de color rojo claro y se le denomina
sangre arterial.
• Circulación menor, se le denomina así al ciclo
que describe la sangre venosa que llega a través
de las venas cavas, a la aurícula derecha, pasa
al ventrículo derecho. Sale del ventrículo derecho
a través de las arterias pulmonares que la lleva
a los pulmones, donde se oxigena o se carga de
oxígeno y descarga el dióxido de carbono.
La vuelta descrita por la sangre es del corazón a los
pulmones por su corto recorrido recibe el nombre de
circulación menor.
Circulación Menor
Pulmón derecho
Vena
pulmonar
Sangre con
CO2
Corazón
Circulación Mayor
Pulmón izquierdo
Arteria
pulmonar
Sangre con
oxigeno
hacia todo
el cuerpo
Red de
capilares
113
La sangre componentes y función
La sangre es un tejido líquido,
compuesto por una parte líquida
formada por agua y sustancias
orgánicas e inorgánicas (sales
minerales) disueltas, que forman
el plasma sanguíneo y otra parte
corpuscular formada por tres tipos
de células sanguíneas: glóbulos
rojos, glóbulos blancos y plaquetas o
trombocitos.
El plasma sanguíneo es la parte
líquida de la sangre. Es salado, de
color amarillento y en él flotan los demás componentes de la sangre, también lleva los
alimentos y las sustancias de desecho recogidas de las células. El plasma, cuando se
coagula la sangre, origina el suero sanguíneo.
Composición de la sangre
Leucocito
basófilo
Leucocito
eosinófilo
Monocito Linfocito
Plasma
Plaquetas o
trombocitos
Leucocito
neutrófilo
Globulo rojo o
hematíes o
eritrocitos
Plasma
(60%)
Glóbulos
blancos
Glóbulos
rojos
El sistema linfático
El sistema linfático consiste en un sistema de transporte
semejante al sistema circulatorio con la diferencia de
que no es un sistema cerrado sino que se inicia en
los tejidos corporales, continúa por los vasos linfáticos
y desemboca finalmente en el torrente sanguíneo,
concretamente en la vena cava superior y en la vena
subclavia izquierda, realizando, por tanto, un trayecto
unidireccional.
El sistema linfático está formado por:
• La linfa.
• Los vasos linfáticos.
• Los ganglios linfáticos.
La linfa
La linfa es un líquido incoloro compuesto de plasma
sanguíneo, glóbulos blancos, proteínas, grasas y
sales, es la parte de la sangre que se escapa de los
vasos capilares sanguíneos al ser éstos porosos. Se
transporta desde los tejidos hasta dos grandes venas a
través de los vasos linfáticos.
Amígdalas
Timo
Nodo
linfático
Bazo
Vaso
linfático
Médula
ósea
Tejidos linfáticos. Los tejidos linfáticos
están situados por todo el cuerpo.
114
En el sistema linfático no existe una bomba que impulse la linfa, a diferencia de lo que
ocurre en el aparato circulatorio sino que se mueve, aprovechando las contracciones
musculares. Ello es posible porque los vasos linfáticos se sitúan entre el tejido muscular y
al realizar el cuerpo movimientos cotidianos o comunes, es cuando se activa la circulación
linfática siendo muchísimo más lenta que la sanguínea.
Los vasos linfáticos
Los vasos linfáticos son los conductos con forma de rosario por las muchas válvulas que
llevan, por ellos circula la linfa y son muy similares a las venas ya que están formados
por tejido conjuntivo y unas válvulas en las paredes que evitan el retroceso de la linfa.
Los vasos linfáticos, según van penetrando en los tejidos corporales, se van haciendo
cada vez más pequeños y más finos hasta convertirse en capilares linfáticos. Aquí es
donde se recogen las sustancias que no pueden ir por la sangre debido a que su tamaño
les impide atravesar la pared del vaso sanguíneo siendo transportadas a través de los
vasos linfáticos que se van haciendo cada vez más grandes según se van acercando al
final del trayecto.
Los vasos linfáticos convergen en dos troncos principales:
• Conducto linfático derecho que recoge toda la linfa de la parte superior del cuerpo.
• Conducto linfático torácico que recoge la linfa del lado izquierdo del cuerpo.
Los ganglios linfáticos
Los ganglios linfáticos son nódulos pequeños en forma de fríjol con un tamaño inferior a
un centímetro que en condiciones normales no se llegan a palpar.
Se encuentran formando racimos en varias zonas del cuerpo como el cuello, las axilas,
las ingles, el tórax y el abdomen.
Funciones de los ganglios linfáticos:
• Filtrar la linfa de sustancias extrañas, como bacterias y células cancerosas, y
destruirlas.
• Producir glóbulos blancos, como linfocitos, monocitos y células plasmáticas,
encargados de destruir a las sustancias extrañas.
Cuando hay una infección en el organismo, los ganglios linfáticos aumentan su tamaño
debido a la producción adicional de glóbulos blancos para hacer frente a la misma.
115
Al hacerse más grande es cuando se pueden llegar a palpar y es un indicador de que
nuestro cuerpo está respondiendo.
Si pasado un tiempo el ganglio no vuelve a la normalidad o, incluso aumenta más de
tamaño, habría que acudir al médico para que valorara la situación.
El linfoma es un cáncer del sistema linfático y normalmente se manifiesta por el aumento
de tamaño de los ganglios, llamándose adenopatías, de ahí la importancia de acudir al
médico con la aparición y palpación de un ganglio.
El sistema linfático constituye una parte muy importante del sistema inmunológico, es
el encargado de defendernos de las agresiones externas, debido a la función de los
órganos linfoides. Los órganos linfoides pueden ser primarios o secundarios.
Órganos linfoides primarios
En los órganos linfoides primarios es donde maduran los linfocitos y son el timo y la
médula ósea.
El timo es una glándula formada por dos lóbulos y situada detrás del esternón. Su función
es la maduración de los linfocitos T.
La médula ósea es el tejido donde se fabrican las células de la sangre, glóbulos rojos,
glóbulos blancos y plaquetas. Se encuentra en el interior de los huesos y es donde
maduran los linfocitos B.
Órganos linfoides secundarios
En los órganos linfoides secundarios es donde se presentan las sustancias extrañas o
antígenos y se inicia la respuesta inmune específica. Son los ganglios linfáticos, el bazo
y el MALT.
Los ganglios linfáticos producen glóbulos blancos ante la presencia de un antígeno.
El bazo está situado en el lado izquierdo de la cavidad abdominal y formado por la pulpa
blanca, correspondiente al tejido linfoide y la pulpa roja, a los vasos sanguíneos. Su función
inmunológica consiste en la producción de anticuerpos y la destrucción de bacterias.
El MALT que es el tejido linfoide asociado a mucosas, se encuentra en el tracto
gastrointestinal, respiratorio y genitourinario.
Funciones del sistema linfático:
• Transportar el líquido de los tejidos que rodea a las células, principalmente sustancias
proteicas, a la sangre porque debido a su tamaño no pueden atravesar la pared del
vaso sanguíneo.
116
Lea y reflexione
Con su equipo de trabajo. Comente y responda.
¿Por qué es importante que las personas donen sangre? ¿Qué podría suceder en
un país donde no esté organizado el proceso para la donación de sangre?
• Recoger las moléculas de grasa absorbidas en los capilares linfáticos que se
encuentran en el intestino delgado.
Importancia de la donación de sangre
La sangre no se puede fabricar y es imprescindible para
el tratamiento de muchas enfermedades y actividades
médicas. En un accidente de tráfico se pueden necesitar
¡hasta 30 donaciones! En una intervención quirúrgica
¡hasta 20 donaciones! En un trasplante de hígado ¡hasta
170 donaciones! Un enfermo de leucemia puede necesitar
¡hasta 250 donaciones!
Porque la más avanzada tecnología no ha sido capaz de
producir este elemento esencial para la vida. La única
posibilidad de obtenerla es gracias a la generosidad personal del ser humano, único
capaz de fabricarla en su propio organismo.
La cantidad de sangre de una persona está en relación con su edad, peso, sexo y altura,
una persona adulta se puede considerar que tiene entre 4 y 6 litros de sangre.
Todos los órganos del cuerpo humano funcionan gracias a la sangre que circula por
arterias, venas y capilares.
Se necesita sangre para salvar vidas y si tienes la edad necesaria, puedes donar sangre,
es seguro, es fácil y es un regalo que marca una diferencia, donar sangre solo toma cerca
de una hora, pero una donación tiene el potencial de salvar tres vidas.
Pregunte en casa, tal vez no lo sepa pero probablemente alguien en su familia, amigos
o vecinos hayan recibido sangre, las personas siempre están necesitando, es posible
que gente cercana a ti se beneficie con tu donación, como la sangre humana no tiene
sustitutos, las transfusiones sólo pueden realizarse con la ayuda de donantes voluntarios,
hombres y mujeres que desinteresadamente dedican una hora de su tiempo para ayudar
a salvar una vida.
Voluntario donando sangre
117
Una persona sana puede donar medio litro de sangre, tres, cuatro y hasta seis veces
al año, escuchemos a personas que donaron sangre, ellas pueden decirle por qué lo
hicieron y qué ha significado, también escucharemos el testimonio de personas a las que
una donación les salvó la vida y hoy pueden compartir sus experiencias con nosotros.
“Hace poco tiempo, yo necesité sangre y pensé que nunca la necesitaría, pero la realidad
es que muchos de nosotros que pensamos que nunca la vamos a necesitar, lo hacemos.
Debido a una infección que tuvo mi hermano, él recibió sangre periódicamente y lleva
más de un año recibiéndola”.
Grupos sanguíneos
La sangre se clasifica según las proteínas globulares y plasma que normalmente causan
reacciones de inmunidad. La sangre humana puede clasificarse en cuatro grupos
sanguíneos que se nombran con las letras: A, B, O y AB.
La identificación de los grupos sanguíneos supuso un hecho muy importante, tanto por
las numerosas contribuciones al establecimiento de los principios genéticos, como por su
importancia en las transfusiones.
El Sistema ABO
Se han descrito cuatro combinaciones
esenciales de hematíes y plasma, que
definen los cuatro grupos sanguíneos que
se conocen con las letras O, A, B y AB.
En cada uno de los grupos descubiertos,
los hematíes tienen en su superficie
una sustancia llamada antígeno, que es
diferente a cada grupo.
El grupo A tiene el antígeno A, el grupo B
tiene el antígeno B, el grupoAB tiene los dos
antígenos y el grupo O no tiene antígeno.
En el año 1940, se detecta la
existencia de un nuevo antígeno en
la membrana de los hematíes de la
mayoría de la población.
Este antígeno es llamado Rh, ya
que las primeras investigaciones se
llevaron a cabo experimentando con
un simio del tipo Macaccus Rhesus.
Se observó que al inyectar hematíes
humanos a estos simios, producían
un anticuerpo que era capaz de
reaccionar aglutinando los hematíes
en el 85 % de la población.
De forma individual
Converse con su familia sobre cuáles son los tipos de sangre que tiene cada uno
de los miembros.
Pregunte si alguna persona de su familia ha necesitado que se le haga una
transfusión sanguínea y que han hecho para resolver esta situación.
Dialogue con sus amigos y familiares sobre cuáles son las enfermedades que
afectan al sistema cardiovascular.
118
Enfermedades cardiovasculares
Enfermedad Descripción Síntomas
Insuficiencia cardíaca El bombeo inadecuado hace
que la circulación disminuya
en todo el cuerpo y la sangre
se acumula en las venas.
También se junta en los
pulmones.
1. Falta de aire durante el
ejercicio físico.
2. Cansancio.
3. Falta de aire al estar
recostado.
4. Hinchazón de las venas
del cuello.
5. Hinchazón e inflamación
de los pies, tobillos, manos
y pies.
Hipertensión arterial La fuerza que la sangre
efectúa sobre la pared de
las arterias puede no ser
constante. Los antecedentes
familiares, la falta de actividad
física, la ingesta de sal en los
alimentos son factores que
provocan esta alteración que
ocasiona daños en el corazón,
riñones y retina.
1. Dolor de cabeza.
2. Mareos.
3. Decaimiento.
4. Visión borrosa.
Infarto al miocardio Consiste en el bloqueo de
las arterias que transportan
la sangre y oxígeno a los
órganos.
Dolor opresivo.
Arteriosclerosis
(Endurecimiento de las
arterias)
Son las arterias que están
estrechas o bloqueadas y en
las cuales se deposita grasa
o colesterol en sus paredes
internas. Su desarrollo es
silencioso y no suele presentar
dolor.
Es más frecuente en la
Aorta abdominal y en las
ramificaciones renales y
las arterias coronarias y
cerebrales.
Afecta el vaso, páncreas,
glándulas suprarrenales y
riñón.
Síntomas más frecuente es la
hipertensión arterial.
Várices Dilataciones venosas que
dificultan el retorno eficaz de
la sangre al corazón.
Dolor de piernas y sensación
de piernas pesadas.
Permanecer mucho tiempo de
pies o sentado, sensación de
quemazón y hormigueo en las
piernas.
119
Medidas de prevención de enfermedades del Sistema Circulatorio
1. Evitar estar mucho tiempo de pie pues esto provoca várices.
2. Evitar los excesos de grasas en la alimentación.
3. La alimentación no debe estar cargada de proteínas porque provoca
endurecimiento en las paredes de las arterias, enfermedad llamada
arterioesclerosis.
4. Evitar alimentarse con comidas muy condimentadas.
5. Bañarse diariamente para mantener limpia la piel, es necesario para
eliminar las suciedades acumuladas y los productos de descomposición
del sudor.
6. Realizar ejercicio físico.
Experiencias nicaragüenses
Avances en el sistema de salud que ayudan a preservar la vida
En el Hospital Infantil Manuel de Jesús Rivera La Mascota,
con el apoyo de la solidaridad internacional y de los médicos
nicaragüenses, se han efectuado cirugías a corazón
abierto, informó el Doctor Gerardo Mejía.
El galeno dijo que en enero de este año con el apoyo de
la brigada del Hospital del Niño de Denver, Colorado, se
efectuaron diez operaciones y en febrero ocho cirugías
realizadas por miembros del Hospital de la Timone (de
Marsella, Francia); más dos efectuadas por personal médico nacional, las que suman 20
procedimientos de esta naturaleza.
El Doctor Mejía agregó que para cumplir la meta de 150 cirugías en el 2011, el Gobierno
Sandinista gestionó fondos con el Gobierno de Taiwán para la compra de materiales y
equipos que permiten ayudar a las familias que tienen niños con defectos congénitos del
corazón, ya que son cirugías de muy alto costo en el mercado internacional.
Afirmó que como parte de la política de gratuidad total de la salud de parte del Gobierno
que preside el Comandante Daniel Ortega, “no se cobra ningún centavo por estas
operaciones”, que en el extranjero tienen un costo de casi 10 mil dólares.
120
El Hospital Infantil “La Mascota” tienen programadas otras jornadas de cirugías de
corazón abierto. Con el apoyo de una brigada que llegará de Bélgica. Así mismo el equipo
de Denver, Colorado estará nuevamente en nuestro país y con los recursos nacionales
también se continuarán haciendo operaciones. El año 2010 se realizaron 42 cirugías de
corazón abierto.
¿Qué es la leucemia?
Cuando las células sanguíneas inmaduras (los blastos) proliferan, es decir, se reproducen
de manera incontrolada en la médula ósea y se acumulan tanto ahí como en la sangre,
logran reemplazar a las células normales. A esta proliferación incontrolada se le denomina
leucemia.
Síntomas
Los primeros síntomas son cansancio, falta de apetito o fiebre intermitente. A medida que
la afección avanza aparece dolor en los huesos, como resultado de la multiplicación de las
células leucémicas en el sistema óseo. También aparece anemia, cuyas características
son palidez, cansancio y poca tolerancia al ejercicio, fruto de la disminución de glóbulos
rojos.
Asimismo, la reducción del número de plaquetas provoca hemorragias esporádicas y
la aparición de manchas en la piel (petequias) o grandes hematomas, a consecuencia
de hemorragia causada por golpes leves. Además, pueden presentarse hemorragias a
través de nariz, boca o recto. Una de las hemorragias más graves es la que se presenta a
nivel cerebro, la cual puede ocurrir si el número de plaquetas desciende en forma severa.
Otra posible consecuencia es la baja en el número de glóbulos blancos (leucocitos),
situación que repercute en las defensas del niño contra las infecciones.
Existen cuatro tipos principales de leucemia, denominados en función de la velocidad de
progresión y del tipo de glóbulo blanco al que afectan. Las leucemias agudas progresan
rápidamente; las leucemias crónicas se desarrollan de forma lenta. Las leucemias linfáticas
afectan a los linfocitos; las leucemias mieloides (mielocíticas) afectan a los mielocitos.
El tratamiento recomendado en este tipo de padecimiento es la quimioterapia. En ésta se
emplean diversos medicamentos especiales destinados a destruir las células leucémicas.
Dicho tratamiento tiene tres fases: la de inducción a la remisión, la de consolidación y la
de mantenimiento. En la fase de inducción a la remisión, cuya duración es de cuatro a
cinco semanas, se intenta destruir la mayor cantidad de células malignas.
Cuando ocurre la remisión, es decir el control temporal de la afección, el niño suele
lucir normal, ya que los síntomas de la leucemia desaparecen. En ciertas ocasiones
la remisión es apenas parcial, por esta razón algunos síntomas no desaparecen del
todo. Sólo un pequeño porcentaje de los pacientes no logra entrar en remisión. La fase
de consolidación dura de dos a tres semanas, mientras que la de mantenimiento debe
llevarse a cabo hasta completar tres años de tratamiento.
121
En 1993 nace la Comisión Nicaragüense de Ayuda al Niño con Cáncer (CONANCA). Esta
es una asociación humanitaria, no gubernamental, con personería jurídica y sin fines
de lucro fundada por un grupo de damas voluntarias interesadas en ayudar a la niñez
nicaragüense que padece la terrible enfermedad de cáncer y leucemia.
Las (os) niñas (os) con cáncer de toda Nicaragua son atendidos en el Departamento de
Hemato-Oncología del Hospital del Niño Manuel de Jesús Rivera “La Mascota”, ubicado
en Managua, siendo éste el único centro asistencial en el país que cuenta con esta
especialidad y consta de 3 áreas: Oncología con 15 camas, Hematología con 15 camas
y un Albergue con 10 camas. En este momento el hospital atiende 1 500 casos de niños
con cáncer y un promedio de 5 000 consultas externas anuales, cada año se diagnostican
200 casos nuevos.
Comenta con tu familia de las operaciones a corazón abierto, así como de la organización
CONANCA.
Sistema respiratorio
Lea y comente
Has contado cuántas veces respiras en el día.
Exprese su opinión, ¿respiran la misma cantidad de veces una persona adulta y un niño
o niña?
Despiertos o dormidos, no tenemos que pensar en respirar: es tan necesario para vivir
que se hace automáticamente. Cada día, respiramos aproximadamente 20 000 veces,
y para cuando tengamos 70 años habremos aspirado al menos 600 millones de veces.
¿Por qué es importante la respiración?
Sistema respiratorio
122
Órganos del sistema respiratorio
La respiración no podría producirse sin la ayuda del sistema respiratorio, que incluye
nariz, garganta, laringe, tráquea, bronquios (bronquiolos) y pulmones. Cada vez que
respiramos, tomamos aire rico en oxígeno por la nariz y la boca. Los pulmones se llenan
y se vacían constantemente. Y aunque el aire que respiramos esté sucio o contaminado,
nuestro sistema respiratorio puede defenderse de las sustancias y organismos extraños
que penetran por la nariz y la boca. Los contaminantes se exhalan de nuevo, se tosen, se
tragan, salen por los intestinos o son destruidos por los jugos gástricos o devorados por
los macrófagos, un tipo de célula de la sangre que recorre el cuerpo buscando gérmenes
para destruirlos.
Si no respiramos, no podríamos vivir. Es la función más importantes que el sistema
respiratorio desempeña.
Características estructura y función del aparato respiratorio
La respiración es sólo una parte del intercambio de gases CO2
y O2
. El aparato
cardiovascular tiene que transportar los gases y debe producirse el intercambio gaseoso
en las células.
El aire se puede inhalar por la nariz (que es lo
recomendable) y también por la boca. Estas dos
vías respiratorias se unen en la faringe en la parte
posterior de la nariz y la boca. La faringe es común
para el sistema digestivo y respiratorio, porque
transporta tanto alimento como aire. En la base de
la faringe, este conducto se divide en dos, uno para
el alimento, el esófago, que llega hasta el estómago
y el otro para el aire. La epiglotis es una pequeña
lengüeta de tejido que cubre el conducto del aire
cuando tragamos, evitando que la comida y el
líquido penetren en la tráquea.
La laringe, o caja de la voz, es la parte superior del
conducto del aire. Este pequeño tubo contiene un
par de cuerdas vocales que vibran para producir sonidos. La tráquea se extiende hacia
abajo desde la base de la laringe. Parte de ella lo hace por el cuello y parte, por la cavidad
torácica. Las paredes de la tráquea están reforzadas con rígidos anillos cartilaginosos
que la mantienen abierta. La tráquea también está revestida de cilios, que eliminan los
fluidos y las partículas extrañas que hay en la vía respiratoria para que no entren en los
pulmones.
En su extremo inferior, la tráquea se divide a izquierda y derecha en conductos de aire
denominados bronquios, que están conectados a los pulmones. En el interior de los
pulmones, los bronquios se ramifican en bronquios más pequeños e incluso en conductos
más pequeños denominados bronquiolos.
Exhalación Inhalación
Pulmón
Diafragma
123
Los bronquiolos terminan en minúsculas bolsas de aire denominadas alvéolos, donde
tiene lugar el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono (hematosis). Cada pulmón
alberga alrededor de unos 300 ó 400 millones de alvéolos. Los pulmones también
contienen tejidos elásticos que les permiten inflarse y desinflarse sin perder la forma, y
están cubiertos de una membrana denominada pleura. Esta red de alvéolos, bronquiolos
y bronquios se conoce como árbol bronquial.
El diafragma, que separa el tórax del abdomen, juega un papel muy importante en la
respiración. Se mueve hacia abajo cuando inhalamos, aumentando la capacidad de la
cavidad torácica. Cuando exhalamos, el diafragma se mueve hacia arriba, lo que hace
que la cavidad torácica reduzca su tamaño y los gases de los pulmones suban y salgan
por la nariz y la boca.
El diafragma es un potente músculo que atraviesa el tórax por debajo de los pulmones y
ayuda en la respiración. El diafragma con sus movimientos dilata o comprime la cavidad
torácica. Esta dos acciones las hacemos continuamente y de manera alterna, es decir
una vez para inhalar el oxígeno y la siguiente para expulsar el bióxido de carbono.
Intercambio de gases
El mecanismo de intercambio gaseoso del organismo con el exterior presenta dos etapas:
• La ventilación pulmonar.
• El intercambio de gases en los pulmones.
La ventilación pulmonar
Ésta consiste en: la inspiración, o entrada de aire a los pulmones y la espiración, o salida
de aire, se realiza pasivamente.
El intercambio de gases en los pulmones se realiza debido a la diferente concentración
de gases que hay entre el exterior y el interior de los alvéolos; por ello, el O2
(oxígeno)
pasa al interior de los alvéolos y el CO2
(bióxido de carbono) pasa al ambiente mediante
los conductos respiratorios.
El intercambio de gases entre el aire alveolar y la
sangre. Se da cuando la sangre llega a los pulmones
ésta tiene un alto contenido en bióxido de carbono
(CO2
) y muy escaso en oxigeno (O2
). El O2
pasa
por difusión a través de las paredes alveolares y
capilares a la sangre. Allí es transportado por la
hemoglobina, localizada en los glóbulos rojos, que
lo llevará hasta las células del cuerpo donde por
el mismo proceso de difusión pasará al interior de
cada célula de los tejidos de nuestro cuerpo.
Glóbulo rojo
HbO2
Capilar sanguíneo
Alvéolo
pulmonar
Células
del cuerpo
O2
O2
O2
O2
Hb
124
El oxígeno que ha sido cedido a los tejidos, es rápidamente utilizado por ellos, dándose
la respiración celular, consistente en que los azúcares, grasas y proteínas reaccionan con
el oxígeno (O2
), obteniéndose como producto el bióxido de carbono (CO2
), agua (H2
O)
y energía en forma de ATP (Adenosín trifosfato)
Enfermedades que afectan el sistema respiratorio
El sistema respiratorio puede ser afectado por enfermedades que se dan en las fosas
nasales, garganta, faringe, tráquea, bronquios o en los pulmones.
Tuberculosis, esta enfermedad es producida por una bacteria llamada bacilo de Koch.
Además del hombre puede atacar a los animales, especialmente ganado vacuno, por lo
cual existe el peligro de que la leche sea vector de infecciones.
En el hombre la infección más común se observa en los pulmones (tuberculosis pulmonar
o tisis), puede también afectar la piel (lupus), los huesos, los glangios, etc.
En los pulmones el bacilo de koch produce unas lesiones en forma de pequeñas cavernas
que se expanden destruyendo el tejido pulmonar, provocando a menudo hemorragias.
Masas de bacterias son eliminadas por el esputo y la tos, contaminando a las personas y
a todos los objetos que rodean al enfermo.
Las gotitas de saliva que los enfermos exhalan al toser o al hablar invaden el ambiente;
y el esputo, cayendo en el suelo se secan, se pulveriza y disemina en el aire millones de
microbios. Las moscas constituyen también agentes muy importantes de transmisión.
El enfermo de tuberculosis padece una sensación de cansancio constante, su
temperatura se eleva en algunas décimas por la tarde y por la noche le sobreviene una
intensa sudoración. Manifiesta enflaquecimiento y accesos de tos con expectoraciones
amarillentas y sanguinolentas. Si no es atendido médicamente, con el tiempo se vuelve
más débil y anémico hasta que muere.
El Ministerio de Salud tiene un Programa de Control de Tuberculosis para atender a las
personas afectadas con esta enfermedad, en las unidades de salud:
• Identifican a los pacientes que presentan los síntomas.
• Realizan los exámenes correspondientes.
• Se les da su tratamiento en el puesto o centro de salud.
125
Es un tratamiento que el MINSA denomina tratamiento supervisado, dado que tiene un
alto costo, el paciente se lo toma en las unidades de salud.
La prioridad más importante del Programa de Control de Tuberculosis de Nicaragua, es la
captación temprana y el tratamiento adecuado de pacientes con tuberculosis.
Infecciones Respiratorias Agudas (IRA)
Las infecciones respiratorias agudas (IRA) representan uno de los problemas principales
de salud entre los niños menores de cinco años de los países en desarrollo. En la Región
de las Américas, las IRA se ubican entre las primeras cinco causas de defunción en
menores de cinco años y representan la causa principal de enfermedad y consulta a los
servicios de salud.
Todos los años, la neumonía ocasiona en todo el mundo más de 100 000 muertes de niños
menores de un año, es decir un promedio de 300 muertes diarias. Noventa y nueve por
ciento de estas muertes ocurre en los países en desarrollo. Otros 40 000 niños mueren
anualmente por neumonía antes de alcanzar los cinco años de edad, lo cual representa
otras 100 muertes diarias por esta causa en todo el hemisferio
El Ministerio de Salud hace constantemente las recomendaciones para que la población
asista a las unidades de salud para atender a tiempo estas infecciones. Por ejemplo,
mantener al día las vacunas de niñas y niños, dar solamente pecho a los niños menores
de 6 meses, evitar cambios bruscos de temperatura. En esta línea se trabaja de forma
articulada la población con las unidades de salud realizando las jornadas de vacunación
para evitar estas infecciones.
Investigue
• Cuando a una persona le practican una operación de corazón abierto, ¿qué procesos
incluye y en Nicaragua dónde se ha practicado?
• Investigue qué proceso lleva a cabo en el puesto o centro de salud de su comunidad
para atender a las personas con tuberculosis.
• ¿Por qué en algunos casos se practica la traqueotomía?
• ¿Qué cantidad de personas han sido afectadas por las infecciones respiratorias
agudas en tu comunidad y qué atención le brindan para que restablezca su salud?
Comente con sus compañeros y compañeras de clase sobre:
126
• ¿Qué otras enfermedades afectan el sistema
cardiovascular?
• ¿Usted ha padecido de alguna de las enfermedades
del sistema respiratorio o del circulatorio?
Describe el proceso de respiración apoyándose en
la lámina.
Lea y comente
Piense, qué haría usted para mantener sano su sistema respiratorio.
Con sus compañeros y compañeras de clase revise las medidas que aplicarían
como grupo para mantener sano el sistema cardiovascular.
¿Qué opinas de la imagen, ¿qué idea le da ese pulmón? ¿Qué recomendaciones
compartiría con sus amigos y amigas relacionada a las enfermedades del sistema
respiratorio?
Medidas de prevención de enfermedades del sistema respiratorio
• Respirar por la nariz y no por la boca. La mucosa nasal humedece, calienta y filtra el
aire, evitando irritaciones e infecciones de las vías respiratorias. El aire que entra por
la boca, en cambio, llega de inmediato a la laringe, seco, frío y recargado de polvo y
microbios.
• Mantener el cuerpo en postura erguida para que el tórax pueda expandirse fácilmente
y los pulmones funcionen en su totalidad.
Tráquea
Bronquio primario
derecho
Bronquio primario
izquierdo
Pulmón
izquierdoPulmón
derecho
Cancer de pulmón, causado
por tabaquismo
127
• Realizar inspiraciones pausadas y profundas para renovar totalmente el aire en los
pulmones. La persona debe acostumbrar respirar por la mañana pausadamente por
algunos minutos y repetir las inspiraciones varias veces al día.
• No permanecer en lugares mal ventilados que alberguen demasiadas personas,
porque el aire viciado dificulta la oxigenación, produce dolor de cabeza y confusión
mental.
• No usar fajas muy ajustadas que presionen el abdomen e impidan la expansión del
tórax.
• Practicar juegos y ejercicios al aire libre. Todo tipo de deporte practicado
moderadamente, sin llegar al cansancio, estimula la respiración, la eliminación de
sustancias tóxicas del organismo y el desarrollo y funcionamiento de los órganos,
especialmente de los músculos.
• Organizar paseos y excursiones a lugares ricos en oxígeno como bosques, praderas
y playas.
• No fumar, el humo inhalado lleva productos tóxicos que afectan a la laringe, a los
bronquios, y particularmente a los pulmones, originando catarro, tos crónica y efisema
pulmonar.
• Comer frutas cítricas y verduras amarillas, ricas en Vitamina “A” y Vitamina “C”.
Lea y reflexione
Observe la lámina del sistema excretor y exprese qué relación encuentra con el
sistema respiratorio.
Fundamente por qué dice que los pulmones forman parte del sistema excretor.
¿Ha contado cuántas veces saca los desechos usted, en particular la orina?
128
Sistema excretor
Aunque no siempre sea una tarea agradable, la limpieza es necesaria para vivir en un
ambiente saludable. De la misma manera, nuestro cuerpo debe eliminar los desechos
para mantenerse sano. Los residuos de los alimentos se eliminan del cuerpo en forma
de heces.
La excreción es el proceso mediante el cual el cuerpo se deshace de compuestos químicos
tóxicos, exceso de agua, sales y bióxido de carbono.
El sistema excretor es el encargado de eliminar las sustancias tóxicas y los desechos de
nuestro organismo, está formado por el aparato urinario, los pulmones, el hígado y la piel.
El aparato urinario lo forman los riñones y las vías urinarias.
El bióxido de carbono (junto con cierta cantidad de vapor de agua) es transportado a los
pulmones por el sistema circulatorio y se excreta cada vez que exhalamos.
El exceso de agua se excreta a través de la piel en forma de transpiración y a través de
los riñones en la orina. En el hígado el amonio se convierte en un desecho de nitrógeno
mucho menos tóxico llamado urea, que luego es llevado por el torrente sanguíneo hasta
los riñones, donde se elimina de la sangre.
Al sistema excretor debe añadirse el intestino grueso o colon, que acumula desechos en
forma de heces para ser excretadas por el ano.
1Pulmones
2Riñones
3Piel
Órgano de la excreción
¿De qué sustancias está constituida la orina? ¿Por qué el cuerpo humano expulsa
estas sustancias mediante la orina?
129
Riñones y vías urinarias
En el ser humano, los riñones se sitúan a cada lado de la columna
vertebral, en la zona lumbar y están rodeados de tejido graso,
la cápsula adiposa renal. Tienen forma de frijol y presentan un
borde externo convexo y un borde interno cóncavo. Este último
ostenta un hueco denominado hilio, por donde entran y salen los
vasos sanguíneos. En el lado anterior se localiza la vena renal
(transporta sangre filtrada) que recoge la sangre del riñón y en la
parte posterior la arteria renal (transporta sangre con desechos)
que lleva la sangre hacia los riñones. Más atrás se localiza el
uréter, un tubo que conduce la orina hacia la vejiga. La función
del riñón, es la elaboración de orina.
Los riñones también son importantes para mantener
el balance de líquidos y los niveles de sal así como el
equilibrio ácido-base. Cuando algún trastorno altera estos
equilibrios, el riñón responde eliminando más o menos
agua, sal, e hidrogeniones (iones de hidrógeno). El riñón
ayuda a mantener la tensión arterial normal; para ello,
segrega la hormona renina y elabora una hormona que
estimula la producción de glóbulos rojos (eritropoyetina).
Cada riñón se compone de aproximadamente 1 millón
de unidades microscópicas de filtrado de sangre llamadas nefronas. La nefrona es la
unidad estructural y funcional del riñón.
A través de la arteria renal, llega a los riñones la sangre cargada de sustancias tóxicas.
Dentro de los riñones, la sangre recorre una extensa red de pequeños capilares que
funcionan como filtros (nefronas). De esta forma, los desechos que transporta la sangre
quedan retenidos en el riñón y se forma la orina.
Nefrona: su principal función es filtrar la sangre para regular
el agua y las sustancias solubles, reabsorbiendo lo que es
necesario y excretando el resto como orina. Esta situada
principalmente en la corteza renal. La estructura de la
nefrona es compleja, se compone de un corpúsculo renal
en comunicación con un tubo renal. El corpúsculo renal de
Malpighi es una estructura esferoidal, constiuida por cápsula
de Bowman y el ovillo capilar contenido en su interior o
glomérulo. La cápsula, revestida interiormente por un epitelio
aplanado, posee dos aberturas: el polo vascular, a través
del cual penetra la arteriola aferente y emerge la arteriola
eferente, y el polo urinario, que comunica con el túbulo renal. Entre la cápsula y el ovillo
glomerular se etiende el espacio urinario, donde se recoge el ultrafiltrado plasmático.
Riñones
Uréteres
Vejiga
urinaria
Uretra
Arteria renal
(sangre con desechos)
Vena renal
(sangre filtrada)
Uréter
Túbulo
distal
Túbulo
proximal
Túbulo
colector
Asa de
Henle
Cápsula de
Bowman
Vena
renal
Arteria
renal
Glomérulo
Nefrona
130
Eliminación de la orina
La orina es un líquido amarillento compuesto por agua, sales minerales y sustancias
tóxicas para el organismo como la urea y el ácido úrico. Los conductos de recolección
reciben fluidos de diversos segmentos de nefrona y vacían la orina en la zona de los
riñones que conduce a los uréteres. Luego la orina pasa a través de las vías urinarias.
Las vías urinarias están formadas por los uréteres, la vejiga y la uretra.
Los uréteres son dos tubos que salen uno de cada riñón y van a parar a la vejiga urinaria.
Por ellos circula la orina formada en los riñones, son dos conductos de unos 25 a 30
cm de largo, bastante delgados, aunque de calibre irregular, que llevan la orina desde
la pelvis renal a la vejiga, en cuya base desembocan formando los llamados meatos
uretrales, permite a la orina pasar gota a gota del uréter a la vejiga, pero no viceversa. Su
interior está revestido de un epitelio y su pared contiene músculo liso.
La vejiga urinaria es una bolsa de paredes elásticas que almacena la orina hasta el
momento de la expulsión. Para que la orina no salga continuamente, existe un músculo
llamado esfínter, que cierra la vejiga. Es un depósito membranoso situado en la parte
inferior del abdomen y superior de la pelvis, destinada a contener la orina que llega de los
riñones a través de los uréteres.
Cuando está vacía, sus paredes superior e inferior se ponen en contacto, cuando está
llena toma una forma ovoidea. Su capacidad es de unos 300 a 350 gramos, aunque
puede variar de una persona a otra y en ciertas afecciones. Su interior está revestido de
una mucosa con un epitelio poliestratificado pavimentoso, impermeable a la orina.
Su pared contiene un músculo liso, que contrayéndose y con la ayuda de la contracción
de los músculos abdominales, produce la evacuación de la vejiga a través de la uretra. A
esto se llama micción. La parte de la vejiga que comunica con la uretra está provista de
un músculo circular o esfínter, que impide normalmente la salida involuntaria de la orina.
Además de estas fibras lisas hay otras estriadas que ayudan a retener voluntariamente
la orina.
La uretra
La uretra es el conducto que permite la salida al exterior de la orina contenida en la vejiga.
Difiere considerablemente en ambos sexos. En la mujer es un canal aproximadamente
de 3,5 cm. de largo, algo más estrecho en ambas extremidades que en el resto de su
trayecto. Es casi vertical y se halla por encima de la vagina, abriéndose en la vulva por
delante del orificio vaginal.
131
La piel
En el hombre la uretra mide cerca de 16 cm de longitud y es de calibre irregular, presentando
partes ensanchadas y otras estrechas. Además no es recta sino que presenta ciertos
ángulos. Tiene muchos segmentos: uretra prostática (parte que pasa por la próstata),
uretra membranosa y uretra esponjosa.
Es un blanco fácil para bacterias y patógenos, lo que explica por qué las mujeres son
mas susceptibles a las infecciones urinarias que los hombres. En las mujeres no existe
una conexión entre la uretra y el sistema reproductor.
En los hombres la uretra pasa a través del pene y tanto el esperma como la orina son
expulsados mediante la uretra.
En la uretra desembocan diversas glándulas en las que pueden establecerse una
infección.
La cantidad normal de orina eliminada en 24 horas es de 1,4 litros aproximadamente,
aunque puede variar en función de la ingestión de líquidos y de las pérdidas por vómitos
o a través de la piel por la sudoración.
Forma el tegumento común que protege al organismo de las acciones externas. Constituye
un órgano muy importante del cuerpo, que cumple con las siguientes funciones esenciales:
termorregulación, secreciones de grasa y sudor y con éstas eliminación de substancias
nocivas.
Cuando hace mucho calor, sudamos para enfriar el cuerpo y eliminar las sustancias
tóxicas. La cantidad de sudor que excretamos en un día es variable, aunque normalmente
la cantidad aproximada es de medio litro.
El sudor es un líquido claro, de gusto salado, compuesto por agua y sales minerales. La
cantidad y composición del sudor no siempre es la misma ya que está regulado por el
sistema nervioso.
El sudor se produce en las glándulas sudoríparas, que están situadas en la piel de todo
el cuerpo, especialmente en la frente, en la palma de las manos, en la planta de los pies,
en las axilas. Luego, sale al exterior a través de unos orificios de la piel llamados poros.
132
El hígado
Este órgano presiona hacia arriba contra el diafragma y ocupa el lado superior derecho
de la cavidad abdominal.
El hígado cumple las siguientes funciones: secreta bilis, que ayuda a la emulsión de las
grasas y estimula la absorción de los ácidos grasos y de las vitaminas A, D, E y K solubles
en grasas. El color verde amarillento de la bilis se lo dan los pigmentos productos de la
descomposición de la hemoglobina.
Vena porta
Arteria hepática
Tronco celíaco
Aorta
Vena esplénica
Arteria mesentérica superior
Vena mesentérica superior
Colédoco
Vesícula biliar
Arteria cística
Conducto hepático
Hígado, sus relaciones anatómicas
Sistema excretor como regulador
Cuando hablamos de excreción, siempre pensamos en la eliminación de productos de
desecho. Ésta, sin embargo, es sólo una de sus funciones.
La excreción es además, un sistema regulador del medio interno; es decir, determina
la cantidad de agua y de sales que hay en el organismo en cada momento y expulsa
el exceso de ellas de modo que se mantenga constante la composición química y el
volumen del medio interno (homeostasis). Así es como los organismos vivos aseguran su
supervivencia frente a las variaciones ambientales.
El sistema excretor expulsa los desechos del cuerpo, estos desechos son el sudor,
la orina, el bióxido de carbono, las heces y la urea, el hígado ayuda a la síntesis
de proteínas, modificación de la composición de las grasas, transformación de las
proteínas y grasas en carbohidratos y de productos de desecho nitrogenados como
la urea.
133
Enfermedades del sistema urinario
El sistema urinario puede presentar inflamaciones o infecciones como:
Cistitis
Es la inflamación aguda o crónica de la vejiga urinaria, con infección o sin ella, puede
tener distintas causas. Los síntomas más frecuentes son: aumento de la frecuencia de
las micciones, presencia de turbidez de la orina. La causa más frecuente de cistitis es la
infección por bacterias. Para que un germen produzca cistitis, primero debe de colonizar
la orina de la vejiga (bacteriuria) y posteriormente producir una respuesta inflamatoria en
la mucosa vesical. A esta forma de cistitis se le denomina cistitis bacteriana aguda. Afecta
a personas de todas las edades, aunque sobre todo a mujeres en edad fértil o a ancianos
de ambos sexos.
Insuficiencia renal aguda
Algunos problemas de los riñones ocurren rápidamente, como un accidente que causa
lesiones renales. La pérdida de mucha sangre puede causar insuficiencia renal repentina.
Algunos medicamentos o sustancias venenosas pueden hacer que los riñones dejen de
funcionar. Esta baja repentina de la función renal se llama insuficiencia renal aguda.
La insuficiencia renal aguda puede llevar a la pérdida permanente de la función renal.
Pero si los riñones no sufren un daño grave, esa insuficiencia puede contrarrestarse
con una operación quirúrgica. En la mayoría de los casos, la operación quirúrgica, es un
trasplante renal, previamente se realizan una serie de análisis para verificar si el riñón
(donado) es compatible para la persona que lo recibirá y si es así se realiza el trasplante.
Para la insuficiencia renal la única solución es la
diálesis o hemodiálisis, pero como única solución
es la diálisis procedimientos paliativos, no curativos.
Todo paciente termina en diálisis. No hay otra salida,
la enfermedad es irreversible, lo único que tenemos
al alcance es el procedimiento de filtro sustituto y las
recomendaciones para evitar la complicación.
La diálisis y la hemodiálisis son riñones artificiales,
aparatos que realizan el trabajo de un riñón,
máquinas a las que se conectan los pacientes en
estado urémico avanzando.
En Nicaragua, la más común es la diálisis peritoneal. A las personas adultas se les realiza
ésta en el hospital Lenin Fonseca, si es niño o niña se hace en el hospital la mascota.
La cirugía cuesta 23 mil dólares, también el paciente debe tener los recursos para la
terapia de recuperación y conseguir el donante para poder salvar su vida.
Paciente con insuficiencia renal
134
Testimonio de experiencias vivida
José Urrutia supo sin querer, y sin esperarlo, que aquella sustancia transparente en
realidad guardaba un secreto tenebroso que lo tenía a un paso de la muerte. Entonces
tenía 32 años.
“No todos corremos la misma suerte, muchas personas no nos damos cuenta hasta
que el daño está avanzado. En mi caso, yo nunca presenté ningún síntoma, referente
a problemas renales, nada de ardores, dolores o fiebres, que me hicieran creer que
yo estaba muriendo”, cuenta Urrutia, el primer nicaragüense al que se le practicó un
trasplante renal en la historia médica de Nicaragua.
Al hacerle un chequeo verificaron que la presión estaba muy alta, posteriormente le
practicaron los siguientes exámenes: de orina, de sangre, de colesterol, de heces, de
acido úrico, de diabetes y otros.
Luego le hicieron un ultrasonido, y lo que reflejó la lámina preocupó al doctor: “¡Ay,
Dios! Parece que tenemos problemas”: los dos riñones estaban reducidos a más de
la mitad. Había perdido el 60 por ciento de cada riñón.
Cuenta que los costos económicos del tratamiento de tres sesiones de hemodiálisis por
semana costaban 750 dólares, y eso, para un trabajador de ingresos modestos como
él, era agobiante para la familia, y tuvieron que pedir apoyo al Instituto Nicaragüense
de Seguridad Social dado que era asegurado.
Prácticamente, ahí le prolongaron la vida al incluirlo en un programa de hemodiálisis
del Hospital Salud Integral. En una ocasión el doctor le dijo: “Lo suyo se está
complicando, necesita un trasplante para vivir”.
En ese entonces, en el año 2000, en Nicaragua no se hacían trasplantes, pero un doctor
cubano llamado Silvio Rodríguez, le preguntó si estaba dispuesto a experimentar un
trasplante renal por primera vez en Nicaragua. “Sólo eso le podría salvar la vida”, le
dijeron.
Ahora José Urrutia debía buscar un donante compatible, preferiblemente un familiar,
y para su suerte, le sobraron los órganos, casi toda mi familia se me puso a la orden,
cuenta agradecido. Su hermano mayor dio positivo en compatibilidad con un 95 %.
El médico cubano ya tenía experiencia en ese tipo de cirugías, pero en Nicaragua
no se hacían. “Yo de todos modos ya estaba resignado a morir, aunque me dolía
mucho esa idea, porque mis dos hijas estaban menores de cinco años, pero me
puse en manos de Dios, firmé un documento donde asumía mi responsabilidad por
someterme a la prueba médica, y dije: Dios, en tus manos quedo.
135
El doctor Silvio Rodríguez lo operó y ahora José Urrutia cuenta su experiencia.
“La vida no queda igual, uno debe seguir tomando medicinas y cuidándose más que
cuando se tienen los dos riñones, pero para mí, la vida tiene otro sentido, y ahora
he aprendido a admirar los pequeños detalles de la vida que antes no sabía que
existían”, dice feliz.
El señor Rolando Flores también se aplicó dicho trasplante, su familia asumió los
gastos y esta operación le costó 25 000 dólares su hijo le donó el órgano. Previo al
trasplante le aplicaron hemodiálisis. Esta cirugía se la realizó en el hospital Salud
Integral. Cuenta que siempre debe tomar medicamentos que le ayuden a que su
nuevo riñón funcione.
Investigue
Con personal de salud cuál es el procedimiento que deben realizar las personas para que
se les aplique hemodiálisis.
¿Qué síntomas se presentan en las personas que llegan a tener insuficiencia renal aguda?
En 1 950 un cirujano de nombre Richard Ludwell, realizó en la ciudad de Chicago el
primer trasplante de riñón del que se tenga noticia. En Cuba se han hecho 2 700 y en
Nicaragua se han hecho tres trasplantes de riñón.
Medidas preventivas de enfermedades del Sistema Excretor
1. Evitar los abusos de bebidas alcohólicas.
2. Tomar suficiente agua, lo recomendado es ocho vasos diarios.
3. Evitar la automedicación, las dietas para adelgazar basadas en diuréticos y el doping.
Ambas situaciones alteran el equilibrio de los sistemas y del organismo en general.
4. Consumir alimentos que lleven fibra y así ayudar a un mejor proceso de excreción.
136
Experimento: La respiración
Materiales:
• Una botella de plástico, como las de gaseosas.
• Dos globos de hule de distinto tamaño.
• Dos anillos de hule.
• Sierra y tijera.
• Lápiz.
• Cuaderno.
Objetivo: Representar el mecanismo de la respiración.
Procedimiento
1. Quite la tapa de la botella y corte el fondo de la misma, de manera que la botella
quede abierta en las dos extremidades.
2. Córtele el cuello al globo más grande y colóquelo en la abertura grande de la
botella sujetándolo con un anillo de hule: esto representa la caja torácica.
3. Introduzca el globo más pequeño en el cuello de la botella, doblando la boca del
globo sobre el cuello de la botella, sujetándolo con el otro anillo de hule: esto
representa el pulmón.
4. Agarre con sus dedos una pequeña porción del globo mayor, como pellizcándolo
jale y empuja alternativamente.
5. Observe cómo reacciona el globo pequeño.
6. Interprete y compare con la respiración.
7. Explique lo ocurrido a sus compañeros y compañeras.
8. Anote todo en su cuaderno y copie el dibujo.
Séptima
Unidad
Séptima
Unidad
Glándulas de secreción
interna o
glándulas endocrinas
138
Glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas
Observe su cuerpo en un espejo. ¿Qué cambios ha notado en su cuerpo a partir
de los 10 años de edad?
¿Qué cambios ha observado durante el presente año en sus compañeros y
compañeras de clases? Analice estos cambios considerando los aspectos
siguientes:
• Morfológicos
• Sociales
• Fisiológicos
• Psicológicos
¿Ha notado si estos cambios también están ocurriendo en usted?
En efecto, su cuerpo y el de sus compañeros y compañeras están viviendo importantes
cambios físicos, pero también sus sentimientos, sus amistades, sus ideas, sus
pensamientos han cambiado. Todos esos cambios que ha reconocido al explorar su
cuerpo frente al espejo y al examinar sus cambios de conducta, le llevan a concluir que
ya no es un niño o una niña y que no puede comportarse como tal, pero tampoco es
reconocido como adulto. ¡Qué dilema el inicio de la adolescencia!. Todos estos cambios,
no pueden ser obstáculo para que sea feliz, si toma el sendero adecuado, considerando
la experiencia de los que han vivido más que usted.
¡Todo saldrá bien si toma en este momento, las decisiones adecuadas!
¿Sabe por qué ocurren en su cuerpo y en su ánimo, tanto cambios?
En este momento su cuerpo está en efervescencia, muchas sustancias llamadas hormonas
circulan en su sangre. Las hormonas realizan multitud de acciones diferentes: cambian
el metabolismo (conjunto de reacciones químicas que hacen funcionar el organismo),
alteran nuestro aspecto y conducta, etc. Su exceso o defecto provoca importantes
enfermedades. Su equilibrio (homeostasis), es importante para que nos mantengamos
saludables.
En esta unidad estudiaremos el sistema endocrino que produce las hormonas que regulan
las funciones vitales de nuestro organismo, pero sobre todo las hormonas que son las
causantes de tantos cambios en el desarrollo sexual y emocional que experimenta en
este momento.
139
El sistema endocrino
El sistema endocrino u hormonal es un conjunto de órganos y tejidos que liberan un
tipo de sustancias llamadas hormonas y está constituido por las glándulas endocrinas
formadas por células especializadas. Actúa como una red de comunicación celular que
responde a los estímulos liberando hormonas y es el encargado de diversas funciones
metabólicas del organismo; entre ellas encontramos:
1. Regula la acción de los sistemas enzimáticos durante determinados procesos como
son la fase embrionaria, primera infancia, el crecimiento, el desarrollo, la reproducción.
2. Colabora con el sistema nervioso para que funcione adecuadamente.
3. Regula el estado de ánimo, el metabolismo, el funcionamiento de los distintos tejidos,
la función sexual y procesos reproductores.
Observe la siguiente lámina y dibújela en su cuaderno.
Pineal
Hipotálamo
Hipófisis
Tiroides
Paratiroides
Timo
Càpsulas
suprarrenales
Ovarios
Testículos
140
Analice el siguiente mapa de conceptos y complete en su cuaderno los datos que
faltan.
En pareja, realice las siguientes actividades:
Investigue la importancia de las glándulas endocrinas para el organismo.
Enumere las glándulas endocrinas que se encuentran presentes en el organismo.
En plenario discuta con sus compañeros y compañeras sobre los cambios que han
experimentado en los aportes morfológicos, sociales, fisiológicos y psicológicos
ultimamente.
Nuestro cuerpo posee dos sistemas para
autorregularse y mantener el equilibrio en
las funciones que permiten la vida.
El sistema endocrino El sistema nervioso
Regular el estado
de ánimo, el
funcionamiento de
los distintos tejidos,
la función sexual y
procesos reproductivos.
Regular la acción
de los sistemas
enzimáticos durante
determinados procesos
como son la fase
embrionaria, primera
infancia, crecimiento.
El desarrollo y la
reproducción.
Estas glándulas de secreción
interna son:
Es importante porque ejerce un control,
electro-químico en nuestro
organismo. Recibe colaboración del
sistema endocrino para ejercer esta
función.
Su importancia radica en que ejerce
un control químico sobre nuestro
organismo mediante la producción de
hormonas. Son las causantes de:
141
Glándulas endocrinas, ubicación, hormonas y efectos que
producen
Lea y analice, el siguiente cuadro sobre las glándulas de secreción interna, las
hormonas que producen y los efectos de éstas en el organismo:
Glándulas Localización Hormonas que
produce
Efectos
Hipófisis o
pituitaria
Base del cerebro,
en la silla turca
que forma el hueso
esfenoides.
Somatotropina
Tirotropina
Adenocorticotropina
(ACTH)
Prolactina (LTH)
G o n a d o t r o p i n a s
(Hormona folículo
estimulante FSH)
Estimula el crecimiento.
Estimula la tiroides.
Regula la actividad de
la corteza suprarrenal.
Producción y secreción
de leche. Estimula el
crecimiento del folículo
ovárico, y en el varón,
la producción de los
espermatozoides.
Tiroides En el cuello, por
delante de la
tráquea.
Tiroxina
Calcitocina
Regula el metabolismo
corporal. Inhibe la
liberación de calcio
desde los huesos.
Paratiroides En el cuello, en la
cara posterior de la
tiroides.
Hormona
paratiroidea
Regula el metabolismo
del calcio y del fósforo.
Timo Cavidad superior del
tórax.
Timosina Favorece la producción
de anticuerpos durante
la niñez únicamente.
Cápsulas
Suprarrenales
En los polos
superiores de los
riñones.
Adrenalina
Noradrenalina
Capacidad para
enfrentar tensiones
físicas y psíquicas.
Conserva la presión
arterial.
Ovarios Dentro de la cavidad
del abdomen.
Andrógenos
Estradiol
Estrógenos
Progesterona
Desarrollo de las
glándulas mamarias.
Crece la dimensión
pélvica. Los múculos
se afirman. La voz
se mantiene aguda.
Favorecen la aparición
y mantenimiento de los
caracteres sexuales
secundarios en la mujer
yestimulanlaproducción
de óvulos. Intervienen
en la reproducción.
142
Durante toda la vida, el ser humano experimenta
cambios,tantocorporalescomopsicológicos.Elcambio
de la niñez a la etapa adulta ocurre con influencia de
algunas glándulas endocrinas: la hipófisis, los ovarios
y los testículos. Estas glándulas secretan hormonas
que interviene en el crecimiento y la maduración del
sistemas reproductor.
Glándulas Localización Hormonas que
producen
Efectos
Testículos Región inguinal
externa, contenidos
en el escroto.
Testosterona Los músculos se
afirman. Regula
la aparición de los
caracteres sexuales
masculinos y estimula
la producción de
e s p e r m a t o z o i d e s .
Aparece el vello axilar y
púbico. La voz se torna
grave. Intervienen en la
reproducción.
Páncreas Cavidad abdominal,
debajo y atrás del
estómago.
Insulina y Glucagón Regula la cantidad de
azúcar en la sangre.
Pineal o Epífisis En el cerebro,
encima del
ventrículo medio.
Melatonina Regulación de los ritmos
de la actividad diaria.
Hipotálamo En el cerebro. Hormona
antidiurética (ADH)
Controla la excreción de
agua por los riñones.
Corteza
suprarrenal
Corteza suprarrenal
Rodea la
circunsferencia de la
glándula suprarenal.
Cortisol Afecta el metabolismo
de carbohidratos,
proteínas y lípidos.
Todas células. En todas las células
del organismo.
Prostaglandinas Dilatación o constricción
de las arterias,
estimulación de
contracciones uterinas,
estimulación de
receptores para el dolor,
entre otros.
143
Importancia de las glándulas endocrinas o de secreción interna
Algunas de las glándulas mencionadas en el cuadro anterior funcionan desde antes del
nacimiento, para poder estimular de esta manera el crecimiento y desarrollo del individuo.
En cambio otras inician su funcionamiento en cierta etapa del desarrollo y generalmente
lo hacen estimuladas por otras glándulas, como por ejemplo: los ovarios y los testículos.
La actividad de los ovarios y los testículos generan diversos cambios en el organismo,
como la aparición de los caracteres sexuales secundarios.
Estos caracteres son aquellos cambios anatómicos y fisiológicos que se producen,
dotando de las características propias que diferencian la anatomía y fisiología de hombres
y mujeres.
Estos cambios se desarrollan por la acción de las hormonas sexuales (testosterona
(testículos), estrógenos y progesterona (ovarios), que provocan la aparición de estos
caracteres sexuales secundarios.
Todosestoscambiosuelenocurrirconciertabrusquedadyprovocandiversastransformaciones
psicológicas en los adolescente, como la atracción hacia el sexo opuesto, preocupación
por lo que piensan los demás sobre él o ella, surgimiento de nuevos intereses entre otros
cambios.
Embarazos a temprana edad
Lea el siguiente diálogo:
La maestra y el joven Luis Antonio
Maestra – ¿Qué le pasa Luis Antonio, por que está tan pensativo? Ya no es el mismo de
antes.
La maestra y el joven Luis Antonio
Maestra – ¿Qué le pasa Luis Antonio, por que está tan pensativo? Ya no es el mismo de
antes.
Luis Antonio – No sé, últimamente he notado que no me siento igual que antes. Antes
me sentía bien saliendo a pasear con mis amigos y amigas, pero ahora solo quiero estar
con María, cuando la veo mi corazón late más de prisa y siento ganas de estar solo con
ella.
Maestra – Y… ¿Por qué le gusta hablar tanto con María?
Luis Antonio – ¡Porque me gusta mucho y siento algo muy especial por ella!
Luis Antonio – Profesora, la verdad es que mi papá y mi mamá me están obligando a
casarme con ella.
144
En equipo, responda las siguientes preguntas:
¿Es adecuado que Luis Antonio y María se hallan enamorado? ¿Por qué?
¿Sabrán los jóvenes cuándo las personas están preparadas física y mentalmente
para la reproducción? ¿Por qué?
¿Casarlos es la mejor decisión? ¿Qué consejos daría a los padres de la familia
para que esto no le suceda a sus hijos?
¿Qué es necesario hacer con los jóvenes adolescentes para evitar embarazos a
temprana edad?
El embarazo en adolescentes
Se considera embarazo a temprana edad, el que ocurre entre los diez y diecinueve años,
es decir durante la adolescencia. Debido a la falta de madurez biológica, psicológica y
social, la adolescente embarazada expone en riesgo su salud, la del futuro bebé y su
desarrollo personal. Además no está preparada económicamente para sustentar a un
bebe, por tanto tendrá limitantes para brindarle la atención correspondiente.
Desde el punto de vista biológico, un embarazo conlleva
mayores riesgos de enfermedades y muertes a las mujeres
menores de 15 años y a sus hijos e hijas por causas como:
hipertensión, alteraciones nutricionales, anemia, infecciones
urinarias, partos prematuros, mayor índice de cesáreas y
bajo peso del recién nacido.
Desde el punto de vista psicosocial las adolescentes
embarazadas tienden a abandonar el estudio, algunas no
cuentan con el apoyo de la pareja y otras son obligadas a
casarse; además tienen el riesgo de un nuevo embarazo
y es más difícil conseguir empleo. Por lo general los padres y familiares, son los que
asumen al nuevo miembro de la familia.
Una forma de evitar el embarazo en la adolescencia es postergar las relaciones sexuales.
Maestra – ¿Por qué?
Luis Antonio – ¡Porque María está embarazada!
Luis Antonio – Profesora, usted sabe que los dos somos adolescentes y antes que
nada, estamos claros que un embarazo a temprana edad nos afectará a los dos, pero
debo asumir con responsabilidad este embarazo de María.
Maestra – Tiene razón deben asumir con responsabilidad este embarazo, pero tienen
que hablar primero con los padres de ambos.
Luis Antonio – ¡Gracias, Profesora por haberme escuchado y aconsejado!
145
Recuerde los principales consejeros son: madres, padres, tutores y muchas veces
nuestros docentes.
Recuerde:
En pareja, realice las siguientes actividades:
Escriba cinco ventajas que tendría en su etapa de adolescente, el postergar las
relaciones sexuales.
Escriba cinco consecuencias que implica para una adolescente salir embarazada.
¿Por qué cree que en nuestro país ocurren tantos embarazos en adolescentes a
muy temprana edad?
En Nicaragua existen un sinnúmero de programas a los que puede acudir para solicitar
información referente a educación sexual y reproductiva. Por ejemplo: en cada escuela
existe la consejería escolar donde personas especializadas le proporcionan toda la
información y consejos necesarios, el MINSA atiende las necesidades educativas, sobre
educación sexual y reproductiva. En el programa atención integral a las y los adolescentes.
La Policía Nacional tiene la comisaría de la mujer, niñez y la adolescencia.
Causas principales de embarazos a temprana edad
En equipo, analice la siguiente lectura:
Carlos y Andrea son novios, ambos tienen 14 años. A los tres meses de noviazgo Andrea
sale embarazada, le cuenta a su mamá y esta le dice que debe dejar la escuela y dedicarse
a trabajar en casa, ayudar con la venta de tortillas en la calle y así poder criar a su hijo o
hija.
Ricardo le cuenta a su mamá; ésta dice que no debe hacerse cargo en ningún momento
del hijo o hija que tendrá Andrea, que incluso no debe reconocer que ese bebé puede
ser de él. La mamá de Carlos también le aconseja que no deje de estudiar, que debe
continuar en la escuela hasta llegar a bachillerarse y que se cuide para no volver a
embarazar a ninguna otra muchacha.
Conteste las siguientes preguntas:
¿Cómo pudo Andrea haber evitado un embarazo en su adolescencia?
¿Cuáles son las consecuencias que tiene Andrea a causa del embarazo?
¿Cómo valora la actitud de la mamá de Carlos?
¿Qué pudiera hacer Carlos para compartir con Andrea la responsabilidad del
embarazo, ya que el o la bebé es de los dos?
146
Existen verdaderas causas de embarazos a temprana edad que en sí constituyen factores
de alto riesgo sobre todo en la adolescencia; éstos son:
• La falta de afecto y comunicación en el seno de la familia.
• La sociedad enseña a no asumir el dolor, a evadir el sufrimiento.
• Las drogas y el alcohol.
• La baja autoestima en los adolescentes.
• La falta de educación lleva a los adolescentes a desconocer aspectos importantes
para su salud sexual reproductiva.
Todos estos aspectos traen consecuencias trascendentales que repercutirán en el futuro
en la formación integral de los adolescentes.
Consecuencias de la maternidad y paternidad en adolescentes
• Abandono de la escuela: el embarazo es una de las causas más frecuentes del
abandono escolar. Los motivos pueden ser la vergüenza y para dedicarse a la crianza
del hijo o hija.
• Dificultades laborales: los adolescentes tienen en general trabajos mal remunerados
y sin contrato, por tanto, es habitual el despido cuando se sabe que está embarazada
y es muy difícil conseguir empleo en estas condiciones o si ya se tiene un niño o niña.
• Situaciones de riesgo: La adolescente embarazada es un alto riesgo obstétrico (ARO)
por la estreches de su pelvis, la inmadurez de su útero, enfermedades nutricionales,
renales e hipertensivas; además de que debido a su inmadurez biológica, suelen traer
al mundo niños y niñas prematuros o bajos de peso al nacer. Incluso hay riesgo de
mortalidad, fetal y/o neonatal.
• Maltrato psicofísico del niño: en parte porque es el modelo que recibieron y además
porque culpan al niño por la situación en la que están.
• Dificultades para formar una nueva pareja estable: en muchos casos el ser “madre
soltera”, impide a la adolescente encontrar una pareja para formar una familia.
• Interrupción definitiva del proceso de adolescencia: para asumir roles paternales
y maternales con todas las exigencias que esto implica.
• Dificultades para independizarse económicamente: quedando expuestos a la
posibilidad de que los exploten o que deban continuar dependiendo total o parcialmente
del núcleo familiar con todas sus consecuencias.
147
La maternidad y paternidad son roles de la vida adulta. Cuando sobreviene un
embarazo a una pareja adolescente, impone a los jóvenes una sobre adaptación
a esta situación, para la cual no están físicamente, emocionalmente ni socialmente
preparados.
Recuerde:
Las proyecciones realizadas por el Instituto de Estadísticas y Censo de Nicaragua,
señala una tasa de fecundidad adolescente de 132 nacimientos por cada 1 000
mujeres entre los 15 y 19 años (ONU-DAES 2012 b). Cifra superior a la registrada por
la última encuesta demográfica realizada en el 2005 la que indica una tasa de 119 por
cada 1000. Sin embargo, ambas cifras ubican a Nicaragua como el país de América
Latina con más alta tasa de fecundidad adolescente.
Infecciones de transmisión sexual
Discuta con sus compañeros y compañeras acerca de lo siguiente:
¿Ha escuchado acerca de las infecciones de transmisión sexual (ITS)?
¿Qué las causan? ¿Qué daños producen al cuerpo?
¿Cómo se puede reconocer una persona que tiene una infección sexual?
¿Qué se debe hacer para evitar el contagio de las ITS?
Tome nota de lo más importante de la discusión y preséntelo a la clase.
¿Qué son las infecciones de transmisión sexual (ITS)?
Las infecciones de trasmisión sexual (ITS) se transmiten durante el acto sexual antes se
les denominó enfermedades venéreas.
Estas infecciones son causadas por virus, bacterias, artrópodos, protistas y ciertos hongos
los cuales afectan los órganos sexuales o el aparato reproductor tanto en hombres como
mujeres. Estas infecciones se pueden transmitir por contacto sexual. Algunas se pueden
transmitir también por vía no sexual, pero representan una minoría del número total de
casos. Varios tipos de enfermedades de transmisión sexual son epidémicas, incluidas la
gonorrea, el virus del herpes genital, las verrugas genitales (condilomas acuminados),
sífilis y el sida.
148
Las infecciones de transmisión sexual más comunes son:
Gonorrea
La gonorrea es transmitida a través del contacto sexual es causada por una bacteria
llamada “Neisseria gonorrhoeae”, y penetra al cuerpo por la vagina, la uretra, el recto y
la boca.
Después de adquirir la infección por haber tenido contacto sexual con una persona
infectada, los primeros síntomas se manifiestan entre 3 y 8 días más tarde. Los síntomas
se manifiestan en el hombre al expulsar por el pene una secreción espesa y amarillenta,
tiene sensación de ardor y dolor al orinar debido a la inflamación en el conducto urinario.
En la mujer, casi el 80 % no presenta síntomas. Si presentan secreción vaginal podrían
confundirla con la secreción habitual en ellas (humedad).
Una infección con gonorrea que no es tratada a tiempo puede causar en la mujer
enfermedad pélvica inflamatoria, infertilidad y hasta la muerte. En los hombres también
puede causar infertilidad. Puede ser diseminada a todo el cuerpo a través de la sangre,
cuando esto sucede causa artritis, afecta el corazón y el cerebro.
Una mujer embarazada puede infectar a su bebé en el momento de nacer, causándole
infecciones en los ojos o ceguera. Las infecciones por gonorrea pueden tratarse con
terapia antibiótica y mucha higiene.
Sífilis
La sífilis es una enfermedad contagiosa causada por una bacteria, la cual puede ser
congénita o adquirida. Penetra a través de la mucosa sana (Son tejidos suaves y húmedos
como el del interior de la boca) o piel erosionada y se disemina con rapidez a través del
cuerpo. Provoca úlceras y destrucción celular; afecta el sistema cardiovascular y nervioso.
Esta enfermedad se transmite por contacto sexual y a veces por
besos o contacto corporal intimo. Los síntomas se presentan de la
siguiente manera:
• Primeramente aparecen úlceras sin dolor en la región genital,
recto o boca; de 2 a 6 semanas después del contagio.
• De 6 a 12 semanas aparecen erupciones con enrojecimiento y
se van intensificando. También aparece: fiebre, anorexia (falta de
apetito), náuseas, dolores en los huesos, cansancio y anemia.
• En etapas avanzadas hay alopecia (caída del cabello) en
parches. Otras manifestaciones poco frecuentes son: hepatitis,
meningitis, conjuntivitis, cefalea (dolores de cabeza) entre otras.
Fase primaria
Fase secundaria
149
• Las lesiones de la sífilis desaparecen aparentemente
en 3 a 12 semanas, sin embargo la bacteria está viva y
multiplicándose.
• Finalmente, de 5 a 20 años después del contagio, la sífilis
afecta la piel, los músculos, y los órganos digestivos. En
esta fase la enfermedad se puede aún curar. Cuando la
enfermedad afecta el corazón y las venas puede conducir
a la muerte. En la etapa final afecta al cerebro y la médula
espinal provocando la pérdida de la razón y parálisis neuromuscular.
Esta infección se trata con penicilina y puede curarse cuando el paciente es atendido a
tiempo y sigue las indicaciones del tratamiento.
En toda adolescente embarazada, como parte importante del control prenatal (antes del
nacimiento del bebé), se debe realizar una prueba de VDRL (es una prueba de sangre
para detectar si hay infección de transmisión sexual) si pertenece a un grupo de alto
riesgo de contraer ITS, se debe efectuar un segundo análisis de sangre antes del parto.
Cuando hay dudas acerca del diagnóstico, la joven embarazada debe recibir tratamiento
para prevenir una posible infección en el recién nacido.
Fase terciaria
Elvirusdelpapilomahumano(HPV)porsussiglaseninglés,esunainfeccióndetransmisión
sexual común que puede causar unas verrugas genitales llamadas condilomas, que
pueden ocurrir en las áreas internas o externas de los genitales y pueden propagarse a
la piel circundante de la pareja sexual. Debido a que la infección por HPV no siempre
provoca las verrugas, es posible que la infección no se note.
Este virus si no se trata a tiempo puede causar cáncer cervical en la mujer y cáncer de
pene en el hombre.
Aunque hay un tratamiento para las verrugas genitales (que a veces desaparecen solas),
el virus permanece en el cuerpo y las verrugas pueden reaparecer. Ciertos tipos de HPV
también pueden causar verrugas en otras partes del cuerpo como las manos, estas
verrugas se llaman verrugas comunes. Sin embargo, éstas no causan por lo general
problemas de salud.
El virus del papiloma humano
Investigue en el Centro de Salud de su comunidad las recomendaciones que se
les brindan a las personas para evitar contagio de las ITS.
150
Formas de prevenir las ITS
Evitar ser infectado no es tan difícil como se cree, hasta el momento la única manera
eficaz es aplicando el conocimiento y los consejos preventivos para evitar ser contagiada
o contagiado y no contagiar a otros. A continuación se presentan algunas medidas para
prevenir las ITS:
• Posponer las relaciones sexuales, es la medida preventiva más importante que los
adolescentes deben de practicar para prevenir las ITS.
• Valorar la fidelidad mutua. Al hablar de fidelidad nos referimos a una relación donde
cada miembro de la pareja adulta tenga relaciones sexuales sólo con su cónyuge.
• Participar en campañas en las escuelas y en la comunidad acompañados por el
MINSA, para prevenir el contagio de las ITS.
• Analizar y valorar la abstinencia y la unión estable monogámica.
• Exigir sangre segura en caso de requerir una transfusión.
• Prevenir el contagio de las ITS con educación, control y responsabilidad.
En equipo, realice las siguientes actividades:
Elabore párrafos acerca de la importancia de tener conocimientos de las ITS tanto
a nivel personal como familiar. Colóquelas en el aula.
Elabore afiches sobre cómo prevenir las ITS y colóquelas en lugares visibles en el
aula de clases.
Busque en revistas, periódicos u otro material impreso, fotos y láminas referidas a
las ITS y elabore un álbum con recorte de fotos y artículos.
VIH y sida
En pareja, contestas las siguientes preguntas:
¿Qué sabe sobre el VIH y el sida?
¿Considera que los niños, niñas y adolescentes corren algún riesgo de contraer el
VIH? ¿Por qué?
¿En qué forma las familias pueden contribuir en la prevención del VIH y a detener
la epidemia en Nicaragua?
¿Cree que nosotros/as podemos hacer algo? ¿Qué pudiéramos hacer?
Sida es una enfermedad que se descubrió en el año de 1981, y a partir de entonces
se ha propagado rápidamente por toda la Tierra. Sus siglas significan: Síndrome de
Inmunodeficiencia Adquirida (sida).
Es un síndrome porque es el conjunto de manifestaciones clínicas graves y mortales
que aparecen como consecuencia del debilitamiento del sistema inmunológico debido a
infección causada por el Virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).
151
¿Cómo es transmitido el VIH?
Las únicas vías de transmisión son las siguientes:
• A través de relaciones sexuales sin protección.
• A través de transfusión de sangre o sus derivados.
• De madre a hijo o hija durante el embarazo, por parto o
lactancia.
• Instrumentos contaminados como jeringas y agujas para
inyectarsedrogaspsicotrópicasocualquiermedicamento.
Si alguno de estos fluidos (sexuales, sangre y/o leche) entra
en la otra persona a través de cortadas, fisuras, heridas,
etc., entonces puede contraer la infección. Algunas de estas fisuras son tan pequeñas
que ni si quiera se advierten, sin embargo, no implica que el virus no pueda entrar por ahí.
¿Cómo no se contrae el virus?
• Por utilizar la ropa, teléfonos, baños que han utilizado personas infectadas. Así como
usar los cubiertos, tazas, platos y otros objetos domésticos.
• Por comer comida preparada por una persona infectada.
• Por picaduras o mordeduras de insectos, zancudos, mosquitos o animales.
• Por donar sangre. Las agujas utilizadas para sacar sangre son estériles, además de
que son utilizadas una sola vez.
• A través de las lágrimas, sudor o saliva.
• Abrazar, estrechar las manos y tocar a una persona infectada no hará que te infectes.
¿Cómo se puede prevenir la transmisión del VIH?
• Negándose a participar en actividades de contacto sexual y de consumo de drogas
compartiendo agujas.
El sida representa la última etapa clínica de la infección por el VIH.
El virus afecta de forma progresiva, ciertas células fundamentales
del sistema inmunológico de hombres, mujeres y otros órganos
y sistemas, en especial, el sistema nervioso central. Como
consecuencia disminuye la capacidad de respuesta del organismo
para hacer frente a infecciones oportunistas originadas por virus,
bacterias, protozoos, hongos y otro tipo de infecciones.
En Nicaragua, el número de personas con VIH desde 1 987 se
elevó a 7 875 casos, según datos de la agencia ACAN EFE, año
2 013. Del total de personas con VIH, 62% son varones y 38% son mujeres, las edades
oscilan entre 15 y 49 años.
Virus del VIH
152
Por la vía sexual
• La abstinencia sexual es la opción más segura. Postergar las relaciones sexuales,
la fidelidad mutua con el cónyuge y el uso de condones son las únicas formas de
disminuir el riesgo de transmisión del VIH por vía sexual.
• El VIH es un pequeño disco de 0,1 micras de diámetro. Actualmente los test eléctricos
de permeabilidad de los preservativos son capaces de localizar agujeros de entre 10
y 12 micras, es decir, agujeros de 100 a 120 más grandes que el virus del SIDA.
• La Organización Mundial de la Salud (OMS), concluye de la siguiente forma: el
preservativo falla entre un 10 y un 20% de los casos, dependiendo de la calidad.
Por la vía sanguínea
• Utilizando sangre y sus derivados que hayan sido previamente analizados y estén
libres del virus.
• Utilizando guantes de látex o poliuretano siempre que se maneje sangre o secreciones
corporales.
Por vía perinatal
• Ofreciendo la prueba de detección para el VIH al 100 % de mujeres embarazadas,
de manera gratuita, voluntaria y confidencial en los servicios de salud de todo el país.
Etapas de la infección por el VIH
1. Fase de infección aguda:
Es el período comprendido desde que el VIH ingresa al organismo, hasta la formación
de anticuerpos específicos contra el VIH.
Esta etapa es por lo regular de 8 a 12 semanas.
En la mayoria de los casos puede pasar inadvertida o con manifestaciones clínicas
similares a un refriado.
2. Fase de infección asintomática:
Etapa después de la conservación hasta que aparecen los primeros síntomas y
signos de la inmunodeficiencia.
Puede extenderse hasta más de 10 años.
153
3. Linfadenopatía Generalizada Persistente
Durante esta etapa se presenta inflamación de los ganglios linfáticos, como un signo
evidente de que se encuentran trabajando para contrarrestar la infección por el VIH.
Es posible que aquí se presenten las primeras manifestaciones como fiebres
ocasionales, diarreas de corta duración, sudoraciones nocturnas, pérdida de peso,
fatiga, etc.
4. Fase sida:
Esta es la última etapa de la infección por el VIH.
Se relaciona con la presencia de enfermedades sistématicas como el Síndrome de
Desgaste y una serie de infecciones oportunistas, es decir aquéllas producidas por
agentes extraños al organismo ante un sistema inmunoincompetente.
Esta es la última etapa de la infección por el VIH.
• No produce ninguna enfermedad concreta, pero estas se producen porque el huésped
tiene un sistema inmunocomprometido;
• Estas enfermedades pueden ser tan graves que ocasionen la muerte de las personas
en etapa de sida.
• En esta etapa es posible que se presenten neoplasias como Sarcoma de Kaposi.
Vulnerabilidad - El VIH tiene rostro de niña y de mujer
En equipo, conteste las siguientes preguntas:
¿Sabía que el mayor número de personas registradas con VIH son amas de casa,
niñas y los adolescentes? Mencione las posibles causas.
¿Qué podemos hacer como familia para evitar que más mujeres y niñas contraigan
el VIH?
En plenario, discuta con sus compañeros y compañeras.
Factores biológicos, de discriminación, de inequidad socio económica, de género basado
en violencia y ciertas normas culturales, incrementan el peligro de la infección en las
adolescentes y las mujeres y hacen que el impacto del VIH empeore sus vidas. Todos
estos aspectos deben ir dirigidos a través de una buena educación para la prevención
del VIH.
154
En la Región de América Latina y El Caribe, las mujeres y las niñas enfrentan graves
desventajas económicas, jurídicas, culturales y sociales, que incrementan aún más su
vulnerabilidad ante la infección y el impacto de la epidemia. La pobreza, acompañada de
una falta de educación y de recursos productivos, multiplica las probabilidades de que las
niñas sean más vulnerables a la explotación sexual comercial y por tanto las expone más
a contraer el VIH.
Actualmente, el número de mujeres con VIH es superior al de hombres. Aún cuando
inicialmente la epidemia afectó mayormente a los hombres, a nivel mundial hasta la fecha
se ha calculado que casi la mitad de los 40 millones de personas con VIH son mujeres. Los
mayores porcentajes de personas con el virus se registran en países donde la epidemia
se ha generalizado y donde la transmisión es primordialmente heterosexual, a menudo
en el marco del matrimonio. De todas las personas con VIH, un 57 % en África, al sur del
Sahara, y un 49 % en el Caribe son mujeres; y las jóvenes son las que están en situación
de más alto riesgo.
Cada vez se comprueba con más frecuencia que "el rostro del VIH es un rostro de
mujer". Las mujeres son más susceptibles que los hombres para contraer el virus,
debido a factores sociales, culturales y fisiológicos.
En equipo, realice las siguientes actividades:
Elabore un periódico mural con recortes de periódicos o revistas donde aparezcan
informes o noticias acerca del VIH y el sida.
Coloque afiches y pancartas en la escuela y comunidad sobre las medidas para
prevenir el virus del VIH.
Consulte los siguientes sitios web para apoyar el aprendizaje sobre VIH/sida:
http://www.medicinayprevencion.com/sida/sida.htm
http://www.mediks.com/saludyvida/sexualidad/articulo.php?id=1685
Octava
Unidad
Nuestro Sistema Solar
156
La Luna
En pareja, discuta con sus compañeros y compañeras, sobre las principales
características de la Luna.
La Luna es el satélite natural de la Tierra (el término
luna también se aplica algunas veces a los satélites de
otros planetas del Sistema Solar). Su volumen es una
quincuagésima parte del de la Tierra y su gravedad en la
superficie es un sexto de la de la Tierra.
Características Generales
La Era Espacial inició con el desarrollo de muchas tecnologías
que culminaron el 4 de octubre de 1957, con el lanzamiento de
Sputnik I por la Unión Soviética, que fue el primer satélite artificial,
orbitaba a la Tierra en 98 minutos, tenía un peso aproximado de
80 kg; reingresó a la Tierra el 4 de enero de 1958. El lanzamiento
del Sputnik I desembocó en una nueva era de logros políticos,
económicos y tecnológicos que acabaron tomando el nombre de
Era espacial.
Fases de la Luna
Observe detenidamente la lámina y reflexione.
Esta imagen representa un montaje
en el cual se ha fotografiado la luna
en sus diferentes momentos
¿Qué observó en la lámina?
¿Por qué la Luna no se ve siempre igual?
¿Cómo observa la Luna desde la Tierra?
¿La Luna siempre está redonda? ¿Por qué?
Lea y conteste en su cuaderno las preguntas
siguientes:
157
Observe la siguiente lámina e identifique las diferentes fases de la Luna y explíquelas
en su cuaderno.
Las fases de la Luna son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el
curso de un mes. Según la disposición de la Luna, la Tierra y el Sol, se ve iluminada una
mayor o menor porción de la cara visible de la Luna.
Luna Nueva: en la primera semana la órbita de la Tierra forma un ángulo de 5º con la
órbita de la Luna, de manera que cuando la Luna se encuentra entre el Sol y la Tierra, uno
de sus hemisferios, el que nosotros vemos, queda en la zona oscura, y por tanto, queda
invisible a nuestra vista; a esto le llamamos Luna nueva o novilunio.
Cuarto Creciente: en la segunda semana a medida que la Luna sigue su movimiento
de traslación, va creciendo la superficie iluminada visible desde la Tierra, hasta que una
semana más tarde llega a mostrarnos la mitad de su hemisferio iluminado; es el llamado
cuarto creciente.
Luna Llena: en la tercera semana la Tierra se ubica entre el Sol y la Luna; ésta recibe
los rayos del Sol en su cara visible, por tanto, se ve completa. Es la llamada Luna llena
o plenilunio.
La Luna es el único satelite natural que posee la Tierra y orbita alrededor de ella a una
distancia media de 384 392 km. Este Satelite realiza dos movimientos, uno de traslación
entorno a la Tierra y otro de rotación sobre su eje. El lapsos de tiempo en el que se
efectuan esos dos movimientos son identicos, motivo por el cual siempre muestra una
misma cara a nuestro planeta, pero esa cara visible no siempre se ve del mismo modo.
La Luna carece de luz propia y actúa como un gigante espejo que refleja los rayos que
recibe del Sol.
La Luna en su giro alrededor de la Tierra, presenta diferentes aspectos visuales según
sea su posición con respecto al Sol a los que le llamamos fase.
158
Existen abundantes ejemplos de que las antiguas civilizaciones realizaban sus
prácticas agrícolas acordes con los ritos lunares. Estas prácticas se basaron en la
creencia de que existen ritmos en los procesos metabólicos de plantas y animales.
Los ciclos lunares son utilizados por los organismos para sincronizar las actividades
dentro de una población, por ejemplo: la germinación de las semillas, el incremento
en la producción agrícola, la reproducción de algunos organismos y la migración y
puesta de huevos de algunos peces y anfibios. Por otra parte, se dice que los ciclos
lunares influyen en las condiciones atmosféricas. De todos es conocida la influencia
indirecta de la Luna sobre la dinámica de animales y vegetales y sobre las mareas.
Los eclipses lunares
En equipo, exprese sus conocimientos sobre los eclipses:
¿Ha visto alguna vez un eclipse?
¿Son iguales los eclipses de Luna con los de Sol? ¿Por qué?
¿Cómo ocurren?
¿Son dañinos para las salud?
Un eclipse es el oscurecimiento de un cuerpo celeste por otro. Como los cuerpos celestes
no están quietos en el firmamento, a veces la sombra que uno proyecta tapa al otro, por
lo que éste último se ve oscuro.
En el caso de la Tierra, la Luna y el Sol tenemos dos modalidades: eclipses de Sol y
eclipses de Luna.
En la cuarta semana finalmente, en el Cuarto Menguante los tres astros vuelven a formar
ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la otra mitad de la cara lunar.
Al final de la cuarta semana llega a su posición inicial y desaparece completamente de
nuestra vista, para recomenzar un nuevo ciclo.
Observe el siguiente esquema y explique cómo ocurren los eclipses de Luna.
LunaTierraSol
159
Los eclipses de Luna ocurren
cuando iluminada por el Sol, la Tierra
proyecta una sombra alargada en
forma de cono en el espacio. En
cualquier punto de este cono la
luz del Sol está completamente
oscurecida. Rodeando este cono
de sombra, llamado umbra, se
encuentra un área de sombra
parcial, llamada penumbra. La
longitud media aproximada del cono
de sombra es de 1 379 200 km; a
una distancia de 384 600 km.
Un eclipse de Luna total tiene lugar
cuando la Luna penetra totalmente
en el cono de sombra. Si penetra directamente en el centro, se oscurecerá alrededor de 2
horas; si no penetra en el centro, el período de fase total es menor, y si la Luna se mueve
solamente por el límite del cono de sombra su oscuridad puede durar sólo un instante.
El eclipse de Luna parcial tiene
lugar cuando solamente una parte
de la Luna penetra en el cono de
sombra y se oscurece. La extensión
del eclipse parcial puede fluctuar
desde una fase casi total, cuando la
mayor parte de la Luna se oscurece,
a un eclipse menor cuando sólo se
ve una pequeña zona de sombra
de la Tierra al pasar la Luna.
Históricamente, el primer indicio que
se tuvo del perfil de la Tierra fue al
ver su sombra circular pasando a
través de la cara de la Luna.
Antes de penetrar la Luna en el cono de sombra, tanto en el eclipse total como en el
parcial, está dentro de la zona de penumbra y su superficie se va haciendo visiblemente
más oscura. La parte que penetra en el cono de sombra aparece casi negra, pero durante
el eclipse total el disco lunar no está totalmente oscuro, sino que permanece ligeramente
iluminado con una luz rojiza: los rayos solares son refractados por la atmósfera terrestre
y penetran en el cono de sombra. Si se produce un eclipse lunar cuando la Tierra está
cubierta con una densa capa de nubes, éstas impiden la refracción de la luz; en esa
situación la superficie de la Luna se hace invisible durante la fase total.
Eclipse total de Luna
Eclipse parcial de Luna
160
Los eclipses lunares, ocurren cuando la Tierra se interpone exactamente entre el Sol
y la Luna, es decir cuando la luna pasa a través de la sombra proyectada por la Tierra.
Los eclipses lunares, solo pueden producirse cuando hay luna llena.
Recuerde
La Luna y las mareas
¿Que son las mareas?
¿Qué efectos traen las mareas a la Tierra?
Se sabe desde la antigüedad, que las mareas tienen
relación con las posiciones de la Luna, pero los
científicos no lograron explicar este fenómeno hasta
que Newton en 1687, publicó su teoría de la gravitación.
Se descubrió entonces que tanto el Sol como la Luna
influyen en la formación de las mareas: la Luna provoca
el 70% del efecto elevador de las mareas y el Sol el
30% restante.
La marea es el cambio periódico del nivel del
mar, producido principalmente por las fuerzas
gravitacionales que ejercen la Luna y el Sol. Otros fenómenos pueden producir variaciones
del nivel del mar. Uno de los más importantes es la variación de la presión atmósférica. La
presión atmosférica varía constantemente entre 990 y 1040 hectopascal, lo que provoca
una variación de aproximadamente de 1cm del nivel del océano, así que la variación del
nivel del mar debida a la presión atmosférica es del orden de 50 cm. Algunos llaman a
esta variaciones mareas barométricas.
Otros fenómenos ocasionales, como los vientos, las lluvias, el desborde de ríos y los
tsunamis provocan variaciones del nivel del mar, pero no pueden ser calificados de
mareas.
Las mareas se deben a la atracción gravitacional de un cuerpo masivo sobre otro.
Una vez al mes, el Sol y la Luna están alineados, entonces los océanos se ven atraídos
por las fuerzas combinadas de los dos astros y por ello la marea es más fuerte. Este
fenómeno se denomina “marea viva” y es especialmente interesante para los pescadores
y los que pasean por las playas.
161
En 1969, El ser humano llego a la Luna los autronautas fueron:
Neil Armstrong y Edwin Aldrin.
En equipo
Actividad experimental
Materiales
Una lámpara, una bola de tenis y un trozo de
hilo
Procedimientos:
Coloque la pelota (a la cual le colgó el trozo de hilo con anticipación) entre la luz y la
pared, realícelo como aparece representado en el dibujo. Anote lo observado.
Su mejor explicación reside probablemente
en considerar la Tierra como una esfera sólida
cubierta con una capa de agua. La Luna ejerce
más atracción sobre el agua situada en la parte de
la Tierra que está frente a ella, lo cual hace que el
agua se abulte ligeramente hacia ella, formando
una marea alta. En el lado opuesto de la Tierra, la
Luna ejerce un efecto gravitatorio mínimo. Pero la
parte sólida de la Tierra, al estar más cerca de la
Luna es más atraída que el agua, ésta se <<queda
atrás>>, y se produce una segunda marea alta en
el lado opuesto de la Tierra.
Con la rotación diaria de la Tierra, el abultamiento del agua sigue a la Luna, por lo que
una pleamar se forma siempre del lado de la Luna (punto más cercano a la luna ya que es
la cara de la Tierra hacia la luna) y la otra en un punto exactamente opuesto (punto más
lejano de la luna con respecto a la Tierra. Ocurre en el hemisferio que no está dando la
cara a la luna y que está siendo iluminado por el Sol). El efecto de conjunto se traduce en
una pleamar (marea alta), y una bajamar (marea baja) cada 12,42 horas exactas porque,
aparte de la rotación de la Tierra, la Luna gira en torno a ésta y por ello no ocupa la misma
posición en días consecutivos.
Luna
Tierra
Masa de agua
162
Conteste las siguientes preguntas:
¿Qué ocurre con los rayos de luz emitidos por el foco cuanto éstos son
interferidos con la bola de tenis?
¿Qué ocurre con los rayos del Sol cuando la Luna se interpone entre el Sol y
la Tierra?
¿Cuál es la similitud que existe ente ambos fenómenos?
¿Cómo se nombra a este fenómeno?
En plenario, comente los resultados con sus compañeros y compañeras.
Describe la ocurrencia del fenómeno.
¿Qué es un eclipse?
El Sol, Astro Rey
¿Por qué es importante el Sol para los seres vivos?
¿Podríamos vivir sin el Sol? ¿Por qué?
Mencione las características más importantes del Sol.
Características generales
Es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elemento del Sistema Solar. Las estrellas
son los únicos cuerpos del Universo que emiten luz. El Sol es la principal fuente de
energía para todos los seres vivos y se manifiesta, sobre todo en forma de luz y calor.
El Sol contiene más del 99% de toda la materia del Sistema Solar. Ejerce una fuerte
atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor.
El Sol se formó hace 4 650 millones de años y tiene combustible para 5 000 millones más.
Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante
roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que
puede tardar un trillón de años en enfriarse.
Actualmente el Sol se estudia desde satélites, como el Observatorio Heliosférico y Solar,
dotados de instrumentos que permiten apreciar aspectos que, hasta ahora, no se habían
podido estudiar.
Además de la observación con telescopios convencionales, se utilizan: el coronógrafo,
que analiza la corona solar, el telescopio ultravioleta extremo, capaz de detectar el campo
magnético y los radiotelescopios, que detectan diversos tipos de radiación que resultan
imperceptibles para el ojo humano.
163
Desde la Tierra solo vemos la capa exterior.
Se llama fotosfera y tiene una temperatura
de unos 6 000 ºC, con zonas más frías (4
000 ºC) que llamamos manchas solares.
El Sol es una bola que puede dividirse en
capas concéntricas. Las cuales de adentro
hacia afuera son:
Núcleo: es la zona del Sol donde se
produce la fusión nuclear debido a la alta
temperatura, es decir, el generador de la
energía del Sol.
Zona radiativa: las partículas que transportan la energía (fotones) intentan escapar al
exterior en un viaje que puede durar unos 100 000 años debido a que estos fotones son
absorbidos continuamente y reemitidos en otra dirección distinta a la que tenían.
Zona convectiva: en ésta zona se produce el fenómeno de la convección, es decir,
columnas de gas caliente ascienden hasta la superficie, se enfrían y vuelven a descender.
Fotosfera: es una capa delgada, de unos 300 km, que es la parte del Sol que nosotros
vemos, la superficie. Desde aquí se irradia luz y calor al espacio. La temperatura es de
unos 5 000 °C. En la fotosfera aparecen las manchas oscuras y las fáculas que son
regiones brillantes alrededor de las manchas, con una temperatura superior a la normal
de la fotosfera y que están relacionadas con los campos magnéticos del Sol.
Cromosfera: solo puede ser vista en la totalidad de un eclipse de Sol. Es de color rojizo,
de densidad muy baja y de temperatura altísima, aproximadamente de medio millón
de grados. Esta formada por gases enrarecidos y en ella existen fortísimos campos
magnéticos.
Corona: capa de gran extensión, temperaturas altas y de bajísima densidad. Está formada
por gases enrarecidos y gigantescos campos magnéticos que varían su forma de hora en
hora. Ésta capa es impresionante vista durante la fase de totalidad de un eclipse de Sol.
Estructura y composición del Sol
Protuberancia
Fotosfera
(gránulos)
Mancha
Cromosfera
Filamento
Ajugero coronal
Zona convectiva
Zona radioactiva
Núcleo
Chorro coronal
En equipo, analice la siguiente ilustración y con el apoyo de su docente mencione
como se crea la energía solar.
164
La energía solar se crea en el interior
del Sol, donde la temperatura llega
a los 15 millones de grados Celsius,
con una presión altísima, que provoca
reacciones nucleares. Se liberan
protones (núcleos de hidrógeno), que
se funden en grupos de cuatro para
formar partículas alfa (núcleos de helio).
Un gramo de materia solar libera tanta
energía como la combustión de 2,5
millones de litros de gasolina.
La energía generada en el centro del Sol tarda un millón de años para alcanzar la superficie
solar. Cada segundo se convierten 700 millones de toneladas de hidrógeno en cenizas de
helio. En el proceso se liberan 5 millones de toneladas de energía pura; por lo cual, el Sol
cada vez se vuelve más ligero.
El Sol también absorbe materia. Es tan grande y tiene tal fuerza que a menudo atrae a los
asteroides y cometas que pasan cerca. Naturalmente, cuando caen al Sol, se desintegran
y pasan a formar parte de la estrella.
Manchas solares
Las manchas solares tienen una parte central obscura conocida
como umbra, rodeada de una región más clara llamada
penumbra. Las manchas solares son oscuras ya que son más
frías que la fotosfera que las rodea.
Las manchas son el lugar de fuertes campos magnéticos. La
razón por la cual las manchas solares son frías no se entiende
todavía, pero una posibilidad es que el campo magnético en las
manchas no permite la convección debajo de ellas.
Las manchas solares generalmente crecen y duran desde varios días hasta varios
meses. Las observaciones de las manchas solares revelaron primero que el Sol rota en
un período de 27 días (visto desde la Tierra).
El número de manchas solares en el Sol no es constante, y cambia en un período de 11
años conocido como el ciclo solar. La actividad solar está directamente relacionada con
este ciclo.
165
Eclipses solares
¿Ha observado alguna vez un eclipse de Sol?
¿Qué precauciones ha tomado para evitar accidentes en sus ojos, ante un eclipse
de Sol?
Analice el siguiente esquema y mencione como se producen los eclipses solares.
Cuando la Tierra, la Luna y el Sol están exactamente alineados en el espacio, el cielo se
oscurece debido al eclipse. Los eclipses solares ocurren en luna nueva, cuando la Luna
pasa entre los dos astros mayores, tapando el Sol y proyectando su sombra sobre la
Tierra.
Hay tres tipos de eclipses solares: en el eclipse parcial, el
día se oscurece ligeramente y el Sol puede ser visto con
cualquier clase de protector para los ojos.
Observe las siguientes ilustraciones
En el eclipse total, la cara del Sol desaparece detrás de la
Luna, florece la corona por lo general invisible y los afortunados
espectadores situados dentro de la sombra lunar pueden
conocer las tinieblas al mediodía.
El tercer tipo de eclipse, el llamado anular, ocurre cuando la
LunasehallaalamáximadistanciadelaTierrayenconsecuencia
se ve más pequeña que de costumbre. Incluso en el momento
cumbre de tal eclipse, el reborde del Sol envuelve la Luna.
166
Nunca se debe mirar directamente al Sol o durante un eclipse solar, este puede causar
daños severos en los ojos, tales como quemaduras en la retina y producir ceguera.
Los anteojos oscuros comunes no dan la suficiente protección para observar un eclipse
de este tipo. Por esa razón se deben usar anteojos especiales o un filtro.
La radiación solar ultravioleta
¿Cuándo usted sale en verano a la playa qué sucede con su piel?
¿Ha utilizado algún protector solar?, ¿para qué lo utiliza?
¿Qué efectos le puede producir a su piel los rayos del Sol?
Durante mucho tiempo hemos escuchado hablar de la
radiación solar ultravioleta, o en términos más cortos “los
rayos ultravioletas”, estos forman parte de la radiación
solar pero poseen sus propias características.
La radiación solar ultravioleta es una parte de la energía
radiante del Sol y se transmite en forma de ondas
electromagnéticas en cantidad casi constante; su
longitud de onda varía de entre los 400 nm (4x10-7
m)
y los 15 nm (1,5x10-8
m) constituyendo la porción más
energética del espectro electromagnético el cual, a su
vez, incide en la superficie terrestre.
La radiación solar ultravioleta es la que más incide en las condiciones climáticas, en el
equilibrio del planeta y en el balance energético; podemos clasificarla en: tipo A, tipo B,
y tipo C.
La primera posee una longitud de onda que fluctúa entre 320 y 400 nm, no es retenida por
la atmósfera por ende, alcanza toda la superficie terrestre; la segunda posee una longitud
de onda de 280 a 320 nm, es bloqueada en su mayoría por el ozono y el oxígeno de la
atmósfera. Por último, la de tipo C, tiene una longitud de onda de entre 100 y 280 nm, ésta
es retenida completamente en la región externa de la atmósfera y nunca llega a alcanzar
la superficie de la Tierra.
Entre los daños que puede ocacionar los rayos del Sol se encuentran el cáncer de la
piel, envejecimiento de la piel, irritación, arrugas, manchas o perdida de elasticidad, asi
como infecciones a nivel ocular y mutaciones genéticas.
167
El Sistema Solar
Observe y comente sobre lo que representa el dibujo.
Mercurio
SOL Venus
Tierra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno
Plutón
El sistema solar se encuentra formado por el
Sol en el centro, los cuerpos que lo acompañan
y el espacio existente entre ellos.
En torno al Sol giran ocho planetas; Mercurio,
Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano
y Neptuno, en el sistema solar también
existen asteroides que giran en su mayoría
entre Marte y Júpiter, también se pueden
encontrar los cometas que se alejan o se
acercan al Sol.
Durante décadas, Plutón fue objeto de disputa, sobre todo debido a su pequeño
tamaño de 2 390 kilómetros de diámetro. Finalmente, el 24 de agosto de 2006 perdió
su estatus de planeta, durante la XXVI Asamblea General de la Unión Astronómica
Internacional, cuando la mayoría de los participantes decidieron declararlo “planeta
enano”.
Debido al volumen el sistema solar parece un espacio vacío, que incluye diferentes formas
de energía y que en su mayoría esta compuesto por polvo y gases interplanetarios.
No se puede precisar con exactitud cuando se originó el sistema solar, algunos científicos
sostienen que pudo haber sido hace unos 4 650 millones de años y que fue debido que
una gran nube de gas y polvo se contrajo gracias a la fuerza de la gravedad, comenzando
a girar muy rápido quizás por una explosión.
Dentro del sistema solar aparte de los planetas tenemos: los cometas, los asteroides, los
meteoritos y los satélites
Algunas características de los planetas del sistema solar
Mercurio: es el planeta más cercano al Sol. Su superficie llena de cráteres puede alcanzar
más de 426 grados Celsius, debido a su proximidad al Sol y a su lenta rotación. Sólo
un poco más grande que la Luna de la Tierra, es el planeta más pequeño del sistema
solar. No tiene lunas, anillos, y tiene una atmósfera muy delgada compuesta de trazas de
hidrógeno y helio
Venus: es el segundo planeta desde el Sol, es ligeramente más pequeño que la Tierra.
Debido a su relativa proximidad a la Tierra, es el planeta más grande visto en el cielo
nocturno.
168
La superficie llena de cráteres del planeta está caliente, con temperaturas en su superficie
de alrededor de 900 a 482 grados Celsius. Tiene una atmósfera espesa de ácido sulfúrico
y dióxido de carbono (96% CO2
, 3% nitrógeno, 0,1% agua). La densidad de su atmósfera
hace que la presión del aire sea 90 veces la de la Tierra. Esto hace decididamente que el
planeta sea inhóspito para la vida. No tiene lunas, ni anillos.
Tierra: es el tercer planeta desde el Sol, posee una Luna y el único planeta conocido
que tiene seres vivos y con agua líquida en su superficie. La atmósfera se compone
principalmente de nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono, elementos indispensables
para sustentar la vida en nuestro planeta. La superficie de la Tierra es principalmente
agua, pero con grandes masas de tierra y una variedad sorprendente de diferentes
ecosistemas.
Marte: también llamado el Planeta Rojo, es el cuarto planeta del Sistema Solar, posee
dos Lunas. Su superficie se caracteriza por las tormentas de polvo, volcanes grandes y
profundos valles. El color rojo de la superficie proviene del óxido de hierro u óxido en el
suelo. Algunas de las características de la superficie de Marte, como lechos de ríos secos,
insinúan la existencia de agua anteriormente en el planeta. La atmósfera es muy delgada
en Marte, con sólo 1/100 de la presión de aire de la Tierra y el planeta es relativamente
frío con temperaturas superficiales que van desde 77 hasta 0 grados Celsius.
Júpiter: más lejos del Sol, más allá de un anillo de asteroides, se encuentra el planeta más
grande de nuestro sistema solar (Júpiter) el primero de los planetas gaseosos gigantes.
Sus patrones característicos de nubes de colores son causados por las tormentas de
enormes remolinos en su atmósfera. El más grande y más distintivo de estos, la Gran
Mancha Roja, es lo suficientemente grande como para tragarse la Tierra. El interior de
este gran planeta es principalmente hidrógeno y helio, posee 63 Lunas y un sistema de
anillos débil.
Saturno: es el sexto planeta del sistema solar, el segundo en tamaño y masa después de
Júpiter, es el único con un conjunto amplio y complejo de anillos que orbitan alrededor del
planeta, visible desde la Tierra. Su radio es alrededor de 9,5 veces el radio de la Tierra,
posee 62 Lunas en su órbita. El interior de Saturno, como el de Júpiter, se compone
principalmente de hidrógeno y helio en estado líquido a causa de la fuerte presión que
existe en ellos.
Urano: Aunque la mayoría de los planetas giran sobre su eje con una ligera inclinación,
el gigante gaseoso Urano gira sobre un plano con la órbita del Sol. Esto crea cambios
únicos estacionales. Este planeta frío es de cuatro veces el diámetro de la Tierra, y está
hecho de una atmósfera de metano con un núcleo denso de metano. Urano tiene un
sistema de anillos débil y 27 lunas en su órbita.
Neptuno: el planeta azul Neptuno es el más alejado del Sol, y al igual que Urano, es
un lugar muy frío. Debido a su distancia del Sol, un año en Neptuno es de 165 años
terrestres. La gran cantidad de metano en la atmósfera da al planeta su color azul, y el
169
• Los cometas son cuerpos celestes que se ven muy
raramente en nuestro firmamento. Solo son visibles
cuando se acercan al Sol. Orbitan al rededor del
Sol siguiendo diferentes trayectorias, elpticas,
parabólicas e hiperbólicas.
• Son esféricos de tamaño pequeño, están formados
por hielo, polvo, metano y amoníaco en estado
sólido, debido a que están a muy baja temperatura.
• Los cometas son gases congelados y representan
los restos que sobraron cuando se formaron los
planetas gaseosos exteriores.
Algunos cometas llegan a tener diámetros de algunas decenas de kilómetros y ciertas
investigaciones apuntan a que los materiales que componen los cometas son materia
orgánica que son determinantes para la vida, y que dió lugar para que en la temprana
formación de los planetas estos impactaran contra la tierra y dieran origen a los seres
vivos.
Cuando un cometa se acerca al Sol, su nucleo llamado coma, es azotado por el viento
solar generando una cola. El cometa Halley se aproxima a nuestro sistema solar,
especialmente a nuestro planeta cada 76 años, en su aparición en 1 910, su cola llegó a
medir cerca de 30 000 000 de km, un quinto de la distancia de la Tierra al Sol.
Los cometas
Cometa Halley
interior frío del planeta es principalmente hielo de metano. Es un planeta relativamente
grande.
Al igual que Urano, tiene un diámetro de aproximadamente cuatro veces mayor que el
de la Tierra. Posee trece Lunas y un débil sistema de anillos que orbitan alrededor del
planeta.
Planeta Símbolo
Diámetro ecuato-
rial (km)
Masa*
Radio orbital
(UA)
Periodo orbital
(años)
Periodo de rotación
(días)
Mercurio 4 878 0,06 0,39 0,24 58,6
Venus 12 100 0,82 0,72 0,615 243
Tierra 12 756 1,00 1,00 1,00 1,00
Marte 6 787 0,11 1,52 1,88 1,03
Júpiter 142 984 318 5,20 11,86 0,414
Saturno 120 536 95 9,54 29,46 0,426
Urano 51 108 14,6 19,19 84,01 0,718
Neptuno 49 538 17,2 30,06 164,79 0,6745
Nota: La masa se expresa en relación a la Tierra.
170
Los satélites
Los satélites se clasifican en dos: naturales y artificiales.
Satélites naturales. Características
Son cuerpos que giran alrededor de otro astro, generalmente alrededor de los planetas.
Su trayectoria no puede ser modificada. Son sólidos, unos son brillantes, otros opacos y
algunos son de gran tamaño.
Los asteroides
Los asteroides son cuerpos pequeños más pequeños
que un planeta pero más grandes que un meteorito
que orbitan al rededor del Sol. La mayoria de los
asteroides de nuestro sistema solar poseen orbitas
semiestables entre Marte y Jupiter, conformando
el llamado cinturon de asteroides, pero algunos de
ellos, son desviados a orbitas que cruzan la de los
planetas mayores.
El 1 de agosto el astronomo siciliano Giuseppe Piazzi,
descubrió el asteroide o planeta menor Ceres y el 22
de agosto de 2006 fué reclasificado como planeta
enano, junto con Plutón y Eris
• La mayoría de los fragmentos que caen en la Tierra son fragmentos de asteroides
• Son especialmente abundantes en el cinturón de asteroides.
Los meteoritos
• Son fragmentos de asteroides o cometas que
viajan por el espacio a enormes velocidades.
• Son atraídos por el Sol y chocan con los
cuerpos que encuentran a su paso.
• Cuando llegan a la Tierra, si son grandes
se produce un gran impacto pero si son
pequeños se queman al entrar en la
atmósfera, entonces se pude observar una luz
que pasa instantáneamente lo que llamamos
vulgarmente estrellas fugaces.
171
Los planetas poseen distinta cantidad de satélites, que se
mantienen unidos por fuerzas de gravedad recíprocas. Casi
todos los planetas del Sistema Solar tienen al menos un satélite,
a excepción de Mercurio y Venus.
Existen varias teorías sobre su origen. Algunos astrónomos
señalan que se formaron junto a los planetas. Otros que son
cuerpos capturados por la gravedad o que han evolucionado
junto al planeta. Por ejemplo: La Luna es el satélite de la Tierra.
Movimientos
Los satélites describen trayectorias alrededor del planeta que se mueven. Algunos giran
en dirección opuesta a la rotación de los planetas.
Otros datos
En la actualidad se conocen más de 160 satélites naturales que pertenecen al Sistema
Solar. Muchos nombres de satélites, o lunas, provienen de la mitología griega, romana o
de personajes de obras literarias.
Gamínedes es el nombre del satélite más grande del Sistema Solar, gira alrededor de
Júpiter.
Satélites artificiales. Características
Son vehículos espaciales colocados alrededor de la órbita de la Tierra o de otros astros.
Son construidos por el hombre y su trayectoria puede ser modificada.
Están provistos de aparatos apropiados que se encargan de obtener información y
transmitirla a la Tierra.
Los satélites pueden tener distintos usos, entre ellos: la comunicación, navegación,
asuntos militares, meteorológicos, de estudio, biosatélites, de reconocimiento y de
observación terrestre.
Composición y estructura
Los satélites artificiales alimentan su energía de céldas solares o generadores
nucleares enviados al espacio por cohetes llamados “lanzadores”. Están provistos de
radiorreceptores, cámaras, circuitos electrónicos y radares.
Movimientos
Describen órbitas alrededor de cometas, asteroides, planetas y el Sol. Dependiendo del
tipo de órbita que realicen en la Tierra, pueden ser: de órbita baja, polar, geoestacionaria
o elíptica.
Otros datos
El Sputnik I, medía 58 cm de diámetro y estaba provisto de antenas. Al entrar a la
atmósfera de la Tierra se desintegró. El primer satélite artificial tripulado fue el Sputnik 2,
que llevaba a la perra Layka.
172
En equipo
a) Elabore un mural sobre la estructura externa e interna del Sol, teniendo presente
una ficha de caracterización sobre cada una de las capas externa e internas que
posee
b) Elabore un mural de recortes de revistas o periódicos sobre el Sistema Solar, te-
niendo presente los avances científicos tecnológicos para conocer de él; así como
una ficha de caracterización de cada uno de sus planetas
c) Elabore con su equipo, un modelo a escala
de nuestro sistema solar, para ello ten en
cuenta el cuadro en donde se te presentan los
cálculos de las distancias de los astros, con
respecto al Sol y de sus diámetros; así como
utilizar la siguiente escala:
1 m = 1 UA (unidades astronómicas)
0, 1 mm = 1 diámetro terrestre
d) Comente las siguientes interrogantes:
¿Cómo se le llama al satélite natural de la Tierra y
cuáles son las fases que presenta?
¿Por qué es importante conocer los ciclos o fases que presenta nuestro satélite natural?
¿En qué consiste los eclipse de Luna y de Sol?
¿A qué le llamamos cometas, asteroides, meteoritos y satélites?
Actividades de profundización y evaluación
Astro
Distancia
del Sol (UA)
*Diametro
(Tierra =1)
Sol --- 11,0
Mercurio 0,3 0,4
Venus 0,4 1,0
Tierra 0,7 1.0
Marte 1,0 0,5
Júpiter 5,2 11,2
Saturno 9,5 9,5
Urano 19,2 3,7
Neptuno 30,1 3,5
* En comparación con el diametro
de la Tierra.
Los satélites artificiales son un avance de la ciencia que facilitan
la navegación, el vuelo de aviones, el levantamiento de mapas.
Ayudan a predecir ciclones y su dirección.
Novena
Unidad
Novena
Unidad
Importancia de los elementos
químicos en el desarrollo
de la tecnología
Importancia de los elementos
químicos en el desarrollo
de la tecnología
TABLA PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
H
Li Be
MgNa
K
Rb
Ca Sc Ti V
Sr Y
Ba LaCs
Fr Ra Ac
C
Carbono
Litio Berilio
Hidrógeno
Sodio Magnesio
Rubidio Estroncio
Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio
Ytrio
Anfoteros
No metales
Gases Nobles
Metales
Metales Alacalinos
y Alcalineoterreos
Zr
Zirconio
Hf
Cesio Bario Lantano Hafnio
Rf
Francio Radio Actinio Rutherfordio
Nb
Niobio
Ta
Tántalo
Ha
Hahnio
Cr
Cromo
Mo
Molibdeno
W
Tungsteno
Unh
Unnihexium
Mn
Manganeso
Tc
Tecnesio
Re
Renio
Ns
Niëlsborium
Fe
Hierro
Ru
Rutenio
Os
Osmio
Hs
Hassio
Co
Cobalto
Rh
Rodio
Ir
Iridio
Mt
Meitnerio
Ni
Niquel
Pd
Paladio
Pt
Platino
Cu
Cobre
Ag
Plata
Au
Oro
Zn
Zinc
Cd
Cadmio
Hg
Mercurio
B
Al
Ga
In
Tl
Boro
Aluminio
Indio
Galio
Talio
C
Sl
Ge
Sn
Pb
Carbono
Silicio
Estaño
Germanio
Plomo
N
P
As
Sb
Bi
Nitrogeno
Fosforo
Antimonio
Arsénico
Bismuto
O
S
Se
Te
Po
Oxigeno
Azufre
Telurio
Selenio
Polonio
F
Cl
Br
I
At
Flúor
Cloro
Yodo
Bromo
Astato
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Neón
Helio
Argón
Xenón
Kriptón
Radón
Pr NdCe
Th Pa U
Pm
Cerio Praseodimio Neodimio Prometio
Np
Torio Protactinio Uranio Neptunio
Sm
Samario
Pu
Plutonio
Eu
Europio
AmAmericio
Gd
Gadolinio
Cm
Curio
Tb
Terbio
Bk
Berkelio
Dy
Disprosio
Cf
Californio
Ho
Holmio
Es
Einstenio
Er
Erbio
FmFermio
Tm
Tulio
Md
Mendelevio
Yb
Yterbio
No
Nobelio
Lu
Lutecio
Lr
Laurencio
IA
IIIAIIA IVaIVA VA VIA VIIA
VIIIA
IB IIBIIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIBVIIIB
Actinidos
Lántanidos
Masa Atómica
Número de Oxidación
Número Atómico
Temperatura de Ebullición C°
Temperatura de Fusión C°
Densidad
Nombre
Símbolo
6 12.011
+4,2
2.25
4827
3367
1.00797
+1
1
0,071
-252,87
-259,2
6.941
+1
3
0.53
13.47
180.5
9.0122
+2
4
1.65
2970
1278
22.9898
+1
11
0.97
882.9
97.81
12 24.3050
+2
0.97
882.9
97.81
39.0983
+1
19
0.86
774
63.65
40.078
+2
20
1.55
1484
839
39.0983
+1
37
1.83
688
38.89
38 87.62+21.551484839
132.90543
+1
55
1.90
678.4
28.40
137.3427
+2
56
2.6
1640
769
39 88.90585+34.533371523
226.0254
+2
88
- 6
1140
700
132.90543
+1
87
-
(677)
27
44.955910
+3
21
3.0
2832
1539
88.90585
+3
o
57
6.1
3454
920
47.90
+4,3,2
22
4.51
3287
1660
50.9415
+5,4,3,2
23
6.1
3380
1890
226.0254
oo
+3
89
-10.1
3200
1050
92.9064
+5,3
41
8.5
4742
2468
91.224
+4
40
6.5
4377
1852
178.49
+4
72
13.3
4662
2227
(262.114)-104
-
-
-
180.9479
+5
73
16.7
5425
2996
(282.114)
-
105
-
-
-
51.996
+6,3,2
24
7.19
2672
1857
95.94
+6,5,4,3,2
42
10.2
4612
2617
183.85
+6,5,4,3,2
74
19.3
5660
3410
(283.118)
-
106
-
-
-
54.93805
+7,6,4,2,3
25
7.3
1982
1244
98.906
+7
43
11.5
4877
2172
186.207
+7,6,4,2,-1
75
20.9
5900
3180
(262.12)
-
107
-
-
-
55.847
+2,3
26
7.86
2750
1535
101.07
+2,3,4,6,8
44
12.4
3900
2310
183.85
+6,5,4,3,2
76
22.5
5027
3045
(264)
-
108
-
-
-
58.9332
+2,3
27
8.83
2870
1495
102.95+2,3,445
12.4
3727
1966
192.22
+2,3,4,6
77
22.8
4130
2410
(266)
-
109
-
-
-
58.69
+2,3
28
8.90
2732
1453
106.42+2,446
12.0
3140
1552
192.22
+2,3,4,6
78
21.45
3827
1.772
63.546
+2,1
29
8.93
2567
1083.4
107.8682+2,447
10.5
2212
961.93
196.967+3,179
19.3
2807
1064.4
65.39
+2
30
7.2
907
419.58
112.41+248
8.64
765
320.9
200.59+2,180
13.55
356.58
-38.87
69.723
+3
31
6.0
2403
29.78
114.82
+3
49
7.31
2080
156.85
204.3833
+3,1
81
11.85
1457
303.5
26.9815
+3
13
2.7
2467
660.37
10.811
+3
5
2.34
2550
(2079)
12.011
+4,2
6
2.25
4827
3367
44.955910
+3
32
5.36
2830
937.4
118.69
+4,2
50
7.3
2270
231.96
204.3833
+4,2
82
11.4
1740
327.5
28.0855
+2,4
14
2.4
2355
1410
14.0067
+3,5,4,2,1
7
0.81
-195.8
-209.66
74.9216
+3,5
33
5.73
613
817
121.75
+3,5
51
6.68
1750
830.74
208.9804
+3,5
83
9.80
1560
271.3
30.973762
+3,5,4
15
1.83
280
44.1
15.9994
-2.1
8
1.14
-182.96
-218.4
78.95
+2,4,6
34
4.8
684.9
217
127.50
+2,4,5
52
6.2
9.89.8
449.5
208.9804
+3,5
84
9.80
982
254
32.066
+5,4,6
16
2.0
444.574
112.8
18.9984
-1
9
1.505
-188.14
-219.62
79.904
+ 1,5
35
3.14
58.78
-7.2
126.9045
+1,5,7
53
4.94
184.35
113.5
(209.99)
+ 1,3,5,7
85
-
337
(302)
35.4527
+1,3,5,7
17
3.214
-34.7
-100.98
4.00260
-
2
0.187
-268.934
-272.2
20.179
-
10
1.20
-246.05
-248.7
83.80
-
36
2.6
-152.3
-156.6
131.29
-
54
5.89
-107.1
-111.9
(222.02)
-
86
9.96
(-61.8)
(-71)
140.115
o
+3,4
58
6.8
3257
798
232.038
+3,4
oo
90
11.7
4790
1750
140.908
-
+3,4
59
6.7
3212
931
(231.04)
+5,4
-
91
-
-
< 1600
144.24
+3
60
7.00
3127
1010
238.03
+6,5,4,3
-
92
19.1
3818
1132
146.92
+3
61
-
2460
1168
(237.05)
+6,5,4,3
-
93
19.5
3903
640
150.35
+3,2
62
-
1778
1072
(244)
+6,5,4,3
-
94
19.7
3232
641
150.35
+3,2
63
5.26
1597
822
(243)
+6,5,4,3
-
95
11.7
2607
994
157.25
+3
64
7.9
3233
1311
(247)
+3
-
96
-
-
1340
158.9253
+3,4
65
8.3
3041
1360
(244)
+6,5,4,3
-
97
-
-
-
162.50
+3
66
8.54
2335
1409
(244)
+6,5,4,3
-
98
19.7
3232
641
164.030
+3
67
8.54
2720
1470
(254)
+3
-
99
-
-
-
167.26
+3
68
9.05
2510
1522
(257)
+3
-
100
-
-
-
168.934
+3,2
69
9.33
17.27
1545
(258)
+2,3
-
101
-
-
-
(254)
-
-
102
-
-
-
173.04
+3,2
-
70
6.98
1427
824
(260)
-
-
103
-
-
-
174.967
3
-
71
-
-
-
Ds
Darmsdtadtio
(281)
-
110
-
-
-
Rg
Roentgenio
(280)
-
111
-
-
-
Cn
Copernicio
(285)
-
112
-
-
-
Uut
Ununtrio
(...)
-
113
-
-
-
Fl
Flevorio
(287)
-
114
-
-
-
Uup
Ununpentio
(...)
-
115
-
-
-
Lv
Livermorio
(291)
-
116
-
-
-
Uus
Ununseptio
(...)
-
117
-
-
-
Uuo
Ununoctio
(...)
-
118
-
-
-
174
La tabla periódica de los elementos químicos
En esta unidad se estudiará la importancia de la organización de los elementos químicos
en la Tabla Periódica de acuerdo a sus características y propiedades, por tanto debe
siempre tener en sus útiles escolares la tabla periódica, dado que la estará usando con
frecuencia.
La primera clasificación de los elementos lo realizó el
cientifico sueco Jön Jacob Berzelius en 1813. Dividió los
elementos naturales en dos grandes grupos: metales y no
metales.
Antoine Lavoisier, también propuso que los elementos se
clasificaran en metales, no metales y metaloides o metales
de transición, fue rechazada debido a que había muchas
diferencias en las propiedades físicas como químicas.
Esta clasificación de Berzelius fue notoriamente insuficiente
porserexcesivamentegeneralypornopermitircomparación
entre los elementos análogos.
Primeras versiones de estructura y clasificación de la tabla
periódica
Plata Oro Cobre Mercurio Azufre
En el siglo XVI
En 1808 por Dalton
Por Berzelius
S CG
Ag Au Cu Hg S
Desde la antiguedad se trató de dar un nombre especial y una representación escrita a
toda serie de sustancias que identificaban en su estudio de las propiedades de la materia
y de los fenómenos que causan cambios en ellas, para tal fin se elaboraban dibujos para
representarlos. En la época de la alquimia no se conocian más que 20 elementos y los
dibujos variaban de un lugar a otro. A mediados del siglo XVIII ya se habian descubierto
cerca del 50% de los elementos quimicos que actualmente se conocen; sus propiedades
fisicas y quimicas y sus combinaciones con otros elementos para formar compuestos,
habian sido estudiadas por otros quimicos. Algunos simbolos quimicos historicos son:
Jon Jacob Berzelius
175
Triadas de Döbereiner
Johann Wolfgang Döbereiner, profesor de Química de la Universidad de Jena, expuso su
teoría de las triadas, en la que agrupó elementos con propiedades semejantes. En 1817
puso de manifiesto estas relaciones de periodicidad en las propiedades parecidas, que
podían fácilmente representarse al arreglar en tríadas los elementos químicos ( cloro,
bromo, yodo) (azufre, selenio teluro) (litio, sodio y potasio).
La triada Cloro, Bromo, Yodo cuyos pesos atómicos son 36, 80 y 127; si sumamos los
pesos del Cloro y el Yodo (36 + 127= 163) y dividimos entre dos, obtenemos 81,5 que
es aproximadamente cercano al peso atómico del Bromo 80, y si revisamos la tabla
periódica el elemento con el peso atómico aproximado a 80 es el Bromo lo cual hace que
concuerde con el ordenamiento de triadas. Dobereiner concluyo afirmando:
En la clasificación de las triadas (agrupación de tres elementos) el peso atómico promedio
de los pesos de los elementos extremos es parecido al peso atómico del elemento del
centro.
¿Qué entiende usted por el término triadas?
Utilice la tabla periódica, seleccione 3 elementos y realice el procedimiento para
comprobar el planteamiento de Döbereiner.
Se imagina usted la tabla periódica organizada en triadas, ¿cómo sería? Haga un
dibujo de ésta en su cuaderno.
Ejercicio
Utilice su tabla periódica:
• Busque los pesos atómicos (A) de los siguientes elementos:
Litio Calcio Azufre
Sodio Estroncio Selenio
Potasio Bario Teluro
• Sume los pesos atómicos de los elementos extremos y el resultado de esta suma
divídala entre dos.
• Verifique que el resultado obtenido es aproximadamente el peso atómico del
elemento del centro.
Lea el planteamiento de Döbereiner y compruebe dicho planteamiento
Coloque sus resultados en la siguiente tabla
Elemento Símbolo Peso atómico Suma Promedio Observaciones
176
Lee y comente en grupo
El químico Jean Baptiste André Dumas, escribió en 1840 su Ensayo de la filosofía química,
en donde manifestaba haber perfeccionado las tríadas de Döberenier, acomodando al flúor
antes que al cloro y al oxígeno antes que el calcio, lo que permitía completar algunas familias
de elementos afines; a la familia del Sodio le añadió el Rubidio y el Cesio.
Además comprobó que aparte de las variaciones del peso atómico anteriormente observadas
existían otras regularidades cuando se pasa de una familia a otra.
Dumas organizó a los elementos en familias: clasifico a la familia de los anfígenos y halógenos,
teniendo en cuenta su comportamiento químico análogo. En total organizó la mayoría de los
elementos de la familia de Hidrógeno H, Flúor F, oxigeno O, Nitrógeno N, Carbono C.
En equipo comente y responda
¿Qué significa para usted el término octava?
Busque en su tabla periódica el peso atómico de los elementos que se le presentan en la
ilustración y compruebe qué sucede con el octavo elemento.
Octavas de Newlands
En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands, observó que dispuestos los
elementos en orden creciente a sus pesos atómicos, después de cada siete elementos, en el
octavo se repetían las propiedades del primero y por analogía con la escala musical.
Su planteamiento mostraba una cierta ordenación de los elementos en familias (grupos),
con propiedades muy parecidas entre sí y en períodos formados por ocho elementos cuyas
propiedades iban variando progresivamente.
Como a partir del Calcio dejaba de cumplirse su planteamiento, esta ordenación no fue
apreciada por la comunidad científica que la menospreció y ridiculizó, hasta que 23 años
más tarde fue reconocido por la Royal Society, que concedió a Newlands su más alta
condecoración, la medalla Davy.
Ley de las octavas de Newlands
1 2 3 4 5 6 7
Li
6,9
Na
23,0
K
39
Be
9,3
Mg
24, 3
Ca
40,0
B
10,8
C
12
N
14
O
16,0
F
19,0
Al
27,0
Si
28,1
P
31,0
S
31,0
Cl
35,5
177
Sistema Periódico de Mendeleieff
Fue el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleieff el que estableció la tabla periódica de los
elementos comprendiendo el alcance de la ley periódica.
Los primeros trabajos de Mendeleieff datan de 1860 y sus conclusiones fueron leídas
en 1869 en la sociedad Química Rusa. Él mismo resumió su trabajo en los siguientes
postulados:
1. Si se ordenan los elementos en orden creciente según sus pesos atómicos, muestran
una evidente periodicidad.
2. Los elementos semejantes en sus propiedades químicas poseen pesos atómicos
semejantes, ejemplo Potasio K, Rubidio Rb, Cesio Cs.
3. La colocación de los elementos en orden a sus pesos atómicos corresponde a su
valencia.
4. Los elementos más difundidos en la Naturaleza son los de peso atómico pequeño.
Estos elementos poseen propiedades bien definidas.
5. El valor del peso atómico caracteriza un elemento y permite predecir sus propiedades.
6. En determinados elementos puede corregirse el peso atómico si se conoce el de los
elementos adyacentes.
En 1869, el ruso Dimitri Ivánovich Mendeleieff publica su primera Tabla Periódica en
Alemania. Un año después lo hace Julius Lothar Meyer, que basó su clasificación
periódica en la periodicidad de los volúmenes atómicos en función de la masa atómica de
los elementos. Por ésta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 118 que existen en
la naturaleza, aunque no todos abundan en la misma proporción. El elemento con mayor
presencia en el universo es el hidrógeno que es el combustible de las estrellas, seguido del
Helio. En cambio en nuestra atmósfera y en la corteza terrestre que es donde se concentra
la vida en nuestro planeta el más abundante es el oxígeno que se encuentra como parte
del componente del agua, el siguiente es el silicio que se presenta en forma de roca y
arena, le siguen el Aluminio, Hierro, Calcio, Sodio, Potasio entre otros.
La primera clasificación periódica de Mendeleieff no tuvo buena acogida al inicio. Después
de varias modificaciones publicó en el año 1872 una nueva Tabla Periódica constituida por
ocho columnas desdobladas en dos grupos cada una, que al cabo de los años se llamaron
familia A y B.
El gran mérito de Mendeleieff consistió en pronosticar la existencia de elementos que no
habían sido descubiertos y dejó casillas vacías para situar en ellas los elementos cuyo
descubrimiento se realizaría años después. Incluso pronosticó las propiedades de algunos
de ellos: el Galio (Ga), al que llamó eka-aluminio por estar situado debajo del aluminio; el
Germanio (Ge), al que llamó eka-sicilio; el escandio (Sc); y el tecnecio (Tc), que sería el
primer elemento artificial obtenido en el laboratorio, por síntesis química, en 1937.
178
Ventajas del sistema de Mendeleieff
1. Corrigió los pesos atómicos y las valencias de algunos
elementos por no tener sitio en su tabla de la forma en
que eran considerado hasta entonces.
2. Señaló las propiedades de algunos elementos
desconocidos, entre ellos, tres a los que llamó eka-
boro, eka-aluminio, y eka-silicio.
3. En1894RamsydescubrióungaselquedenominóArgón.
Es monoatómico, no presenta reacciones químicas y
carecía de un lugar en la tabla. Inmediatamente supuso
que debían existir otros gases de propiedades similares
y que todos juntos formarían un grupo. En efecto, poco
después se descubrieron los otros gases nobles y se
les asignó el grupo cero.
4. Todos los espacios que dejó en blanco se fueron llenando al descubrirse los elementos
correspondientes. Estos presentaban propiedades similares a las asignadas por
Mendeleieff.
Defectos de la tabla de Mendeleieff
1. No tiene un lugar fijo para el hidrógeno.
2. Destaca una sola valencia.
3. No había explicación posible al hecho de que unos períodos contarán de 8 elemen-
tos: otros de 18, otros de 32, etc.
4. La distribución de los elementos no está siempre en orden creciente de sus pesos
atómicos.
Comente en equipo
1. Comente los hallazgo de Mendeleieff acerca de la tabla periódica.
2. Qué ventajas tiene la tabla periódica propuesta por Mendeleieff.
Dmitri Ivánovich Mendeléieff
179
Ley periódica de los elementos químicos
Las propiedades de los elementos químicos no son arbitrarias, sino que varían con el
peso atómico de una manera periódica.
En 1913, Henry J. Moseley sugirió que en vista de los inconvenientes que habían surgido,
para ubicar en la tabla de Mendeleieff, nuevos elementos descubiertos; proponía ordenar
los elementos de acuerdo con su número atómico en forma creciente.
Esto trajo como consecuencia que la ley periódica de los elementos cambiara su enunciado
de tal manera que desde entonces se enuncia como:
Ley periódica de los elementos:
Las propiedades físicas y químicas de los elementos son función periódica de sus números
atómicos.
La tabla periódica moderna
Características generales de la Tabla Periódica:
En el siglo XX se descubrió que las propiedades de los elementos son función periódica
de sus números atómicos o carga nuclear. La Ley periódica moderna se rige de acuerdo
al siguiente enunciado: "Las propiedades fisicas y quimicas de los elementos son
función periódica de sus números atómicos".
TABLA PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
H
Li Be
MgNa
K
Rb
Ca Sc Ti V
Sr Y
Ba LaCs
Fr Ra Ac
C
Carbono
Litio Berilio
Hidrógeno
Sodio Magnesio
Rubidio Estroncio
Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio
Ytrio
Anfoteros
No metales
Gases Nobles
Metales
Metales Alacalinos
y Alcalineoterreos
Zr
Zirconio
Hf
Cesio Bario Lantano Hafnio
Rf
Francio Radio Actinio Rutherfordio
Nb
Niobio
Ta
Tántalo
Ha
Hahnio
Cr
Cromo
Mo
Molibdeno
W
Tungsteno
Unh
Unnihexium
Mn
Manganeso
Tc
Tecnesio
Re
Renio
Ns
Niëlsborium
Fe
Hierro
Ru
Rutenio
Os
Osmio
Hs
Hassio
Co
Cobalto
Rh
Rodio
Ir
Iridio
Mt
Meitnerio
Ni
Niquel
Pd
Paladio
Pt
Platino
Cu
Cobre
Ag
Plata
Au
Oro
Zn
Zinc
Cd
Cadmio
Hg
Mercurio
B
Al
Ga
In
Tl
Boro
Aluminio
Indio
Galio
Talio
C
Sl
Ge
Sn
Pb
Carbono
Silicio
Estaño
Germanio
Plomo
N
P
As
Sb
Bi
Nitrogeno
Fosforo
Antimonio
Arsénico
Bismuto
O
S
Se
Te
Po
Oxigeno
Azufre
Telurio
Selenio
Polonio
F
Cl
Br
I
At
Flúor
Cloro
Yodo
Bromo
Astato
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Neón
Helio
Argón
Xenón
Kriptón
Radón
Pr NdCe
Th Pa U
Pm
Cerio Praseodimio Neodimio Prometio
Np
Torio Protactinio Uranio Neptunio
Sm
Samario
Pu
Plutonio
Eu
Europio
AmAmericio
Gd
Gadolinio
Cm
Curio
Tb
Terbio
Bk
Berkelio
Dy
Disprosio
Cf
Californio
Ho
Holmio
Es
Einstenio
Er
Erbio
FmFermio
Tm
Tulio
Md
Mendelevio
Yb
Yterbio
No
Nobelio
Lu
Lutecio
Lr
Laurencio
IA
IIIAIIA IVaIVA VA VIA VIIA
VIIIA
IB IIBIIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIBVIIIB
Actinidos
Lántanidos
Masa Atómica
Número de Oxidación
Número Atómico
Temperatura de Ebullición C°
Temperatura de Fusión C°
Densidad
Nombre
Símbolo
6 12.011
+4,2
2.25
4827
3367
1.00797
+1
1
0,071
-252,87
-259,2
6.941
+1
3
0.53
13.47
180.5
9.0122
+2
4
1.65
2970
1278
22.9898
+1
11
0.97
882.9
97.81
12 24.3050
+2
0.97
882.9
97.81
39.0983
+1
19
0.86
774
63.65
40.078
+2
20
1.55
1484
839
39.0983
+1
37
1.83
688
38.89
38 87.62+21.551484839
132.90543
+1
55
1.90
678.4
28.40
137.3427
+2
56
2.6
1640
769
39 88.90585+34.533371523
226.0254
+2
88
- 6
1140
700
132.90543
+1
87
-
(677)
27
44.955910
+3
21
3.0
2832
1539
88.90585
+3
o
57
6.1
3454
920
47.90
+4,3,2
22
4.51
3287
1660
50.9415
+5,4,3,2
23
6.1
3380
1890
226.0254
oo
+3
89
-10.1
3200
1050
92.9064
+5,3
41
8.5
4742
2468
91.224
+4
40
6.5
4377
1852
178.49
+4
72
13.3
4662
2227
(262.114)-104
-
-
-
180.9479
+5
73
16.7
5425
2996
(282.114)
-
105
-
-
-
51.996
+6,3,2
24
7.19
2672
1857
95.94
+6,5,4,3,2
42
10.2
4612
2617
183.85
+6,5,4,3,2
74
19.3
5660
3410
(283.118)
-
106
-
-
-
54.93805
+7,6,4,2,3
25
7.3
1982
1244
98.906
+7
43
11.5
4877
2172
186.207
+7,6,4,2,-1
75
20.9
5900
3180
(262.12)
-
107
-
-
-
55.847
+2,3
26
7.86
2750
1535
101.07
+2,3,4,6,8
44
12.4
3900
2310
183.85
+6,5,4,3,2
76
22.5
5027
3045
(264)
-
108
-
-
-
58.9332
+2,3
27
8.83
2870
1495
102.95+2,3,445
12.4
3727
1966
192.22
+2,3,4,6
77
22.8
4130
2410
(266)
-
109
-
-
-
58.69
+2,3
28
8.90
2732
1453
106.42+2,446
12.0
3140
1552
192.22
+2,3,4,6
78
21.45
3827
1.772
63.546
+2,1
29
8.93
2567
1083.4
107.8682+2,447
10.5
2212
961.93
196.967+3,179
19.3
2807
1064.4
65.39
+2
30
7.2
907
419.58
112.41+248
8.64
765
320.9
200.59+2,180
13.55
356.58
-38.87
69.723
+3
31
6.0
2403
29.78
114.82
+3
49
7.31
2080
156.85
204.3833
+3,1
81
11.85
1457
303.5
26.9815
+3
13
2.7
2467
660.37
10.811
+3
5
2.34
2550
(2079)
12.011
+4,2
6
2.25
4827
3367
44.955910
+3
32
5.36
2830
937.4
118.69
+4,2
50
7.3
2270
231.96
204.3833
+4,2
82
11.4
1740
327.5
28.0855
+2,4
14
2.4
2355
1410
14.0067
+3,5,4,2,1
7
0.81
-195.8
-209.66
74.9216
+3,5
33
5.73
613
817
121.75
+3,5
51
6.68
1750
830.74
208.9804
+3,5
83
9.80
1560
271.3
30.973762
+3,5,4
15
1.83
280
44.1
15.9994
-2.1
8
1.14
-182.96
-218.4
78.95
+2,4,6
34
4.8
684.9
217
127.50
+2,4,5
52
6.2
9.89.8
449.5
208.9804
+3,5
84
9.80
982
254
32.066
+5,4,6
16
2.0
444.574
112.8
18.9984
-1
9
1.505
-188.14
-219.62
79.904
+ 1,5
35
3.14
58.78
-7.2
126.9045
+1,5,7
53
4.94
184.35
113.5
(209.99)
+ 1,3,5,7
85
-
337
(302)
35.4527
+1,3,5,7
17
3.214
-34.7
-100.98
4.00260
-
2
0.187
-268.934
-272.2
20.179
-
10
1.20
-246.05
-248.7
83.80
-
36
2.6
-152.3
-156.6
131.29
-
54
5.89
-107.1
-111.9
(222.02)
-
86
9.96
(-61.8)
(-71)
140.115
o
+3,4
58
6.8
3257
798
232.038
+3,4
oo
90
11.7
4790
1750
140.908
-
+3,4
59
6.7
3212
931
(231.04)
+5,4
-
91
-
-
< 1600
144.24
+3
60
7.00
3127
1010
238.03
+6,5,4,3
-
92
19.1
3818
1132
146.92
+3
61
-
2460
1168
(237.05)
+6,5,4,3
-
93
19.5
3903
640
150.35
+3,2
62
-
1778
1072
(244)
+6,5,4,3
-
94
19.7
3232
641
150.35
+3,2
63
5.26
1597
822
(243)
+6,5,4,3
-
95
11.7
2607
994
157.25
+3
64
7.9
3233
1311
(247)
+3
-
96
-
-
1340
158.9253
+3,4
65
8.3
3041
1360
(244)
+6,5,4,3
-
97
-
-
-
162.50
+3
66
8.54
2335
1409
(244)
+6,5,4,3
-
98
19.7
3232
641
164.030
+3
67
8.54
2720
1470
(254)
+3
-
99
-
-
-
167.26
+3
68
9.05
2510
1522
(257)
+3
-
100
-
-
-
168.934
+3,2
69
9.33
17.27
1545
(258)
+2,3
-
101
-
-
-
(254)
-
-
102
-
-
-
173.04
+3,2
-
70
6.98
1427
824
(260)
-
-
103
-
-
-
174.967
3
-
71
-
-
-
Ds
Darmsdtadtio
(281)
-
110
-
-
-
Rg
Roentgenio
(280)
-
111
-
-
-
Cn
Copernicio
(285)
-
112
-
-
-
Uut
Ununtrio
(...)
-
113
-
-
-
Fl
Flevorio
(287)
-
114
-
-
-
Uup
Ununpentio
(...)
-
115
-
-
-
Lv
Livermorio
(291)
-
116
-
-
-
Uus
Ununseptio
(...)
-
117
-
-
-
Uuo
Ununoctio
(...)
-
118
-
-
-
180
Las propiedades físicas y químicas de los elementos tienden a repetirse de forma
sistemática conforme aumenta el número atómico.
La versión moderna de la Tabla Periódica contiene todos los elementos conocidos que
son 118 y están ubicados en orden creciente de sus números atómicos (números de
protones).
Los renglones o los elementos ubicados en la línea horizontal de la tabla periódica se
llaman periodos, su longitud depende de la periodicidad con que se repiten las propiedades
similares según la ley periódica.
Los periodos tienen diferente longitud, usted lo puede ver en esta descripción:
• El primer periodo solo contiene dos elementos que son Hidrogeno y Helio.
• El segundo y tercer periodo contiene 8 elementos.
• El cuarto y el quinto periodo tienen 18 elementos.
• El sexto periodo contiene 32 elemtos, este periodo incluye a los elementos de la
serie de los lantanidos.
• El séptimo periodo no tiene los 32 elementos, incluye a los catorce elementos de la
serie de los actinidos.
Las columnas de la tabla se conocen como grupo o familias y contienen a los elementos
que tienen propiedades similares desde el punto de vista de la configuración electrónica.
Los elementos de un mismo grupo presentan propiedades semejantes: las propiedades
quimicas de un elemento depende de lo electrónes que presentan sus átomos en el
último nivel de energía, los cuales se conocen como electrones de valencia.
En la lámina que se presenta del elemento hierro está referida a la información que
contiene cada elemento en la Tabla Periódica la
cual usted la puede verificar.
Según sus propiedades químicas, los elementos se
clasifican en metales y no metales. Los elementos
que hay en la Tierra existen en otros planetas.
Alos elementos de los grupos IAal VIIAse le llaman
elementos representativos y se caracterizan
porque todos ellos tienen incompleto el nivel de
energia más externo.
El grupo B, junto con el VIII A y las series lantánidas y actinida, comprende los elementos
de transición, el grupo VIII A ó 0 está integrado por los llamados gases nobles o inertes.
26 2
FeHierro
55,847
(Ar)3d 4s5 2
3
Estado de oxidación
(de los enlaces más notables)
Número atómico
Configuración
electrónica
Símbolo
Nombre del
elemento
Peso atómico
181
Los átomos de la última capa de los elementos metales son electropositivos se combinan
fácilmente con los átomos electronegativos de los no metales.
Los elementos de un mismo grupo presentan propiedades químicas semejantes: las
propiedades químicas de un elemento dependen de los electrones que presentan sus
átomos en el último nivel de energía, los cuales se conocen como electrones de valencia.
Se denomina Valencia a la capacidad de combinación del elemento, si se pierden
electrones, se dice que la valencia es positiva (+) , si ganan electrones, se dice que la
valencia es negativa (-) por ejemplo: el oxigeno, que tiene seis electrones en su última
capa, al combinarse tiende a ganar dos electrones, por lo tanto su valencia será -2.
Comente con su equipo de trabajo lo siguiente:
¿Qué información presenta la Tabla Periódica de cada elemento?
¿Cuántos elementos tiene la Tabla Periódica, periodos y grupos?
Utiliza la tabla periódica y completa la información que falta en el siguiente cuadro que
se le presenta.
Nombre del
elemento
Símbolo del
elemento
Numero
Atomico
Peso
Atomico
Número de
protones
Número de
neutrones
Nitrógeno
Mercurio
Cromo
Potasio
Grupos o familias
En equipo de trabajo responde :
En la vida cotidiana que significa ser familia, ¿cómo se entiende el término grupo o
familia en la Tabla Periódica?
¿Cuál es el elemento ubicado en el grupo IB y período V?
¿Qué símbolo tienen los elementos que forman al grupo VIIB?
Observe ¿cómo están identificadas las columnas verticales en la Tabla Periódica?
La Tabla Periódica está organizada en 8 grupos constituidos en dos familias o subgrupos
A y B.Los subgrupos B formados por los elementos de transición también se representan
con números romanos.
182
Las familias A, están constituidos por los grupos de los elementos descritos en la tabla.
Grupo Nombre del grupo Inicia con Finaliza con Configuración
IA Metales Alcalinos Li Fr ns1
IIA Metales Alcalinos Térreos Be Ra ns2
IIIA Grupo del Boro B Tl ns2
, np1
IVA Familia del Carbono C Pb ns2
, np2
VA Grupo del Nitrógeno N Bi ns2
, np3
VIA Grupo del Oxigeno o Anfígenos O Po ns2
, np4
VIIA Halógenos F At ns2
, np5
VIIIA Familia de los Gases Nobles He Rn ns2
, np6
Los elementos del grupo IAoAlcalinos se caracterizan por ser blandos, lustrosos, de puntos
de fusión y densidades bajos: sus átomos presentan un electrón en la capa más externa.
Químicamente son bastante reactivos; se combinan directamente con no metales para
formar sales. Con el agua desprenden hidrógeno y dan soluciones acuosas de hidróxidos.
El hidrógeno H, aunque pertenece al grupo I A, no se incluye como alcalino, ya que sus
propiedades lo diferencian de ellos.
Los elementos del grupo II A o Metales Alcalinos Térreos son más duros, más densos y
con puntos de fusión más elevados que los alcalinos, reaccionan lentamente en agua fría.
Poseen dos electrones en la capa más externa.
Los elementos del grupo III A presentan propiedades químicas que varían de no metal a
metal, a medida que aumenta su número atómico. Todos son no metales con excepción
del boro y sus átomos tienen tres electrones en la última capa.
Las propiedades de los elementos del grupo IV A cambian de carácter no metálico a
metálico. Así, el Carbono y el Silicio se consideran no metales, mientras que el Germanio,
Estaño y Plomo poseen características metálicas, presentan cuatro electrones en la última
capa.
El grupo V A o familia del nitrógeno sus propiedades varían, el Nitrógeno y Fósforo son
no metales; el Arsénico y Antimonio presentan propiedades de metales y no metales, el
bismuto es metal, poseen cinco electrones en la última capa.
El grupo VIA presenta propiedades químicas de no metales menos el Polonio que es un
metal, poseen seis electrones en la última capa.
Los elementos del grupo VIIA se denominan halógenos, que significa formadores de
sal y describe una de sus propiedades características, o sea la capacidad para formar
compuestos iónicos o sales al combinarse con metales. Son elementos no metálicos
bastante activos, poseen siete electrones en la última capa.
El Elemento Metal más activo es el Francio, el Elemento No Metal más activo es el Flúor.
En los datos de esta tabla se puede observar que los elementos de los grupos I A y II A
tienen su último electrón en un orbital s, mientras que los elementos de los grupos III A al
VII A lo tienen en un orbital p.
183
La similitud de las configuraciones electrónicas externas de los átomos de los elementos
es lo que hace que tengan propiedades similares entre sí en su comportamiento químico.
Por ejemplo, los elementos del grupo IA, tienen propiedades similares como grupo, puesto
que todos ellos tienen configuraciones electrónicas ns1
y por tanto, cada uno de ellos
posee un electrón de valencia.
Los elementos pertenecientes a los grupos III A y VII A tienen su electrón diferencial en
los orbitales p el comportamiento químico de estos elementos es más complicado porque
en este grupo hay tres variedades distintas que son:
• Metales
• No metales
• Metaloides
Los metales tienen un brillo plateado; son buenos conductores de la electricidad y del
calor; la mayor parte de ellos son maleables y dúctiles. Son sólidos a presión y temperatura
ambiente, a excepción del mercurio (Hg), que es líquido.
Los No Metales tienen propiedades físicas y químicas opuestas a las de los metales.
Las propiedades de los no metales son más variadas que las de los metales. Algunos
no metales son gases en estado elemental, ejemplo: Hidrogeno, Oxigeno, Nitrógeno,
Flúor, Cloro y los gases nobles. Solo el Bromo es líquido, todos los demás son sólidos a
temperatura ambiente.
Gases Nobles
Estos son los elementos del grupo VIII A, estos son muy estables electrónicamente,
debido a la estabilidad que le da el hecho de tener completa la capa de energía mas
externa. Todos los átomos de estos elementos tienen ocho electrones en el último nivel
de energía (ns2
np6
) con excepción del Helio que solo tiene dos electrones (s2
). Se creía
que químicamente eran inertes, pero se ha descubierto que en condiciones especiales
pueden formar compuestos y por eso se les llama gases nobles.
Elementos de Transición
Son los elementos del grupo B que están ubicados en el centro de la Tabla Periódica.
Todos estos elementos poseen orbitales d parcialmente llenos. Se les conoce como ele-
mentos de transición o metales de transición.
Todos ellos son metales y se caracterizan porque tienen un nivel de energía interno que
aumenta de 8 a 18 electrones. Los metales de transición son elementos de los grupos
I B al VIII B.
Elementos de Transición Interna
A éstos se les conoce como elementos de transición. Son elementos en los que el elec-
trón diferenciante de cada uno de ellos se encuentra ubicado en los orbitales f.
184
Todos son metales y están localizados entre los grupos III B y IV B de la tabla y se les
llama elementos de transición porque tienen subniveles f incompletos.
Estos elementos están ordenados en dos series que son:
• Serie de los Lantánidos.
• Serie de los Actínidos.
Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica y por
ello tienen características o propiedades similares entre sí. Por ejemplo, los elementos
en el grupo IA tienen valencia de 1 (un electrón en su último nivel de energía y todos
tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1.
Todos los elementos de un grupo presentan una gran semejanza y por lo general,
difieren de los elementos de los demás grupos. Por ejemplo, los elementos del grupo IA,
a excepción del Hidrógeno, son metales con valencia química +1; mientras que los del
grupo VIIA, exceptuando el Astato, son no metales, que normalmente forman compuestos
con valencia -1.
El número del grupo nos indica el número de electrones que tiene un átomo en el
nivel más externo de su estructura.
Períodos
Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos, en total son 7 filas, los
elementos que componen una fila tienen propiedades diferentes pero masas similares y
el mismo número de orbitales.
El número de período indica la cantidad de niveles energéticos (órbitas) que tienen los
átomos de los elementos que se ubican en dicho período. Así el H y el He, que están
en el período 1 tienen una sola órbita; el Li al estar en período 2 cuenta con dos niveles
energéticos y así sucesivamente.
Los períodos 2 y 3 cada uno contiene ocho elementos, se llaman períodos cortos. Los
periodos restantes, llamados periodos largos contienen 18 elementos y son los periodos 4
y 5 de estos 18 elementos ocho pertenecen a los grupos A y diez elementos denominados
de transición. Incluyen del Potasio al Criptón y del Rubidio al Xenón.
El período 6 tiene 32 elementos e incluye los lantánidos. El período largo que es el 7
incluye los actínidos y elementos que ya han sido sintetizados en el laboratorio.
La ubicación del elemento en el período indica el numero de niveles de energía en
que tiene distribuidos sus electrones un átomo.
185
En conjunto con sus compañeras y compañeros resuelva las siguientes actividades
• Después que ya estudió los grupos y sus propiedades, observe la tabla y busque los
períodos.
• Como están organizados los períodos y cuántos son.
• Mencione la diferencia en propiedades que tienen los elementos en los períodos y
grupos.
• Indique el período en que se encuentran los elementos siguientes y cuántos electrones
tienen en su capa externa:
a) Ra, b) Ir, c) Ag, d) La, e) C, f) Hg
Distribución electrónica
La configuración electrónica es el modo en el cual los electrones están ordenados en
un átomo, dentro de orbitales.
Se denominan orbitales, al hecho de que los electrones están orbitando alrededor del
núcleo; sin embargo el orbital, lejos de la concepción planetaria del átomo, es la zona del
espacio que rodea a un núcleo atómico donde la probabilidad de encontrar un electrón
es máxima.
La configuración electrónica es la manera en la cual los electrones están distribuidos
en un átomo o molécula de acuerdo con el modelo de capas electrónicas, en el cual la
función de onda del sistema se expresa como un producto de orbitales.
En el caso de los orbitales, el número cuántico principal n está asociado a los diferentes
niveles de energía orbital permitidos o niveles cuánticos; los valores que toma son enteros
positivos 1, 2, 3, 4,... 7 Para n=1 se tiene el nivel de menor energía. La capa n=1 es la
más cercana al núcleo.
Todos los estados con el mismo número cuántico principal forman una capa (o nivel).
Por razones históricas, estas capas electrónicas son los niveles de energía y se denotan
como K, L, M, N,O, P y Q.
Los niveles de energía puede también dividir en subniveles de energía según el orbital
que estén ocupando los electrones más externos.
También por razones históricas a estas subcapas (o subniveles), se les asigna una letra,
que hace referencia al tipo de orbital que describe el estado electrónico (s, p, d, f, ...), se
refieren al número cuántico secundario (ℓ). Los valores que puede tomar son: 0, 1, 2, ...,
(n - 1), siendo n el número cuántico principal.
Los subniveles se llaman según la letra que hace referencia al orbital más externo: s, p, d
y f. Podría haber más elementos que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado
o descubierto.
186
• Subnivel s
• Subnivel p
• Subnivel d
• Subnivel f
Los electrones se disponen en capas alrededor del núcleo atómico. La capa más próxima
al núcleo puede tener hasta dos electrones; la siguiente hasta ocho; la siguiente hasta de
dieciocho, la que sigue debe tener 32 y luego se repite el ciclo. Cada capa puede tener
un número máximo de electrones que se pueden calcular con la formula 2n2
donde n es
el número del nivel de energía. Observe el máximo de electrones en cada capa.
Nivel 1(K) 2(L) 3(M) 4(N), O, P, Q
Subnivel s s p s p d s p d f
2e- 8e- 18e- 32e-
Analice el siguiente grafico, y comente con sus compañeros y compañeras, siga
paso a paso la explicación que se presenta en el párrafo debajo de la grafica.
p1
p2
p3
p4
p5
p6
d1
d2
d3
d4
d5
d6
d7
d8
d9
d10
f1
f2
f3
f4
f5
f6
f7
f8
f9
f10
f11
f12 13
f14
º
º
º
º
º
º
1
2
3
4
5
6
7
s1
s2
Si por ejemplo se quiere saber la configuración electrónica del vanadio (Z = 23), con el
diagrama obtendríamos:
Llenado de orbitales: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d3
(2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 3 = 23)
En donde el primer número es el número cuántico principal, la letra es el segundo (tipo de
orbital) y el superíndice es el número de electrones que están en ese nivel. Sumando el
número de electrones presente en cada orbital, obtenemos el número de electrones del
elemento (23); como puede apreciarse en este caso, el último orbita d no está lleno, sólo
hay tres electrones de 10 electrones de la capacidad del subnivel d.
Revise la grafica que está en la parte superior de la pagina sobre distribución electrónica
y el detalle de nivel y subnivel que le sirvan de apoyo, y realice la distribución electrónica
de los siguientes elementos: O, N, K, Cl, Na, Ba, Cr, Zn, Al, Ca
2 6 2 6 10 2 6 10 14
7s
6s
5s
4s
3s
2s
1s
3p
2p
4p
5p
6p
7p
3d
4d
5d
6d
4f
5f
Capacidad eléctronica
del nivel de enérgia
187
Propiedades periódicas de los elementos químicos
Todos los elementos poseen propiedades físicas y químicas que los caracterizan. Estas
propiedades se repiten periódicamente y están íntimamente relacionadas entre sí. Las
configuraciones electrónicas de los átomos de los elementos presentan una variación
periódica al aumentar el número atómico. Como consecuencia de esto, los elementos
también presentan variaciones periódicas tanto en su comportamiento físico como
químico.
Algunas propiedades físicas y químicas en un grupo y período, influyen en el
comportamiento. Estaspropiedades son:radio atómico,radio iónico, energía deionización,
afinidad electrónica y electronegatividad.
Radio atómico
Observe la ilustración y comente en grupo lo que indica la ubicación de las flechas.
El radio atómico es una de las propiedades de los átomos que experimenta variaciones
periódicas y está íntimamente relacionado con la estructura electrónica de éstos.
El radio atómico es la distancia que hay del núcleo de un átomo al nivel electrónico
más externo del mismo. En los periodos el radio atómico aumenta de derecha a izquierda
mientras que en los grupos aumenta de arriba hacia abajo.
El radio atómico
Es la distancia de los electrones más externos al núcleo. Esta distancia se mide en
Angström (1A = 1x10-10
m = 0,1 nm), el radio iónico de los elementos metálicos es menor
que su radio atómico, porque está relacionado con la distancia entre los núcleos de los
cationes y aniones vecinos. Para repartir esta distancia se toma como valor de referencia
el radio del anión O-2
con 1,40 A, con este dato se construyen tablas con los radios ionicos
de distintos cationes y aniones.
Metales
No
Metales
Aumento del radio atómico en la Tabla Periódica
188
Se puede concluir:
1. En los periodos el radio atómico disminuye al aumentar los números atómicos.
2. En los grupos el radio atómico aumenta al aumentar el número atómico.
3. El radio atómico de un átomo depende del número de sus capas electrónicas, de tal
manera que, dentro de un grupo determinado del sistema periódico el tamaño atómico
crece de arriba hacia abajo.
4. Dentro de un periodo largo (por ejemplo del potasio al kriptón), el átomo más grande es
el del grupo IA, a partir de este elemento el radio atómico disminuye hasta un mínimo
en la serie de transición para aumentar nuevamente en los átomos representativos no
metálicos.
En equipo resuelve los siguientes ejercicios
¿Cómo es el radio atómico de los elementos del grupo IA con respecto a lo del
grupo VIIIA?
¿Qué significado tendrá, el crecimiento o disminución del radio atómico, desde el
punto de vista de las propiedades químicas y físicas de los elementos?
Revise su tabla periódica y verifique la información anterior:
Busque el elemento Azufre (S) y el Silicio (Si) vea cual tiene mayor radio atómico.
Busque el elemento Potasio (K) y el Cesio (Cs) vea cual tiene mayor radio atómico.
Radio iónico
Según la grafica, comente con sus compañeras y compañeros de clase lo que observa en
relación al comportamiento del radio iónico en los periodos y en los grupos.
Aumento
Aumento
189
El radio iónico es el radio de un CATIÓN o de un ANIÓN, un catión es un átomo que ha
perdido uno o más electrones, y por tanto, presenta carga eléctrica positiva. En tanto,
un anión es un átomo que ha ganado uno o más electrones, y por tanto, presenta carga
eléctrica negativa.
La perdida de electrones disminuye notablemente el tamaño del átomo que la sufre,
mientras que la ganancia de electrones produce un aumento considerable de su tamaño.
El radio iónico afecta las propiedades físicas y químicas de un compuesto iónico.
Si el átomo forma un anión, su tamaño aumenta dado que la carga nuclear permanece
constante pero la repulsión resultante entre electrones extiende el dominio de la nube
electrónica. Por otro lado, un catión es más pequeño que su átomo neutro, dado que
quitar uno o más electrones reduce la repulsión electrón–electrón y se contrae la nube
electrónica.
Observe la comparación de Radios Atómicos y Radios Iónicos.
Elemento Radio Atómico IÓN Radio Iónico
Na 1,54 A Na+
0,95 A
Mg 1,30 A Mg2+
0,65 A
Al 1,18 A Al3+
0,50 A
S 1,02 A S2-
1,84 A
Cl 0,99 A Cl-
1,81 A
En la tabla puede observar que los radios iónicos de los cationes son menores que los
radios de los átomos neutros, porque los iones tienen la misma carga nuclear que su áto-
mo neutro correspondiente, sin embargo, al poseer una menor cantidad de electrones,
la carga nuclear efectiva aumenta, por tanto las capas electrónicas están cada vez más
atraídas hacia el núcleo.
En el caso de los aniones, el radio iónico es mayor que el radio atómico, en ellos la carga
nuclear permanece constante, la adición de uno o más electrones trae como consecuen-
cia, una disminución de la carga nuclear efectiva y por tanto, un aumento del volumen
atómico.
190
Energía de ionización
Analice y responda en un ambiente de fraternidad y respeto
• Decíamos que un catión o un anión es cuando pierden o ganan electrones los átomos.
Qué relación cree usted tienen esto con energía de ionización.
• Exprese ¿cómo se da la energía de ionización en los grupos y en los periodos?
Metales
No
Metales
Aumento de la Energía de Ionización en la
Tabla Periódica
La energía de ionización es la energía mínima requerida para quitar un electrón de un
átomo en su estado fundamental.
La magnitud de esta energía es una medida del esfuerzo necesario que debe realizar un
átomo para que libere un electrón, o bien de cuan fuertemente está atado un electrón al
núcleo en un átomo.
10910397918579736761554943373125191371
0
500
1000
1500
2000
2500
He
Ne
Ar
kr
Xe
Rn
FrCsRb
NaLi
K
no
atómo
Energíadeionización
(kj.mol-1
)
Primera energía de ionización
191
Después de que un electrón ha sido removido de un átomo neutro, se produce una
disminución en la repulsión entre los demás electrones.
En cada período (por ejemplo, en el que va del litio al neón) se aprecia con algunas
excepciones, un aumento relativamente constante de izquierda a derecha.
En este gráfico se puede observar cómo va aumentando ésta (energía de ionización) de
abajo hacia arriba dentro del grupo del fluor.
Debido a que la carga nuclear permanece constante, se necesita mayor cantidad de
energía para arrancarle un segundo electrón al ión positivo. Del mismo modo, para
arrancar un tercer electrón del mismo átomo se requerirá de una mayor cantidad de
energía que la utilizada para el segundo, y así sucesivamente.
Los metales poseen valores bajos de energías de ionización, en cambio lo no metales
poseen valores mayores. Esta diferencia en las energías de ionización es la causa por la
cual los metales forman cationes y lo no metales forman aniones en los compuestos que
forman. También podemos afirmar que los aniones son más grandes que los cationes.
En el proceso de ionización los átomos o iones absorben energía por convención,
la energía absorbida por los átomos o iones en este proceso tiene un valor positivo,
por tal razón, las energías de ionización son cantidades positivas y siempre es un
proceso endotérmico.
Afinidad electrónica
Otra de las propiedades de los átomos de los elementos que influye en su comportamiento
químico es la habilidad que posee para aceptar uno o más electrones. Esta habilidad
de aceptar uno o más electrones, se mide por la AFINIDAD ELECTRONICA, la cual se
define de la siguiente manera:
Metales
No
Metales
Aumento de la Afinidad electrónica en la
Tabla Periódica
192
Los elementos que más energía liberan al aceptar un electrón son los elementos
pertenecientes al grupo VIIA o Halógenos, tienen los valores de Afinidad Electrónica más
negativos.
La afinidad electrónica es la cantidad de energía que se libera en el proceso de
adición de uno o más electrones al átomo neutro (en estado gaseoso) de un elemento
y se convierte en un ion negativo.
Responde las preguntas
• En la ilustración exprese la afinidad electrónica de los metales.
• Qué comportamiento tienen los elementos en afinidad electrónica en los periodos y
en los grupos.
• Use el esquema de la tabla periódica identifique cuál de los elementos son las más
electropositivos.
Lantanidos
Actinidos
193
Electronegatividad
Comente con sus compañeras y compañeros de clases lo siguiente:
• Ya estudió afinidad electrónica, haga un recordatorio.
• Qué opina de electronegatividad, que elementos son más electronegativos.
• Con el esquema de la tabla identifique y coloque los elementos más electronegativos.
Lee y reflexione
Electronegatividad es la tendencia
que presentan los átomos para
atraer hacia si los electrones en un
compuesto.
Si un átomo atrae fuertemente
electrones, se dice que es altamente
electronegativo, por el contrario,
si no atrae fuertemente electrones
el átomo es poco electronegativo.
Cabe destacar, que cuando un átomo
pierde fácilmente sus electrones, éste
es denominado “electropositivo”. La
electronegatividad posee relevancia en
el momento de determinar la polaridad
de una molécula o enlace.
La electronegatividad en un periodo aumenta de izquierda a derecha, en un grupo de abajo
hacia arriba.
La electronegatividad se determina a partir de la afinidad electrónica y de la energía de
ionización. La mayor o menor electronegatividad que presenta un elemento depende de dos
factores importantes:
a) De la configuración electrónica
b) Del tamaño de sus átomos.
En los periodos, la electronegatividad aumenta al aumentar el número atómico, es decir, de
izquierda a derecha. En los grupos, la electronegatividad aumenta de abajo hacia arriba, y
disminuye al aumentar el número atómico.
Los elementos que están a la derecha de la Tabla Periódica presentan mayores valores de
electronegatividad y entre ellos se destacan los Halógenos, siendo el más electronegativo el
Fluor.
La causa de este fenómeno está relacionado con la estructura electrónica de los átomos,
pues cada uno de ellos posee siete electrones de valencia en el nivel energético mas externo,
faltándoles un electrón para completar ocho y adquirir así la estructura estable de un gas
noble.
Metales
No
Metales
Aumento de la Electronegatividad
194
Uso de los elementos en productos de uso diario
Con tu familia, amigos y amigas conversa sobre lo siguiente:
• Todos los elementos son útiles al ser humano, el uso que le ha dado siempre ha sido
para el beneficio de la población en general, argumente su respuesta.
• Qué importancia tienen para la vida de los seres humanos el potasio y el oxígeno.
Observe la gráfica y coméntela.
¿Cuál es el origen del nombre de los elementos siguientes: Br, I, Xe, Mg, Na y Al?
¿Cómo se han obtenido estos elementos: Cl, Fe, Be, K, O, N, C y Mn?
Lee y comente en equipo
El carbono es un elemento ampliamente distribuido en la naturaleza, aunque sólo
constituye un 0,025% de la corteza terrestre, donde existe principalmente en forma de
carbonatos. El dióxido de carbono es un componente importante de la atmósfera y es la
principal fuente de carbono que se incorpora a la materia viva.
Por medio de la fotosíntesis, los vegetales convierten el dióxido de carbono en compuestos
orgánicos de carbono, que posteriormente son consumidos por otros organismos.
El carbono
Abundancia de los elementos químicos en la
corteza terrestre
(íncluidos los océanos y la atmósfera)
Hierro
4,7%Aluminio
7,5%
Otros
9,2%
Calcio
4,7% Oxígeno
49.5%
Silício
25,7%
195
El carbono amorfo se encuentra con distintos grados de pureza en el carbón de leña, el
carbón, el coque, el negro de carbono y el negro de humo. El negro de humo, al que a veces
se denomina de forma incorrecta negro de carbono, se obtiene quemando hidrocarburos
líquidos como el kerosene, con una cantidad de aire insuficiente, produciendo una llama
humeante.
El humo u hollín durante mucho tiempo se utilizó como pigmento negro en tintas y pinturas,
pero ha sido sustituido por el negro de humo, que está compuesto por partículas más
finas. El negro de humo, llamado también negro de gas, se obtiene por la combustión
incompleta del gas natural y se utiliza sobre todo como agente de relleno y de refuerzo
en el caucho o hule.
El Carbono se presenta en tres formas elementales en la naturaleza (diamante, grafito
y carbono amorfo) son sólidos con puntos de fusión extremadamente altos, e insolubles
en todos los disolventes a temperaturas ordinarias. Las propiedades físicas de las tres
formas difieren considerablemente a causa de las diferencias en su estructura cristalina.
El diamante es el material más duro que se conoce, cada átomo está unido a otros cuatro
en una estructura tridimensional, mientras que el grafito consiste en láminas débilmente
unidas de átomos dispuestos en hexágonos.
El Carbono tiene la capacidad única de enlazarse con otros átomos de carbono para
formar compuestos en cadena y cíclicos muy complejos. Esta propiedad conduce a un
número casi infinito de compuestos de carbono, siendo los más comunes los que contienen
carbono e hidrógeno. Sus primeros compuestos fueron identificados a principios del siglo
XIX en la materia viva, y debido a eso, el estudio de los compuestos de carbono se
denominó química ‘orgánica’.
A temperaturas normales, el carbono se caracteriza por su baja reactividad. A altas
temperaturas, reacciona directamente con la mayoría de los metales formando carburos,
y con el oxígeno formando monóxido de carbono y dióxido de carbono. El carbono en
forma de coque se utiliza para eliminar el oxígeno de las minas que contienen óxidos de
metales, obteniendo así el metal puro.
El Potasio
El potasio ocupa el octavo lugar en abundancia entre
los elementos de la corteza terrestre; se encuentra
en grandes cantidades en la naturaleza en forma de
minerales tales como la carnalita, el feldespato, el
salitre, la arenisca verde y la silvita. El potasio está
presente en todo el tejido vegetal y animal, y es un
componente vital de los suelos fértiles.
El bromuro de potasio, es un sólido blanco, se utiliza
en fotografía, grabado y litografía, y en medicina
como sedante.
196
El Nitrógeno
El nitrógeno compone cuatro quintos (78,03%) del volumen de aire. Es inerte y actúa
como agente diluyente del oxígeno en los procesos de combustión y respiración. Es
un elemento importante en la nutrición de la plantas. Ciertas bacterias del suelo fijan
el nitrógeno y lo transforman (por ejemplo en nitratos) para poder ser absorbido por las
plantas, en un proceso llamado fijación de nitrógeno.
En estado combinado, interviene en muchas reacciones. Son tantos los compuestos
que forma, que el químico estadounidense Edward Franklin elaboró un esquema de
compuestos que contienen nitrógeno en lugar de oxígeno.
La mayor parte del nitrógeno utilizado en la industria química se obtiene por destilación
fraccionada del aire líquido, y se usa para sintetizar amoníaco. A partir de este amoníaco
se preparan una gran variedad de productos químicos, como fertilizantes, ácido nítrico,
urea, hidrazina y aminas. También se usa el amoníaco para elaborar óxido nitroso, un gas
incoloro conocido popularmente como gas de la risa. Este gas, mezclado con oxígeno, se
utiliza como anestésico en cirugía.
El Oxígeno
El Oxígeno es el elemento más abundante en la Tierra. Fue descubierto en 1774 por
el químico británico Joseph Priestley e independientemente por el químico sueco Carl
Wilhelm Scheele; el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier demostró que era un
gas elemental realizando sus experimentos clásicos sobre la combustión.
El Oxígeno está presente en muchos compuestos orgánicos e inorgánicos. Forma com-
puestos llamados óxidos con casi todos los elementos, incluyendo algunos de los gases
nobles. La reacción química en la cual se forma el óxido se llama oxidación.
El yoduro de potasio es un compuesto cristalino blanco,
muy soluble en agua, se usa en fotografía para preparar
emulsiones y en medicina para el tratamiento
del reuma y de la actividad excesiva de la
tiroides.
El permanganato de potasio, es un sólido púrpura
cristalino, que se usa como desinfectante y como agente
oxidante en muchas reacciones químicas importantes.
El Clorato de potasio, un sólido cristalino amarillo, y el diclorato
de potasio (un sólido cristalino rojo, son poderosos agentes
oxidantes utilizados en cerillos o fósforos y fuegos artificiales,
en el tinte textil y en el curtido de cuero.
El carbonato de potasio, un sólido blanco, llamado también potasa, se obtiene de la ce-
niza de la madera u otros vegetales quemados, y también por reacción del hidróxido de
potasio con dióxido de carbono. Se usa para fabricar jabón blando y vidrio.
197
El Oxígeno se le administra a pacientes con problemas respiratorios y también a las
personas que vuelan a altitudes elevadas, donde la baja concentración de oxígeno no
permite la respiración normal. El aire enriquecido con oxígeno se utiliza para fabricar
acero.El Oxígeno de gran pureza se utiliza en las industrias de fabricación de metal. Es
muy importante como líquido propulsor en los misiles teledirigidos y en los cohetes.
El Cloro
El cloro es un elemento químico de número atómico 17
situado en el grupo de los halógenos (grupo VII A). En
condiciones normales y en estado puro forma dicloro:
un gas tóxico amarillo-verdoso formado por moléculas
diatómicas, es más pesado que el aire, de olor
desagradable y tóxico. Es un elemento abundante en
la naturaleza y se trata de un elemento químico esencial
para muchas formas de vida.
Fue descubierto en su forma diatómica en 1774 por el sueco Carl
Wilhelm Scheele, aunque creía que se trataba de un compuesto que contenía oxígeno.
Lo obtuvo a partir de una reacción:
En 1810 el químico inglés Humphry Davy demuestra que se trata de un elemento físico y
le da el nombre de cloro debido a su color.
Ácido clorhídrico, se emplea en la industria alimentaria, metalúrgia, desinfectantes,
productos de limpieza, abrillantador de pisos, destapador de caños y tuberías.
Ácido hipocloroso, se emplea en la depuración de aguas y alguna de sus sales como
agente blanqueante.
Ácido cloroso, se emplea para producir dióxido de cloro, el cual se usa como desinfectante.
En la naturaleza exiten algunos elementos que debido a su estrucctura o en combinación
con otros en forma de compuestos, son perjudiciales al hombre, ya que son agentes
contaminadores del medio ambiente; en especial el aire, agua y suelo, o bien, porque
ocacionan daños irreversibles al ser humano, como la muerte.Algunos de estos elementos
son:
Antimonio (Sb) y textiles: se emplea en aleaciones, metal de imprenta, batérias,
cerámica. El principal daño que provoca es el envenenamiento por ingestión, inhalación
de vapores, principalmente por un gas llamado Estibina (SbH3
).
Arsénico (As) medicamentos y vidrio: se emplea en venenos para hormigas,
insecticidas y pintura. Es uno de los elementos más venenosos que hay, asi como todos
los compuestos.
Bromo (Br): sus vapores contaminan el aire, además sus compuestos derivados son
lacrimógenos y venenosos.
Algunos elementos que causan contaminación:
198
Cloro (Cl): sus vapores contaminan el aire y son corrosivos. Se emplea en forma de
cloratos para blanquear la ropa, para lavados bucales y fabricación de cerillos. Los
cloratos son solubles en agua y la contaminan, ademas de formar mezclas explosivas
con compuestos orgánicos.
Los vapores de compuestos orgánicos clorados como insecticidas, anestésicos y
solventes dañan el higado y el cerebro. Alguons medicamentos que contiene cloro afectan
el sistema nervioso.
Mercurio (Hg): metal de gran utilidad por ser liquído; se utiliza como indicador en
termómetros y por ser buen conductor eléctrico se emplea en aparatos de este tipo.
asi como en iluminación, pinturas, fungicidas, catalizadores, amalgamas dentales,
plaguicidas, etc, pero contamina el agua, el aire y causa envenenamiento.
Plomo (Pb): se acumula en el cuerpo conforme se inhala
en el aire, o se ingiere con los alimentos y en el agua. La
mayor parte de plomo que contamina el aire proviene de
la gasolina de los automoviles, pues se le agrega para
proporcionarle propiedades antidetonantes. También se le
emplea en pinturas, como metal de imprentras, soldaduras
y acumuladores. Por su uso el organismo se afecta de
saturnismo. Sus sales, como el acetato, son venenosas. El plomo líquido cae en la quilla
• La organización de los sistemas de trabajo en ambientes seguros.
• Trabajar en ambientes bien ventilados.
• El suministro de equipos adecuados para trabajar con agentes quimicos, asi como
los procedimientos de mantenimiento que garanticen la seguridad y la salud de los
trabajadores.
• La reducción al minimo del número de trabajadores expuestos o que puedan estar
expuestos.
• La reducción al minimo de la duración e intensidad de la exposición.
• Medidad de higiene adecuadas.
• La reducción de las cantidades de agentes quimicos presentes en el lugar de trabajo
al minimo necesario para el tipo de trabajo de que se trate.
• Los procedimientos de trabajo adecuados, incluidas las medidas para la manipulación,
almacenamiento y traslado en el lugar de trabajo, en condiciones seguras, de los
agentes quimicos peligrosos y de los residuos que contengan tales agentes.
• Limpiar a fondo los equipos y superficies regularmente, como minimo al final de cada
turno de trabajo.
Medidas preventivas al trabajar con elementos químicos
altamente contaminantes:
199
Resuelva los ejercicios siguientes
1. ¿Cuál de los científicos dieron aportes que contribuyeron en la clasificación de
la Tabla Periódica y cuáles de estos aportes se conservan hasta nuestros días?
2. Utiliza la Tabla periódica y seleccione algunos elementos por ejemplo: el calcio,
el hidrógeno, el sodio y el cloro y aplique la Ley periódica, según sus pesos
atómicos, radio atómico, radio iónico y distribución electrónica..
3. Mencione dos elementos que estén ubicados en el grupo VIII B en el periodo 4
4. Ordene en forma ascendente de pesos atómicos los siguientes elementos
Calcio, Bromo, Zinc, Astatino, Plata, Silicio, Rubidio
Relacione el elemento con el grupo y período en que está ubicado, colocando el
número en la rayita.
Periodo 3 __________ Be
Periodo 4 __________C
Grupo IV A __________Hg
Grupo II B __________K
Grupo II A __________Cl
Periodo 6 __________Zn
Completa la siguiente tabla y observe como estos elementos llenan parcialmente
el nivel de energía.
Grupo Inicia con Finaliza con Configuración electrónica
III B Sc Ac ns2
(n- 1) d1
IV B Ti Th ns2
(n- 1) d2
V B V
VI B
VII B Mn ns2
(n- 1) d5
VIII B Fe, Co, Ni ns2
(n- 1) d
I B
IIB Zn ns2
(n- 1) d10
• Situar las operaciones de manipulación de materiales lejos de puertas, ventanas y
vias de paso.
• Utilizar mascaras enteras con filtros especificos.
• Tapar todo recipiente inmediatamente despues de su uso.
• Establecer procedimientos para desechar las botellas y bidones vacios de forma
segura.
200
4. Responde
• Qué es electronegatividad, afinidad electrónica y valencia.
Responda las preguntas siguientes:
Revise la tabla periódica y observe ¿cómo está ordenada?
¿Cuántos elementos contiene la tabla periódica?
Revise los siguientes elementos ubicando su símbolo, nombre y peso
atómico?
O, H, C, Cl, F, Ne, S, Ra, Fe, Mg
Nombre Símbolo Peso atómico
Comparta con sus compañeras y compañeros quien fue Mendeleieff y cuáles
fueron sus aportes.
Use la tabla periódica y ubique los elementos siguientes: Sr, Cs, Ni, Co,
1. Realice la distribución electrónica de ellos,
2. Identifique radio atómico, radio iónico.
3. Mencione lo que se le solicita.
• Que elemento se encuentra en el grupo IIIB periodo 5.
• Que elemento se encuentra en el grupo IIIA en el periodo 3.
• De los elementos mencionados en este libro cual hacen uso en su hogar y que
otros utilizan que no están en este libro.
Décima
Unidad
Movimiento Rectilíneo Uniforme
202
Movimiento rectilíneo uniforme
En equipo, respetando las ideas de las y los demás, comente acerca de:
Dependiendo de la trayectoria, ¿cómo se clasifican los movimientos?
¿Cuándo un cuerpo (móvil) se desplaza con movimiento rectilíneo?
¿Qué es velocidad?
¿Qué ecuación nos permite determinar la velocidad de un cuerpo?
Dependiendo de la velocidad, ¿cómo se clasifican los movimientos?
En séptimo grado aprendimos:
• Dependiendo de la trayectoria que describen los cuerpos durante su movimiento,
estos se clasifican en: rectilíneos y curvilíneos. Los curvilíneos a su vez se clasifican
en circulares, parabólicos, elípticos y ondulatorios.
• Un cuerpo al cual le llamamos móvil se desplaza con movimiento rectilíneo, si la
trayectoria que describe el cuerpo durante su recorrido es una línea recta.
• Al cociente que resulta al dividir la distancia (d) recorrida por el cuerpo, (d) entre el
tiempo (t) que emplea en recorrer dicha distancia (t), se conoce como: VELOCIDAD
(v).
• La unidad de medida de la velocidad en el Sistema Internacional (S.I) es el metro /
segundo que se expresa m/s, el cual físicamente significa la cantidad de metros que
el móvil recorre en cada segundo. Además, existen otras unidades de medición de
velocidad que suelen utilizarse frecuentemente como son: kilómetro/hora (km/h);
kilómetro/minuto (km/min).
• Si partimos de la ecuación de velocidad
y hacemos los despejes necesarios,
podemos obtener una ecuación que nos
permita calcular la distancia recorrida o
el tiempo empleado para recorrer dicha
distancia.
• Dependiendo de la velocidad los
movimientos se clasifican en:
movimientos uniformes y no uniformes.
• El dispositivo que se utiliza para medir
la velocidad se llama velocímetro y el
medidor de distancia se llama odómetro,
tal a como se muestra en la figura.
d
t
v=
d
v
t=
vtd=
d
v t
Velocímetro con
odómetro insertado
velocidad= Distancia
tiempo
; v =
d
t
Odómetro
203
Cabe destacar, que para analizar un movimiento mecánico es necesario tener presente:
• La trayectoria descrita por el móvil.
• La distancia recorrida por el cuerpo.
• El tiempo que tarda el cuerpo (móvil) en recorrer dicha distancia.
Pero, ¿cuándo un cuerpo se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme (MRU)?
Para dar respuesta a esta interrogante partamos del siguiente ejemplo:
Cuatro estudiantes abordan el automóvil del padre de uno de ellos y en un tramo recto
de la carretera norte, deciden tomar el tiempo que tarda el vehículo en recorrer 100, 200,
300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 y 1000 metros. Anotando en una tabla de datos la
información recopilada.
Complete el cuadro y comente con su equipo de trabajo y con miembro de otros
equipos, lo referente a:
• La trayectoria descrita por el automóvil.
• La magnitud de la distancia recorrida en
cada uno de los tramos:
• El tiempo que tarda en recorrer cada uno
de los tramos señalados.
• La dirección y el sentido de la velocidad y
el desplazamiento.
• Si permanece constante la velocidad
durante su recorrido.
• ¿Qué puedes concluir de esta experiencia?
Distancia
d(m)
Tiempo
t(s)
v=d/t
(m/s)
0 0
100 4
200 8
300 12
400 16
500 20
600 24
700 28
800 32
900 36
1000 40
Concepto
Si aborda un vehículo y observa atentamente durante todo el recorrido su velocímetro, el
cual no es más que un medidor de velocidad, inmediatamente apreciaras, que la velocidad
del vehículo unas veces aumenta, otras disminuye, y en otras ocasiones permanece
constante por poco tiempo.
Cuando la velocidad de un cuerpo o de un móvil durante su recorrido permanece
constante (es decir, ni aumenta ni disminuye), se dice que su movimiento es
uniforme. Además si durante su recorrido describe una trayectoria rectilínea, se afirma
entonces que el cuerpo se desplaza con MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME (MRU).
204
En nuestra experiencia, el automóvil durante su recorrido describe una trayectoria rectilínea
y su velocidad permanece constante, lo cual nos evidencia claramente, que el movimiento
descrito por el automóvil es también un movimiento rectilíneo uniforme (MRU).
De todo lo anterior, en síntesis podemos plantear:
El movimiento de un cuerpo es rectilíneo y uniforme, cuando el móvil durante su
recorrido describe una trayectoria rectilínea y su velocidad permanece constante.
Características
Lo anterior nos muestra claramente que este movimiento (MRU) posee dos
características:
• Trayectoria rectilínea.
• Velocidad constante (v = cte)
Pero, ¿Cómo podemos representar gráficamente los movimientos rectilíneos uniformes?
Gráfica de distancia – tiempo de un movimiento rectilíneo
uniforme
Los físicos comúnmente hacen uso de las gráficas para representar la ocurrencia de algún
fenómeno físico. Estos gráficos les facilitan el análisis y la interpretación del fenómeno
físico que se encuentra en estudio.
A continuación vamos a construir la gráfica de DISTANCIA-
TIEMPO de nuestro ejemplo, la cual representa las
distintas posiciones que va ocupando el automóvil durante
su movimiento. Para ello, partiremos de la tabla de datos
obtenida al registrar los valores de distancia recorrida y del
tiempo que emplea en recorrer dicha distancia.
Primer paso:
Se debe trazar un sistema de coordenadas rectangulares
que no es más que un sistema formado por dos ejes
perpendiculares entre sí, uno vertical y el otro horizontal.
En el eje horizontal, se ubicarán los valores respectivos del
tiempo señalados en la tabla de datos, y en el eje vertical,
los valores correspondientes a la distancia recorrida.
Distancia
d(m)
Tiempo
t(s)
0 0
100 4
200 8
300 12
400 16
500 20
600 24
700 28
800 32
900 36
1000 40
d(m)
t(s)
205
Es muy importante señalar, que siempre en los extremos de los ejes de coordenadas,
se debe especificar la magnitud física a la cual representa, así como su correspondiente
unidad de medida entre paréntesis, tal como se muestra en la figura.
Segundo paso:
Escoge una escala determinada que permita representar en cada uno de los ejes, los
valores señalados en la tabla de datos.
Así por ejemplo podemos expresar:
a) Para el eje vertical:
A un centímetro le corresponde cien metro
(1cm: 100 m).
b) Para el eje horizontal:
A un centímetro le corresponde cuatro
segundo (1cm: 4 s).
Una vez seleccionada la escala
correspondiente para cada uno de los
ejes, se debe proceder a ubicar los valores
señalado en la tabla de datos.
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
d(m)
t(s)4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
Tercer Paso:
Una vez ubicados los puntos
correspondientes a cada par de valores,
se deben unir todos estos puntos a través
de una línea recta, obteniendo de esta
forma la gráfica buscada.
Debe tener presente, que esta recta
obtenida no representa la trayectoria
descrita por el móvil durante su
desplazamiento, sino que representa las
diversas posiciones que va ocupando
el móvil en el transcurso del tiempo.
Pero, ¿qué información nos brinda este
gráfico?
La información que brinda un gráfico de
distancia – tiempo de un móvil que
se desplace con Movimiento Rectilíneo
Uniforme (MRU), es la siguiente:
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
d(m)
t(s)4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
206
a) A medida que aumenta el tiempo, también aumenta la distancia recorrida.
b) Si se duplica o se triplica el tiempo transcurrido, la distancia recorrida también se
duplica o se triplica.
Por ejemplo:
Para t = 8 s la distancia recorrida es de 200 m.
Para t = 16 s la distancia recorrida es de 400 m.
c) Si el tiempo se reduce a la mitad, la distancia recorrida se reduce en la misma proporción.
Por ejemplo:
Para t = 24 s la distancia es de 600 m.
Para t = 12 s la distancia es de 300 m.
d) La gráfica obtenida es una línea recta inclinada con respecto al eje del tiempo, que en
este caso pasa por el origen de las coordenadas.
Esta información que nos brinda el gráfico nos muestra claramente que:
Cuando un móvil se desplaza con Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU), la
distancia recorrida por dicho móvil es directamente proporcional al tiempo que
emplea en recorrer dicha distancia, lo cual representado en forma matemática es:
En donde α es el signo de proporcionalidad.
d α t
e) La posición del móvil en cualquier tiempo señalado.
f) La velocidad del móvil en cualquier tiempo señalado.
Pero ¿Cómo es la gráfica de velocidad en función del tiempo en un movimiento rectilíneo
uniforme?
207
Gráfica de velocidad – tiempo del movimiento rectilíneo uniforme
Así como graficamos la relación distancia - tiempo ⊏d = f (t)⊐, vamos a graficar la relación
velocidad-tiempo ⊏v = f (t)⊐. Para ello es necesario trazar los ejes de coordenadas y
representar los valores del tiempo en el eje horizontal, y la magnitud de la velocidad en
el eje vertical.
En este caso, elaboraremos el gráfico de velocidad-tiempo de nuestro ejemplo en donde
el móvil se desplaza con Movimiento Rectilíneo Uniforme con una velocidad de 25 m/s.
Es muy importante que tenga presente, que este dato de 25 m/s, indica que el móvil
recorre una distancia de 25 metro cada un segundo.
Por otra parte, como la magnitud de la
velocidad en un Movimiento Rectilíneo
Uniforme permanece constante, ello nos
asegura, que en cualquier instante de
tiempo señalado, la velocidad del móvil
siempre será de 25 m/s, por lo que la
gráfica no es más que una la línea recta
paralela al eje del tiempo, tal como lo
muestra la figura.
Es muy oportuno señalarle, que entre
la recta horizontal y el eje del tiempo
se forma una figura geométrica llamada
rectángulo. Al calcular el área del
rectángulo (A =Base x Altura), esta
será numéricamente igual a la distancia
recorrida por el móvil en el transcurso del
tiempo.
Si se quiere saber la distancia recorrida
por el móvil en los primeros 4 s, es
necesario calcular el área del rectángulo
que se encuentra sombreada en la figura.
A = Base x Altura
Como el área del rectángulo es numéricamente igual a la distancia recorrida, la base igual
al tiempo señalado y la altura igual al valor de la velocidad, se obtiene:
Datos Ecuación Solución
A = d = ?
h = v = 25 m/s
B = t = 4 s
A = B x h
De donde: d = v t
d = (25 m/s) (4 s)
d = 100 m
Respuesta razonada: la distancia recorrida es de 100 m
25
20
15
10
5
v (m/s)
t (s)4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
Para el eje horizontal
1cm: 4s
Para el eje vertical
1cm: 5m/s
25
20
15
10
5
v (m/s)
t (s)4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
208
Si desea conocer la distancia recorrida al cabo de 8 segundos, se debe determinar el
área del rectángulo sombreado en la figura.
Datos Ecuación Solución
A = d = ?
h = v = 25 m/s
B = t = 8 s
A = B x h
De donde:
d = v t
d = (25 m/s) (8 s)
d = 200 m
Ejemplo 1:
Un automóvil viaja de Managua a Estelí en una gira turística. Al medir los desplazamientos
realizados por el automóvil durante determinados intervalos de tiempo, se obtienen los
datos consignados en la siguiente tabla:
Tiempo (s) 0 10 20 30 40 50 60
Desplazamiento (m) 0 12 24 36 48 60 72
Con los datos del problema elabore una gráfica de:
a) Distancia - Tiempo
b) Velocidad - Tiempo
a) Gráfica de Distancia - Tiempo
Para resolver este ejercicio las equivalencias son:
Para el eje horizontal; 1 cm: 10 s.
Para el eje vertical; 1 cm: 12 m.
Respuesta razonada: la distancia recorrida es de 200 m
25
20
15
10
5
v (m/s)
t (s)4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
72
60
48
36
24
12
d (m)
t (s)10 20 30 40 50 60
Gráfica de distancia - tiempo
209
b) Gráfica de Velocidad - Tiempo
Para elaborar el gráfico de Velocidad - Tiempo del movimiento del automóvil, es necesario
en primer lugar calcular la velocidad en cualquier instante del tiempo.
Datos Ecuación Solución
v= 1,2 m/s
t = 20 s
d = 24 m
v = ?
v =
d
t
v =
24 m
20 s
Datos Ecuación Solución
v= 1,2 m/s
t = 60 s
d = 72 m
v = ?
v =
d
t
v =
72 m
60 s
Como la magnitud de la velocidad
permanece constante, ello nos muestra
claramente, que el automóvil se desplaza
con movimiento uniforme, por ello, la
gráfica obtenida de Velocidad - Tiempo,
será una línea recta paralela al eje del
tiempo, tal como se muestra en la figura.
Ejemplo 2:
Durante una carrera ciclística realizada sobre la carretera que une al empalme de San
Isidro con León, se observa el movimiento de ambos ciclistas en el momento en que
ambos describían trayectorias rectilíneas, obteniendo los datos que se expresan en las
siguientes tablas:
Corredor No. 1
t (s) d (m)
5 40
10 80
15 120
20 160
Corredor No. 2
t (s) d (m)
5 80
10 160
15 240
20 320
1,25
1,00
0,75
0,50
0,25
v (m/s)
t (s)
10 20 30 40 50 60
Para el eje horizontal; 1cm: 10 s
Para el eje vertical; 1 cm: 0,25 m/s
Gráfica de velocidad en función del tiempo
210
Con los datos obtenidos elabore los gráficos de:
a) Distancia - Tiempo
b) Velocidad - Tiempo
a) Gráfica de Distancia - Tiempo.
Equivalencia de la gráfica:
Para el eje vertical; 1cm: 20 m.
Para el eje horizontal; 2 cm: 5 s.
Gráfica distancia en función del tiempo
b) Gráfica de Velocidad - Tiempo
Calculando la velocidad para el corredor N° 1
Datos Ecuación Solución
t = 5 s
d = 40 m
v = ?
v = d
t
v=
40 m
5 s
v= 8 m/s
Datos Ecuación Solución
t = 10 s
d = 80 m
v = ?
v = d
t v =
80 m
10 s
v = 8 m/s
Datos Ecuación Solución
t = 15 s
d = 120 m
v = ?
v = d
t
v = 120 m
15 s
v = 8 m/s
Datos Ecuación Solución
t = 20 s
d = 160 m
v = ?
v = d
t
v= 160 m
20 s
v= 8 m/s
d (m)
t(s)
205 10 15
20
80
120
160
200
240
280
320
Corredor N° 1
Corredor N° 2
211
Como podemos observar, la velocidad en ambos casos permanece constante, siendo
mayor la velocidad del ciclista Nº 2.
Si comparamos los valores obtenidos de la velocidad de ambos ciclista con la inclinación
de los segmentos de recta con respecto al eje del tiempo, podemos expresar:
En todo gráfico de distancia en función del tiempo [d = f(t)] , el segmento de recta
que tiene mayor inclinación con respecto al eje del tiempo corresponde al móvil
que tiene mayor velocidad, tal a como lo muestra la figura de arriba.
La gráfica de Velocidad - Tiempo es la siguiente:
Con los valores obtenidos de la velocidad para ambos
ciclistas, podemos elaborar la gráfica de velocidad en
función del tiempo [v = f (t)].
Calculando la velocidad para el corredor N° 2
Datos Ecuación Solución
t = 5 s
d = 80 m
v = ?
v = d
t
v =
80 m
5 s
v= 16 m/s
Datos Ecuación Solución
t = 10 s
d = 160 m
v = ?
v = d
t
v =
160 m
10 s
v= 16 m/s
Datos Ecuación Solución
t = 15 s
d = 240 m
v = ?
v = d
t
v =
240 m
15 s
v= 16 m/s
Datos Ecuación Solución
t = 20 s
d = 320 m
v = ?
v = d
t
v =
320 m
20 s
v= 16 m/s
16
12
8
4
v (m/s)
t (s)
Para el eje horizontal: 1cm: 5s
Para el eje vertical: 1cm: 4m/s
Corredor N° 1
Corredor N° 2
212
Los siguientes ejercicios se elaboraron con la finalidad de que repase los temas más
importantes desarrollados en el transcurso de estas temáticas. En caso de ser necesario
acuda a sus apuntes cuando tenga dudas.
a) Actividad Experimental
La Velocidad en el Movimiento Rectilíneo Uniforme
Propósito: demostrar que el valor de la velocidad en el movimiento rectilíneo uniforme
permanece constante.
Materiales: un tubo transparente de 1,50 m de longitud, aproximadamente, un corcho o
tapón que permita tapar el extremo libre del tubo, un cronómetro, una cinta métrica, aceite
de cocinar
Procedimiento:
1. Marcar en el tubo transparente mediciones de 30 cm como muestra la figura.
2. Llenar el tubo con aceite hasta el borde.
3. Tapar el tubo con el corcho o tapón, de manera que dentro del tubo quede atrapado
una burbuja (tratar en lo posible que dicha burbuja sea lo más pequeña que se pueda).
4. Colocar el tubo en la posición mostrada, con la burbuja abajo.
5. Medir el tiempo que tarda la burbuja recorrer cada una de la distancias señaladas.
Repetir cinco veces las mediciones y anotar en la tabla su promedio. Completar la tabla:
Distancia d (cm) Tiempo t (s)
v = d /t
v (m/s)
0 – 30 cm
0 – 60 cm
0 – 90 cm
0 – 120 cm
Comentar referente a:
• ¿Cómo es el movimiento descrito por la burbuja?
• ¿Es constante la velocidad de la burbuja?
• ¿Cuánto es el valor de su velocidad (haz el gráfico de v = f (t)?
• ¿Qué figura se origina en el gráfico d = f (t) (haz el gráfico)?
• ¿El movimiento de la burbuja es un MRU? Explique.
Ejercicio de afianzamiento
213
b) Haga un breve resumen sobre el movimiento rectilíneo uniforme teniendo en cuenta:
Conceptos Simbología Ecuaciones Gráficas
d = f (t) v = f (t)
c) Comente
• Si sabe que la distancia y los tiempos en el movimiento de un nadador son directamente
proporcionales ¿Qué podemos decir de ese movimiento?, ¿Por qué?
• Si se desplazas de una ciudad a otra con movimiento uniforme, ¿cómo puede emplear
menos tiempo para recorrer la distancia que las separa?, ¿por qué?
• Para recorrer una cierta distancia d, con una velocidad v constante emplea un tiempo
t. Si quiere recorrer en el mismo tiempo una distancia tres veces mayor a la anterior,
¿cómo debe ser el valor de la velocidad?, ¿por qué?
d) Resuelva
• Sabiendo que el sonido se propaga con movimiento uniforme y que su valor en el
aire es de 340 m/s, ¿qué distancia recorre en 1/6 de minuto?, ¿y en el agua donde su
velocidad es de 1 400 m/s?
• Luego de salir del fusil y despreciando la resistencia del aire, una bala lleva un
movimiento uniforme. Si su velocidad es de 500 m/s, ¿cuánto tiempo tarda en recorrer
200 m?
• Del gráfico mostrado de distancia en función del tiempo, ¿cuál
es el que representa un movimiento con mayor velocidad?, ¿por
qué?
• Dado el siguiente gráfico,
determine la distancia que recorre
el móvil al cabo de 1 segundo, 4
segundos, 6 segundos.
• Dos automóviles se mueven
uniformemente. El primero corre 12 km en 5 minutos, mientras que
el otro recorre 120 m en 5s. ¿Cuál desarrolla mayor velocidad?
• Un avión vuela con una velocidad de 360 km/h. ¿Qué distancia recorre en 2 minutos?
• Representa en un sólo esquema las gráficas del movimiento de dos cuerpos que se
desplazan con movimiento uniforme y con velocidad de 7,2 km/h y 18 km/h.
• La distancia entre el muelle de Granada y el de San Carlos es de aproximadamente
150 km. Si la lancha cargada de pasajeros hace el recorrido entre ambos muelles en
8 horas, ¿qué velocidad desarrolla?
d (m)
t (s)
2 4 6 8
5
10
20
30
A
B
10
v (m/s)
t (s)1 2 3 4 5
214
• Un tren (cuando teníamos), de Managua hacia Masaya en gira turísticas (no se hacen
paradas en las estaciones intermedias). En cierto tramo del trayecto se toman ciertos
datos que aparecen reflejadas en la siguiente tabla:
Tiempo t(s) Distancia d(m)
10
20
30
40
50
60
6
12
18
24
36
42
a) Se mueve uniformemente.
b) ¿Con qué velocidad se mueve?
c) Construye su gráficas de d = f (t) y v = f (t)
• Un automóvil viaja con velocidad constante desplazándose 350 m en 20 s, ¿cuál es el
valor de la velocidad?
• Un avión vuela desde Nicaragua hasta México (trayectoria rectilínea), al alcanzar
la altura óptima para el vuelo; iniciamos la observación de su movimiento, el cual
aparece descrito en la siguiente tabla de datos:
Tiempo t(s) Deslizamiento d(m)
0
10
20
30
40
50
0
220
440
660
880
1100
a) ¿Con qué velocidad viaja el avión?
b) ¿Qué tipo de movimiento realiza?
c) Construya una gráfica de desplazamiento en
función del tiempo.
d) Elabore el gráfico de velocidad en función del tiempo y a partir de éste, calcule:
- Su velocidad al cabo de 32 s.
- El desplazamiento realizado al cabo de los 45 s.
Undécima
Unidad
La energía y los usos que
hace el ser humano en la vida
216
El Trabajo y la Energía
El trabajo mecánico en la dirección del desplazamiento
En equipo respetando las ideas de las y los demás comenta las siguientes
interrogantes:
¿A qué le llamamos desplazamiento?
¿Qué es fuerza?
¿Qué efectos provoca una fuerza?
En equipo enumera actividades que realiza en tu hogar, escuela y comunidad y los
clasifica en trabajo manual e intelectual.
En nuestra vida cotidiana, empleamos la palabra trabajo para referirnos a las diversas
actividades que realizamos, por ejemplo; cuando desarrollamos acciones que nos
permiten mejorar nuestro rendimiento académico, decimos que estamos realizando un
trabajo intelectual, en cambio; si corremos por la mañana, expresamos que estamos
realizando un trabajo muscular, pero si sostenemos un cuerpo por mucho tiempo, decimos
que también realizamos un trabajo.
Examinaremos algunos ejemplos que nos permitirán entender el significado físico del
trabajo, así como, establecer la diferencia entre lo que comúnmente se entiende por
trabajo y lo que en Física se define como trabajo mecánico.
Trabajo mecánico
Uno de los efectos que provoca la aplicación de
una fuerza sobre un cuerpo, es la variación de su
estado de movimiento, es decir, que el cuerpo se
desplace o cambie de posición.
Si un objeto que se encuentra apoyado en el suelo le aplicamos una fuerza horizontal
lo suficientemente grande y éste (el objeto) se desplaza, es decir, que recorre una
determinada distancia; en Física se afirma que se ha realizado un trabajo mecánico sobre
el cuerpo, tal a como se muestra en la figura.
Es decir, para que se realice un trabajo mecánico sobre un cuerpo es necesario que se
cumplan dos condiciones:
• Que se aplique una fuerza sobre un cuerpo.
• Que producto de la fuerza aplicada, el cuerpo avance (se desplace) en la dirección
de la fuerza.
F
d
217
Se llama TRABAJO MECÁNICO, a la magnitud física que se obtiene producto
de la intensidad de la fuerza aplicada por la distancia que el cuerpo recorre en la
dirección del desplazamiento.
Expresión matemática del trabajo mecánico:
Trabajo = Fuerza x Distancia; T = F d
Unidades de Medición
Las unidades de medición del trabajo mecánico en el Sistema Internacional, es
Newton x Metro, (Nm) al cual se le conoce como JOULE (J). Un JUOLE se define, como
el trabajo que realiza un cuerpo cuando se desplaza 1 metro, al aplicar una fuerza de 1
Newton que actúa en la dirección del movimiento.
[1 J] = [1 N] • [1 m]
Ejemplo:
Tres personas empujan un automóvil con una fuerza de 250 Newton. Determine el trabajo
realizado si el cuerpo se desplaza 50 m en dirección de la fuerza aplicada.
Datos Ecuación Solución
F = 250 N
d = 50 m
T = ?
T = F d
T = (250 N) (50 m)
T = 12 500 J
Repuesta razonada: el trabajo realizado es de 12 500 J
Potencia Mecánica
Con su equipo de trabajo comente lo referente a:
¿A qué se le llama potencia mecánica?
Hay relación entre los términos potencia mecánica y trabajo?
El ser humano siempre ha buscado la manera de realizar su trabajo en el menor tiempo
posible. La magnitud física que relaciona el trabajo efectuado por un cuerpo, con el tiempo
que emplea en realizarlo se llama POTENCIA MECANICA.
POTENCIA MECÁNICA, es el cociente entre el trabajo que realiza un cuerpo y el
tiempo que emplea en realizar dicho trabajo.
218
Analice el siguiente ejemplo y verifique lo que plantea el concepto.
Tres personas desean trasladar a 200 metros de distancia, 10 quintales de cemento. Uno
de ellos piensa que lo más indicado sería cargarlos de uno en uno, el otro afirma que
lo mejor es utilizar una carretilla, el último opina, que lo más adecuado sería utilizar una
camioneta.
¿Cuál es el trabajo realizado?
¿En cuál de los casos se realiza más rápidamente el trabajo?
¿Qué magnitudes físicas se encuentran relacionadas?
Expresión matemática de potencia mecánica:
Potencia Mecánica =
Trabajo realizado
Tiempo empleado
; P =
T
t
Unidades de medición
Las unidades en que se expresa la potencia mecánica es el Joule/segundo (J/s), al cual se
da el nombre de Watt (W).
Un Watt es la potencia que desarrolla un cuerpo para realizar un trabajo de un Joule en
segundo.
⊏1W⊐=
⊏1J⊐
⊏1s⊐
Otra unidad de medida de Potencia mecánica muy utilizado, es el Horse power o caballo
de fuerza (HP) y el caballo de vapor (CV).
1HP = 746 Watt ; 1 CV = 736 Watt
Ejemplo No. 1:
Varios bloques que poseen una masa de 600 kg desean subirlos a un edificio cuya altura
es de 9 metro utilizando para ello una monta carga. Si este tarda 50 segundos en subirlos,
determina la potencia realizada.
Datos Ecuación Solución
m = 600 kg
h = 9 m
t = 50 s
P = ?
Recuerde:
g = 9,8 N/kg
P = T
t
T = F d
F = m g
d = h
T = m g h
P =
mgh
t
Repuesta razonada: la potencia realizada es de 1058,4 W
P =
(600 kg)(9,8 N/kg)(9 m)
50 s
P =
52 920 J
50 s
P= 1058,4 W
219
Ejercicios de profundización y de evaluación
I. Haz un breve resumen sobre trabajo y potencia mecánica teniendo en cuenta:
Concepto Simbología Ecuación Magnitudes
físicas
presentes
Unidad de
medición
Ejemplo
II. Comenta con tu equipo y con miembros de los otros equipos respetando las ideas
de las y los demás tu respuesta a las interrogantes planteadas:
1. Al realizar un trabajo mecánico, ¿de qué magnitud física depende?, ¿qué
condiciones deben cumplir dichas magnitudes?
2. A continuación se mencionan algunas situaciones que se presentan en la vida
cotidiana, ¿En cuál de ellos se realiza un trabajo mecánico? Dé una explicación.
• Un obrero del campo se encuentra de pie sin moverse sosteniendo un saco de
café en sus hombros.
• En una fiesta patronal, un niño sube a un “Palo lucio”.
• El ayudante de un albañil ejerce una fuerza en la parte inferior de una escalera
que se encuentra apoyada en una pared para que no resbale.
3. ¿Qué es potencia mecánica?
4. ¿En qué unidades se expresa la potencia mecánica?
III. Lea cada uno de los siguientes problemas propuestos, elabora un dibujo
interpretativo de ello y dele solución.
1. Un caballo a través de un cable tira de un carro ejerciendo una fuerza de 300 N. Si
producto de ello el caballo desplaza el carro 60 m, ¿qué trabajo realiza?
2. Busca la fuerza que hay que aplicar a un cuerpo para que recorra 5 km con un
trabajo de 6 000 J
3. Un motor posee una potencia de 10 Hp, si éste funciona durante media hora, una
hora y ocho horas, determine en cada uno de los casos señalados el trabajo que
realiza.
220
Las máquinas simples en nuestra vida diaria
En equipo, respetando las ideas de las y los demás:
Cita herramientas sencillas que utilizaron nuestros antepasados.
Elabore un listado de herramientas sencillas que utilices en: el hogar, la escuela,
la agricultura y anota a la par su utilidad.
Utilice una vara metálica o de madera para levantar
una piedra, de la forma como lo muestra la fotografía y
comente alrededor de:
• Dónde se encuentra aplicada la fuerza motriz (FM
)
• Dónde se encuentra aplicada la fuerza resistente
(FR
).
• Dónde se encuentra aplicado el punto de apoyo.
¿Cuál es su brazo motriz (BM
) y cuál es su brazo
resistente (BR
)? Indíquelos en el dibujo.
• ¿Cuáles son las diversas utilidades de esta barra? Indique en cada caso si se simplifica
o no el trabajo motriz que se realiza al utilizarla.
Las máquinas simples, son dispositivos usados para realizar un trabajo, para transmitir
trabajo, para cambiar la magnitud y dirección de aplicación de una fuerza, con la
finalidad de hacer más sencillo y provechoso el trabajo y no para crearlo (el trabajo no
se crea).
La palanca, la polea, el plano inclinado, el torno, el tornillo y la cuña, son ejemplos de
máquinas simples, que de una forma u otra hemos utilizado en nuestra vida diaria.
Menciona algunas de ellas y su utilidad.
La utilidad de una máquina simple, es que permite desplegar una fuerza mayor que la
que una persona podría aplicar solamente con sus músculos, o aplicarla de forma más
eficaz.
Combinando las máquinas simples, los seres humanos han sido capaces de construir
máquinas complejas que se utilizan en la ingeniería, arquitectura, construcción, transporte
y en todo ámbito de nuestras vidas. Las máquinas también han posibilitado al ser humano,
el control de las fuerzas del viento, de los combustibles y del agua. Sin máquinas, nosotros
los seres humanos viviríamos aún en estado primitivo y no habríamos alcanzado ninguna
forma de progreso.
La palanca es una de las
herramientas más antigua
221
Elementos de las máquinas simples
En general, en todas las Máquinas Simples se
distinguen los siguientes elementos:
• Punto de Apoyo: también se le conoce como
fulcro, y es el punto donde giran o se sostienen las
máquinas simples.
• Fuerza Resistente (FR
): también mal nombrado
como Carga, y es la fuerza que se requiere vencer
o fuerzas que se opone a la fuerza motriz. Suele
representarse también por la letra Q.
• Fuerza Motriz (FFM
): conocida también como
Potencia y es la fuerza aplicada para vencer la
fuerza resistente.
La palanca
En nuestro que hacer diario, nosotros utilizamos varias palancas, desde mover un dedo
o un brazo o un pie hasta utilizar una cuchara para beber la sopa, un cuchillo para cortar,
manipular una tijera para cortar papel, un lápiz para escribir, un corta uñas para recortarnos
la uñas, un martillo para sacar un clavo, entre otros.
La palanca es un cuerpo alargado y rígido que gira alrededor de un punto de apoyo,
eje o fulcro.
En una palanca podemos identificar los
siguientes elementos: la fuerza resistente (FR
),
fuerza motriz (FM
) y punto de apoyo o fulcro.
Otros elementos importantes, que debemos
tener en cuenta en el estudio de una palanca,
son sus brazos.
La distancia en línea recta que existe entre el punto donde actúa la fuerza en la
palanca, hasta su punto de apoyo, se llama BRAZO DE PALANCA.
Los brazos de nuestra máquina simple que se ilustran en la figura son:
• El segmento de recta es el brazo de la fuerza resistente, conocida como BRAZO
RESISTENTE (BR
).
• El segmento de recta AO es el brazo de la fuerza motriz, conocida como BRAZO
MOTRIZ (BM
).
OC
Palanca (martillo), utilizada para
sacar un clavo
Fuerza motriz
Fuerza
resistente
Punto de apoyo
A C
BR
BM
O
FulcroFM
FR
222
La regla del equilibrio de la palanca establece que:
Una palanca o cualquier máquina simple, se encuentra en equilibrio, cuando
el producto de la fuerza motriz por su brazo, sea igual al producto de la fuerza
resistente por su brazo.
La expresión matemática es:
Fuerza Motriz x Brazo Motriz = Fuerza Resistente x Brazo Resistente
FM * BM
= FR * BR
Regla de oro de la mecánica
Al analizar el trabajo que puede realizar una
máquina simple, se debe tener presente, la
fuerza ejercida y la distancia recorrida en
cada uno de los extremos de la máquina.
De la gráfica se puede inferir, que la carga
o fuerza resistente (FR
) se eleva recorriendo
una distancia (dR
), cuando en el otro extremo
de la barra se aplica una fuerza motriz (FM
),
recorriendo ésta una distancia (dM
), cuando se equilibra.
Es decir, que en cada uno de los extremos de la barra se realiza un trabajo mecánico, los
cuales se conocen como Trabajo Motriz (TM
) y Trabajo Resistivo (TR
).
La Regla de Oro de la Mecánica establece que:
El trabajo realizado por la fuerza motriz, es igual al realizado por la fuerza resistente.
Lo anterior también se puede plantear de la siguiente forma: las fuerzas aplicadas a una
barra rígida disminuyen si las distancias de sus recorridos aumentan.
Expresado en forma matemática:
TM
= TR
FM * dM
= FR * dRó
Donde:
TM
: Trabajo motriz o trabajo motor
FM
: Fuerza motriz
dM
: Distancia recorrida por la fuerza motriz
TR
: Trabajo resistivo
FR
: Fuerza resistente
dR
: Distancia recorrida por la fuerza resistente
dR
FR
FM
dM
Fulcro
223
Ejemplo:
En el extremo largo de una palanca se
efectúa un trabajo de 6 J. Si producto
de este trabajo su brazo baja 15 cm y
en su extremo corto se ha colgado una
carga de 50 N, determine:
a. La fuerza motriz de la palanca.
b. La altura a la cual se eleva la carga.
c. El trabajo resistivo realizado.
Calculando la fuerza motriz (FM
).
Datos Ecuación Solución
Repuesta razonada: la fuerza motriz que realiza la palanca es de 40 Newton.
TM
= 6 J
dM
= 15 cm = 0,15 m
FR
= 50 N
FM
= ?
dR
= ?
TR
= ?
TM
= FM
dM
Despejando FM
:
TM
= 6 J
0,15 m
TM
= 40 N
Nota Curiosa y Aplicaciones de la Palanca
Se cuenta que Arquímedes dijo sobre la palanca:
«Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo».
R
P
A
A
R
TM
= 6 J
FulcrodR
?
FR
= Q = 50 N
FM
?
dM
=15 cm
Dibujo del problema
FM
=
TM
dM
224
Rampa
Productos
tecnológicos
Calculando el trabajo resistivo realizado (TR
).
Datos Ecuación Solución
Repuesta razonada: el trabajo resistivo realizado por la palanca es de 6 Juole.
TM
= 6 J
dM
= 15 cm = 0,15 m
FR
= 50 N
FM
= ?
dR
= ?
TR
= ?
TM
= TR
TM
= TR
= 6 J
Datos Ecuación Solución
Repuesta razonada: la altura a la que se eleva la carga es de 12 centímetro
TM
= 6 J
dM
= 15 cm = 0,15 m
FR
= 50 N
FM
= ?
dR
= ?
TR
= ?
dR
=
TR
FR
dR
= 6 J
50 N
dR
= 0,12 m = 12 cm
TR
= FR
dR
Despejando dR
:
El plano inclinado
Un plano inclinado es cualquier superficie
plana que forma un ángulo con la horizontal.
Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza
menor que la que se emplea si levantamos
dicho cuerpo verticalmente, aunque a
costa de aumentar la distancia recorrida y
vencer la fuerza de rozamiento.
Sus elementos son:
α: Es el ángulo de inclinación
L: Largo o longitud del plano
h: Altura
b: Base del plano
F: Fuerza
Q: Carga
Q
h L
F
Q
b
Q
(α
Calculando la distancia recorrida (dR
)
Productos Tecnológicos S.A.
225
Esta máquina simple, a diferencia de las otras, no tiene un eje en torno al cual pueda
girar, sino una superficie plana, siendo éste el motivo por el cual no se puede plantear la
condición fundamental del equilibrio. Sin embargo la REGLA DE ORO DE LA MECANICA
establece que:
La fuerza motriz (FM
) multiplicada por la longitud del plano (L), es igual al producto
de su fuerza resistente o carga (FR
= Q) por la altura del plano inclinado (h).
Es decir:
TM
= TR
ó FM
L = Q h
Esta ecuación nos relaciona el trabajo realizado tanto por la fuerza motriz como por la
fuerza resistente o carga, de donde de ella se puede deducir que:
FM
= (Q)(h)
L
Deduzca una ecuación que permita
calcular las otras magnitudes físicas.
Aplicaciones:
• Se emplea en forma de rampa para
reducir el esfuerzo necesario para
elevar una masa (carreteras, subir
ganado a camiones, acceso a garajes
subterráneos, escaleras,...).
• En forma de hélice para convertir un movimiento
giratorio en lineal (tornillo de Arquímedes,
tornillo sin fin, hélice de barco, tobera,...).
• En forma de cuña para apretar (sujetar puertas
para que no se cierren, ensamblar piezas
de madera...), cortar (cuchillo, tijera, sierra,
serrucho...) y separar o abrir (hacha, arado,
formón, abrelatas,...).
Avance
Orificio roscado
Giro
Presilla
Husillo
Hacha - cuña
(plano inclinado)
226
Ejercicio:
Una obrera empuja una caja de 50 kg sobre la
superficie de un plano inclinado de 30 m de longitud
que forma un ángulo de 25º con la superficie del
suelo. Calcule la fuerza que hay que aplicarle al
cuerpo para que suba sobre el plano inclinado si la
altura a la cual se quiere levantar la caja es de 2 m.
Datos Ecuación Solución
m = 50 kg
L = 30 m
α = 25º
h = 2 m
g = 9,8 N/kg
Q = 490 N
F = ?
Repuesta razonada: la fuerza que hay que aplicarle al cuerpo para que suba a la altura deseada,
es de 326,67 Newton.
FM
=
Q h
L
FM
=
(490 N)(2 m)
3 m
FM
= 326,67 N
La polea
La polea es otra de las máquinas simples que el
ser humano construyó hace mucho tiempo y que
en la actualidad se utiliza de diversas formas, la
cual sirve para transmitir una fuerza.
Esta consiste en una rueda acanalada (por
donde circula una cuerda) que gira libremente
alrededor de un punto de apoyo, conocido
también como eje de rotación.
Si observas atentamente la figura, notarás enseguida, que en una polea
encontramos los mismos elementos que posee la palanca, por ello se dice que la
polea no es más que una palanca que gira libremente alrededor de su punto de
apoyo o eje de rotación.
Los elementos de una polea son los siguientes:
• El punto de apoyo: conocida también como eje de rotación, y éste no es más que el
punto donde gira libremente la polea.
• Fuerza Motriz (FM
): conocida también como potencia. No es más que la fuerza con
que se tira de la cuerda para levantar la carga.
Cuerda
Polea
FR
= Q
Fulcro
FM
BR
BM
h = 2 m
L = 30 mF ?
Q = 490 N α =25º
227
• Fuerza Resistente (FR
): ésta no es más que la carga que se quiere levantar, también
se suele representar con la letra Q.
• Brazo Motriz (BM
): no es más que la distancia que existe del punto de aplicación de
la fuerza resistente al eje de rotación de la polea, y ésta es también igual al radio de
la polea (BM
= R)
• Brazo Resistente (BR
): no es más que la distancia que existe del punto de aplicación
de la fuerza resistente al eje de rotación de la polea, y ésta (BR
) es también igual al
radio de la polea (BR
= R)
Condición de equilibrio en una polea.
Una polea se encuentra en equilibrio cuando el producto de
la fuerza motriz por su brazo, el cual no es más que el radio
de la polea, es igual al producto de la fuerza resistente o
carga por su brazo, el cual en este caso es también igual al
radio de la polea.
Lo anterior, expresado en forma matemática sería:
FM * BM
= FR * BR
Pero como:
BM
= R (Radio del disco de la polea)
FR
= Q (Carga)
BR
= R
La expresión anterior se suele expresar también como:
FM * R = Q * R
De donde si despejamos FM
:
FM
=(Q)(R)
R
Pero como R = R; la expresión sin tomar en cuenta el rozamiento queda expresada como:
FM
= Q
La expresión anterior, nos muestra claramente, que al ser uso de una polea no
economizamos fuerza, lo único que nos proporciona es seguridad y comodidad al trabajar
con ella.
Fulcro
FM
BR
BM
FR
= Q
100 N 100 N
228
Expresado en forma matemática sería:
Fuerza Motriz x Brazo Motriz = Fuerza Resistente x Brazo Resistente
FM * BM
= FR * BR
FM * BM
= Q * BR
ó
Regla de oro de la mecánica aplicada a la polea
La regla de oro de la mecánica establece que el trabajo realizado por la fuerza motriz es
igual al trabajo realizado por la fuerza resistente, es decir:
Ecuación No. 1
TM
= TR
Pero como el trabajo es:
T = F * d
y la distancia es igual a la altura recorrida (d = h) la ecuación 1 se suele expresar también:
FM * hM
= F
R
* hR
Esta ecuación nos relaciona el trabajo realizado tanto por la fuerza motriz como por la
fuerza resistente o carga.
El Torno
Construya utilizando alambre grueso, corcho o madera un torno. Tal a como lo muestra
la figura, fíjelo y levante con el varios objetos. Comente ordenadamente con su equipo
referente a:
T = F d
1 J = (1 N) (1 m)
hM
FM
FR
= Q
Posición B
Posición A
hR
Radio de giro
de la manivela
Manivela
Cilindro
Radio de giro
del cilindro
{ rr = dr
Cilindro Manivela
Fulcro
FR
=Q
FM
R = dM
229
• Los elementos de que consta el torno. ¿En dónde se encuentra aplicado el punto de
apoyo, la fuerza motriz, la fuerza resistente? ¿Cuál es el brazo de la fuerza motriz
y de la fuerza resistente? ¿Cuál es mayor y cuál es menor? ¿Cuál de los radios es
menor?
• En condiciones de equilibrio, ¿Cómo podría plantearse la ecuación general de la
palanca?
• ¿Cuál es su utilidad?
• Cite ejemplos de la aplicación del torno en la vida diaria y la técnica. Elabore sus
gráficos.
Al igual que la polea, el torno es otra máquina simple que se utiliza para elevar cuerpos.
Este consta de una manivela, la cual describe una circunferencia de radio mayor (R), y de
un rodillo o cilindro de menor radio (r) que se encuentra apoyado en dos puntos.
Este (el torno) al igual que la palanca y la polea, posee los mismos elementos (identifíquelos
en el dibujo):
a. Punto de apoyo.
b. Fuerza Motriz (FM
).
c. Brazo de la fuerza motriz (dM
= R).
d. Fuerza Resistente o Carga (FM
= Q).
e. Brazo de la fuerza resistente (dr
= r).
El torno al igual que las otras máquinas simples, cumple también con la condición
fundamental del equilibrio, el cual nos establece que:
La fuerza motriz (FM
) aplicada a la manivela de un torno multiplicada por su brazo
(dM
= R), es igual al producto de la fuerza resistente o carga (FR
= Q) con su brazo
resistente (dr
= r).
Es decir:
FM * dM
= FR * dR
FM * R = Q * ró
Esta expresión nos permite calcular cualquiera de los elementos que posee un torno
conociendo los demás valores, por ejemplo:
Si queremos calcular la fuerza motriz conociendo los valores de las otras magnitudes
debemos emplear:
FM
=
Qr
R
Determine una expresión que permite calcular las otras magnitudes.
230
Ejemplo:
• Un obrero para subir una carga de 45 N de masa a la azotea de un edificio, cuya
altura es de 15 m, emplea un torno. Si el radio de la manivela es 0,60 m y el radio de su
tambor o cilindro es de 0,20 m, determine:
a. La fuerza motriz que aplica el obrero para subir la carga.
b. El trabajo motriz.
c. El trabajo resistivo.
Calculando la fuerza motriz (FM
).
Datos Ecuación Solución
Repuesta razonada: la fuerza motriz que aplica el obrero para subir la carga es de 15 Newton.
Q = 45 N
h = 15 m
R = 0,60 m
r = 0,20 m
FM
= ?
TM
= ?
TR
= ?
FM
=
Q r
R
FM
=
(45 N)(0,20 m)
0,60 m
FM
= 15 N
FM
dM
= Fr
d
Despejandoyteniendopresente
que dM
= R se obtiene:
Calculando el trabajo motriz (TM
)
Datos Ecuación Solución
Repuesta razonada: el trabajo motriz que se necesita emplear para subir la carga es de 9 Joule.
Q = 45 N
h = 15 m
R = 0,60 m
r = 0,20 m
FM
= ?
TM
= ?
TR
= ?
TM
= FM
R
TM
= (15 N) ( 0,60 m)
TM
= 9 J
Esquema del ejercicio
r = dr
= 0,20 m
h = 15 m
Q = FR
= 45 N
R = dM
= 0,60 m
{r = dr
231
Calculando el trabajo resistivo (TR
)
Datos Ecuación Solución
Repuesta razonada: el trabajo resistivo que se emplea para subir la carga es de 9 Joule.
Q = 45 N
h = 15 m
R = 0,60 m
r = 0,20 m
FM
= ?
TM
= ?
TR
= ?
TR
= Q r
TM
= (15 N) ( 0,60 m)
TM
= 9 J
Plutarco, quien en su obra Vidas paralelas (s. 100 a. C.) relata que Arquímedes, en
carta al rey Hierón de Siracusa, a quien lo unía gran amistad, afirmó que con una
fuerza dada podía mover cualquier peso e incluso se jactó de que si existiera otra
Tierra yendo a ella podría mover ésta. Hierón, asombrado, solicitó a Arquímedes que
realizará una demostración.
Acordaron que el objeto a mover fuera un barco de la armada del rey, ya que Hierón
creía que éste no podría sacarse de la dársena y llevarse a dique seco sin el empleo
de un gran esfuerzo y numerosos hombres. Según relata Plutarco, tras cargar el
barco con muchos pasajeros y con las bodegas repletas, Arquímedes se sentó a
cierta distancia y tirando de la cuerda alzó sin gran esfuerzo el barco, sacándolo del
agua tan derecho y estable como si aún permaneciera en el mar.
Aplicaciones de la Polea
Polea de correa
Correa
Polea conductora
Polea conducida
N1
N2
Sistema de poleas múltiples (caja de velocidades)
Eje
conducido
Eje
conductor
Motor: crea el
movimiento giratorio
Polipasto
Bicicleta
Grúa Torre
Taladro Industrial
232
Ejercicios de profundización y de evaluación
I. Haz un breve resumen sobre las máquinas simples teniendo en cuenta:
Nombre de la máquina Ecuación Aplicaciones
II. Comenta con tu equipo y con miembros de los otros equipos tu respuesta a las
interrogantes planteadas:
1. ¿Cuál es la utilidad de las máquinas simples?
2. ¿En qué consiste el brazo de una fuerza?
3. ¿Qué es una polea? ¿Cuáles son sus elementos?
4. Haz un esquema en el cual se evidencie la utilización de una polea para levantar
un cuerpo. Plantee su ecuación de equilibrio y la Regla de Oro de la mecánica.
III. Lea cada uno de los siguientes problemas propuestos, elabora un dibujo
interpretativo de ello y dele solución.
1. En el extremo corto de una palanca se ha colgado una carga de 50 N, si al ejercer
una fuerza en el extremo largo de la palanca esta baja 12 cm, realizando un trabajo
de 3 Joule. Determina:
• La fuerza motriz de la palanca.
• La altura a la cual se eleva la carga.
• El trabajo resistivo realizado.
2. Sobre un plano inclinado de 3 m de largo hay una caja cuya masa es de 80 kg.
Calcule la fuerza necesaria que hay que aplicarle al cuerpo para que ésta (la caja)
suba por el plano inclinado si este forma un ángulo de 30º con la superficie de la
Tierra.
3. Haciendo uso de una polea, un adolescente levanta un objeto de 20 kg de masa a
una altura de 1,5 m con respecto al suelo. Calcula:
• La fuerza motriz aplicada.
• La magnitud de la fuerza resistente.
• La magnitud de la fuerza motriz.
• El trabajo motriz y el trabajo resistente realizado.
IV. Construir una máquina sencilla que contenga tres máquinas simples que pueda
ser usada en alguno de los siguientes lugares: En un jardín, en una granja, en
una cocina, en un barco, en un garaje, en un restaurante, en una oficina o en
nuestro mismo instituto.
233
Fuentes y manifestaciones de la energía
En equipo, manteniendo relaciones interpersonales, significativas, con orden,
limpieza, responsabilidad, disciplina y cientificidad argumente acerca de:
• Si siempre que se realiza una fuerza se está haciendo un trabajo.
• El nombre de las energías que conoce. Clasifíquelas en renovables y no renovables.
Energía
Renovable No renovable
Desde hace algunos años, escuchamos en los medios de comunicación, que en el país
y en otros países existe crisis energética. Además, algunas veces hemos escuchado o
leído, que la mayor fuente de energía es el Sol, o de que nosotros obtenemos nuestra
energía de los alimentos que consumimos.
¿Qué es energía?
Energía es una palabra que procede del griego: Energía
que significa actividad, operación, y energos que significa
acción o fuerza en movimiento. Para dar una idea de lo
que en Física es Energía, analizaremos los siguientes
ejemplos:
• Los carros, las motos, trenes, barcos y aviones, pueden
realizar el trabajo de transportar a grandes distancias,
viajeros y mercancías, debido a la energía que se
encuentra almacenada en los combustibles como la
gasolina, el carbón y otros.
• Las personas pueden realizar los más diversos
trabajos, debido a la energía que obtiene de los diversos
alimentos que ingieren.
• La fuerza expansiva de los gases de la dinamita al
explotar, son capaces de realizar un trabajo, ejemplo
de ello es la fragmentación de las rocas.
• El agua de los embalses de las presas hidroeléctricas,
realizan el trabajo de mover la rueda de las turbinas de
las centrales hidroeléctricas, debido a la energía que
posee el agua en movimiento.
234
La ENERGÍA, es la capacidad que poseen todos los cuerpos para realizar un
trabajo. La Energía se mide por la cantidad de trabajo que en determinadas
condiciones puede realizar un cuerpo.
También se afirma, que energía es todo aquello que es capaz de producir transformaciones
o cambios en un cuerpo, un ejemplo de ello es cuando colocamos al Sol un cubo de
hielo; este producto de ello, se transforma en agua líquida. Cita otros ejemplos de estos
cambios o transformaciones.
La unidad de medida en que se expresa la energía es el Joule (J).
De los ejemplos anteriores podemos deducir, que en todos ellos existe un elemento
común, y este es el TRABAJO que pueden realizar debido a la ENERGIA que poseen
todos ellos, si un cuerpo no posee energía, éste no es capaz de realizar un trabajo.
Manifestaciones y Fuentes de Energía en la Naturaleza
Las fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la
humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades.
El origen de casi todas las fuentes de energía es el Sol, que "recarga los depósitos de
energía". Las fuentes de energía se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no
renovables; según sean recursos “ilimitados” o “limitados”.
Fuentes de energía renovables Fuentes de energía no renovables
Son aquéllas que tras ser utilizadas, se
pueden regenerar de manera natural
o artificial. Algunas de estas fuentes
renovables están sometidas a ciclos que
se mantienen de forma más o menos
constante en la naturaleza, entre estas
tenemos:
• Energía mareomotriz (mareas).
• Energía hidráulica (embalses).
• Energía eólica (viento).
• Energía solar (Sol).
• Energía de la biomasa (vegetación y
otra materia orgánica) .
Son aquéllas que se encuentran de forma
limitada en el planeta y cuya velocidad de
consumo es mayor que la de su capacidad
de regeneración, entre estas tenemos:
• Los combustibles fósiles (carbón,
petróleo y gas natural).
• La energía geotérmica.
• La energía nuclear (fisión y fusión
nuclear).
235
Energía luminosa
Hace muchos años la luz se describía como lo opuesto a la oscuridad. Hoy en día los
científicos nos dicen que la luz es una forma de energía que irradia o emite rayos de la
misma forma que una piedra produce ondas, si la arrojamos a un estanque de agua.
Estos rayos u ondas luminosas, como algunas veces se les llama, pueden desplazarse a
través del espacio o a través de determinadas clases de materiales. Las ondas luminosas
que alcanzan y penetran en nuestros ojos producen una sensación que la llamamos
visión. Debido a esta luz podemos ver el mundo que nos rodea, pasear por las calles,
leer un libro.
Todo aquello que genera luz se denomina fuente luminosa. La fuente luminosa más
importante con que contamos es el Sol; pero existe una gran variedad de fuentes
artificiales, tales como vela, cerillos, lámparas de incandescencia, tubos de neón y otros.
Energía calórica
Las planchas, tostadores, hornos, lámparas y motores se calientan cuando la corriente
eléctrica las recorre. También se obtiene calor cuando se queman ciertas sustancias,
como madera, gas butano o gasolina. El calor es una de nuestras formas de energía más
valiosas: nos sirve para cocinar nuestros alimentos y tiene grandes aplicaciones en la
industria.
El calor es una forma de energía cuyo efecto más significativo es aumentar la temperatura
de un cuerpo. El Sol es la fuente de calor más importante para la Tierra; otras fuentes
de calor, también naturales, son los volcanes en actividad, las fuentes termales entre
otras. En la actualidad el ser humano puede obtener calor utilizando combustible como:
carbón, petróleo, gas. Entre los últimos avances tecnológicos para la obtención del calor
se encuentran los hornos solares.
Energía química
Las moléculas y sustancias pueden unirse o separarse dando origen a reacciones, como
combustiones, combinaciones, oxidaciones, quemar papel, madera, carbón o gasolina
se desprende la energía química de sus moléculas, estas sustancias que liberan energía
química por medio del calor se llaman combustibles. También los seres humanos obtienen
la energía química de los alimentos, el proceso que transforma la energía química se
conoce con el nombre de metabolismo.
236
Energía núclear
Esta energía sólo se encuentra en el núcleo de los átomos
y es la más potente de todas las energías; el ser humano
conoce la manera de desintegrar el núcleo de algunos
átomos y liberar la energía, la cual es muy peligrosa. El
proceso de liberar energía nuclear se utiliza en los reactores
o plantas nucleares para generar energía eléctrica.
La energía nuclear no genera gases contaminantes a la
atmósfera como las centrales de carbón, pero sí generan
residuos radiactivos, los cuales son contaminantes
peligrosos y requieren ser albergados en depósitos aislados
y controlados.
Estas plantas nucleares son peligrosas cuando no están controladas, como lo ocurrido en
Ucrania en el famoso accidente de la central de Chernóbil el 26 de abril de 1986, el cual
es considerado el accidente nuclear más grave sucedido en el mundo y es uno de los que
han causado mayores desastres medioambientales en el mundo. La cantidad de material
radiactivo liberado, fue unas 500 bombas atómicas igual a la arrojada en Hiroshima en
1945 por los Estados Unidos.
El alto riesgo de las centrales nucleares, ha hecho que los científicos exploren fuentes de
energía menos peligrosas, como la eólica, la solar y la geotérmica.
Energía geotérmica
Un volcán en erupción es un espectáculo dantesco en
el que las explosiones estremecedoras, el fuego y el
desbordamiento de piedras fundidas en forma de lava han
asombrado siempre al ser humano, que lo ha interpretado
como una fuerza desatada de la Naturaleza. Es una
manifestación de la energía almacenada en el seno de la
Tierra que emerge a la superficie, liberándose.
Las manifestaciones también se pueden obtener de los
arroyos calientes, los géiseres o las fumarolas y por tanto se
pueden utilizar para obtener energía con mayores garantías
de seguridad. El aprovechamiento de esta energía consiste
en la obtención de vapor a gran presión, para producir
corriente eléctrica por medio de un alternador.
Se perfora la corteza terrestre hasta llegar a las capas profundas del suelo, barrenando las
rocas calientes del fondo, se inyecta agua por el orificio practicado, la cual se transforma
en vapor, que sale por otro conducto y luego se usa para producir electricidad. En nuestro
país se utiliza la energía geotérmica que se obtiene del volcán Momotómbo.
Explosión en Nagasaky
Planta Geotérmica Momotombo
237
Energía eólica
Es la energía que se obtiene de los vientos,
la cual se puede utilizar para el bombeo de
agua de los pozos, para moler y triturar trigo
en los molinos de viento o bien para producir
electricidad. La energía eólica es inagotable,
gratuita y no contamina el ambiente.
Hay vientos suaves y vientos fuertes que
poseen una gran fuerza. El que un viento sea
suave o fuerte depende de su velocidad y,
en consecuencia, de su energía cinética; es
decir, cuanto mayor es la velocidad, mayor
es la energía cinética que lleva asociada el
viento.
Es la que se obtiene de las enormes masas de agua en
movimiento como sucede con el agua de los ríos. Esta
energía es transformada por las represas o embalses
para generar energía hidroeléctrica. Las centrales
hidroeléctricas transforman en electricidad la energía
que produce el agua en movimiento.
Energía hidráulica
Planta hidroeléctrica de Apanás
Investigue como se genera la energía eléctrica
en el embalse de Apanás en Jinotega.
Energía mareomotriz
En ésta se aprovecha las oscilaciones regulares de grandes masas de agua que se dan
en los océanos, mares o lagos, debidas al fenómeno de las mareas. Esta energía solo
se puede explotar en determinados lugares, en los que se producen notables desniveles
entre las aguas altas y bajas.
Energía biomasa
Es la energía que se obtiene por medio de la combustión de la madera y de los desechos
vegetales y animales. Desde la antigüedad, el ser humano ha utilizado esta energía para
calentarse y para cocinar sus alimentos. Esta energía aporta calor y electricidad.
La madera constituyó durante mucho tiempo la materia prima y la fuente de energía
indispensable para la humanidad. Abandonada durante mucho tiempo en provecho de
las fuentes de energías fósiles en los países más industrializados, la madera constituye
todavía el combustible más extendido en los países en desarrollo.
Aspas Transmisión
Esquema de turbina eólica
Energía eólica Rivas,
Nicaragua
238
Energía eléctrica
La energía eléctrica se debe al movimiento de electrones
en el interior de un conductor metálico (alambre).
El uso de la electricidad data aproximadamente del
siglo XVIII.
A fin de obtener electricidad, el ser humano ha
conseguido poner en movimiento a los electrones
mediante máquinas llamadas generadores, que puedan
estar muy alejados de los lugares de aprovechamiento
dedichacorriente.Paraquefuncionenesosgeneradores
y provoquen el flujo de electrones, se utilizan diversos
combustibles (carbón, petróleo, vapor) y muy especialmente de la energía procedente de
la caída del agua, de un embalse o represa que hace girar a unas ruedas en forma de
hélice llamadas turbinas. Cada turbina lleva un eje, que al girar en un generador o dinamo
produce electricidad.
Planta hidroeléctica Che Guevara
Manifestaciones de la energía mecánica
Conozcamos acerca de ello a través del siguiente ejemplo:
Si un camión viene a alta velocidad y choca contra un poste de luz, éste (el camión) es capaz
de quebrar el poste y desplazarlo a cierta distancia, es decir, que es capaz de realizar un
trabajo. Este trabajo realizado es debido al movimiento que posee el cuerpo (el camión).
En este caso, se dice que el cuerpo posee energía mecánica, pero específicamente se
dice, que el cuerpo posee ENERGIA CINETICA en virtud de su movimiento.
En cambio, si a un avión que vuela a cierta altura con respecto a la Tierra se le agota el
combustible, éste se cae y puede por tanto desbaratar una casa al caer sobre ella. Es
decir, que el cuerpo (el avión) puede realizar un trabajo debido a la posición (altura) que
ocupa con respecto a la superficie de la Tierra, por ello se dice, que el cuerpo posee
energía mecánica, pero específicamente se le conoce como ENERGIA POTENCIAL.
¿Qué es Energía Mecánica?
De lo anterior, podemos decir que:
La energía mecánica, es la capacidad que tienen los cuerpos de realizar
un trabajo mecánico debido a su movimiento o a su posición (altura) con
respecto a la superficie de la tierra, y que ésta (la energía mecánica) se
manifiesta como energía cinética o como energía potencial.
239
Energía cinética
Todo cuerpo en movimiento posee energía
cinética.
Pero, ¿De qué magnitudes físicas depende la
energía cinética?
Para determinar de qué magnitudes físicas
depende la energía cinética, realicemos las
siguientes actividades prácticas:
• De un hilo resistente, colguemos una esfera de metal, tal como lo muestra la figura.
Coloquemos un carrito de juguete en cierta posición que haga contacto con la esfera
que se encuentra colgada.
Luego, llevemos la esfera hasta una altura determinada y soltémosla.
Al llegar a su posición inicial, la esfera interactúa con el carrito, haciendo que éste recorra
una cierta distancia, es decir, realiza un trabajo.
Si hacemos variar la altura de la esfera, se observará que mientras mayor sea ésta, la
esfera adquiere mayor velocidad en el instante de chocar con el carrito. Esto se advierte
porque el carrito, en cada caso, recorre mayor distancia.
Por tanto, mientras mayor sea la distancia recorrida por el carrito, el trabajo realizado por
la esfera, será cada vez mayor al chocar con el carro. Una de las magnitudes físicas que
caracteriza a la energía cinética, es la velocidad que posee el cuerpo.
Si en el experimento anterior, utilizamos esferas de metal de distintas masas y las soltamos
desde la misma altura, podemos observar, que en cada caso, el trabajo realizado sobre el
carrito, es diferente, siendo mayor a medida que la masa de la esfera aumenta.
Resumiendo lo anterior, se puede plantear que:
La energía cinética o energía en movimiento que posee un cuerpo
depende de dos magnitudes.
• De la velocidad que posee un cuerpo. Si un cuerpo posee mayor
velocidad que otro, y ambos poseen la misma masa, éste (el cuerpo de
mayor velocidad) tiene mayor capacidad de realizar un trabajo.
• De la masa que posea el cuerpo. Un cuerpo de mayor masa en
movimiento, tiene mayor capacidad de realizar un trabajo, que un cuerpo
de menor masa en movimiento.
240
La expresión matemática que nos permite calcular la energía cinética
que posee un cuerpo es:
Ec
= 1/2 mv2
De donde:
Ec
: energía cinética
v : velocidad del cuerpo
m : masa del cuerpo
Energía potencial
La energía potencial, es la energía que se encuentra almacenada en un cuerpo
debido a su posición con respecto a un punto de referencia y ésta cuando es
liberada, puede realizar un trabajo mecánico.
La energía potencial se manifiesta como:
• Energía Potencial Gravitatoria.
• Energía Potencial Elástica.
Energía potencial gravitatoria
Es la energía que se encuentra almacenada en
un cuerpo, cuando éste es situado a una altura
determinada con respecto a la superficie de la
tierra o de un sistema de referencia previamente
establecido. Cuando esta energía es liberada, el
cuerpo puede realizar un trabajo.
Pero,¿Dequémagnitudesfísicasdepende?
Realicemos los siguientes experimentos
para obtener la respuesta:
Colguemos de un hilo un cuerpo de masa m, situado a cierta altura de un clavo grande
que se encuentra introducida en la tierra. Tal como se muestra en la figura.
Si realizamos las actividades descritas en el dibujo anterior, nos daremos cuenta de que:
• El clavo penetra más cuanto mayor es la masa del cuerpo colocado a la misma altura
con respecto a la superficie de la tierra, es decir, que la energía potencial gravitatoria
depende de la masa del cuerpo.
• A mayor altura, un cuerpo de igual masa, mayor es la energía potencial que posee el
cuerpo.
241
Se puede concluir:
La energía potencial gravitatoria de un cuerpo, depende de la masa del mismo y
de la altura a la cual se eleva un cuerpo con respecto a un sistema de referencia
previamente establecido.
La expresión matemática:
De donde:
Epg
: energía potencial gravitatoria.
m : masa del cuerpo.
g : aceleración de la gravedad.
h : altura que posee el cuerpo.
Ep
g
= mgh
Energía potencial elástica
Teniendo una actitud de respeto, igualdad y de no discriminación hacia las
diferencias de género, realice con su equipo la actividad experimental propuesta.
Recuerde exponer al plenario las conclusiones de su equipo.
Sobre la orilla de una mesa, prense con una de sus
manos, uno de los extremos de una regla plástica y
doble con mucho cuidado el extremo libre y coloque
en ella un cuerpo pequeño. Libere el extremo doblado
y observe y comente lo ocurrido alrededor de:
• Lo que ocurre con la regla y con el cuerpo al liberar
la regla.
• Lo que ocurre con el cuerpo colocado sobre la
regla, si se aumenta o si disminuye la deformación
de la regla.
• El trabajo realizado sobre la regla
• El trabajo que realiza la regla, en virtud de que se
realiza éste trabajo.
• Si el cuerpo es capaz o no de realizar un trabajo en
virtud de su deformación.
• En este caso cómo se llama la energía liberada.
Ejemplo: A
Ejemplo: B
242
Si doblas una regla plástica sobre el extremo de una mesa (de la forma que lo muestra la
figura), y colocas sobre ella, en el extremo libre un pequeño cuerpo, y la liberas (la regla),
teniéndola aún prensado al otro extremo sobre la mesa, de inmediato notas, que el cuerpo
recorre una determinada distancia, debido a que la regla realiza un trabajo sobre dicho
cuerpo, indicándonos con ello que la regla posee energía en virtud de su deformación, la
cual es liberada en el mismo instante en que se libra su extremo deformado.
Esto mismo ocurre con cualquier cuerpo que es deformado, siempre y cuando éste (el
cuerpo) no sufra ningún daño o deformación permanente.
En síntesis se puede plantear que:
Energía potencial elástica, es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar un
trabajo, cuando su energía es liberada, en virtud de la deformación que los cuerpos
adquieren..
Las magnitudes físicas de las cuales depende esta energía son:
• La elasticidad del cuerpo, la cual es una característica propia de cada material.
• De la deformación que el cuerpo adquiere.
La expresión matemática, que nos permite calcular la energía
potencial elástica que posee un cuerpo es:
Epe
= -1/2 k x2
De donde:
Epe
: es la energía potencial elástica que posee el cuerpo
k : es la constante de elasticidad del cuerpo y ésta es una característica
propia de cada material.
x : es la deformación que el cuerpo adquiere.
Principio de conservación y de transformación de la energía
mecánica
En nuestra vida diaria y en la misma naturaleza, ocurren diversas transformaciones de
energía mecánica, de un tipo de energía en otro tipo de energía. Un ejemplo de ello, es
cuando frotamos nuestras manos, la energía mecánica debido al frotamiento se convierte
en energía calorífica.
Si una cantidad de energía disminuye por cualquier razón, ésta se transforma en otros
tipos de energía, en cantidad equivalente a la energía pérdida.
Es decir, la energía nunca se destruye, sino, solamente se transforma de un tipo de
energía en otra.
243
En el ejemplo mostrado en la figura, observamos, que la afirmación anterior se cumple,
ya que si analizamos las transformaciones de energía que ocurren nos damos cuenta
que:
• En su parte más alta, con respecto a la superficie de la tierra, la energía potencial que
posee el agua es máxima, mientras que su energía cinética es cero.
• A medida que el agua va descendiendo sobre el canal por donde corre, su energía
potencial va disminuyendo y su energía cinética va aumentando.
• A la mitad de la altura, con respecto a la superficie de la tierra, la energía potencial
del agua que circula por el canal reduce su valor a la mitad, mientras que su energía
cinética aumenta en esa misma proporción.
• Cuando el agua llega a su parte más baja, toda la energía potencial que poseía el
agua, se ha transformado en energía cinética, es decir, que en este punto su energía
potencial es nula y su energía cinética es máxima.
• Toda la energía cinética que posee el agua en su punto más bajo, es transferida
totalmente a las aspas de la turbina, provocándole movimiento, el cual es transferido
totalmente al generador, en donde es transformada en energía eléctrica
• La energía eléctrica generada, se transforma a su vez, en energía luminosa y en
energía calorífica.
De todo lo anterior, podemos plantear el principio de conservación y de transformación
de la energía, que dice:
La energía no se crea ni se destruye, solamente se transforma de un tipo de
energía en otra y ésta siempre se conserva.
Epg
= Max; Ec =0
Entrada Epg
= Ec
Epg
= 0; Ec = Max Río
Turbina
Canal
Generador
Central eléctrica
Reservorio
Red de transporte
eléctrica
Represa Hidroeléctrica
244
Determine la energía cinética de un carro que posee una masa de 1000 kg, si éste se
desplaza sobre una carretera con una velocidad de 60 km/h.
Ejemplo N° 1
Datos Ecuación Solución
Ec
= (1/2)(1 000 kg)(16,66 m/s)2
Ec
= 138 777, 8 J
Repuesta razonada: la energía cinética del carro es de 138 777, 8 Joule.
m = 1000 kg
v = 60 km/h = 16,66 m/s
Ec
= ?
Ec
= 1/2 mv2
60 km/h =
60 000 m
3 600 s
= 16,66 m/s
Ejemplo N° 2
Un constructor utiliza un motor para subir un cuerpo de 300 kg de masa a una altura de
150 m. Determine la magnitud de la energía potencial que posee dicho cuerpo?
Datos Ecuación Solución
Repuesta razonada: la energía potencial que se necesita para el cuerpo es de 441 000 Joule.
m = 300 kg
h = 150 m
g = 9,8 m/s2
Epg
= ?
Epg
= m g h
Epg
= (300 kg) (9,8 m/s2
) (150 m)
Epg
= 441 000 J
Un resorte posee una constante de elasticidad de k = 2 200 N/m. ¿Cuánto se debe de
estirar el resorte para que éste posea una energía potencial elástica de 9 Joule?
Ejemplo N° 3
Datos Ecuación Solución
Epe
= 1/2 kx
Despejandoxdelaecuación:
2Epe
= kx2
x =
2 EPe
k
x =
2 EPe
k
x =
(2)(9 J)
2 200 N/m
x = 0,09 m = 9 cm
Repuesta razonada: el resorte se debe estirar 9 cm.
k = 2 200 N/m
Epe
= 9 J
x = ?
245
Ejercicios de profundización y de evaluación
I. Haz un breve resumen sobre energía teniendo en cuenta:
Tipo de
energía
Concepto Símbolo Ecuación Unidades
de medición
Magnitudes
físicas de
la cual
depende
Ejemplos
de nuestro
alrededor
II. Comente con su equipo y con miembros de los otros equipos respetando las
ideas de las y los demás, tus respuestas a las interrogantes planteadas. No olvides
de exponer al plenario las conclusiones de tu equipo:
1. ¿Qué es energía?
2. ¿Sin producir trabajo, puede existir energía?
3. Cite ejemplos de fuentes de energía renovable y no renovable que se utilizan en
su hogar, escuela y comunidad.
4. En nuestro alrededor, ¿cómo se manifiesta la energía mecánica?
5. ¿En qué condiciones la energía cinética de un cuerpo es igual a cero?
III. Lea cada uno de los siguientes problemas propuestos, elabora un dibujo
interpretativo de ello y dele solución.
1. ¿Cuál es la energía cinética que posee un carro si su masa es de 1 000 kg y tiene
una velocidad de 72 km/h?
2. Un constructor utiliza un motor para subir un cuerpo de 500 kg de masa a una
altura de 250 m. Determine el valor de la energía potencial que posee dicho
cuerpo?
3. Un resorte tiene una constante de elasticidad de k = 50 N/m, si el resorte se estira
0,9 m, ¿Cuál es la energía potencial que éste posee?
246
La energía eléctrica y su importancia
Enumera aparatos que funcionan con energía eléctrica en su hogar, escuela y
comunidad. Anota a la par su utilidad.
Hogar Utilidad Escuela Utilidad Comunidad Utilidad
Elabora un resumen sobre lo que ocurrirá en el mundo si dejara de existir la energía
eléctrica.
Investiga sobre los proyectos de generación de energía eléctrica que Nuestro
Gobierno de Reconciliación y de Unidad Nacional ha impulsado para incrementar
la capacidad de generación de energía eléctrica en nuestro país.
¿Qué es corriente eléctrica?
Corriente Eléctrica
En su interior, ¿de qué están constituidas las
sustancias?
¿Cómo se encuentran conformados los
átomos?
Se ha expresado, que las sustancias en su
interior se encuentran constituidas por átomos;
y éstos a su vez, por partículas más pequeñas,
entre ellas tenemos, los electrones, protones y
neutrones.
-29
+
--
-
-
-
- -
-
--
-
-
- -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Representación de un
átomo de cobre
-Electrón de conducción
Movimiento de los electrones
Por otro lado, si cargas negativamente un
electroscopio y lo unes a otro electroscopio
descargado eléctricamente utilizando
para ello un conductor metálico (alambre
de cobre), inmediatamente percibes,
que el otro electroscopio adquiere carga
eléctrica, demostrándonos con ello, que
los electrones o los portadores de carga
eléctrica negativa se conducen a través
del conductor metálico de un electroscopio
hacia el otro, hasta que ambos adquieren
el mismo nivel de carga eléctrica.
Material aislante
Alambre de cobre
Lámina de estaño
Tapón de
corcho
Botella de
vidrio
--
247
Nota: Al colocar el conductor metálico debes de tomarlo del material aislante sin tocar la
parte descubierta del conductor.
Este desplazamiento de electrones que ocurren en el interior de un conductor de
un extremo hacia otro constituye una corriente eléctrica.
¿Qué condiciones son necesarias para establecer una corriente eléctrica?
En primer lugar, si colocas dos placa metálicas cargadas
eléctricamente con cargas de igual magnitud (valor numérico)
pero de signos contrarios, una frente a la otra, separada a una
cierta distancia, en el interior de dichas placas existirá asociadas
en ellas un campo eléctrico uniforme, cuyas líneas de fuerza
tienen la misma dirección y el mismo sentido, además son
paralelas y equidistantes entre sí.
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
¿Qué ocurrirá si en el interior de este campo eléctrico
establecido entre ambas placas colocas un conductor
metálico?
Es un hecho conocido por nosotros, que los conductores metálicos
poseen en su interior una gran cantidad de electrones libres, los
cuales se mueven desordenadamente.
Al colocar el conductor dentro del campo eléctrico establecido entre
las dos placas, tal a como se muestra en la figura, éste (el campo
eléctrico), influye creando en el interior del conductor metálico un
campo eléctrico, que obliga a los electrones libres a desplazarse
ordenadamente en sentido contrario a las fuerzas eléctricas,
estableciéndose una corriente eléctrica en el interior del conductor.
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
Si deseamos que en este conductor metálico, circule una corriente eléctrica continua y
permanente, es necesario que se mantenga constante en su interior un campo eléctrico,
siendo para ello indispensable, que en los extremos del conductor se mantenga una
tensión o diferencia de potencial constante.
Se puede concluir que:
El movimiento ordenado de cargas eléctricas positivas o negativas a través de un
conductor metálico, se conoce como corriente eléctrica.
Las condiciones necesarias para que exista una corriente eléctrica continua en el interior
de un conductor metálico son:
• La existencia de electrones libres.
• La existencia de un campo eléctrico.
• Que existe una diferencia de potencial o de tensión entre los extremos del conductor.
248
Actúe como pequeños científicos.
Con dos baterías, una bujía, un borrador de goma, una
grapa y cables conductores, construya el circuito eléctrico
mostrado, para ello seleccione diversos materiales como:
lápiz de madera, lapicero plástico, la ceba de un lápiz de
grafito, alambre, clavo, trozo de vidrio, de tela, etc; coloca
cada uno de los materiales seleccionados, entre los puntosA
y B del circuito y clasifícalos en buenos o malos conductores
de la corriente eléctrica.
Tipos de generadores de corriente eléctrica
Promoviendo la igualdad de oportunidades, la
equidad y el respeto entre sus pares, comente
alrededor de:
• Los tipos de generadores que conoce
• Describir una pila. Cuál es su polo positivo y cuál
es su polo negativo.
Para mantener un campo eléctrico en el interior de
un conductor metálico que obligue a los electrones
libres a desplazarse, es indispensables que entre
los extremos de dicho conductor exista una tensión
o una diferencia de potencial, para tal fin en sus
extremos deben de conectarse a dispositivos
especiales llamados GENERADORES O FUENTES
DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Las fuentes de corriente eléctrica, son dispositivos especiales capaces de
mantener una tensión o diferencia de potencial entre los extremos de un conductor,
al transformar la energía química, eólica, solar o mecánica en energía eléctrica.
Los extremos o terminales de estas fuentes de corriente eléctrica, generalmente se les
denomina polo positivo y polo negativo.
Los generadores de corriente eléctrica pueden ser de dos clases:
• Generadores de corriente eléctrica continúa.
• Generadores de corriente eléctrica alterna.
A
B
249
Los Generadores de Corriente Eléctrica Continua
Los generadores de corriente continua, son dispositivos especiales creados por el ser
humano para mantener constante una diferencia de potencial o tensión entre los extremos
de un conductor, al transformar la energía química solar o mecánica, en energía eléctrica,
un ejemplo de ella son las pilas, las celdas solares, entre otros.
Estos generadores envían los electrones siempre en el mismo sentido, creando un flujo
de electrones constante en el mismo sentido, generalmente producen una corriente
eléctrica de poca intensidad.
Los Generadores de Corriente Eléctrica Alterna
Estos son dispositivos especiales, creados por el ser humano para mantener una
diferencia de potencial o tensión entre los extremos del conductor. En estos generadores
de corriente eléctrica, los electrones vibran alrededor de un punto de equilibrio en el
interior del conductor, cambiando constantemente el sentido en que se desplazan, en
nuestro país (NICARAGUA), los electrones que circulan por nuestra red electrica, cambian
su sentido aproximadamente cada 60 veces por segundo. Estos dispositivos crean una
corriente de mayor intensidad.
Ejercicios de profundización y de evaluación
Lea detenidamente las siguientes interrogantes y contéstalas. Comenta tus
respuestas con los demás miembros de tu equipo y exponga al plenario las
conclusiones de su equipo:
• De los electrones que posee un átomo, ¿cuáles se desplazan con mayor facilidad
y cómo se les nombran?
• ¿De qué son responsables los electrones de conducción?
• ¿Qué es corriente eléctrica?’
• ¿Qué condiciones debe de existir para que se establezca una corriente eléctrica
en el interior de un conductor metálico?
• ¿Qué diferencia existe entre un generador de corriente continua con un generador
de corriente alterna?
Realice con su equipo de trabajo las siguientes actividades. “NO” olvides
realizarlo con orden y disciplina:
Con dos baterías, dos bujía, dos cepos (puede
sustituir los cepos por borradores de goma),
y cables conductores, construya el circuito
eléctrico mostrado. Coloca entre los extremos A
y B un lápiz de madera, lapicero plástico, tela, la
ceba de un lápiz de gráfico, alambre, clavo, etc.
y clasifícalos en buenos y malos conductores de
la corriente eléctrica.
Generador
Receptor
Interruptor
Hilo
conductor
250
Un generador de corriente eléctrica: La pila
• Destape con mucho cuidado una pila e
identifique las partes que la conforman.
Las pilas son los generadores de corriente
eléctrica continua más utilizados y más
sencillos que existen, aprovechan la
energía de las reacciones químicas que
ocurren en su interior, para transformarla
en energía eléctrica, se representan
esquemáticamente mediante el símbolo:
En donde el trazo pequeño vertical representa el polo negativo, y
el trazo largo también vertical, representa al polo positivo.
En forma general, las pilas consisten en un recipiente con un
electrólito en su interior, en el cual se introducen dos metales
diferentes llamados electrodos.
- +
El Electrodo Positivo: generalmente este electrodo es una barra de carbón unido con un
borne metálico para facilitar su conexión con el exterior. Como este electrodo posee una
carencia de electrones, su carga eléctrica siempre es positiva.
El Electrodo Negativo: este electrodo posee un exceso de electrones, por lo que su carga
eléctrica es negativa, consiste en un recipiente de zinc que cumple con dos funciones, la
de electrodo en sí, y como recipiente en donde se encuentran contenidos los restantes
componentes de la pila.
La Mezcla Despolarizante: esta mezcla facilita la conducción eléctrica, se encuentra
localizada alrededor de la barra de carbón y en su gran mayoría, se encuentra compuesta
de bióxido de manganeso (Mn O2
), cloruro de amónico (NH4
Cl) y grafito.
El Electrolito o Pasta: como su nombre lo indica, este electrolito es una sustancia pastosa
que se encuentra localizada entre la masa del despolarizante y el recipiente de zinc, en
forma general, se encuentra compuesta de Cloruro de Amonio (NH4
Cl), cloruro de zinc
(Zn Cl2
) y agua, todos ellos mezclados con harina y almidón para darle la forma pastosa.
Borne positivo
Sellado hermético
Disco de cartón
Recipiente
electrodo de
zinc
Mezcla
despolarizante
Borne negativoArandela aislante
Electrolito
Electrodo de
carbón
Cámara de
aire
251
La energía de un generador
Construya con su equipo el circuito mostrado en la figura. Analiza y comenta lo
referente a:
¿Cómo se llama el generador de corriente eléctrica
utilizado en el circuito?
¿Cuál es la importancia de colocar un generador de
corriente eléctrica, entre los extremos de los cables
conductores?
¿A partir de qué genera corriente eléctrica la pila?
¿A quién es transferida la energía generada en la pila?
¿Qué ocurriría con la energía transferida a los
electrones, si en vez de una pila utilizas dos o tres,
colocadas una a continuación de la otra?
La función del generador de corriente eléctrica, es mantener una tensión o diferencia de
potencial entre los extremos de un cable conductor, para que los electrones libres que
posee en su interior puedan desplazarse ordenadamente.
Esta tensión o diferencia de potencial que posee el generador de corriente eléctrica, es
debido a la diferencia de electrones que posee cada uno de sus electrodos (uno positivo
y otro negativo). Además, es muy importante señalar, que estos generadores o fuentes de
corriente eléctrica, es en donde se realiza el proceso de transformación de la energía, de
energía química, mecánica, solar, eólica, geotérmica, en energía eléctrica.
Por ejemplo:
• La energía química almacenada en el interior de la pila, se transforma en energía
eléctrica, cuando sus componentes reaccionan entre sí.
• En las plantas o centrales hidroeléctricas, la energía mecánica (cinética y potencial)
que posee el agua debido a su movimiento, es transmitida al dinamo o al generador de
corriente eléctrica, para que ésta (la energía mecánica), sea transformada en energía
eléctrica.
Es oportuno destacar, que entre mayor sea la capacidad que posee un generador para
transformar la energía, mayor será su capacidad para generarla.
Tres pilas colocadas una a continuación de la otra, generan mayor cantidad de electricidad,
que dos o que una, hecho que podemos apreciar al observar el cambio de brillantes que
ocurre en la bujía, al aumentar o disminuir el número de pilas en la fuente.
También es conveniente mencionar, que en numeros experimentos realizados, se ha
demostrado, que una pila de las que utilizan las linternas de 1,5 Volt, le suministra a cada
electrón una energía cuyo valor aproximadamente es de 2,4 x 10-19
Joule.
252
El transporte de la energía liberada (energía eléctrica) en el generador hacia los
electrones, se da al unir los extremos libres del cable conductor, éste queda sometido a
una diferencia de potencial o tensión de igual valor del que posee la fuente, debido a la
diferencia de electrones que posee cada uno de los electrodos (positivos y negativos) de
dicha fuente o generador.
Debido a esta diferencia de potencial que se encuentra sometido el cable conductor,
en su interior y a todo lo largo de él, se genera un campo eléctrico a través del cual, se
transporta la energía eléctrica liberada en el interior de la fuente, para ser entregada a
cada uno de los electrones que posee el cable conductor.
Esta energía (la energía eléctrica) suministrada a los electrones, a través del campo
eléctrico, es utilizada por los electrones, para aumentar su movimiento, pero solamente
los electrones libres que posee el cable conductor logran desplazarse ordenadamente
en sentido contrario a las fuerzas eléctricas del campo, constituyendo lo que se conoce
como CORRIENTE ELECTRICA.
En síntesis se puede plantear que:
La energía de un generador, no es más que la capacidad que posee este para
transformar la energía química, mecánica, eólica, luminosa, geotérmica, solar,
atómica, en energía eléctrica.
A través del campo eléctrico es como se transporta la energía eléctrica liberada en
la fuente de corriente eléctrica hacia los electrones.
Montaje de Pilas en Serie y en Paralelo
Cuando se utilizan dos o más pilas en un circuito
eléctrico, estas pueden asociarse en serie o en paralelo.
A este conjunto de pilas asociadas se le llama BATERIA.
Pilas Asociadas en Serie
Construya el circuito eléctrico mostrado en la figura y
comente alrededor de:
• Lo que ocurre con la diferencia de potencial a la cual se encuentra sometido el circuito
si asociamos dos o más pilas.
Dos o más pilas se encuentran asociadas en serie, si el extremo positivo de una pila se
encuentra unido al extremo negativo de la otra.
¿Cómo se encuentran asociadas las pilas?
253
En este tipo de conexión de pilas:
• Entre mayor es el número de pilas asociadas una a continuación de otra en un circuito,
la brillantez en la bujía aumenta.
• Entre mayor es el número de pilas asociadas una a continuación de otra en un circuito,
la intensidad con que fluye la corriente eléctrica en el circuito es mayor.
• La tensión total de las pilas asociadas, es igual a la suma del valor de cada una de
las pilas.
• Su duración es menor que la de las pilas asociadas en paralelo.
Pilas Asociadas en Paralelo
Construya el circuito eléctrico mostrado en la figura y comente alrededor de:
¿Qué ocurre con la brillantez en la bujía si en vez de
una pila asociamos dos o tres?
• Lo que ocurre con la diferencia de potencial a la cual se
encuentra sometido el circuito si asociamos dos o más
pilas.
Dos o más pilas se encuentran asociadas en paralelo, si los
extremos positivos de cada pila se encuentran unidos entre
si, como también sus extremos negativos.
En este tipo de conexión de pilas:
• La brillantez en la bujía es igual al de una sola pila.
• La tensión total de las pilas asociados en paralelo, es igual a la tensión que posee
una pila.
• La intensidad con que fluye la corriente en el circuito, es igual al valor de una sola pila.
• Su duración es mayor que la de las pilas asociadas en serie.
254
Ejercicios de profundización y de evaluación
Lea detenidamente las siguientes interrogantes y contéstalas. No olvides
comentar ordenadamente tus respuestas con todos los miembros de tu equipo
y de exponer al plenario lo consensuado:
¿Qué son pilas eléctricas?
Escriba 5 usos de la pila eléctrica.
¿Qué tipo de transformación de energía ocurre en el interior de una pila?
Explica, ¿Cómo se realiza la transferencia de energía en una pila?
¿Cuándo dos o más pilas se encuentran asociadas en serie o en paralelo?
Realiza con tu equipo de trabajo las siguientes actividades. Recuerde hacerlo
con disciplina y orden:
Consigue una pila y una sierra, corta la pila por la mitad e identifica en ella:
• El polo positivo y negativo.
• El nombre del material del electrodo negativo y positivo.
• El electrolito.
Entre los extremos de un circuito coloca:
• Una pila, dos pilas asociadas una a continuación de la otra.
• Tres pilas asociadas una a continuación de la otra. (invierte la polaridad de la pila
de medio).
Observa, anota y comenta lo referente a:
¿En cuál de los casos la brillantez de la bujía es mayor y en cual menor’?
¿Qué ocurre en el circuito cuando se invierte la polaridad de la pila de en
medio?
255
El circuito eléctrico. Elementos
Actué como pequeño científico. Recuerde participar con cortesía y respetar las
ideas de las y los demás.
Consiga todos los materiales necesarios y construya el circuito
mostrado. No olvidar trabajar en orden.
Analice y comente lo referente a:
¿Cuál es la función del interruptor?
¿Cuál es la función de los alambres conductores?
¿Qué ocurriría en el circuito eléctrico, si sustituye los
cables conductores por cordones de zapatos o por cinta
de caucho?
En nuestro hogar ¿cuáles son los consumidores de la
corriente eléctrica?
Los circuitos eléctricos son muy usados en nuestra vida cotidiana, estos se construyen y
se instalan dentro de nuestros hogares para operar bujías, lámparas eléctricas, cocinas,
refrigeradores, radios, televisores, plancha y otros a los cuales se les llaman consumidores
o receptores de corriente eléctrica.
En la figura se ha representado un circuito eléctrico sencillo, en ella se pueden observar
los distintos elementos o componentes que lo forman, ¿cuáles son esos elementos?
Los elementos que forman éste circuito eléctrico sencillo son:
Las pilas: las cuales se encuentran asociadas una a continuación de la otra, formando
lo que se conoce como batería, y ésta no es más que la fuente de corriente, la cual es la
encargada de suministrar la energía.
Los cables conductores: es el material a través del cual circula la corriente eléctrica.
Bujía o lámpara: no es más que el consumidor o receptor de la corriente eléctrica, ésta
transforma la energía eléctrica en energía luminosa y calórica.
El Interruptor: no es más que un mecanismo sencillo que se utiliza para interrumpir o
dejar pasar la corriente eléctrica en todo el circuito.
Un circuito eléctrico, es el conjunto formado por la fuente de corriente eléctrica,
consumidores o receptores de la corriente conectados entre sí por conductores que
facilitan la circulación de la corriente eléctrica.
256
En el circuito eléctrico, el camino por donde circula la corriente eléctrica es cerrado, es
decir, sale por un borne de la fuente de alimentación regresando en su totalidad (salvo
por pérdidas accidentales) por el otro extremo o borde.
Para representar gráficamente los elementos o componentes que forman un circuito
eléctrico, en la práctica se utilizan signos o símbolos convencionales establecidos
internacionalmente, los cuales permiten su fácil interpretación y diseño.
Estos símbolos o signos convencionales, establecidos internacionalmente, nos permiten
representar de forma más fácil y sencilla cualquier circuito eléctrico, un ejemplo de ello es
el que se te muestra en la figura, el cual representa gráficamente nuestro circuito.
+ -
Tabla de Signos Convencionales
Simbolo Nombre
+- Elemnto o pila simple
+- Bateria (tres pilas asociadas)
V Voltimetro
A Amperimetro
Bujia o lampara
G
Galvanómetro
M Motor
Cable conductor
Resistencia
Resistencia variable
Bobina
Interuptor
257
Sentido de la corriente eléctrica
Los electrones bajo la acción del campo eléctrico,
se mueven en sentido contrario a las líneas de
fuerza del campo eléctrico, es decir, del extremo
negativo hacia el extremo positivo, siendo éste el
sentido real con que circula la corriente eléctrica en
los conductores metálicos en un circuito eléctrico.
Por razones históricas se ha considerado como
sentido de la corriente eléctrica, el contrario al
movimiento de los electrones, es decir, del extremo
positivo hacia el extremo negativo, siendo éste,
el sentido convencional de la corriente eléctrica
que se ha establecido internacionalmente, el cual
adoptaremos nosotros para nuestro estudio sobre
la corriente eléctrica.
Observa atentamente la figura e indica en cada caso, en qué tipo de energía se ha
transformado la energía eléctrica.
Nombre aparatos o dispositivos que utilicen en tu hogar que transforman la energía en
otro tipo de energía.
Nombre del aparato o dispositivo Nombre de la energía transformada
Radio Energía sonora
Es un hecho conocido por nosotros, que la corriente eléctrica cuando circula por ciertos
consumidores (radio, televisores, bujía, lámpara, motor, etc.), es transformada en otras
formas de energía provocando efectos visibles a nosotros: efecto magnético, luminoso,
sonoro, calórico, mecánico, químico, etc.
Los efectos de la corriente eléctrica
Sentido real
Sentido convencional
258
Efecto luminoso de la corriente eléctrica
Comente:
¿Qué efecto provoca la corriente eléctrica cuando esta circula a través de una
bujía o lámpara?
Si a cada borne respectivo que posee una bujía les
une un pequeño cable conductor utilizando para ello
cinta adhesiva, o cualquier otro material, y a su vez
unes los extremos libres de los cables conductores a
los polos respectivos de una batería, inmediatamente
percibes, que la bujía se ilumina debido a la circulación
de la corriente electica en el circuito, demostrándonos
con ello, que la corriente eléctrica puede provocar
efecto luminoso.
Este efecto luminoso que se produce, es debido a la transformación de la energía eléctrica
en energía luminosa que se opera dentro de la bujía, principalmente en el alambre
enrollado que posee la bujía dentro de ella (resistencia).
En síntesis se puede plantear:
Cuando en el interior de un conductor metálico circula una corriente eléctrica, ésta
a través de dispositivos especiales conectados debidamente en los circuitos, puede
provocar efectos luminosos.
Efecto magnético de la corriente eléctrica
Si alrededor de un clavo de 5 pulgadas enrollas
un alambre de cobre forrado delgado; y unes sus
extremos libres a los polos de una batería con cinta
adhesiva, inmediatamente al acercar el clavo a
clavos pequeños (tachuelas), notas que estos (los
clavos pequeños) son atraídos por el clavo grande,
mostrándonos con ello, que la corriente eléctrica
provoca también efecto magnético.
Cuando en el interior de un conductor metálico circula una corriente eléctrica, ésta
también puede provocar efectos magnéticos.
259
Efecto calórico de la corriente eléctrica
Es posible que en algún momento de tu vida, hallas notado, que al conectar el enchufe
de una plancha en el toma corriente del circuito eléctrico de tu hogar, ésta se calienta,
liberando energía en forma de calor.
Esto mismo ocurre cuando utilizas una cocina eléctrica, un horno. Como puedes apreciar,
éstos son ejemplos de aparatos en donde se aprovecha el efecto calorífico que produce
la corriente eléctrica para beneficio nuestro.
Este efecto calorífico que produce la corriente eléctrica, fácilmente lo puedes comprobar,
para ello, debes quitar completamente el material aislante que recubre el alambre
conductor y colocar sus extremos libres a los polos respectivos de una batería. Espera
unos minutos y toca el alambre conductor (el alambre debe ser sólido y de diámetro
pequeño).
Cuando por un conductor metálico circula corriente eléctrica, ésta a través de
dispositivos especiales, puede provocar efectos luminosos, calóricos, mecanicos,
magnéticos y químicos.
• Sustituya las bombillas de incandescencia por lámparas electrónicas de bajo consumo:
ahorran un 80% de energía y duran 10 veces más.
• Aproveche siempre que pueda la luz natural.
• Use lámparas de potencia que se necesite.
• Para incrementar la luminosidad de las habitaciones es recomendable pintarlas de
colores claros: son más alegres y absorben menos la claridad.
• Evite tener luces encendidas sin necesidad. En lugares poco frecuentados puede
instalar mecanismos de apagado automático.
• Conserve limpias las lámparas y las luminarias: la suciedad absorbe la luz.
• Es aconsejable que cada sitio disponga del alumbrado adecuado a las actividades
que se han de realizar en ella.
• Utilice lámpara fluorescentes donde necesite tener más iluminación y la luz encendida
muchas horas. Si los ha de tener apagados menos de 20 minutos es preferible dejarlos
encendidos para no acortar su vida útil.
Consejos de ahorro de energía
260
Ejercicios de profundización y de evaluación
Lea detenidamente las siguientes interrogantes y contéstalas. No olvides
comentar ordenadamente tus respuestas con todos los miembros de tu equipo
y de exponer al plenario lo consensuado:
¿Qué es un circuito eléctrico?
¿De qué elementos consta un circuito eléctrico?
En los circuitos mostrados identifica:
• El sentido de la corriente eléctrica.
• El nombre de los elementos que conforman el circuito.
• Como se encuentran asociadas las pilas.
• Bajo la acción de un campo eléctrico, ¿Cómo se mueven los electrones?
Realiza con tu equipo de trabajo las siguientes actividades. Ten presente
hacerlo con orden y disciplina.
• Representa gráficamente circuitos eléctricos en donde se aprecien tres pilas
asociadas en serie o en paralelo, dibuja en ellos el sentido de la corriente eléctrica
real y convencional.
• Con un metro de alambre delgado forrado, dos pilas y un clavo de 5 pulgadas
construya un electroimán.
• Di el nombre del aparato en donde la energía eléctrica es trasformada en energía
mecánica, luminosa, magnética, sonora, calórica, etc.
• Nombre los efectos que puede provocar la corriente eléctrica.
• Menciona el nombre de tres aparatos que transforman la energía eléctrica en
calórica, luminosa, sonora, mecánica.
M M
261
Temperatura y el Calor
Desde nuestra niñez, con ayuda del tacto, aprendimos a diferenciar qué cuerpos o
sustancias se encuentran más calientes o más fríos que nosotros, percibimos los cambios
climáticos o atmosféricos que ocurren a nuestro alrededor, percibimos el calor que irradia
el Sol, un cuerpo en llamas, un cuerpo al rojo vivo.
Por otra parte, si realiza la experiencia descrita en la figura, de inmediato, al introducir
sus manos dentro de los recipientes, percibe en uno de ellos que el agua se encuentra
caliente, mientras que en el otro el agua se encuentra fría, pero qué cambios percibe en
sus manos si introduces inmediatamente ambas manos en el recipiente B, coméntelo en
su equipo.
Esta experiencia nos demuestra, que nuestro organismo muchas veces se equivoca al
valorar lo caliente o frío que se encuentra un cuerpo.
A la medida de lo caliente o frío que se encuentra un cuerpo se le conoce como
temperatura. La temperatura usualmente se mide en grado Celsius (ºC ).
El ser humano, para determinar con exactitud la temperatura que posee un cuerpo,
inventó un dispositivo conocido como termómetro. Generalmente los termómetros vienen
graduados en grados Celsius (°C) ó en grados Fahrenheit (°F).
Además es importante destacar, que el ser humano aprendió a generar calor de diversas
formas. Es muy probable que en tu casa utilices como combustible para generarlo: gas
butano, carbón, leña, keroseno o energía eléctrica, el cual se utiliza para cocinar los
alimentos, para alumbrarse por las noches, para calentarse en las noches frías, entre
otras cosas.
También es un hecho conocido por nosotros que:
El calor es una forma de energía que hace posible que los cuerpos aumenten su
temperatura, cambie el estado en que se encuentra un cuerpo, además hace posible
que los cuerpos aumenten su tamaño.
A B C
A B C
262
La escala Celsius
Esta escala fue propuesta en 1742 por el astrónomo Sueco Anders
Celsius (1701 – 1744) y lleva ese nombre en su honor.
Para construir esta escala, escogió dos puntos fijos a la presión de
una atmósfera, las cuales son fáciles de reproducir, estos son:
• El punto de fusión del hielo (0° C), punto en el cual el hielo y el
agua están a la misma temperatura.
• El punto de ebullición del agua (100° C), punto en el cual el vapor
de agua y el agua están a la misma temperatura.
Al primer punto se le asocia el valor de la temperatura de cero grado Celsius (0º C) y al
segundo punto se le asocia el valor de cien grados Celsius (100º C). El intervalo intermedio
entre cero y cien se divide en 100 partes iguales, y a cada una de esas partes se le asigna
el valor de un grado Celsius (1º C).
Otras unidades en que se expresa la temperatura que posee un cuerpo son grado Kelvin
(K) y grados Fahrenheit (°F).
Para convertir los grados Celsius de una escala a otra se utiliza la expresión:
T °C = T °F – 32 K = T °C + 273
El calor
En equipo, realiza las actividades propuestas respetando las ideas de las y los
demás:
• Cite ejemplos en donde se manifieste la presencia del
calor.
• Actuemos como pequeños científicos:
Dentro de un recipiente grande que contenga agua caliente,
introduzca un vaso con hielo. Utilice dos termómetros
para medir la temperatura cada 20 segundos y anote los
resultados (según la imagen).
A
B
Punto de fusión del
agua a la presión de
una atmósfera
Punto de ebullición
del agua a la presión
de una atmósfera
100º C
0º C
Tiempo (s) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
TA
(O
C)
TB
(O
C)
263
Comente lo referente a:
¿Qué sustancia posee mayor o menor temperatura?
¿Qué sucede con la temperatura en ambas sustancias a medida que transcurre
el tiempo?
¿Por qué aumenta la temperatura en el hielo y disminuye en el agua caliente?
Este es otro de los conceptos físicos que nos relacionamos a diario, pues éste se encuentra
presente en la gran mayoría de los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor, está
presente al cocinar, al planchar, al preparar una taza de café, al sembrar, en la evaporación
de las aguas de las charcas, en el secado de ropa, al cambiar de estado las sustancias.
Pero, ¿qué es calor?
Si pones en contacto dos cuerpos de diferentes temperaturas, por ejemplo agua y hielo,
al cabo de cierto tiempo percibes que ambas sustancias alcanzan la misma temperatura,
es decir, el equilibrio térmico. Lo mismo ocurre si dejas caer un clavo al rojo vivo dentro
de un vaso que contenga agua.
En este ejemplo:
¿Qué ocurre con la temperatura de ambos cuerpos?
¿Qué cuerpos cede energía?
Antes de dar respuesta a estas interrogantes, hagamos
un análisis interno de los cuerpos “A y B” presentados
en la figura, en donde se indica que el cuerpo “A” posee
mayor temperatura (TA
) que el cuerpo “B” (TA
> TB
).
Como el cuerpo “A” tiene mayor temperatura, sus
moléculas son más energéticas que las del cuerpo “B”,
por lo que se puede plantear que el cuerpo “A” posee
mayor energía interna que el cuerpo “B”.
Si pones en contacto ambos cuerpos, de inmediato, en
la región donde se juntan, se producen choques entre
las moléculas de ambos cuerpos.
A través de estos choques, las moléculas del cuerpo
más caliente (el cuerpo A) por ser más energéticas
debido a que posee mayor temperatura, ceden parte
de su energía interna a las moléculas del cuerpo
menos caliente (cuerpo B), produciéndose un aumento
de temperatura en el cuerpo “B” y consecuentemente
un descenso de ella en el cuerpo “A”.
A B
TA
TB>
A B
TA
TB>
Q
264
Ejercicios de profundización y de evaluación
Lea detenidamente las siguientes interrogantes y respóndalas. No olvide
comentar ordenadamente sus respuestas con todos los miembros de su
equipo y de exponer al plenario lo consensuado:
¿Qué es temperatura?
¿Por qué es importante medir la temperatura que poseen los cuerpos?
¿Qué es un termómetro y para qué se utiliza?
¿Qué es calor?
¿Por qué se afirma que los cuerpos no poseen calor?
Si los cuerpos no poseen calor en su interior, ¿qué es lo que poseen?
¿Mediante qué procesos se da el intercambio de calor en los cuerpos?
¿Cuáles son los efectos que provoca el calor en los cuerpos?
Todos sabemos que durante el verano hace más calor ambiental. Si tomamos
un termómetro y medimos la temperatura en la calle y después en el interior
de la casa, observamos que la temperatura de la casa es menor que la de la
calle. ¿Por qué?
A esta transferencia de energía interna de un cuerpo hacia otro, cuya causa es
precisamente la diferencia de temperatura que existe entre ellos se denomina CALOR.
Durante esta transferencia de energía, el cuerpo que se encuentra a mayor temperatura,
cede parte de su energía interna disminuyendo tanto su temperatura como su energía
interna, mientras que el cuerpo que posee menor temperatura al absorber esta energía
cedida, aumenta su energía interna y por ende su temperatura.
En síntesis podemos plantear:
El calor (Q) es la energía en tránsito que se transmite de las moléculas de un cuerpo
hacia otro o entre diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas
temperaturas.
Esta transferencia de energía se da siempre del cuerpo o zona de un mismo cuerpo de
mayor temperatura hacia el cuerpo o zona del mismo cuerpo de menor temperatura. Es
por ello que el calor no es algo que se pueda almacenar en los cuerpos.
Este proceso de transferencia de energía dura hasta que la temperatura de ambos
cuerpos se igualan o se equilibran.
265
Convierta:
a) 100 °F a grados Celsius.
b) -4 ºF a grados Celsius.
c) -22 °C a grados Fahrenheit
d) 100 °C a grados Kelvin
e) -25 °C a grados Kelvin
f) 50 grados Kelvin a grados Celsius.
g) 150 °F a grados Kelvin
h) Convertir 200 grados Kelvin a grados Fahrenheit
En equipo resuelva los siguientes ejercicios.
1) La temperatura durante el mes de diciembre del año pasado en Managua, fue de
100 o
F, convierta esa temperatura en o
C.
2) La determinación de cenizas se realiza en un rango de temperatura de 783,15 a
843,15 K, a que rango de temperatura en o
C y o
F debe realizar esa determinación.
3) La temperatura de refrigeración utilizada para conservar los alimentos es de es de
4 o
C, ¿a qué temperatura en Kelvin y o
F se debe operar un refrigerador para conservar
los alimentos?
4) La temperatura de ebullición del oxigeno es de 91,15 K a que temperatura en o
F y
o
C ebulle el oxigeno.
Acequias: es un canal por donde se conducen las
aguas para regar.
Aciculares: término empleado en Botánica para
designar a las hojas largas, delgadas y puntiagudas
a modo de aguja.
Albumen: tejido vegetal que envuelve el embrión
de ciertas semillas, como las del trigo, y les sirve de
alimento en el periodo inicial de germinación.
Alquimia: ciencia empírica que buscaba la
panacea universal e intentaba la transmutación de
los metales (se origino en Alejandría y fue trasmitida
a Europa por los árabes, donde prospero en los
siglos XII a XVII con Alberto Magno, Roger Bacon,
Nicolás Flamel).
Alvéolos: cavidad de los maxilares en la que se
encaja un diente, cavidad abierta en el tejido del
lóbulo pulmonar.
Atrofiado: disminución de volumen de un tejido,
órgano u organismo a causa de un defecto de
nutrición u otras cusas patológicas.
Aurícula: cavidad del corazón que recibe la sangre
de las venas.
Biosatélites: fue un modelo de satélites artitificiales
de la NASA diseñado a principios de los años
1960 con el fin de estudiar los efectos del entorno
espacial en organismos vivos.
Bráctea: hoja que nace del pedúnculo de una flor o
de la rama de una inflorescencia y que se diferencia
de las hojas propiamente dichas por su tamaño,
color y forma.
Caliza: rocas sedimentarias constituidas
principalmente por carbonatos cálcico.
Canales de mucílago: son un tipo de fibra saludable
de naturaleza viscosa. Lo producen las semillas de
ciertas plantas. Como la mostaza y el lino.
Glosario
Cavidad: espacio hueco en un cuerpo o una
superficie cualquiera, en especial en el organismo
de los seres vivos, ejemplo cavidad bucal.
Célula eucariota: se dice de la célula de un
organismo que tiene el núcleo separado del
citoplasma por una membrana.
Cloacal: relativo a la cloaca: sección final del
intestino de peces, anfibios, reptiles y aves.
Copuladores: que facilita la copulación (acción de
unirse en copulajunión).
Cromosomas: orgánulo de la célula que se haya
en el interior del núcleo contiene material genético.
Crustáceos: que tiene costras, relativo a una clase
artrópodo generalmente acuático de respiración
branquial cuyo caparazón está formado por quitina
impregnada de caliza.
Desove: depositar sus huevos las hembras de los
peces, insectos y anfibios.
Devónico: se dice del cuarto periodo de la era
primaria durante la cual aparecieron los primeros
vertebrados terrestres y las primeras plantas
vasculares o de los terrenos y fósiles que datan de
este período.
Diástole: fase de dilatación de los movimientos
rítmicos del corazón.
Diátomica: la molécula formada por dos átomos.
Dimorfismo: conjunto de rasgos no indispensables
para la reproducción y que permiten distinguir los
dos sexos de una especie.
Diploide: se dice de la célula cuyo núcleo tiene
un número par de cromosomas o de la fase del
ciclo biológico en que las células adquieren estas
características.
Endémicas: se dice de las especies animales y
vegetales de área restringida que son oriundas del
país donde se encuentran y solo se encuentran en
él.
Endospermo: es el tejido nutricional formado en
el saco embrionario de las plantas con semilla; es
triploide (con tres juegos de cromosomas) y puede
ser usado como fuente de nutrientes por el embrión
durante la germinación.
Escuamiformes: término utilizado en Botánica
procedente del latín squamiformis usada para
referirse a la forma de escama. Generalmente se
utiliza el símil con las hojas.
Esturiones: pez condictrio de boca ventral con
cinco hilares congetudinales de placas en los lados
que vive entre uno y dos años en los estuarios
antes de acabar su crecimiento en el mar.
Genética: parte de la biología que estudia los
genes y la trasmisión de los caracteres hereditarios,
las primeras leyes sobre la genérica fueron
establecidas por Mendeleiev.
Hematíes: glóbulo rojo de la sangre coloreado por
la hemoglobina.
Materiales piroclásticos: es otro nombre que se le
da a una nube de cenizas o fragmentos de lava que
circulan a través del aire y del vapor.
Mecanismo: conjunto de piezas o elementos
combinados que, mediante energía mecánica,
hacen un trabajo o cumplen una función: el
mecanismo de un reloj.
Metabolismo: conjunto de reacciones químicas de
transformación de materia y energía catalizadas
por las encimas que se producen en todos los
tejidos del organismo.
Micción: orinar.
Mújol: pez de cabeza grande y labios muy gruesos
con verrugas, muy apreciado por su carne y sus
huevas.
Musgos epífitos: musgo que crece sobre otro
vegetal usándolo solamente como soporte, pero
que no lo parasitan.
Nutrición autótrofa fotosintética: las metafitas
se nutren absorbiendo agua y sales minerales,
que forman la savia bruta. Mediante la fotosíntesis,
estas sustancias y el dióxido de carbono son
transformados en principios inmediatos orgánicos
que, disueltos en el agua, forman la savia elaborada.
Patología: parte de la medicina que estudia las
causas, síntomas y evolución de las enfermedades.
Pilórico: orificio que comunica el estómago con el
duodeno.
Progenitor/a: parientes en línea recta ascendente
de una persona progenitora, padre y madre de una
persona.
Propiedades: atributo, cualidad o característica
esencial de una persona o cosa, propiedades de
los metales.
Retráctil: se dice de la parte de un animal que
puede retraerse y permanecer oculto.
Tabicación: es parte de un tejido que rodea o
separa dos cavidades.
Tegumento: es un revestimiento epitelial que cubre
las superficies externas del organismo, separándolo
y protegiéndolo del medio externo.
Teleósteos: relativo a un super-orden de peces
óseos con la boca terminal, branquias recubiertas
por opérculos escamas lisas y aleta caudal con dos
lóbulos iguales o sin ninguno.
•	 Plan Nacional de Desarrollo Humano (2012 - 2016).
•	 Ciencias Naturales 2, Buitrago Vannini, Editorial Hispamer, Managua Nicaragua. 2002.
•	 Ciencias Naturales 2do año, Editorial Ultra, S.A. México.1990.
•	 Ciencias Naturales en Nicaragua, Barquero Jaime Incer, Fundación UNO, Managua
Nicaragua. 2007.
•	 Ciencias Naturales 7. Adaptado Melo Yolanda y otros. Editorial Santillana S.A. Bogota
Colombia. 1991.
•	 Ciencias Naturales 1er año, González Valdés Ernesto, Ediciones Distribuidora Cultural,
Managua Nicaragua. 2005.
•	 Declaración Universal del Bien Común de la Tierra y la Humanidad, Gobierno de
Reconciliación y Unidad Nacional, Managua Nicaragua, 2010.
•	 Estrategias y Lineamientos Básicos para la Prevención del Embarazo en la
Adolescencia, MINSA, Managua Nicaragua. 2003.
•	 Guía Didáctica para la Inserción del VIH en el Currículo, Cuadra Amador Brenda,
MINED-UNICEF, Managua Nicaragua.
•	 http:/astronomos.net23.net/teorias/pluton.html.
•	 Resultado del Inventario Nacional Forestal Nicaragua 2007-2008, MAGFOR-INAFOR,
Managua Nicaragua. 2009.
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  • 1. REPÚBLICA DE NICARAGUA SERIE EDUCATIVA “EDUCACIÓN GRATUITA Y DE CALIDAD, DERECHO HUMANO FUNDAMENTAL DE LAS Y LOS NICARAGÜENSES” Este texto es propiedad del Ministerio de Educación, MINED; se prohíbe su venta y reproducción total o parcial
  • 2. Coordinación General, Revisión y Asesoría Técnica Profesora María Elsa Guillén Profesora Rosalía Ríos Rivas Autora Profesora Leyla del Carmen Morales Sandino Revisión Técnica General Profesora Rosalía Ríos Rivas Revisión y Asesoría Técnica Científica Profesora Aura Lila Téllez Palacios Profesora María Luisa Murillo Profesora Mariana Saborío Rodríguez Profesor Oscar Meynard Alvarado Diseño y Diagramación Claudia Auxiliadora Ocampo Parrales Javier Antonio González Manzanarez Róger Alberto Romero Ilustración Gerardo Hernández Arias Javier Antonio González Manzanarez Róger Alberto Romero Fuente de Financiamiento PASEN I - Recursos del Tesoro - PROSEN Agradecemos a los docentes de Ciencias Físico Naturales de Educación Secundaria de todo el país, Empresa Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados (ENACAL) y Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales (MARENA) por sus valiosos aportes brindados en la validación de estos libros, lo que permitió mejorarlos y enriquecerlos. Primera Edición___________ © Todos los derechos son reservados al Ministerio de Educación, de la República de Nicaragua. Este texto es propiedad del Ministerio de Educación, MINED, de la República de Nicarauga. Se prohíbe su venta y reproducción total o parcial. «La presente publicación ha sido reproducida con el apoyo de la Unión Europea a través del Programa de Apoyo al Sector de Educación en Nicaragua (PROSEN). El contenido de la misma es responsabilidad exclusiva del MINED y en ningún caso debe considerarse que refleja los puntos de vista de la Unión Europea».
  • 3. Presentación El Gobierno de Reconciliación y Unidad Nacional, a través del Ministerio de Educación (MINED), entrega a docentes y a estudiantes de Educación Secundaria, el libro de texto de Ciencias Naturales como una herramienta para la enseñanza y el aprendizaje signifi- cativo de fenómenos que acaecen a su alrededor y en el cosmo, aprenda a reconocer su cuerpo y fortalecer su auto estima para aceptarse y sentirse bien consigo mismo y con los demás, asumiendo con responsabilidad el cuido y respeto de su cuerpo, a propiciar cambios que favorezcan la sostenibilidad y sustentabilidad del ambiente para legarlo a las futuras generaciones. El propósito fundamental del texto, es propiciar en los estudiantes un papel más activo en el proceso de aprendizaje para que puedan interactuar con los conocimientos plantea- dos en el libro, permitiéndoles que complementen lo desarrollado en la clase, consolidar, comparar, profundizar en aquellos aspectos que explicó su docente y prepararse para la evaluación entre otros aspectos importantes. El libro de texto a través de sus contenidos y actividades, contribuye a la formación en valores individuales, comunitarios y sociales, los que se reflejarán en el comportamiento de la o el estudiante dentro y fuera del Centro Educativo. El libro de texto es un tesoro valioso en las manos de cada estudiante, y cuidarlo con esmero, permitirá que otros compañeros que están en los grados que les anteceden tam- bién puedan hacer uso de él en su proceso de aprendizaje, por tanto es responsabilidad de todos y de todas cuidarlo porque será de provechos a otros y otras, razón por la que le sugerimos lo forre, no lo manche, no lo ensucie, no lo rompa, ni lo deshoje. Esa será su contribución desinteresada y solidaria con los próximos estudiantes que utilizarán este libro, debido a que es de propiedad social. Ministerio de Educación
  • 4. Introducción El libro de Ciencias Naturales de Octavo Grado que le presentamos, responde a la nueva Política Educativa y a los Programas de Estudio de Ciencias Naturales de Educación Secundaria, basados en la Transformación Curricular que impulsa el Gobierno de Unidad y Reconciliación Nacional de la República de Nicaragua. Está organizado en once unidades que abordan aspectos importantes sobre los conocimientos que la humanidad ha adquirido al cabo de miles de años, sobre los seres vivos, el cuerpo humano, los fenómenos que ocurren en la naturaleza, la materia, sus manifestaciones, el movimiento mecánico de los cuerpos y sobre las características del planeta Tierra. Cada unidad inicia con una ilustración la cual está relacionada con el contenido que en ella se desarrolla y cada tema se acompaña de atractivas ilustraciones cuidadosamente seleccionadas, con el fin de facilitar al estudiantado la comprensión y asimilación de los contenidos. También se incluyen preguntas claves, al inicio de cada tema y durante el desarrollo del mismo, cuya intención es la exploración de los conocimientos previos y despertar interés por el estudio de cada contenido. Se plantean actividades prácticas, las cuales se pueden realizar con materiales básicos y fáciles de conseguir, el propósito de estas es despertar el interés por la actividad científica mediante el desarrollo de experimentos y visitas de campo, de modo que puedan comprobar en la práctica algunos de sus conocimientos teóricos y al final de cada tema se presentan actividades que le permiten al estudiantado, comprobar y reforzar sus conocimientos. Como parte complementaria se presenta la sección de ”sabía que”, la que contiene información científica, actualizada, novedosa y de interés para el estudiantado. El lenguaje y la redacción empleados en el desarrollo de los temas son sencillos y de fácil comprensión. Se presenta un glosario de términos que plantea la definición del mismo, que no están desarrollados en el libro pero que ayuda a la mejor compresión. El conjunto de estrategias sugeridas en el texto toma en cuenta los conocimientos y experiencias previas del estudiantado a través de la inducción y deducción, llevándolos a la construcción del conocimiento y su aplicación. Cada sección está identificada con símbolos o íconos que orientan la metodología a utilizar en las diferentes actividades. Leyla Morales Sandino
  • 5. A continuación presentamos los iconos que indican las distintas actividades a realizarse, en el libro de texto y que están indicadas en los distintos iconos. Lectura atenta. Entendida como un proceso mental que requiere que el estudiante sea capaz de percibir y destacar los elementos más importantes en un texto y así pueda realizar interpretaciones en distintos niveles de la comprensión lectora. Además estimula la percepción, potencia el pensamiento y la imaginación. Trabajo en pareja. Es una técnica que permite interactuar lo que es favorable crear o reflexionar sobre una temática determinada. Muchas veces algo no asimilado en clase es posible que entre iguales lo asimilen con mayor facilidad. Actividades como éstas proporciona a la pareja elementos de juicio para empezar a razonar, clasificar y captar la interdependencia de unos hechos con otros, además promueve la participación activa, como también despierta el sentido crítico y estético en ambos. Trabajo enequipo. Permitealestudianteunamejororganización delastareas, modificar sus puntos de vista, llegar a un compromiso o bien establecer acuerdos, como también fomentar el sentido de responsabilidad personal y colectiva, el bien común, la solidaridad y la disciplina. La interacción con otros favorece la motivación individual y de grupo para aprender, además de que promueve la iniciativa, la capacidad autocrítica, el sentido de colaboración, el respeto a los demás y la aceptación de los diferentes ritmos de aprendizaje. Es un hecho que la interacción cooperativa es un factor esencial para generar en el estudiante su disposición cognitiva y emocional para aprender. La observación directa e indirecta le proporciona al joven elementos de juicio para empezar a razonar, clasificar y captar la interdependencia de unos hechos con otros, además promueve la participación activa, como también despierta el sentido crítico y estético. En plenario. Es el espacio que tienen los y las estudiantes y docentes para incorporar los intereses, las necesidades y los conocimientos previos; para consolidar conocimientos, pero también permite al grupo expresarse en público y ejercitan la oralidad siempre que la o el docente conduzca bien esta estrategia previamente. Algunas recomendaciones que se deben tomar en consideración son: Promover el debate dentro del aula ya que permite a las y los estudiantes disentir de manera respetuosa, ayudándolos a construir sus argumentos. Trabajo. Pemite al estudiante hacer su propio juicio con base en una actividad que se le orienta. Ello les da la oportunidad de demostrar sus reflexiones e ideas nuevas.
  • 6. Investigue.Estopermiteconoceryaprenderdeformaautónomaaindagar,por tanto debe de inducírsele a realizar pequeñas actividades en este orden, de manera que se desarrolle el sentido autodidacta, espíritu crítico, creatividad y seguridad en sí mismo. Promueve las experiencias de investigación para que el trabajo con el entorno los estimule como estudiantes a indagar, explorar y relacionar los contenidos con la vida cotidiana, lo cual implica darle sentido al conocimiento y al aprendizaje. Reflexione. Permite al estudiante analizar sobre los cambios en el devenir del tiempo en las Ciencias Naturales en íntima relación con la coyuntura actual. Escriba. Indica al estudiante escribirá en su cuaderno las respuestas, conclusiones, opiniones, reflexiones sobre las preguntas y actividades propuestas. Preguntas. Indica que el o la estudiante responderá en forma oral las cuestiones e interrogaciones que se le planteen.
  • 7. Índice Unidad I: El método científico y la tecnología ayudan en el desarrollo del país El método científico y su importancia en la vida cotidiana 2 - Etapas del método científico 3 - Importancia del método científico 7 Las herramientas y maquinarias tecnológicas facilitan el desarrollo de nuestro país 9 Ventajas y desventajas de la tecnología 13 Unidad II: La Reproducción Celular es Vital en los Seres Vivos Reproducción celular 16 Mitosis y reproducción celular 18 - Fases de la mitosis 19 - Meiosis 21 - Meiosis I 22 - Meiosis II 23 - Problemas que se presentan en el material genético 25 Unidad III: Conozcamos el Interesante Mundo del Reino Vegetal Reino vegetal o metafitas 28 Las briofitas 29 Las pteridofitas 33 Las gimnospermas 37 - Importancia económica y ambiental de las plantas gimnospermas 43 Unidad IV: Animales Vertebrados Animales vertebrados 50 Superclase peces 51 Clase Anfibios 58 Clase reptiles 63 - Animales en peligro de extinción de los grupos estudiados 69 - Medidas de protección y conservación 69 - Vedas de las especies de reptiles en peligro de extinción 71 Unidad V: El Medio Ambiente y su Importancia para los Seres Vivos Los seres vivos y los ciclos biogeoquímicos 76 Agentes que transforman nuestro entorno 86 Medidas de protección y conservación ambiental 100 - ¿Cómo realizar una Campaña de Educación Ambiental?101 - Contenido para la redacción de un compromiso para una campaña de Educación Ambiental 102 Unidad VI: El buen Funcionamiento de los Sistemas es la Vida del Ser Humano Sistema circulatorio 104 Sistema respiratorio 119 - Enfermedades que afectan el sistema respiratorio 122 - Medidas de prevención 124 Sistema excretor 126 - Riñones y vías urinarias 127 - Eliminación de la orina 128 - La uretra 128 - La piel 129 - Los pulmones 130 - El hígado 130 - Sistema excretor como regulador 131 - Enfermedades del sistema urinario 131 - Insuficiencia renal aguda 131 - Testimonio de experiencias vivida 132 - Medidas preventivas 134 Unidad VII: Glándulas de Secreción Internas o Glándulas Endocrinas Glándulas de secreción internas o glándulas endocrinas 136 El sistema endocrino 137 - Glándulas endocrinas, ubicación y hormonas que producen 139 - Importancia de las glándulas endocrinas o de secreción interna 140 - El embarazo en adolescentes 142 - Causas principales de embarazos a temprana edad 143 - Consecuencias de la maternidad y paternidad en adolescentes 144 - Infecciones de transmisión sexual 145 - ¿Qué son las enfermedades de transmisión sexual (ITS)? 145 - El virus del papiloma humano (HPV, por sus siglas en inglés) 147 - Formas de prevenir las ITS 147 - VIH y sida 148 - ¿Cómo es transmitido el VIH? 148 - Vulnerabilidad - El VIH tiene rostro de niña y de mujer 149 Unidad VIII: Nuestro Sistema Solar La Luna 152 - Características Generales 152 - Fases de la luna 152 - Los eclipses lunares 154 - La Luna y las mareas 156 El Sol, Astro Rey 158 - Características generales 158 - Estructura y composición del Sol 158 - La energía solar 159 - Manchas solares 160 - Eclipses solares 161 - La radiación solar ultravioleta 162 El Sistema Solar 163 - Los cometas 164 - Los asteroides 164 - Los meteoritos 165 - Los satélites 165 Unidad IX: Importancia de los Elementos Químicos en el De- sarrollo Tecnológico La tabla periódica de los elementos químicos 170 - Primeras versiones de estructura y clasificación de la tabla periódica 170 - Triadas de Döbereiner 171 - Octavas de Newlands 172 - Sistema periódico de Mendeleiev 173 - Ventajas del sistema de Mendeleiev 174 - Defectos de la tabla de Mendeleiev 174 Ley periódica de los elementos químicos 175 - La tabla periódica moderna 175 - Grupos o familias 177 - Períodos 180 - Distribución electrónica 181 Propiedades periódicas de los elementos químicos 183 - Radio atómico 183 - Radio iónico 184 - Energía de ionización 186 - Electronegatividad 189 Uso de los elementos en productos de uso diario 190 - El carbono 190 - El potasio 191 - El nitrógeno 192 - El oxígeno 192 - El cloro 193
  • 8. - Uso como un arma de guerra 194 Unidad X: Movimiento Rectilíneo Uniforme de los Objetos en el Universo Movimiento rectilíneo uniforme 198 - Concepto 199 - Características 200 - Gráfica de distancia – tiempo de un movimiento rectilíneo uniforme 200 - Gráfica de velocidad – tiempo del movimiento rectilíneo uniforme 203 Unidad XI: La Energía y los usos que hace el Ser Humano en la Vida El trabajo y la energía 212 - El trabajo mecánico en la dirección del desplazamiento 212 - Trabajo mecánico 212 Las máquinas simples en nuestra vida diaria 216 - Elementos de las máquinas simples 217 - La palanca 217 - Regla de oro de la mecánica 218 - El plano inclinado 220 - La polea 222 - Regla de oro de la mecánica aplicada a la polea 224 Fuentes y manifestaciones de la energía 229 - ¿Qué es energía? 229 - Manifestaciones y Fuentes de Energía en la Naturaleza 230 - Energía luminosa 231 - Energía calórica 231 - Energía química 231 - Energía núclear 232 - Energía geotérmica 232 - Energía eólica 233 - Energía hidráulica 233 - Energía mareomotriz 233 - Energía biomasa 233 - Energía eléctrica 234 Manifestaciones de la energía mecánica 234 - Energía cinética 235 - Energía potencial 236 - Energía potencial gravitatoria 236 - Energía potencial elástica 237 - Principio de conservación y de transformación de la energía mecánica 238 La energía eléctrica y su importancia 242 - Corriente eléctrica 242 - Tipos de generadores de corriente eléctrica 244 - Un generador de corriente eléctrica: La pila 246 - La energía de un generador 247 El circuito eléctrico. Elementos 251 - Sentido de la corriente eléctrica 253 - Los efectos de la corriente eléctrica 253 - Consejos de ahorro de energía 255 - Temperatura y el Calor 257 - La escala Celcius 258 - El calor 258
  • 9. Primera Unidad El método científico y la tecnología ayudan en el desarrollo del país
  • 10. 2 El método científico y su importancia en la vida cotidiana En pareja analice cada una de las siguientes preguntas: ¿Recuerda lo que aprendió en el grado anterior sobre el Método Científico? ¿Por qué es importante el Método Científico? ¿Qué beneficios ha traído este método a la humanidad? ¿Qué etapas conoce del Método Científico? Enlaciencianohaycaminosrealesnireglasinfalibles que garanticen por anticipado el descubrimiento de nuevos hechos y la invención de nuevas teorías. La investigación se abre camino y cada investigador elabora su propio estilo de búsqueda. A su vez, cada investigación no es la simple aplicación de un método general, sino que involucra la imaginación, la creatividad y la originalidad de los investigadores. Sin embargo, aunque no hay caminos marcados, hay una “brújula” que permite estimar si se está en la dirección indicada y evita perderse en los múltiples fenómenos y problemas que surgen. Esta “brújula” es: El método científico. Lo que hoy se llama método científico no es una receta para llegar a respuestas correctas de las preguntas científicas, sino el conjunto de procedimientos por los cuales se plantean los problemas científicos y se ponen a prueba las hipótesis científicas. Antes de que se concibiera el método científico, la acumulación de conocimientos se hacía a partir de la meditación y observaciones casuales. Debieron pasar siglos para darse cuenta de que este camino era un callejón sin salida que no producía más que preguntas equivocadas. Y no fue hasta que se estableció el método científico que la ciencia inició su crecimiento y se empezó a expandir el conocimiento de las leyes naturales. El Método Científico: es un proceso colectivo. Posee diferentes etapas, sirve para entender la naturaleza de los fenómenos y tiene su fundamento en la observación del mundo que nos rodea.
  • 11. 3 Etapas del método científico Hoy, se puede afirmar que el método científico es un proceso creativo de resolución de problemas y en general consta de las siguientes etapas: Planteamiento del Problema Einstein afirmaba que lo más importante en la investigación era descubrir un buen problema. Los problemas se descubren a partir de un observador que detecta una incongruencia entre lo observado con las teorías y modelos vigentes. Generalmente se formulan como preguntas. Lee detenidamente la siguiente lectura: Carmen y Carlos son alumnos de octavo grado y brigadistas de salud de su comunidad. El médico del municipio les ha solicitado, que investiguen la razón por la cual los habitantes de esa comunidad, reciben tratamiento para curar la diarrea con sangre; se curan temporalmente, pero siempre vuelven a enfermar. Con ayuda de su profesora, elaboren una guía de observación a la comunidad, para llevar registro de lo observado. ¡Mira lo que observaron y anotaron! ¿Qué anotarías en tu hoja de registro? ¿Cuál es la situación del problema plateada por el Doctor? De acuerdo con tu observación de las láminas ¿Qué problema seleccionarías de los expuestos a continuación? A. ¿Será que los pacientes regalan o venden el medicamento por eso no se curan y vuelven a enfermar? B. ¿Es posible que los pacientes no se tomen los medicamentos, de acuerdo con las indicaciones médicas y por eso vuelven a enfermar? C. ¿Será que los pacientes carecen de hábitos higiénicos y por eso vuelven a enfermar?
  • 12. 4 Carmen y Carlos se disponen a buscar bibliografía referente a los microbios y parásitos que producen diarrea con sangre. Investigaron en el centro de salud del municipio y les dijeron que la mayoría de la población de la comunidad tenían registrado en sus exámenes de heces: Amebas, Áscaris (lombrices) y Oxiuros (Pajuelillas). Formulación de hipótesis Una hipótesis es una afirmación que el científico supone sin tener la certeza de que sea verdadera, pero que provisionalmente considera como tal. Las relaciones que busca la ciencia son de causa y efecto. La hipótesis debe formularse considerando la causa del problema y el efecto o consecuencia de ese problema. Carmen y Carlos formula su hipótesis: CAUSAS EFECTOS Experimentación. Prueba de las hipótesis La tarea que sigue a la formulación de una hipótesis consiste en contrastarla, es decir, en ponerla a prueba mediante su confrontación con la experiencia, lo cual es un requisito ineludible en toda ciencia. Esto involucra el diseño de la prueba, su ejecución, la elaboración de los datos y la inferencia de conclusiones. El problema seleccionado por Carlos y Carmen: ¿Será que los pacientes carecen de hábitos higiénicos, por eso vuelven a enfermar? Toman muestras de agua Toman muestras de los alimentos preparados (cocinados) Situación higiénica de la comunidad
  • 13. 5 Confirmación o refutación de la hipótesis Las conclusiones se comparan con los enunciados propuestos y se precisa en qué medida pueden considerarse confirmadas o refutadas. Es decir que mediante el método científico se pretende concluir si los hechos respaldan o no a la hipótesis. El análisis de las muestras de agua para tomar y los alimentos según el personal de laboratorio estaban contaminados. De acuerdo con los resultados recibidos del laboratorio, el personal del centro de salud, los jóvenes Carmen y Carlos y el docente llegaron a la conclusión que la hipótesis planteada es verdadera y elaboraron informe. Formulación de teorías Una vez que una hipótesis propuesta ha sido repetidamente verificada por diversos grupos de científicos, ésta pasa a ser una teoría científica. Una teoría se define como un conjunto de conceptos, definiciones y proposiciones, que ofrecen una visión ordenada de los fenómenos (hechos físicos o naturales), con el propósito de explicarlos y predecirlos. Partiendo de esta nueva teoría pueden surgir aplicaciones prácticas. La tecnología científica se desarrolla preferentemente en esta etapa, creando productos y procesos industriales, farmacéuticos, etc. Si una teoría se verificara como verdadera en todo tiempo y lugar, entonces es considerada como Ley. A partir de los resultados obtenidos el equipo que trabajó en la aplicación del método científico elaboró un proyecto de educación ambiental y sanitario para esta comunidad. El Centro de Salud de la comunidad da seguimiento y monitorea las acciones que conlleva la aplicación de este proyecto y observa el mejoramiento de la salud de los habitantes de la comunidad. En el ejemplo, las etapas del proceso de investigación, se intercalan y en muchos casos las etapas de este proceso se dan simultáneamente. En cualquier ámbito que se presente un problema, se deberá tratar de aplicar un método de investigación pertinente: en la escuela, el trabajo, el comercio, la industria y naturalmente, en la vida cotidiana. Como es obvio, no se puede hablar de un método científico único, sino que dependiendo de la naturaleza del tema por investigar, los científicos pueden tomar rutas o caminos diferentes. Las etapas del Método Científico estudiadas son: planteamiento del problema, formulación de hipótesis, experimentación y prueba de la hipótesis, confirmación o refutación de la hipótesis y formulación de teorías.
  • 14. 6 El método Científico, ha jugado un papel importante en el estudio realizado por los hombres y mujeres de ciencia, alguna vez se ha preguntado ¿Cuántas vacunas para salvar millones de vidas han sido aplicadas? ¿Cuántos descubrimientos e inventos científicos han sido creados para el desarrollo humano y de la sociedad? Este método nos ayuda a responder las preguntas que nos hacemos a diario, nos facilita resolver problemas cotidianos y nos brinda conocimientos universales, exactos y sistémicos de un hecho o fenómeno planteado. La importancia del método científico se mide por los cambios que se producen en nuestros conocimientos y por los nuevos problemas que se suscitan en la vida diaria. En equipo realiza el siguiente planteamiento: En la escuela recientemente se construyó un huerto escolar, se ha observado que las plantas están comenzando a marchitarse. En reunión realizada con la comunidad educativa se plantearon diferentes soluciones: • La elaboración de una abonera orgánica. • La realización de un sistema de riego. • Las semillas tenían problemas de fertilidad. Luego del análisis de las posibles soluciones se llegó a la conclusión de elaborar una abonera orgánica por ser un procedimiento económico y práctico. Importancia del método científico En equipo, aplicando los pasos del método científico, elabore una abonera orgánica. No olvides investigar los procedimientos y los materiales que se deben utilizar para su elaboración. • Una vez aplicado el abono al huerto escolar, observe y anote el cambio que se está dando en las plantas. Experimentando Reflexione y dé respuesta a las siguientes interrogantes: ¿Cuál fue la solución del problema planteado por la comunidad educativa? ¿Qué hipótesis se formularon para la solución del problema? ¿Fue la abonera orgánica una solución para evitar que las plantas siguieran marchitándose? ¿La hipótesis planteada fue confirmada o refutada? ¿La aplicación del abono orgánico al huerto escolar mejoró la vitalidad de las plantas del huerto? Recuerde elaborar un informe de todo el proceso desarrollado, socialice con sus compañeros y compañeras. Elabore dibujos del proceso realizado.
  • 15. 7 Las herramientas y maquinarias tecnológicas facilitan el desarrollo de nuestro país En equipo reflexione sobre las siguientes preguntas: • ¿Qué máquinas y aparatos utiliza en su vida diaria y para qué los utiliza? • ¿De qué manera la tecnología ha mejorado la calidad de vida de los pueblos? • ¿Qué herramientas y maquinarias tecnológicas han facilitado el desarrollo de nuestro país? • ¿Qué entiende por tecnología? • ¿Por qué es importante la tecnología en la vida de los seres humanos? La Tecnología, es el conjunto de conocimientos técnicos, ordenados científicamente, que permiten diseñar y crear bienes o servicios que facilitan la adaptación al medio y satisfacen las necesidades de las personas. La tecnología es la ciencia aplicada, aprovecha los estudios e investigaciones y contribuye al avance de la humanidad. Gracias a ello, fue posible que las personas lograran abandonar por primera vez la superficie terrestre en 1969, iniciando así la exploración del espacio exterior. Con la tecnología se pueden desarrollar herramientas necesarias para el bienestar de los seres humanos en todas las áreas. Por ejemplo: los descubrimientos científicos que han servido para fabricar televisores y las computadoras. Las herramientas y maquinarias tecnológicas fueron creadas para facilitar la vida de los seres humanos, quienes al usarlas invierten menos fuerza, en un período de tiempo más corto. También las herramientas y maquinarias facilitan realizar las actividades tradicionales. Por ejemplo: antes se araba la tierra con arados tirados por bueyes, hoy también aramos la tierra, pero con tractores. Estos cambios han venido a mejorar las condiciones de vida de los pueblos y comunidades. Estas herramientas y maquinarias tecnológicas son de gran utilidad para el desarrollo económico y social de los países en vías de desarrollo como el nuestro. Influyendo en las principales actividades económicas como por ejemplo: la agricultura, la industria, el hogar y la medicina.
  • 16. 8 En la agricultura, las herramientas tecnológicas utilizadas son: Carretillas: son carros pequeños que tienen una rueda y sirven para cargar y descargar material agrícola, sea arena, tierra, abonos. Escardillas: son herramientas con extremo en forma de pala; es de metal con borde inferior de filo cortante; sirve para remover la tierra. Machetes: son herramientas diseñadas para cortar; tienen una hoja de acero larga y afilada, unida a un mango de madera. Palas: son láminas de metal, preferiblemente acero, que se usan para labrar la tierra; pueden ser de punta o de forma ancha; tienen borde inferior con filo cortante y mango largo de madera terminado en un asa de metal. Picos: son herramientas utilizadas para cavar terreno muy duros y remover piedras, están compuesto de un mango de madera y de una parte de acero la cual en uno de sus extremos termina en forma de pala rectangular con borde cortante y otro en una punta. Rastrillos: diseñados para cubrir o rastrillar semillas; tienen una parte horizontal de metal y formada por dientes delgados o gruesos según el uso. Regaderas: son envases de metal con depósito para agua, con un tubo que termina en una pieza redonda con muchos agujeros pequeños; sirve para regar plantas. Trasplantadores: son pequeñas palas de metal en forma de cuchara pequeña, de bordes afilados y mango de madera. Sirven para sacar semillas. Las maquinarias tecnológicas agrícolas son: Tractor: es una máquina agrícola muy útil, con ruedas o cadenas diseñadas para moverse con facilidad en el terreno. Motocultor: es una máquina agrícola de un solo eje y se opera por manillar; puede ser muy versátil con los numerosos aperos e implementos que se han venido desarrollando. Cosechadora o segadora: es una máquina agrícola de motor potente con peine cortador para segar las plantas maduras de cereales y un largo rastrillo que va delante de la máquina que gira sobre un eje horizontal. Carretilla Escardillas Machete Pala Pico Rastrillo Regadera Trasplan- tadores
  • 17. 9 En Nicaragua, en algunos cultivos se emplea el sistema de riego por goteo y aspersión. En los cultivos de caña de azúcar, algón, café, hortalizas, granos básicos, algodón y otros, se utilizan herramientas y maquinarias tecnológicas, cuyo objetivo es mejorar la calidad de las cosechas. Otro ejemplo de tecnología aplicada en nuestro país es: la creación del Centro de Mejoramiento Genético y Banco de Semillas Forestales de Nicaragua, manejado por el MAGFOR, el objetivo que persigue este centro es el de recolectar y comercializar semillas forestales utilizando tecnología avanzada. Las ventajas comparativas y competitivas que presenta este centro son las siguientes: • Capacidad instalada de producir 15000 kg de semillas forestales de buena calidad. • Equipos y mobiliario moderno. • Personal técnico capacitado con gran experiencia. • Instituciones insertas en el proceso. • Un mercado potencial en crecimiento. • Buena ubicación geográfica. En la industria, las herramientas y maquinarias tecnológicas son de gran importancia, ya que facilitan la producción de bienes y la fabricación o generación de insumos. Por ejemplo: el brazo robot soldador, herramienta eficaz en la fabricación de computadoras, teléfonos celulares, circuitos integrados, entre otros. La invención de todas estas maquinarias no sólo trajo cambios en los métodos de producción, sino que hizo que los científicos y los laboratorios prestaran su colaboración a la industria. Los más importantes descubrimientos salieron de los centros científicos y se pusieron a disposición de la industria. En el hogar, las maquinarias tecnológicas facilitan las actividadeshogareñas,porejemplo:loselectrodomésticos. Que no son más que aquellos aparatos de uso casero que funcionan accionados por electricidad y que producen un efecto mecánico (lavadoras, licuadoras, picadoras, refrigeradores, calentadores de agua), efectos térmicos (horno microondas, planchas, refrigeradoras) o cualquier otra acción orientada a facilitar la vida en el hogar. En la medicina, el rápido desarrollo tecnológico en las últimas décadas, ha permitido la creación de diversos sistemas para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Junto con esto se han creado nuevos fármacos, nuevas técnicas y métodos quirúrgicos, que han sido de gran utilidad para toda la población a nivel mundial y para los países en desarrollo como Nicaragua. Lavadora Microondas
  • 18. 10 Estos avances favorecieron muchos descubrimientos quepermitieronimportantesavanceseneldiagnóstico de enfermedades. Se inventó un instrumento llamado fonendoscopio: instrumento médico para auscultar los sonidos del organismo. Louis Pasteur demostró la teoría de los gérmenes como causantes de enfermedades y desarrolló vacunas contra varias enfermedades, incluida la rabia. Los rayos X, es un aparato que constituyen un salto sorprendente para la medicina, fue descubierto de manera accidental por el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen. Después, los físicos Pierre y Marie Curie descubrieron el Radio y el Polonio. Instrumentos como los microscopios quirúrgicos han permitido tal nivel de precisión en la cirugía que ahora los médicos pueden unir dedos amputados. Las prótesis, los transplantesdeórganosvitalescomoelcorazónoelriñón,losrayosláser,eldescubrimiento sorprendente de la penicilina, el tratamiento de la tuberculosis, las vacunas que previenen la fiebre tifoidea, la viruela, la difteria, el tétano, la hepatitis B, herpes simple, varicela y malaria, entre otros. Son sólo alguno de los ejemplos de los enormes logros de la medicina. Microscopio Instrumentos quirúrgicos Uno de los inventos más revolucionarios de este siglo ha sido el transistor y los circuitos impresos, muy usados en la electrónica para la construcción de computadoras, microscopios electrónicos, etc. Esto, junto con el uso de las celdas solares para captar la energía solar y transformarla en energía eléctrica, ha sido de suma importancia para la humanidad. Las herramientas y maquinarias tecnológicas fueron creadas para facilitar la vida de los seres humanos, quienes al usarlas invierten menos fuerza, en un período de tiempo más corto. La tecnología puede desarrollar herramientas necesarias para el progreso de los seres humanos en todas las áreas. Estas herramientas y maquinarias tecnológicas son de gran utilidad para el desarrollo económico y social de los países en vías de desarrollo como el nuestro, influyendo en las principales actividades económicas.
  • 19. 11 Ventajas y desventajas de la tecnología Enlaactualidadeldesarrollodeunpaíssemideporlosavancestecnológicos.Latecnología ha aportado grandes beneficios a la humanidad y ha solucionado muchos problemas y necesidades del ser humano por ejemplo: la invención de aparatos y dispositivos para la detección y diagnostico de enfermedades, la creación y mejoramiento de herramientas o accesorios que son útiles para simplificar el trabajo en hogar. En nuestro país los campesinos y campesinas antes levantaban la cosecha de caña de azúcar con sus manos y machetes, sin embargo, con la introducción de maquinas especiales y complejas permiten levantar la cosecha rápidamente y abarcan mayores extensiones de cultivo. Uno de los aspectos negativos de la innovación tecnológica es que ha provocado daños al ambiente por ejemplo muchas veces el uso de la maquinria compacta los suelos destruyendo la vida de microorganismos. Para que la tecnología sea considerada apropiadamente debe brindar beneficios a las personas y demás seres vivos. Otro ejemplo negativo en relación con las desventajas de la tecnología es la creación del nuevo robot (robotecnia), la cual desplaza mano de obra calificada, ya que esto completa las tareas de manera automatizada y menos tiempo. El medio ambiente y la tecnología La principal función de la tecnología es transformar el entorno humano, para adaptarlo mejor a las necesidades y deseos humanos. En ese proceso se usan recursos naturales como: terreno, aire, agua, materiales, fuentes de energía, entre otros y personas que proveen la información, mano de obra y mercado para las actividades tecnológicas. ¿Qué observas en la lámina? ¿Es este un ambiente saludable? ¿Qué podemos hacer? Las consecuencias de esa transformación pueden ser muy graves. Por ejemplo: • La deforestación. • La contaminación de los suelos, las aguas y la atmósfera. • El calentamiento global. • La reducción de la capa de ozono. • Las lluvias ácidas. • La extinción de especies animales y vegetales. • La desertificación por el uso de malas prácticas agrícolas y ganaderas.
  • 20. 12 Muchos de los efectos que la tecnología produce al medio ambiente pueden mitigarse, realizando estudios de impacto ambiental, antes de iniciar una obra. Por ejemplo: la construcción de un caminito en la ladera de una montaña o la instalación de una gran fábrica de papel a la vera de un río. En muchos países estos estudios son obligatorios, en Nicaragua el Ministerio de Ambiente y los Recursos Naturales (MARENA) es el encargado de otorgar permisos para cualquier construcción (carreteras, proyectos habitacionales, fábricas) y de rectorar que se realicen estos estudios. Una vez concluidos éstos, MARENA es el encargado de publicar mediante avisos en los medios escritos el documento de impacto ambiental, para que la población pueda leerlos en las oficinas de esta institución y así conocer los beneficios o daños a la salud y al ambiente que puedan provocar estas obras así como las acciones preventivas que debe realizar el responsable de la obra. Para eliminar completamente los impactos ambientales negativos no debe tomarse de la naturaleza o incorporar a ella más de los que es capaz de reponer, o eliminar por sí misma. Por ejemplo, si se tala un árbol se debe plantar al menos uno. Además del uso moderado y racional de los recursos naturales, también se requiere del uso de tecnologías específicamente diseñadas para la conservación y protección del medio ambiente. Realice de manera individual los siguientes ejercicios: • Elabore un álbum con los avances de la ciencia y tecnología utilizando recortes de periódicos, revistas y otros. • Realice un comentario escrito sobre la importancia de los instrumentos que utilizan los médicos, los técnicos en las industrias y las personas en los hogares para realizar sus trabajos diarios. En equipo, observe la lámina siguiente y comente: • Mencione los beneficios que se obtiene al emplear tecnología moderna en la ganadería para el desarrollo del país. • Qué ventajas encuentra en la utilización de la tecnología mostrada en la lámina. • Elabore un informe del trabajo realizado. En pareja, investigue: Elabore un informe sobre los beneficios que brindan a la comunidad las herramientas y maquinarias descritas anteriormente. Cómo funcionan las diferentes herramientas y maquinarias tecnológicas que se utilizan, en la agricultura, industria, medicina y el hogar. - lavadoras - ollas de barro - televisor - teléfono - tractor - microscopio - molinillos - piedra de moler - computadora - arado Actividades
  • 21. Segunda Unidad La reproducción celular es vital en los Seres Vivos
  • 22. 14 Reproducción celular El proceso de reproducción que se efectúa en el interior de la célula, le permite regenerarse, a partir de una célula “madre” se originan dos células idénticas a la madre, éste es conocido como mitosis y sucede en las células somáticas, por ello la célula puede regenerar tejidos de los diferentes órganos del cuerpo, ocasionar el crecimiento corporal o simplemente poder reemplazar día a día todas aquellas células que se van muriendo. Hay algunas células especializadas, (las sexuales), que permiten un suceso un poco más complejo, pues a partir de una célula se originan cuatro células lo que es conocido como meiosis. Meiosis es un proceso que resulta imprescindible para nuestro organismo o para cualquier otro ser vivo. Es gracias a él que la célula puede sobrevivir en el tiempo, prolongar la especie, trasmitiendo sus características a nuevas generaciones. Veremos cómo es que suceden estos cambios para poder comprender dichos procesos. Del núcleo dependen importantes funciones de la célula desde el punto de vista metabólico y de la división celular. Piense y responda ¿Le duran toda la vida las células con que usted nació? ¿Para qué se reproducen las células de los órganos de su cuerpo? ¿Cómo se reproducen los individuos? Mitosis Mitosis es la división celular que consiste en que a partir de una célula se obtienen 2 células hijas, genéticamente idénticas a la madre. Se produce en cualquier célula eucarionte, ya sea diploide o haploide y mantiene invariable el numero de cromosomas, las células hijas resultarán haploides si la madre es haploide, la célula hija va a ser diploide si la madre es diploide. Célula haploide es aquélla que contiene un juego de cromosomas (n), individuos de algunas especies, como los zánganos, el macho de la abeja melífera, (Apis mellifera), se desarrollan a partir de óvulos no fecundados y son por tanto haploides. Las células somáticas o sea las que forman al cuerpo, tienen dos juegos de cromosomas, es decir son diploides. Cada mitosis está precedida por una interfase, donde se produce la duplicación del material genético que consiste en que cada cromosama provoca la sintesis de una réplica exacta a sí mismo en estructura y función. Actúa con un mecanismo que asegura que cada célula hija reciba el mismo número y tipo de cromosomas que poseía la célula progenitora.
  • 23. 15 Algunas células no realizan mitosis y permanecen en un estado interfásico y otras la realizan frecuentemente como las células embrionarias, las células de zonas de crecimiento y las células de tejidos sujetos a desgaste. En la mitosis se da la división del núcleo y del citoplasma La división del citoplasma se llama citocinesis y la división del núcleo, cariocinesis. Fases de la mitosis Para la mejor comprensión del proceso de mitosis se ha dividido en las etapas siguientes: Profase, Metafase, Anafase y Telofase. Profase: la cromatina se condensa y hacen visibles los cromosomas; el nucléolo y la envoltura nuclear desaparecen. Metafase: los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial y cada uno está unido por su centrómero a una fibra del huso. Termina la formación del huso y los cromosomas son colocados en el plano ecuatorial por los microtúbulos del huso, formando la placa ecuatorial. Anafase: los cromosomas se separan, por su región central (centrómero) y cada mitad, cromátida, migra hacia los polos de la célula. Telofase: reaparece el núcleo, la envoltura nuclear se constituye alrededor de las cromátidas. Profase Huso Centriolo Cromosoma Emvoltura nuclear Metafase Cromosoma Huso Placa ecuatorial Anafase Cromátida Telofase Emvoltura nuclear Citocinesis o división del citoplasma
  • 24. 16 Citocinesis o división del citoplasma: 1. La división del citoplasma se produce en la telofase. Se produce un surco en la membrana plasmática, producido por un anillo de microfilamentos unidos a ella. Las dos células hijas se separan, distribuyéndose el hialoplasma y los organelos de un modo equitativo. 2. Cuando no ocurre citocinesis luego de la cariocinesis, los dos núcleos quedan en el mismo citoplasma y resulta una célula binucleada. División en células vegetales: • No hay centriolos ni ásteres pero se organiza el huso acromático. • Citocinesis: el citoplasma se divide mediante un tabique, que se forma por la agrupación de microtubulos y vesículas. Las vesículas crecen, se ordenan y se funden entre sí originando la placa celular. Finalmente se arman las paredes celulares a partir de celulosa, hemicelulosa y pectina. La mitosis es la división núcleo (cariocinesis) y del citoplasma (citocinesis), lo cual produce dos células hijas idénticas, los cromosomas replicados se disponen de manera que cada célula nueva recibe la misma cantidad de material genético que tenía la célula madre al inicio del proceso. Por convención, se han establecido cuatro fases en el proceso de la mitosis: profase, metafase, anafase y telofase. Individualmente copie en su cuaderno el ejercicio y responde cada inciso. ¿Qué importancia tiene la mitosis en la reproducción celular? ¿Qué es citocinesis, explíquelo? Elabore un cuadro sinóptico de la mitosis.
  • 25. 17 Meiosis Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamada primera y segunda división meiótica o simplemente meiosis I y meiosis II. Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase. Es un proceso en que se reduce el número de cromosomas a la mitad. En la meiosis I, llamada etapa reduccional, se reduce el número diploide de cromosomas a la mitad, pero aún las cromátidas no se han separado. En la meiosis II, llamada etapa ecuacional porque el número de cromosomas se mantiene constante. La meiosis fue descubierta y descrita por primera vez en 1876 por el conocido biólogo alemán Oscar Hertwig (1849-1922), estudiando los huevos del erizo de mar. Fue descrita nuevamente en 1883, en el nivel de cromosomas, por el zoólogo belga Édouard Van Beneden (1846-1910) en los huevos de los gusanos parásitos Áscari. En 1887 observó que en la primera división celular que llevaba a la formación de un huevo, los cromosomas no se dividían en dos longitudinalmente como en la división celular asexual, sino que cada par de cromosomas se separaba para formar dos células, cada una de las cuales presentaba tan solo la mitad del número usual de cromosomas. Posteriormente, ambas células se dividían de nuevo según el proceso asexual ordinario. Van Beneden denominó a este proceso “meiosis”. El significado de la meiosis para la reproducción y la herencia, sin embargo, no se describió hasta 1890, cuando el biólogo alemán August Weismann (1834-1914) observó que eran necesarias dos divisiones celulares para transformar una célula diploide en cuatro células haploides, si debía mantenerse el número de cromosomas. En 1911 el genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan (1866-1945) observó el sobrecruzamiento en la meiosis de la mosca de la fruta, proporcionando así la primera interpretación segura y verdadera sobre la meiosis. Interfase: en esta fase la célula se prepara para el inicio de su división, con la síntesis de proteínas y de otros compuestos y la duplicación del ADN. Meiosis I: está precedida por una interfase durante la cual se duplica el material genético. Interfase I
  • 26. 18 Durante la meiosis I los miembros de cada par homólogo de cromosomas se emparejan durantelaprofase,formandobivalentes.Duranteestafaseseformaunaestructuraproteica denominada complejo sinaptonémico, permitiendo que se produzca la recombinación entre ambos cromosomas homólogos. Es un proceso en el que se reduce el número de cromosomas a la mitad. En la meiosis I, llamada etapa reduccional, se reduce el número diploide de cromosomas a la mitad, pero aún las cromátidas no se han separado. En la meiosis II, llamada etapa ecuacional porque el número de cromosomas se mantiene constante. Este proceso se ha organizado en cuatro fases: profase I, metafase I, anafase I y telofase I. ProfaseI:lacromatinasecondensa,sehacenvisiblesloscromosomas. Ocurre la sinapsis, que consiste en que los cromosomas homólogos se aparean formando una estructura proteica denominada complejo sinaptonémico, en el cual cada estructura estará integrada por cuatro cromátidas y dos centrómeros formando una tétrada; las cromátidas tienden a separarse, no lográndolo totalmente al quedar algunos puntos de unión llamados quiasmas, entonces ocurre intercambio de material genético permitiendo que se produzca la recombinación entre los cromosomas homólogos (Crossing-Over). La envoltura nuclear y el nucléolo desaparecen y comienzan a observarse las fibras del huso acromático. 1. Se intercambian segmentos de ADN entre los homólogos paternos y maternos durante el entrecruzamiento conocido también como Crossing-Over. Metafase I: ocurre el ordenamiento de los cromosomas homólogos en la placa ecuatorial, aunque en forma diferente a como ocurre en la mitosis. Los centrómeros se ponen en contacto con las fibras del huso de forma tal que los dos centrómeros de una misma tétrada se disponen a un lado y a otro de la zona ecuatorial. La orientación es al azar, con cada homologo en un lado. Entrecruzamiento Cromosomas homológos Huso mitótico Profase Duplicación de los cromosomas maternos Proceso Crossing-over Tétrada Duplicación de los cromosomas paternos Recombinación de los cromosomas homólogos Metafase
  • 27. 19 Anafase I: los centrómeros de la tétrada comienzan a separarse, atraídos por los polos, y cada uno arrastra en su movimiento a las dos cromátidas que le están unidas. Las parejas de cromosomas homólogos o bivalentes se separan con diferente composición genética a la original y emigran en direcciones opuestas hacia los polos. Durante la meiosis, los cromosomas maternos y paternos se barajan, de modo que cada par se distribuye al azar en los polos de la anafase I. Telofase I: las cromátidas se agrupan en los polos de la célula; el huso acromático deja de hacerse visible y el citoplasma se divide por la zona ecuatorial, dando lugar a dos células. Anafase Telofase Meiosis II La meiosis II es similar a la mitosis. Las cromátidas de cada cromosoma ya no son idénticas en razón de la recombinación. La meiosis II separa las cromátidas produciendo dos células hijas. Cada célula hija tiene solamente n cromosoma (condición haploide) de cada clase. La reducción del número de cromosomas en la meiosis no se produce al azar, sino que se separan en dos grupos los miembros de pares de cromosomas homólogos para pasar a dos células hijas diferentes, resultando al final 4 células hijas haploides, para facilitar el estudio de este proceso se le ha dividido en las fases siguientes: Profase Temprana II: Comienza a desaparecer la envoltura nuclear y el nucleolo. Los cromosomas se acortan y se hacen visibles. Cada cromosoma se compone de dos cromátidas unidas por un centrómero.
  • 28. 20 Profase Tardía II Los cromosomas continúan acortándose y engrosándose. Se forma el huso entre los centríolos, que se han desplazado a los polos de la célula. Metafase II: los cromosomas (cada uno con sus dos cromátidas) van hacia la zona ecuatorial, se ponen en contacto con las fibras del huso y se forma la placa ecuatorial. Anafase II: las cromátidas se separan por sus centrómeros y cada cromosoma homólogo se dirige hacia los polos de la célula. Quedando en cada polo un grupo de cromosomas formado por cada uno de los cromosomas homólogos. Telofase II: se constituye el núcleo de la célula, se produce la división del citoplasma y como resultado final se obtienen cuatro células hijas haploides. El proceso de meiosis presenta una vital importancia en el ciclo de vida ya que hay una reducción del número de cromosomas a la mitad, es decir, de una célula diploide (ejemplo 46 cromosomas en el ser humano) se forman células haploides (23 cromosomas). Esta reducción a la mitad permite que en la fecundación se mantenga el número de cromosomas de la especie. También hay una recombinación de información genética, que es herencia del padre y la madre; consiste en el apareamiento de los cromosomas homólogos y permite el intercambio de información genética. Por tanto, el nuevo individuo hereda información genética única y nueva, y no un cromosoma íntegro de uno de sus padres. Otra característica importante de la meiosis para la reproducción sexual, es la segregación al azar de cromosomas maternos y paternos. La separación de los cromosomas paternos y maternos recombinados, durante la anafase I y II, se realiza completamente al azar, hecho que contribuye al aumento de la diversidad genética. En la anafase I, por cada par de homólogos existen dos posibilidades: un cromosoma puede ir a un polo o al otro. Importancia de la meiosis Profase II Metafase II Anafase II Telofase II
  • 29. 21 Aneuploidía En la meiosis se debe dar una correcta separación de los cromosomas hacia los polos durante la anafase, lo que se conoce como disyunción meiótica; cuando esto no ocurre, o hay un retraso en la primera o segunda división meiótica, conduce a problemas en la configuración de los cromosomas y en su número, alterándose el número haploide original de la especie, lo que se conoce como aneuploidia. Utilice la información brindada y elabore un cuadro sinóptico de las semejanzas y diferencias entre mitosis y meiosis. Explique la importancia de la mitosis y la meiosis Los cromosomas contienen genes formados por DNA. Así pues, nuestra información hereditaria se encuentra localizada en los cromosomas. Las células humanas normales (embriones, fetos, niños y adultos) contienen 46 cromosomas es decir, 23 pares de cromosomas. Recibimos 23 cromosomas de cada progenitor. Los primeros 22 pares de cromosomas son los mismos en las mujeres y los hombres. En un cariograma se representan ordenados de mayor tamaño a menor y su morfología del 1 al 22. La pareja de cromosomas número 23 determina el sexo. Las mujeres tienen dos cromosomas X, mientras que los hombres tienen un cromosoma X y un Y. De esta manera, las mujeres sólo pueden dar a la descendencia un cromosoma X en el óvulo. Los hombres pueden dar a través del espermatozoide el cromosoma X o bien el cromosoma Y, determinando el sexo de su descendencia XX para mujer y XY para varón. Si ocurre un error en la meiosis, de manera que el ovocito o el espermatozoide reciben un cromosoma de más o de menos, el embrión resultante de ese ovocito o espermatozoide tendrá un cromosoma de más o de menos. Esta situación se llama aneuploidía. Cuando existe un cromosoma de más, hablamos de trisomía (tri = tres cromosomas), mientras que cuando hay un cromosoma de menos, hablamos de monosomía (mono = un cromosoma), cuando falta un par de cromosomas homólogos, el caso se denomina nulisomía. En lo animales sólo son viables monosomías y trisomías. Los individuos nulisómicos no suelen manifestarse, puesto que es una condición letal en diploides.
  • 30. 22 Si la aneuploidía involucra uno de los cromosomas “mayores”, el embrión no se unirá a la pared del útero o detendrá su desarrollo rápidamente después de implantarse y se perderá. En cambio, si la aneuploidía involucra cromosomas como el 13, 18, 21, X o Y, el embarazo puede llegar a término aunque exista un desorden cromosómico. El más común de éstos es la trisomía 21 (tres cromosomas 21), conocida como el síndrome de Down. Otras aneuploidías comunes son el síndrome de Klinefelter (XXY), la trisomía 13 (síndrome de Patau) y la trisomía 18 (síndrome de Edwards). Las características de estos desordenes cromosómicos dependen del cromosoma involucrado y en general determinan características morfológicas diferentes y/o retraso mental más o menos severo. Síndrome de Down, los niños con síndrome de Down tienen una apariencia característica ampliamente reconocida. La cabeza puede ser más pequeña de lo normal, puede ser redonda con un área plana en la parte de atrás, La esquina interna de los ojos puede ser redondeada en lugar de puntiaguda debido al pliegue epicántico que cubre la esquina interna del ojo y le da un aspecto redondeado, retraso mental, cara ancha y achatada, estatura baja, lengua grande y arrugada. Sindrome de Down, trisomía del cromosoma 21: Pliegue del epicantico Cariotipo de síndrome de Down Trisomía Síndrome de Down Ojo en síndrome de Down
  • 31. 23 Cariotipo de síndrome de Patau Cariotipo de síndrome de Edwards Síndrome de patau Síndrome de Edwards • Sindrome de Patau, trisomía del cromosoma 13. Se trata de la trisomía menos frecuente. Se suele asociar con un problema meiótico materno, más que paterno y, al igual que en el síndrome de Down, el riesgo aumenta con la edad de la madre. Los afectados mueren poco tiempo después de nacer, la mayoría antes de los 3 meses, cuando mucho llegan al año. Se cree que entre el 80 y 90% de los fetos con el síndrome no llegan a término o sea no llegan a nacer. • Sindrome de Edwards, trisomía del cromosoma 18. Es una enfermedad infrecuente, que clínicamente se caracteriza por bajo peso al nacer, talla baja, retraso mental y del desarrollo psicomotor (coordinación de la actividad muscular y mental), e hipertonía (tono anormalmente elevado del músculo). Está acompañada de diversas anomalías viscerales. • Sindrome de Klinefelter, un cromosoma X adicional en varones (XXY). Produce individuosaltos,confísicoligeramentefeminizado,coeficienteintelectualalgoreducido, disposición femenina del vello del pubis, atrofia testicular y desarrollo mamario.
  • 32. 24 Cariotipo de sindrome de Klinefelter • Sindrome del supermacho, un cromosoma Y adicional en varones (XYY). No presenta diferencias frente a los varones normales y de hecho se duda sobre el uso del término “síndrome” para esta condición. Monosomía Monosomía autosómica: produce la muerte en el útero. Síndrome de Turner: solamente un cromosoma X presente. Este síndrome afecta a las hembras, siendo éstas estériles, de estatura baja y un repliegue membranoso entre el cuello y los hombros. Poseen el pecho con forma de escudo y pezones muy separados, así como ovarios rudimentarios y manchas marrones en las piernas. La calvicie frontal ausente Menos bello en el pecho Desarrollo de mamas Pelo pubiano femenino Pequeño tamaño de los testículos Brazos y piernas largos Caderas amplias Hombros estrechos Crecimiento de barba
  • 33. 25 Ciclo celular Ciclo celular Comprende dos etapas muy diferentes: a) La división celular o período en el que se forman las dos nuevas células hijas a partir de la célula inicial. A este periodo se le denominará fase M o mitosis que comprende el reparto equitativo del núcleo (cariocinesis) y el del citoplasma (citocinesis). Igualmente en la meiosis en este período se forman las cuatro células hijas haploides. b) La interfase, o período de crecimiento celular, que comprende el tiempo que transcurre entre dos divisiones sucesivas. Comprende como veremos tres fases: G1, S y G2, aunque en algunas células como veremos puede existir otra fase llamada GO. Interfase La duplicación del ADN sólo tiene lugar durante un período limitado de la interfase denominado fase S (síntesis de ADN). Debido a ello la interfase se divide en tres fases: La fase G1 (del inglés gap, espacio vacío o separación). La fase G1 comienza después de la división celular y es un periodo de crecimiento general y de duplicación de los orgánulos citoplasmáticos. Es una etapa de intensa actividad metabólica, donde los genes se transcriben y traducen para sintetizar las proteínas necesarias para su crecimiento. Suele durar unas 11 horas. ¿Los hijos tienen la misma forma de reproducción que sus padres? ¿Por qué es necesario que las formas de reproducción de los progenitores se repita en los hijos? Piense y responda: Crecimiento rápido y actividad metabólica; los centríolos se replican; 11 horas Crecimiento y síntesis de ADN; 7 horas Crecimiento y preparación final para la división; 3 horas1 hora Interfase Mitosis Profase M etafase Anafase Telofase Ciclo celular en 22 horas
  • 34. 26 La fase S (síntesis de ADN). Cuando la célula adquiere un determinado tamaño, debe prepararse para su división; para ello, previamente duplica su contenido génico con el fin de que cada célula hija contenga una copia idéntica del genoma (conjunto de cromosomas de la célula). En esta fase tiene lugar por tanto, la síntesis de DNA; también tiene lugar la síntesis de histonas y de otras proteínas cromosómicas, que se unen rápidamente al ADN recién sintetizado. En este periodo también se duplican los dos centríolos que forman parte del centrosoma; primero los centríolos se separan y luego, cerca de la base de cada centríolo, empieza a crecer un centríolo hijo en dirección perpendicular a él. Los dos pares de centríolos permanecen incluidos en un único centrosoma hasta que comienza la división celular. Esta fase dura aproximadamente ocho horas. La fase G2. Es un período de preparación para la puesta en marcha de la mitosis; durante este periodo la célula contiene doble cantidad de ADN que cuando se encuentra en G1. Es una etapa en la que se transcriben y traducen ciertos genes con el fin de sintetizar determinadas proteínas necesarias para la división celular. Tiene una duración aproximada de cuatro horas. Acontinuacióncomoetapafinaldelciclo,comenzaría la etapa M, en la que las células se dividen y reparten equitativamente su contenido nuclear (cariocinesis) y citoplasmático (citocinesis) entre las dos células hijas. Este proceso se da tanto en la mitosis como en la meiosis. Suele durar una hora. A partir de la fase M, la célula puede entrar de nuevo en la fase G1 y comenzar así otro ciclo celular, o bien pueden cesar de dividirse y entrar en la fase GO, durante la cual experimenta una serie de transformaciones que conducen a la diferenciación celular, de manera que la célula se especializa y expresa aquellos genes que le permiten desempeñar su actividad concreta en un tejido. Célula en interfase Citoplasma Núcleo Replicación cromosómica (fase S) MITOSIS CITOSINESIS Profase, prometafase, metafase, anafase telofase Dos célula en interfase Fase G1 Fase G2 Fase M Fase G1
  • 35. 27 En equipo de trabajo, realice el siguiente ejercicio. Explica la evolución de la meiosis. ¿Quién fue la primera persona que describió la meiosis? ¿En cuántas fases se divide la meiosis? Describe las diferencias que encuentras entre meiosis I y meiosis II. ¿En qué fase se duplica el material genético? ¿Que síndrome se originan cuando hay alteraciones genéticas en la división celular de la meiosis? ¿Qué diferencias encuentras al comparar mitosis y meiosis? ¿Cuáles son las semejanzas entre los procesos motóticos y meióticos? Relación entre el cáncer y el ciclo celular El cáncer es un conjunto de enfermedades en las cuales el organismo produce un exceso de células malignas (conocidas como cancerígenas o cancerosas), con crecimiento y división más allá de los límites normales (invasión del tejido circundante y, a veces, metástasis). Hay algunas propiedades que diferencian a los tumores benignos de los malignos y es que son limitados y no invaden ni producen metástasis. Las células normales al sentir el contacto con las células vecinas inhiben la reproducción, pero las células malignas no tienen este freno. La mayoría de los cánceres forman tumores pero algunos no (como la leucemia). El cáncer es causado por anormalidades en el material genético de las células. Estas anormalidades pueden ser provocadas por agentes carcinógenos, como la radiación (ionizante, ultravioleta y otros) por productos químicos (procedentes de la industria, por humo del tabaco y la contaminación en general y otros) o por agentes infecciosos. Otras anormalidades genéticas cancerígenas son adquiridas durante la replicación normal del ADN, al no corregirse los errores que se producen durante la misma, o bien son heredadas y, por consiguiente, se presentan en todas las células desde el nacimiento (causando una mayor probabilidad de desencadenar la enfermedad). Existen complejas interacciones entre el material genético y los carcinógenos, un motivo por el que algunos individuos desarrollan cáncer después de la exposición a carcinógenos y otros no. Nuevos aspectos de la genética del cáncer, como la metilación del ADN y los microARNs, están siendo estudiados como importantes factores a tener en cuenta por su implicación.
  • 36. 28 Resuelva el crucigrama: HORIZONTALES: Estructura que conforman los cromosomas en la anafase. Proceso que prolonga la especie. Contiene los cromosomas. Fase siguiente de la metafase. Proceso que reduce a la mitad el número de cromosomas. Conjunto de manifestaciones morfológicas y funcionales diferentes a causa de la variación del número de cromosomas de la especie. Síndrome en que falta un cromosoma. Término que significa espacio, vacío o separación y nombra la fase G1 del ciclo celular Cantidad de células que resultan de la meiosis. Síndrome del par 21 Unión de dos cromátidas. Gameto femenino. Genetista que observó el sobrecruzamiento en la mosca de la fruta. Lleva un cromosoma Y adicional en varones. Esquema de los cromosomas de una célula metafísica, ordenados de acuerdo con su morfología y tamaño, representando a todos los individuos de una especie. Fase del ciclo celular en que se experimenta una serie de transformaciones que ocasionan la diferenciación celular. Cuando existe un cromosoma de más División del núcleo. Formación constituida por microtúbulos presente durante la mitosis y la meiosis. Falta de un par de cromosomas. 1. 7. 8. 9. 10. 11 13. 14. 15. 17. 18. 19. 20. 21. 23. 24. 25. 26. 27. 28. VERTICALES: Fase en que se inicia la mitosis Género de la abeja. Recombinación entre los cromosomas homólogos. Trisomía 18 Alteración del número haploide de cromosomas original de la especie. Destino del individuo a que lo conduce la nulisomía. Células que se reproducen por mitosis. Proceso que origina células con igual número de cromosomas que la célula madre, escribirlo en forma invertida. Trisomía del cromosoma 13 1. 2. 3. 4. 5. 6. 12. 16. 22.
  • 37. Animales Vertebrados Bosque de Estelí, Nicaragua Reserva de biosfera de Bosawás, Nicaragua Reserva natural Cerro Apante, Nicaragua Tercera Unidad Conozcamos el interesante mundo del reino vegetal
  • 38. 30 Reino vegetal o metafitas En equipo, realice una gira de campo en su comunidad y recolecte diversas especies de plantas. Clasifique las plantas de acuerdo con las características más relevantes que éstas presenten. Detalle en su cuaderno las principales características de cada una de las plantas recolectadas y conteste las siguientes preguntas: ¿Cómo se llaman el grupo de plantas recolectadas? ¿Cuales son las características principales que presentan? ¿Qué otras plantas ha observado en su escuela o en su hogar? Mencione ejemplos. En plenario, comparta con sus compañeros y compañeras de clases. Características generales de las metafitas Las Metafitas son conocidas también como Reino Vegetal o Reino Plantas sus características principales son las siguientes: • Son organismos eucariotas, pluricelulares, tisulares (es decir con células especializadas que forman tejidos). • Tienen nutrición autótrofa fotosintética. • Se diferencian de las algas en que presentan un tejido epidérmico impermeable y transparente, lo cual les ha permitido poder vivir fuera del agua sin peligro de desecación. • Las plantas son el grupo de organismos más abundantes del planeta, los que producen materia orgánica a partir de materia inorgánica y, por tanto, los que permiten la existencia de los animales y de los hongos, que son organismos que necesitan materia orgánica para poder alimentarse. Clasificación de las metafitas Los organismos del Reino Vegetal o Metafita se clasifican en: Briofitas (musgos), Pteridofita (helechos) y espermatofitas que comprende a Gimnospermas (coníferas) y Angiospermas (dicotiledóneas y monocotiledoneas). • Las divisiones que estudiaremos en esta unidad serán: Las Briofitas, Las Pteridofitas y Espermatofitas, entre ellas a las Gimnospermas.
  • 39. 31 Las briofitas En pareja observa la siguiente lámina y conteste: ¿Conoce el nombre de esta planta? ¿Para qué la utilizan en su comunidad? ¿Ha observado otras plantas similares a ésta en su comunidad? Mencione ejemplos. Características generales de las briofitas Las briofitas han sido sistemáticamente ignoradas a lo largo de la historia del ser humano, principalmente debido a su pequeño tamaño y a la relativa dificultad que supone la determinación de las especies. Sin embargo, estas pequeñas plantas ofrecen una multitud de utilidades a la humanidad, ya sean directas o indirectas. Las características que las representan se mencionan a continuación: • Son plantas muy pequeñas que carecen de órganos que permitan la conducción de agua y nutrientes a través de toda la planta. • No poseen raíces verdaderas, en su lugar hay rizoides. • Tampoco poseen tallos ni hojas verdaderas. • No poseen flores como órganos reproductores y por tanto no poseen semillas. Según la morfología del gametofito encontramos dos tipos de briofitas: Las briofitas talosas son algunas hepáticas, su gametofito es un tallo aplanado que se fija al sustrato por unos rizoides (pequeños filamentos que no tienen poder absorbente). Las briofitas foliosas son los musgos y la mayor parte de las hepáticas, sus gametofitos poseen un talo cauloide (eje) fijado también por rizoides al sustrato, además a lo largo del cauloide poseen unas pequeñas hojas o filoides. Briofitas
  • 40. 32 Clasificación de las briofitas Observe y analice el siguiente mapa conceptual relacionado con la clasificación de las briofitas y responda la interrogante: ¿A qué se atiende para dividir a la briofitas en tres clases. Los musgos Son organismos fotosintéticos con tejido epidérmico impermeable y algunas células conductoras pero sin llegar a formar un auténtico tejido conductor por ello el agua para ascender ha de pasar de célula a célula. Este ineficaz mecanismo hace que no sobrepasen unos pocos centímetros de altura. Poseen falsas raíces, falsos tallos y falsas hojas dado que internamente no presentan vasos conductores de savia. Aparecieron por evolución a partir de alguna especie de alga que vivía en la zona de vaivén de las olas. La mayoría vive en zonas muy húmedas, como suelos de bosques. Otras son acuáticas. Algunas especies son capaces de vivir en zonas muy secas, aguantar períodos secos por varios años y pasar a la vida activa cuando vuelve a llover. Esto les permite vivir en lugares inhóspitos como sobre rocas, muros, tejados, etc. División Briofita Musgos Hepáticas Antóceros Comprende las clases P olytrichum Musgo Cápsula CofiaEsporas Seta o filamento Filoídes Cauloide Rizoides
  • 41. 33 El Ciclo vital del musgo es una alternancia de generaciones, comienza con la liberación de esporas por una cápsula, que se abre cuando se expulsa una pequeña tapa. La espora germina para formar un protonema filamentoso ramificado, a partir del cual se desarrolla un gametofito foliáceo (con falsas hojas). Los espermatozoides, que son expulsados del anteridio maduro, son atraídos al arquegonio donde uno se fusiona con la ovocélula para producir el cigoto. El cigoto se divide mitóticamente para formar el esporofito y, al mismo tiempo, la base del arquegonio se divide para formar la caliptra protectora. El esporófito maduro consiste en una cápsula, que puede estar sostenida por un pedicelo, que es también parte del esporófito, y un pie. La meiosis ocurre dentro de la cápsula, dando como resultado la formación de esporas diploides. Las Hepáticas Dentro del grupo de las briofitas también se encuentran otras plantas que se llaman hepáticas. Se las llaman así porque su talo laminar presenta forma de hígado. Estas plantas crecen extendidas a lo largo de una superficie, a diferencia de los musgosquecrecenhaciaarriba.Lashepáticascrecenenmuros, pozos, vertientes, rocas y peñas que sean extremadamente húmedas. Los Antóceros Representan un pequeño grupo que estuvo incluido en las hepáticas comprende de 200 a 250 especies. Empobrecidos en especies debido a su antigüedad. Presentan alternancia de generaciones con un gametofito haploide y un esporofito diploide. Aparato reproductor femenino. Dentro está el gameto femenino. Es donde se produce la fecundación con la formación del cigoto. Gameto femenino (oósfera) Gameto masculino (anterozoide) Aparato reproductor masculino. Es donde se generan los gametos masculinos Falsas raicesFalsos tallo Falsas hojas Gametófito. Forma que genera los gametos Espora germinando y generando un nuevo musgo Esporas sexuales Esporangio maduro liberando las esporas Esporangio en la parte superior del esporofito Ciclo vital del musco Marchantia
  • 42. 34 Importancia de las briofitas • Los musgos históricamente se han utilizado, desde el punto de vista científico, como material de trabajo para realizar estudios de hibridación y producción experimental de los primeros poliploides en plantas (plantas con juegos duplicados de cromosomas). También en ellos se han realizado estudios de dispersión de la flora a grandes distancias. Son excelentes indicadores de la contaminación. • Se han hecho evaluaciones preliminares de la calidad del aire utilizando la presencia de musgos epífitos como indicadores, pues estas plantas son muy sensibles a ciertos contaminantes como el bióxido de azufre, ozono y fluoruros volátiles. Su respuesta a estas substancias es útil para diagnosticar los niveles tóxicos en el ambiente. • Se dice que a través de los musgos y otras briofitas pueden detectarse depósitos minerales. Convierten las rocas en suelo vegetal. • Los musgos brindan hogar y protección a un sinnúmero de pequeños animales, invertebrados como insectos, arácnidos, rotíferos, nemátodos, moluscos, anélidos y vertebrados como la rana y el sapo. • Tienen diversas utilidades en horticultura, mejoramiento de suelos y cultivo de champiñones, orquídeas y otras plantas ornamentales. Son cada vez más utilizados para la creación de “paredes vivas”, las que consisten en tapizar con plantas los muros de una construcción con fines estéticos. Durante el octavo grado conoció un grupo de plantas interesantes que se encuentran en los bosques de nuestro país. Observe las imágenes, ¿Qué nombre reciben estas plantas? ¿Qué características poseen? A qué grupo pertenecen? ¿Qué otras plantas de este grupo conoce? Durante el octavo grado conoció un grupo de plantas interesantes que se encuentran en los bosques de nuestro país. Observe las imágenes, ¿Qué nombre reciben estas plantas? ¿Qué características poseen? A qué grupo pertenecen? ¿Qué otras plantas de este grupo conoce? En Nicaragua y algunos países de Latinoamérica tropical, los musgos se extraen para construir pesebres y adornos navideños. Esta actividad es muy destructiva y ha liquidado muchas poblaciones de briófitas que crecen cerca de los caminos. Copie en su cuaderno el ejercicio y responda cada inciso: Elabora un mapa conceptual sobre las características y clasificación de las Metafitas. Investiga en qué regiones de Nicaragua crecen los musgos. ¿Qué importancia se le atribuyen a los musgos? Reflexione por qué los musgos crecen mejor en lugares húmedos.
  • 43. 35 Las pteridofitas En pareja, lleve al aula de clases un helecho, como el que se observa en la lámina, obsérvelo detenidamente y conteste las siguientes preguntas: • Mencione las partes que observa en la planta de helecho • ¿Para qué son utilizadas estas plantas en su escuela y en su comunidad? • ¿Mencione otras plantas que pertenezcan alfilo pteridofitas? Características generales de las pteridofitas • Los helechos son las plantas más representativas de este grupo, aunque existen otros tipos de plantas. • Crecen en ambientes con mucha humedad y a diferencia de los musgos y hepáticas, poseen órganos especializados para transportar agua y nutrientes hacia todas las partes de la planta. • Son abundantes en lugares sombríos y húmedos, en los bosques o márgenes de cursos de agua. • Son los vegetales que una vez mineralizados y fosilizados formaron el carbón en la era Paleozoica. • Presentan raíz, tallo (que suele ser de tipo rizoma, es decir un tallo subterráneo), hojas, llamadas frondas pero no poseen flores como órganos reproductores y por tanto no poseen semillas sino esporas contenidas en los soros, situados en el envés de las frondas. Alternan dos tipos de generaciones: 1. El esporofito, de reproducción asexual se encarga de producir esporas, que serán dispersadas por el viento y que al germinar permitirán el crecimiento del prótalo. 2. El gametofito, de reproducción sexual se encuentra en el prótalo y produce células sexuales o reproductoras. Esta generación suele ser muy corta y poco visible. En nuestro país encontramos una diversidad de helechos muy grande, que van desde pequeños helechos herbáceos hasta los famosos helechos arborescentes, que llegan a medir varios metros de altura semejando árboles verdaderos. Frondes Soros Raices Rizoma Frondes en desarrollo
  • 44. 36 Clasificación de las pteridofitas Observe y analice el siguiente mapa conceptual relacionado con la clasificación de las Pteredofitas y responda la interrogante ¿Por qué se dividen a las pteridofitas en cuatro clases? Los Helechos (Filicíneas) Son organismos fotosintéticos con tejido epidérmico impermeable y con tejido conductor y que, como los musgos, precisan agua para reproducirse, puesto que los gametos masculinos tienen que desplazarse nadando hasta los gametos femeninos. Como los musgos, los helechos presentan reproducción asexual, a partir del rizoma que no para de crecer, y reproducción sexual con alternancia de generaciones. A diferencia de los musgos, la forma más grande y más abundante es la que producen las esporas sexuales, es decir el esporófito (que en nuestro país tienen un tamaño de entre 25 cm a 2 m de altura) y la forma pequeña y poco abundante es la que forma los gametos, es decir los gametófitos (tienen un tamaño de unos 5 o 6 milímetros). Elesporófitoposeeunashojasmuygrandesdenominadas frondas, que salen de un tallo subterráneo horizontal denominado rizoma, del cual surgen numerosas raíces. Las frondas cuando son jóvenes están enrolladas sobre si mismas en forma de bastón. En su reverso se encuentran unos puntos amarillentos, los soros, dentro de los cuales están los esporangios que son los órganos donde se forman las esporas sexuales. Se llaman así porque son esporas que sólo tienen la mitad de información genética (la mitad de cromosomas o sea son haploides) que sus células madres. Helechos División Pteridofita EquisetíneasPsilofitasFelicíneas Licopodíneas Las pteridofitas son traqueofitas que significa plantas vasculares, los vasos se forman por la unión de células alargadas llamadas traqueidos que transportan agua y minerales. Comprende las clases. Filicíneas (helichos), Psilofitas carecen de raíces y hojas verdaderas, Licopodíneas y Equisetíneas.
  • 45. 37 A partir de cada una de ellas se puede formar un gametófito que es una lámina muy pequeña (1-2 cm) denominada prótalo. En su cara inferior, la que está en contacto con el agua, aparecen unas protuberancias con gametos masculinos dentro y otras protuberancias más grandes con un solo gameto femenino dentro. Si hay suficiente agua en el suelo, los gametos masculinos van nadando y fecundan a los femeninos y así se generan una célula cigoto que empieza a multiplicarse y genera una forma que acabará dando un nuevo esporófito. Los Equisetos Se les conoce comúnmente como colas de caballo, crecen a orillas de ríos, acequias u otros lugares húmedos. Son plantas herbáceas con un rizoma del cual salen ramas, divididas en segmentos y de color verde. En nuestro país esta planta es utilizada para aliviar los problemas de riñón. Los Licopodineas Conocidas comúnmente como licopodias, son abundantes en las zonas montañosas. Tienen largos tallos rastreros cubiertos por pequeñas hojas a manera de escamas. Nervios formados por tubos conductores que aportan agua Soro Soro que contiene los esporgangios Esporangio liberando sus esporas Espora germinando Agua Gametófito (forma que genera los gametos) Gameto masculino nadando hacia el gameto femenino. El cigoto formado se multiplicará y dará lugar a un nuevo esporófito Prótalo Hoja o fronda Tallo subterráneo o rizoma Raíces Esporófito (forma que genera las esporas sexuales) Licopodio de zona templada Licopodio de páramo Ciclo vital de los helechos Cola de caballo
  • 46. 38 Importancia de las pteridofitas • Algunos helechos son utilizados como plantas medicinales, por ejemplo: el llamado helecho macho que es uno de los mejores tenífugos conocidos hasta la fecha, este expulsa eficazmente la tenia y otros parásitos intestinales, la doradilla es utilizada para las afecciones del hígado, el culantrillo, sus frondas se utilizan como sudorífero o para combatir las afecciones catarrales. • Los helechos con la liberación del oxígeno permiten que este sea aprovechado por aquellos seres vivos que no son capaces de producirlo. • Industrialmente, los pelos sedosos del peciolo de los helechos, son utilizados para el relleno de almohadas y colchones; los tallos leñosos han sido utilizados como postes por su consistencia y resistencia a los comejenes. • Los helechos han contribuido a la formación de hulla, el cual es utilizado como combustible en las industrias. Durante el octavo grado conoció un grupo de plantas interesantes que se encuentran en los bosques de nuestro país. Observe las imágenes, ¿Qué nombre reciben estas plantas? ¿Qué características poseen? A qué grupo pertenecen? ¿Qué otras plantas de este grupo conoce? Durante el octavo grado conoció un grupo de plantas interesantes que se encuentran en los bosques de nuestro país. Observe las imágenes, ¿Qué nombre reciben estas plantas? ¿Qué características poseen? A qué grupo pertenecen? ¿Qué otras plantas de este grupo conoce? En Nicaragua es muy común observar todo tipo de helechos, nuestra población ha sabido aprovechar su belleza; utilizándolas como especies ornamentales, son exportados ya que son utilizados en medicinas. También son cultivados en jardines y en casas, se utilizan en la elaboración de arreglos florales y decorativos. En pareja, realice el siguiente ejercicio. ¿Qué beneficios podrían brindar los helechos a su escuela, hogar y comunidad? Dibuja la fronda (hoja) de un helecho indague cuántas hojas tiene un helecho y cómo están distribuidas. Elabore dos párrafos a partir del esquema del mapa conceptual de las Pteridofitas, enriquézcalo con el contenido abordado en este tema, preséntelo a sus compañeros y compañeras. ¿Qué importancia se le atribuye a los helechos? Helecho macho
  • 47. 39 Las gimnospermas Observe detenidamente la siguiente lámina y conteste: ¿Cómo se llama ese árbol? Realice el dibujo del presente árbol y nombre las partes que éste posee. En su comunidad ha observado este árbol u otro parecido, ¿Para qué los utilizan? Características generales de las gimnospermas • Su nombre proviene del latín gymn que significa desnuda, y del griego sperma, que significa semilla. • Las gimnospermas son un filo de plantas espermatofitas, que tienen la semilla desnuda, es decir estróbilos sin la protección de un ovario; por tanto, no tienen frutos, ya que los frutos se forman a partir de las paredes de un ovario. • Las gimnospermas son plantas leñonas, o arbustos y árboles, que se agrupan formando extensos bosques. Son plantas de hojas perennes y sus tejidos conductores no son verdaderos vasos, sino unas células alargadas denominadas traqueidas. • Los representantes típicos de las gimnospermas son las coníferas, árboles resinosos con copa cónica que alcanzan grandes alturas. Los más abundantes son los pinos, abetos, alerces, araucarias, abedules y cipreses. Las flores son poco vistosas, formadas por escamas que luego se transforman en infrutescencias (conjunto de frutos) conocidas como piñas o estróbilos.
  • 48. 40 Clasificación de las gimnospermas En pareja, observe y analice el siguiente mapa conceptual relacionado con la clasificación de las gimnospermas y responda la interrogante: ¿Por qué se dividen las gimnospermas en cuatro clases? Elabore un resumen, socialícelo con sus compañeros y compañeras. Las coníferas • El nombre de coníferas se debe a que las semillas se producen en estructuras llamadas conos o piñas. • En las coníferas la polinización se produce por acción del viento, que transporta el abundante polen amarillo desde los conos masculinos hasta los femeninos. Las hojas suelen ser aciculares o escamiformes, casi siempre perennes. • Los pinos crecen en determinados lugares, donde forman grandes asociaciones y de manera tan densa que no permiten que otros árboles distintos crezcan y disputen su territorio. Las gimnospermas son plantas monoicas, es decir, sus flores son unisexuales, en una misma planta hay flores masculinas y flores femeninas. Las flores femeninas de las coníferas; sólo tienen brácteas o escamas y los óvulos. Estas flores se agrupan alrededor de un eje floral y dan lugar a una inflorescencia denominada cono femenino o piña. El óvulo contiene al final de su desarrollo un saco embrionario con dos arquegonios que contienen dos oósferas o gametos femeninos cada uno. Estróbilo Bosque de pinos División Gimnospermas Ginkgophyta GnetophytaConíferas Cycadales Comprende las clases
  • 49. 41 Las flores masculinas de las coníferas están constituidas por una escama y dos sacos polínicos o microsporangios. También forman conos al agruparse alrededor de un eje floral. En los sacos polínicos se forman las células madre que dan lugar a los granos de polen, en cuyo interior hay dos anterozoides o gametos masculinos. Para favorecer la polinización, los granos de polen tienen dos sacos aéreos que favorecen su llegada hasta la flor femenina. En la fecundación, uno de los anterozoides se une a una oósfera, que origina un cigoto diploide que dará lugar al embrión. El embrión queda englobado en células de reserva, el endospermo o albumen, y protegido por el tegumento del óvulo, que se hace leñoso. Tras la fecundación, se forman las semillas que reciben el nombre de piñones. El cono femenino se cierra, aumenta de tamaño y se vuelve leñoso, formando la piña. Cuando la piña madura se abre y deja caer los piñones, que darán origen a un nuevo árbol. Inflorescencia masculina Flor masculina Bráctea Estambre Eje Sección de flor masculina Estambre Saco polínico Apertura Flotador o saco aéreoCélula generativa Célula nutritiva Grano de polen Escama Semilla (piñón) Escama bracteal Escama (carpelo) Primordio o seminal Eje Sección de flor femenina Inflorescencias femenina Flor femenina Primordio seminal Ciclo de vida del pino Las cicas o cycadales Fueron plantas muy abundantes y diversas durante la Era Mesozoica, pero hoy día solo quedan unos 9 géneros en los trópicos y algunos están en vías de extinción. En Costa Rica hay dos especies del género Zamia en estado silvestre, aun cuando se han introducido especies de Cycas (de Asia) y de Encephalarthos (de Africa) con fines ornamentales. La palma de sagú (Cyca opulado) se utiliza para la alimentación debido a su alto contenido en hidratos de carbono. Otro espécimen es Cyca circinalis.
  • 50. 42 Las plantas constan de un tronco con madera poco desarrollada con canales de mucílago y hojas pinnadas que recuerdan las palmeras. Producen almidón. Poseen raíces coraloides, frecuentemente invadidas por cianobacterias. Esta invasión se debe generalmente por la humedad excesiva del suelo. Son plantas dioicas y eso puede haber contribuido a su escasez: Tanto los estróbilos (conos) masculinos como los femeninos son grandes y a veces coloreados en la mayoría de los géneros, pero en Cycas, aunque el cono masculino es como en los demás géneros, la estructura femenina consta de un conjunto de megasporofilos agrupados, que no forman un cono. La polinización se lleva a cabo por medio de insectos y las semillas son grandes y carnosas, posiblemente para atraer agentes dispersantes. Las Cícadas producen varios compuestos tóxicos, que posiblemente constituyen una defensa contra bacterias y hongos, pero son tan potentes que pueden causar parálisis parcial o total de las patas posteriores del ganado. Ginkgophyta Ginkgo biloba es la única especie viviente de este phylum. Casi no existe en estado silvestre, pero el ser humano la ha mantenido durante siglos alrededor de los templos en China y en tiempos modernos se ha popularizado como árbol ornamental en las ciudades, donde ha resultado ser muy resistente a la contaminación ambiental. La característica sobresaliente de Ginkgo es la producción de hojas bilobuladas en forma de abanico, con la venación dicotómica. Esta especie es de utilidad farmacéutica, se usa como oxigenador cerebral. Gnetidae, son un grupo de gimnospermas que incluye tres familias, cada una de ellas con un solo género. Las gnetales son de particular interés en la evolución de las plantas porque poseen características tanto de coníferas (semillas que no están encerradas en un ovario) como de angiospermas (vasos en la madera, estructuras parecidas a las flores de angiospermas, y doble fertilización). Hoja de Gnetophyta Gingo bilova
  • 51. 43 Distribución de los bosques de pino en Nicaragua Observe el siguiente mapa e identifique las regiones donde se encuentran ubicados los bosques de pinos en Nicaragua. Mapa forestal de Nicaragua Juigalpa Chinandega Estelí Matagalpa Jinotepe Masaya Granada León Boaco Lago de Nicaragaua Rivas Managua Prinzapolca Puerto Cabezas RioGr ande de Matagalpa Bluefields Ara cultivada-cultivos de árboles primariamente café Área cultivada-campos de cultivo,grandemente intermezclados con pasto, maleza o bosque. Densa superficie forestal; mayormente latifoliado de hoja perenne Superficie forestal abierta; mayormente de hoja caduca con alguna de hoja perenne. Sabana; praderas con bosques y terrenos cultivados dispersos. Ciénaga y pantanos
  • 52. 44 Los bosques de pinos, se consideran como un Recursos Natural Renovable; nos proporcionan maderas preciosas y sirven de hábitat para una gran cantidad de especies animales. Se encuentran ubicadas en diferentes regiones de nuestro país: Nueva Segovia, Estelí, Matagalpa, Jinotega, la RAAN y la RAAS. Los principales bosques de pinos de Nicaragua se clasifican de la siguiente manera: Sabana de pino La sabana de pino se encuentra en forma de parches dispersos, a menudo extensos, a lo largo de la costa del Caribe, desde la Laguna de Perlas en el sur hasta Honduras en el norte. Los parches están atravesados por bosque de galería e irregularmente se entremezclan con bosque húmedo siempre verde. La precipitación varía desde unos 2 500 a 3 500 mm y los suelos son extremadamente pobres, en su mayoría varían desde arena hasta grava. Las quemas son frecuentes y son un aspecto predominante de la ecología. El árbol dominante es Pinus caribaea var hondurensis (pino), que puede formar manchas densas, pero por lo general están espaciados y a menudo se encuentran grandes extensiones sin un solo árbol en los suelos más pobres y frecuentemente inundados. Otras especies son: Pinus maximinoii H Eooreore, Pinus oocarpa Schiede Exshlecht y Pinus patula Schiede Deppe. 20 0 20 40 kilómetros Sabana de pino Caribe Nombre científico de pinocaribe Zona de la sabana de pino Pinus tecunumaniiPinus maximinoiPinus oocarpa
  • 53. 45 Bosque de pino y de pino-encino El bosque de pino de las tierras altas de Nicaragua está restringido a la Zona Norcentral, desde el Departamento de Matagalpa hacia el norte, con excepción de rodales pequeños en los volcanes septentrionales de la Zona Pacífica. La mayor parte de rodales de pinos (Pinus maximinoi, P. oocarpa y P. tecunumanii) se encuentran en los suelos ácidos bien drenados derivados de granito y esquistos, y son menos comunes en suelos volcánicos. La precipitación varía desde unos 1 000 a 2 500 mm y la elevación es por lo general sobre los 650 m. Estos bosques se encuentran generalmente en las laderas altas y medias pero a menudo son reemplazados por bosques siempre verdes en las cumbres y en los valles. Elabore un cuadro sinóptico sobre las principales características de los bosques de pino en Nicaragua. Busque en el diccionario las palabras desconocidas. Importancia económica y ambiental de las plantas gimnospermas Las coníferas tienen importancia económica ya que son utilizadas como fuente de madera, pasta de papel y otros productos, también en la construcción de casa, edificios, para cocinar. En nuestro país aproximadamente el 70% de la población cocina con leña. En el caso de que los pinos son utilizados para la elaboración de aceites esenciales y resinas que tiene una gran aplicación en la industrial y farmacéutica. De diversas especies de coníferas se extrae la trementina, resina oleosa que es usada como disolvente de pintura, materia prima para la fabricación de compuestos aromáticos sintéticos y algunos desinfectantes Actualmente en Nicaragua se ha calculado que las hectáreas cubiertas de pino ocupan aproximadamente una extensión de 460 500 hectáreas. De las cuales 142 500 hectáreas son utilizas por la industria siendo éstas sobreexplotadas y se espera que para los próximos años esta cantidad aumente considerablemente. Otro aspecto de las coníferas es la importancia ambiental que poseen ellas, las más relevantes son: • Sirven de hábitat para muchos seres vivos, brindan protección y refugio y también sirven de alimento para muchos organismos. Bosques de pinos
  • 54. 46 • Producción de agua: cuando llueve, gran parte del agua que cae en los bosques de coníferas se queda en el suelo por algún tiempo. Eso favorece a las plantas y a los animales que ahí viven. Después, como el suelo del bosque está cubierto por muchas hojas y restos de plantas, el agua de las lluvias pasa a través de esta cubierta. Se filtra como si pasara por una fina coladera, hasta que llega a depósitos subterráneos. Esta misma agua es la que la gente saca de los pozos y, así, la aprovecha. • El bosque, produce gran cantidad de oxígeno que es utilizado por los seres vivos para respirar. • Los árboles protegen la tierra de la erosión. Si no existieran los árboles, como en muchos sitios donde han sido talados los bosques, el suelo sería arrastrado por la lluvia y el viento. Y sólo quedarían grandes zanjas y rocas. Factores que amenazan a las gimnospermas en nuestro país En pareja, mencione algunos factores que amenazan a las gimnospermas en nuestro país. Según estudios realizados por el Instituto Nacional Forestal (INAFOR), los principales factores que amenazan a las gimnospermas en Nicaragua son: • La colonización de grupos humanos en tierras de vocación forestal. • La obtención de leña como recurso energético y uso principal asignado al bosque. • Más del 90% de la leña consumida proviene del remanente del bosque en las zonas secas, en donde al menos alguna especie maderable importante o de alto poder calorífico ya se encuentra en un acelerado proceso de desaparición. Salvemos Bosawás • La concentración casi del 50 % de la población nicaragüense en las zonas secas, estimándose que esta concentración aumenta cada día por la migración de pobladores (hombres y mujeres) del campo a las ciudades. • Los fenómenos climáticos (sequía, inundaciones).
  • 55. 47 • El fenómeno de sequía y la migración de masa que coinciden en una misma área, se agudiza precisamente ante la vulnerabilidad del ecosistema ya afectado por diversos factores, que provocan la degradación de los recursos naturales en general en la zona. • Las plagas y enfermedades, como en el caso de los pinares de Nueva Segovia que se han perdido cientos de hectáreas, provocados por el gorgojo descortezador. • La agricultura migratoria. • La persistencia de algunas prácticas agropecuarias tradicionales (quemas, labranza en suelos frágiles o pendientes). • Cambios en el uso de los suelos sin atender a su mejor vocación. • El desecamiento y contaminación de ríos y lagos. Medidas de protección y preservación de las gimnospermas Bosques despalados En la actualidad el INAFOR lleva a cabo la labor de normar, regular y controlar los planes de manejo y uso adecuado de los bosques, también velar para que éstos se ejecuten y se lleven a cabo en el territorio nacional. Para el cumplimiento de las actividades forestales en el país, esta institución otorga permisos de aprovechamientos bajo las siguientes modalidades: • Permiso de aprovechamiento para la ejecución de un Plan General de Manejo Forestal para áreas forestales de gran extensión. • Permiso de aprovechamiento para la ejecución de Planes Operativos en pequeñas extensiones. Se realiza en áreas menores donde el objetivo de la extracción es comercial. • Permisos de Uso Doméstico. Es otorgado para la extracción de pequeños volúmenes de madera para ser utilizada en el hogar. Otra labor que se realiza es la del establecimiento y manejoderegeneraciónnaturaldepinosy/oplantaciones, esto con el objetivo de minimizar los estragos causados por el cambio ecológico bien pronunciado en la zona de Las Segovias, producto de la afectación por el gorgojo y el crecimiento desmedido de la regeneración natural de pino, sin manejo en muchas áreas donde actualmente se desconocía el estado de crecimiento y desarrollo de los bosques de pinos. Regeneración natural del bosque de pino
  • 56. 48 También se están implementando medidas para minimizar los principales factores que amenazan a las gimnospermas entre éstas tenemos: • Reemplazar los árboles extraídos por nuevas plantaciones y no cortando en lugares donde el clima y el suelo no son aptos para cultivos o pastizales. Desde el punto de vista económico, tienen más valor unas pocas hectáreas bien reforestadas con maderas preciosas que las mismas manzanas utilizadas para potreros y cultivos. • Por ejemplo: La Costa Caribe, donde los suelos y el clima son más adecuados para conservar o restablecer bosques y desarrollar plantaciones forestales, en lugar de convertirlos en potreros. • Es recomendable combinar la agricultura con el bosque, plantando una junto al otro, mediante la práctica llamada agro-forestaría, esta manera de conservación ayuda a mantener la humedad, frena los vientos, evita la erosión y enriquece el suelo. • Controlar los cortes de madera y los fuegos forestales que se producen en ciertas épocas del año y en determinadas zonas del país. • Desarrollar leyes forestales, bien equilibrada entre la conservación y la producción, un manejo sostenido e integral de los bosques de coníferas, mayor conciencia ambiental, elevando el espíritu cívico y gran sentido de responsabilidad ante las futuras generaciones, de esta manera nuestro país podrá aprovechar sus recursos naturales y gozar de ellos de una manera más inteligente. En equipo, realice las siguientes actividades: Construya un periódico mural sobre los beneficios que brindan las plantas gimnospermas en su comunidad y al país. Dibuje un árbol de pino, su cono, una escama y una semilla, explique el esquema elaborado. Consulte: ¿Cómo puede contribuir con el desarrollo de programas que está implementando el INAFOR para al manejo adecuado de los bosques de pino en Nicaragua? Describa la importancia ambiental de los bosques de pinos ¿Qué maderas se exportan principalmente de nuestro país? ¿Qué ganancias reportan a Nicaragua?
  • 57. 49 En pareja, elabore un herbario de plantas Briofitas, Pteridofitas y Gimnospermas. El herbario, una colección de plantas secas Objetivos: • Aplicar la técnica que se sigue para preparar un herbario. • Tener en el aula distintos tipos de plantas para utilizarlos en el estudio de los principales grupos vegetales. ¿Qué es un herbario? Un herbario es una colección de plantas secas, que se almacenan de acuerdo con un orden determinado. Junto a cada planta debe constar, en una ficha, el lugar y fecha de recolección y el nombre completo y descripción de la planta. Planta seca y fijada Papel periódico Cartulina Etiqueta ¿Para qué sirve un herbario? La mejor manera de estudiar las plantas es observarlas en su medio natural y a lo largo de las distintas estaciones del año, sin embargo, esto muchas veces no es posible. Los herbarios sirven para estudiar las plantas cuando no es posible observarlas en la Naturaleza. Las plantas secas conservan la forma de sus órganos (raíces, tallos y hojas) y otros rasgos importantes. Materiales: • Papel periódico. • Cartulina o papel kraft. • Papel bond. • Pegamento o tape transparente. • Libros pesados o prensa de secado. Procedimientos • Recoja ramitas de plantas briofitas, pteridofitas y gimnospermas que tengan hojas y si es posible el fruto. Anote la fecha de recolección y también el lugar. Cada grupo deberá presentar 10 especies diferentes.
  • 58. 50 • Prepare un cuaderno de papel de periódico doblado por la mitad, donde colocará el material recolectado. Debe tener cuidado para que las hojas y las flores no queden dobladas. Diariamente tiene que sacarlas al sol, poniéndoles algún peso encima. • Cuando las muestras estén secas, péguelas en papel kraft o cartulina, 38 cm de largo y 32 cm de ancho. Cuando pegue las plantas procure hacerlo con mucho cuidado para que no se deteriore; pude usar tape transparente o pega. Elimina las hojas secas y rotas. Algunas hojas mostraran el haz y otras el envés. • Cada planta deberá estar rotulada, en un extremo del papel donde la pegó, con una tarjeta blanca con estas dimensiones: 10,5 cm de largo y 7 cm de ancho. Cada una deberá llevar los siguientes datos: Este trabajo se entregará por grupos y cada grupo deberá presentar 10 plantas de diferentes especies. La carátula debe llevar los datos siguientes: HERBARIO Grado: _____________________ Sección: ____________________ Equipo: 1. _________________________ 2. _________________________ 3. _________________________ 4. Fecha de entrega: _____________ Lugar Clasificación Familia Nombre científico Nombre vulgar
  • 60. 52 Animales vertebrados Piense y responda: Observe la portadilla. ¿Qué característica es común en estas especies? ¿Por qué se les llama animales vertebrados? ¿Qué animales vertebrados hay en su comunidad? La población se alimenta de animales vertebrados. Menciónelos La característica primordial que define a los vertebrados es que poseen un esqueleto interno articulado, en el que se distingue la columna vertebral o espina dorsal que actúa como un eje que soporta al cuerpo y permite su movimiento. Los vertebrados tienen las siguientes características generales: • Provistos de columna vertebral, formada por una serie de piezas articuladas llamadas vértebras, que permiten algunos movimientos y les dan cierta flexibilidad. • El cuerpo está dividido en cabeza, tronco y extremidades. • Hay individuos machos e individuos hembras, es decir, el sexo está diferenciado. Los vertebrados se clasifican en cinco grupos, llamadas clases .Esta clasificación indica que evolucionaron desde una existencia acuática hasta una terrestre. A continuación las clases según orden evolutivo: 1. Peces 2. Anfibios 3. Reptiles 4. Aves 5. Mamíferos En este texto se estudiaran las tres primeras clases. Los vertebrados (Vertebrata) son un subfilo muy diverso de cordados que comprende a los animales con espina dorsal o columna vetebral, incluye casi 62 000 especies vivientes y muchos fósiles.
  • 61. 53 Peces sin mandíbula (Los agnatos) Los peces evolucionaron de cordados primitivos agnatos (sin mandíbulas). De esta superclase sólo existe la clase Ciclóstomos. Son especímenes sin apéndices (sin extremidades, ni aletas pares), sin escamas, de cuerpo cilíndrico y boca chupadora que existieron hace millones de años. Lamprea y los peces brujas (mixinos) son las únicas especies sobrevivientes con características primitivas semejantes a la de estos cordados antiguos. Lamprea y peces brujas, actualmente están clasificados dentro de los peces menos evolucionados y primeros grupos de vertebrados sobre el planeta. Conservan características primitivas. La lamprea posee una boca chupadora para adherirse a los tejidos blandos de su presa. Son los únicos vertebrados parásitos, habitan en la desembocadura del río San Lorenzo, en EEUU. Depositan sus huevos y espermatozoides en los fondos arenosos de estos ríos. Aproximadamente en tres semanas; de los huevos fecundados sale una larva, en este estado pasa varios años viviendo en fondos lodosos. Sufren metamorfosis, transformándose en lampreas adultas que regresan al mar. Un adulto puede medir 1 metro de longitud. Peces condrictios (Esqueleto cartilaginoso) Actualmente casi todos viven en el mar y unos pocos en agua dulce. Es el caso del tiburón, de agua dulce que sólo existe en el lago de Nicaragua. Los tiburones son peces predadores los primeros condrictios, de los cuales evolucionaron las rayas, mantarrayas y otros peces aplanados. Se piensa que evolucionaron de peces denominados placodermos (primeros vertebrados con mandíbula ya extintos). Las rayas son animales aplanados, viven cubiertos de arenas para camuflarse de sus enemigos naturales. Se alimentan de almejas y mejillones. Otra característica que identifica a esta clase (condrictios), es su esqueleto cartilaginoso la cabeza termina en el borde anterior del primer orificio branquial. El tronco termina en el orificio anal. Más allá del cual se sitúa la cola, no poseen vejiga natatoria por lo que son nadadores activos para no hundirse. Las aletas pectorales están insertas en la musculatura por medio de elementos cartilaginosos independientes. Las aletas pueden estar modificadas en órganos copuladores que permiten la fecundación interna. a) Lamprea b) Mixina. Observe la falta de mandíbula (agnatos) y falta de aletas pares a) b) Tiburón Pez sierra Manta Pez martillo
  • 62. 54 El Cazón tiene la piel áspera como una lija, sus escamas son en forma de ganchitos o dentículos dérmicos, la boca la tiene colocada ventralmente, las branquias las tiene descubiertas y comunicadas con el exterior por medio de varios surcos transversales. Aleta dorsal dividida formando una aleta dorsal anterior y posterior. Peces osteíctios (Esqueleto óseo) Los peces óseos comprenden aproximadamente 20 000 especies de agua dulce o de mar, con variedad de tamaños, desde minúsculos hasta los esturiones de más de una tonelada. Los hay de una gran variedad de colores. Los restos fósiles disponibles indican que los peces óseos evolucionaron a partir de los placodermos (Pez mandibulado óseo ya extinto) independientemente de los peces cartilaginosos y aproximadamente en la misma época que éstos. No proceden de modo alguno de peces cartilaginosos. El pez óseo tuvo su origen en el agua dulce. A mediado del período devónico los peces óseos se habían diversificado en tres grupos: Peces con pulmones, peces con aletas carnosas y peces de aletas radiadas. Unos más desarrollados que otros. De los peces pulmonados han sobrevivido algunas especies en ríos de África Central, Australia y América del Sur. El pez de aletas radiadas dio origen a los peces modernos denominados teleósteos. Los peces de aletas carnosas se supone son los antecesores de los primeros vertebrados terrestres. Características generales de los peces osteíctios Estudiaremoslascaracterísticas de los peces, desde dos aspectos: el morfológico o estructura externa) y el anatómico, donde se estudian sus partes internas: Tiburón Cazón Estructura externa de un pez Hocico Narina Ojo Aleta pectoral Línea lateral Radio espinoso Aleta dorsal Radio blando Aleta dorsal Aleta caudal Aleta anal Aleta ventral Opérculo El Gaspar es un pez óseo pulmonado que vive en aguas carentes de oxígeno. Cuando la hembra es capturada, hay que limpiarla con mucho cuidado debido a que en sus ovarios hay presencia de veneno sus escamas son usada para fabricar adornos
  • 63. 55 Morfología de los peces La mayor parte de los peces tienen el cuerpo cubierto de escamas y una secreción viscosa le cubre y lubrica el cuerpo, esto les ayuda a deslizarse en el agua y huir de sus enemigos. El color del pez depende del color de su piel, pues las escamas son transparentes. El cuerpo de un pez está dividido en cabeza, tronco y cola. En la cabeza se localiza la boca, que puede estar en posición terminal (la más frecuente) o ventral. Los orificios nasales (nóstril o narina) pares conducen a un saco olfativo cerrado. No sirven para respirar. Los ojos son generalmente grandes y movibles. No tienen párpados, pues la córnea no necesita mantenerse húmeda. Los oídos están ocultos en el cráneo y no tienen abertura externa; funcionan como órganos del equilibrio y para detectar vibraciones transmitidas por los huesos de la cabeza. La cabeza tiene también varios orificios, pertenecientes a la línea lateral, la cual se prolonga, en la mayor parte de las especies, hasta la cola. Aletas: las aletas, los órganos locomotores y estabilizadores más característicos de todos los peces, pueden ser pares como las ventrales o abdominales y las pectorales. Son impares la dorsal que puede continuarse en la cola, como en la anguila. También pueden unirse varias aletas dorsales (dos en el mújol, tres en el bacalao). Los atunes y las caballas están dotados de una serie de espínulas que tienen sin duda la función de reducir la resistencia de las capas de agua en contacto con el cuerpo. Las aletas pares, pectorales y ventrales, corresponden a los miembros de los otros vertebrados y permiten el desplazamiento en el seno del medio acuático. La aleta caudal funciona como un timón para dirigir al pez. En los peces óseos, las pectorales están unidas al cráneo. Todas las aletas, a excepción de la primera dorsal, son flexibles, todas las demás aletas están sostenidas por radios óseos y cartilaginosos. Anatomía interna de los peces En la anatomía de los peces podemos estudiar los siguientes sistemas: El aparato digestivo: está claramente diferenciado, formado por la boca, esófago, estómago y el intestino con varios ciegos pilóricos, hígado y un rudimento de páncreas, carecen de glándulas salivales. Estructura interna de un pez Riñones Vejiga natatoria Vejiga urinaria Gónadas Bazo Intestino Apéndices digestivos Vesicula biliar Hígado Corazón Estómago
  • 64. 56 Alimentación: casi todos los peces son carnívoros, alimentándose de otras especies más pequeñas y de infinidad de organismos marinos, como moluscos, crustáceos, etc. En la primera etapa de su vida se alimentan de pequeños organismos, tanto animales como vegetales (plancton) otras especies viven casi exclusivamente de algas y demás plantas acuáticas. El aparato respiratorio: consta de faringe y branquias. La respiración se efectúa por medio de branquias, el agua penetra por la boca, pasa a través de la faringe y se pone en contacto con las branquias, por cuyos capilares pasa constantemente la sangre; allí la sangre toma oxígeno disuelto en el agua y deja libre el anhídrido carbónico; el agua finalmente sale por las aberturas branquiales. Existen unas pocas especies pulmonadas. Aparato circulatorio El corazón consta solo de dos cavidades, aurícula y ventrículo; existe también un cono arterial y un seno venoso que funcionan como cavidades del corazón. La circulación es sencilla y completa. Esto significa que la sangre sólo tiene un único recorrido. Este tipo de circulación es propia de los vertebrados menos evolucionados como los peces. En los peces la sangre sale del corazón llega a las branquias donde se oxigena, luego se riega en los tejidos, regresando finalmente al corazón para repetir el ciclo. La sangre venosa se revuelve con la arterial. Temperatura del cuerpo variable y de sangre fría, lo que significa que la temperatura de su cuerpo es igual que la del ambiente que lo rodea. Presentan esqueleto óseo o cartilaginoso. Aparato excretor: consta de dos riñones son estructuras primitivas, un uréter para llevar la orina hasta la vejiga urinaria y de donde es expulsada al exterior a través de un poro urogenital situado posteriormente al ano. Sistema nervioso: en los peces aparece por primera vez en la evolución un verdadero cerebro y médula espinal, aunque poco desarrollado, un bulbo olfativo y dos lóbulos ópticos prominentes. Tienen diez pares de nervios dorsales y un sistema de nervios espinales con un cordón nervioso central protegidos por las vértebras. El sentido de la vista y oído están pocos desarrollados. Reproducción: su fecundación es externa, se producen por huevos o sea son ovíparos, sus sexos están separados. Las hembras ponen desde un centenar a millones de huevos, según la especie, y éstos quedan, por lo general a merced del agua de las corrientes. En pocos casos son colocados en excavaciones de la arena o en hendiduras de las rocas; excepcionalmente son protegidos por los padres, como sucede con los caballitos de mar, que tienen una bolsa ventral en donde son colocados los huevos hasta que se desarrollan los pequeños caballitos de mar y son expulsados posteriormente uno a uno. Algunos osteíctios son de fecundación interna. En los peces la sangre tiene un único recorrido. La sangre venosa se revuelve con la arterial Branquias Corazón La reproducción en los peces es externa
  • 65. 57 Importancia de los peces Nuestro país cuenta con una considerable hidrografía que se manifiesta en numerosas lagunas naturales y artificiales que albergan una gran variedad de peces dulceacuícolas. A los grandes lagos drenan numerosos ríos y riachuelos que hacen de su cuenca una de las más grande de la región con un elevado número de especies. Tanto en el Lago Cocibolca como en ciertas lagunas existen especies endémicas. Se han reportado ocho especies endémicas de peces para Nicaragua. Las familias de peces más abundantes y comúnmente distribuidas en nuestras aguas, los Cichlidae conocidos como guapotes y mojarras; los Characidae que son los sabalotes y machacas y los Poecilidae o más popularmente conocidas como pepescas. La importancia económica de los peces es histórica e inmensa; la carne de pescado se puede consumir frita, cocida, salada, ahumada y en conserva. El ser humano explota cada día los mares, lagos y ríos para obtener este recurso. Es un recurso alimenticio rico en proteínas y el hígado es rico en vitamina A , D y fósforo . Son parte importante del ciclo del fósforo. Otros usos son la fabricación de fertilizantes nitrogenados a partir de peces y sus desechos. La harina de pescado es rica en proteínas y como resulta barata, se le mezcla con otras harinas que el ser humano produce para su alimentación y la de los animales, se usan en la fabricación de alimentos para animales domésticos. Las escamas de pescados se usan a veces para la fabricación de perlas artificiales. La cola de pescado (colapez o gelatina de pescado), un tipo de gelatina, se obtiene de la vejiga natatoria de ciertos peces y además se hace cola o pegamentos con restos de peces. Algunas especies de gran importancia económica y por el valor nutritivo de su carne son: El sábalo: vive en la desembocadura de los ríos. Esta especie es utilizada en la industria alimenticia Los chulines o barbudos: son peces de agua dulce: lagos y ríos. Su carne es muy apetecida La corvina: su carne es muy estimada. Su buche se pone a secar y se exporta para fabricar gelatinas de alta calidad El pargo: tiene gran importancia en la economía pesquera, se le encuentra en aguas del Mar Caribe y del Océano Pacífico de Nicaragua
  • 66. 58 Superclase Clase Orden Suborden Espécimen Agnatos (carecen de mandíbulas) Cefalospidomorfos Ciclóstomos Lamprea Peces Condrictios (esqueleto cartilaginoso) Seláceos Escualos Carcharhinus nicaragüensis Batoideos Raya Osteíctios ( Peces óseos) Ganoideos Esturión Teleósteos (peces comunes) Pez pargo Atún Dipnoideos ( peces pulmonados) Dipnoideos (peces pulmonados) CLASIFICACIÓNDELOSPECES Superclase peces Introducción Los peces constituyen el grupo más numeroso de los vertebrados. Los peces son de hábitos acuáticos; se les encuentra en el mar, ríos, lagos y océanos. Son animales de cuerpo alargado y forma hidrodinámica, ideal para desplazase en el medio acuático. Demuestre sus conocimientos Con un (a) compañero (a) realice las cuestiones siguientes: Elabore un cuadro sinóptico donde refleje las características de los peces. Investigue, sobre los tipos de peces que se encuentran en las aguas de ríos, lagos, lagunas y mares de Nicaragua. Converse con miembros de su familia y vecinos sobre cuáles son los nutrientes que aporta el pescado al ser humano. Indague por qué los zoólogos afirman que los manatíes, los delfines y las ballenas no son peces.
  • 67. 59 Clase Anfibios Observe detenidamente la siguiente ilustración y comente: ¿Qué característica de esta especie es común a la superclase peces? ¿En qué otra especie conocida por usted, se encuentran características similares? ¿En qué lugares o hábitat ha visto esta especie? ¿Cómo se desplazan? Describa color, patas, cubierta de la piel. Relacione lo que come con el lugar donde vive. Ciertamente que usted conoce mucho de esta especie. Las ranas, sapos, salamandras y tritones forman la clase anfibios. Los anfibios también llamados batracios, constituyen en la evolución de las especies, una clase intermedia entre los peces y los reptiles. La palabra anfibios significa ambas vida, esto obedece a que en la primera etapa de la vida son de hábitos acuáticos, y en la vida adulta son terrestres, de ecosistemas húmedos, aunque generalmente suelen combinar ambas formas de vida. Los anfibios tienen mucha dificultad para permanecer lejos de la humedad debido a que respiran por la piel y la deben mantener húmeda para que en el agua se disuelva el oxígeno del aire y realizar la respiración. Clasificación de los anfibios Subclase Orden Característica Gymnophiona (Ápoda) Cuerpo dividido en anillos, sin extremidades, culebra de dos cabezas, Cecilios. Urodelos o Caridata Larvas con colas, cuatro extremidades casi iguales, salamandras. Lissanphibia Salientia o Anura Sin cola cuando son adultos y con cuatro pares de miembros, patas posteriores mucho más largas sapos y ranas. Ranita verde del Mombacho Si piensa que la rana es la hembra del sapo se ha equivocado. Existe rana macho y rana hembra. Sapo macho y sapo hembra. La rana y el sapo pertenecen a la misma clase y subclase, orden, familia y géneros diferentes.
  • 68. 60 Morfología de los anfibios Iniciaremos el estudio de este tema describiendo un sapo ejemplar representativo de este grupo y los rasgos evolutivos entre los diferentes órdenes que pertenecen a esta clase. La piel es desnuda carece de escamas y pelos, se mantiene húmeda, es blanda y glandular. La forma del cuerpo del sapo es corta y rechoncha, en el cual se puede distinguir una cabeza triangular que se une directamente al tronco, no existe cuello propiamente. La boca es muy ancha y los ojos son grandes y protegidos por parpados y una membrana nictitante; las aberturas nasales son dos bien pequeñas. El oído está a ras de piel y no tiene pabellón. Dentro de la boca se encuentra una lengua gruesa mojada de saliva pegajosa; dicha lengua puede ser proyectada hacia afuera para capturar los insectos. Los dientes apenas se notan, porque son muy pequeños. Tienen cuatro miembros: los anteriores o delanteros son cortos y con cuatro dedos, y los posteriores son más largos y con cinco dedos. En todas las especies los dedos anteriores están libres y los posteriores unidos por una membrana interdigital completa o rudimentaria. Las patas posteriores tienen fuertes músculos y en tierra les sirven para saltar, forma usual de locomoción en los anfibios anuros y en el agua para impulsarse cuando nadan, otra forma de locomoción corriente en estos animales. Estructura interna de los anfibios Esqueleto óseo, el cráneo se articula por medio de los cóndilos occipitales. Aparato digestivo: es más parecido al de los peces que al de los reptiles, pero algo más complejo. Consiste en; la boca, el esófago, el estómago, que es un simple ensanchamiento del anterior. Por primera vez aparece el intestino dividido en delgado y grueso, es un avance en la evolución. Posee como glándulas anexas el hígado y el páncreas; existe también vesícula biliar, pocos rudimentarios. La alimentación se basa en los vegetales durante la fase larvaria y está compuesta por artrópodos y gusanos en el estado adulto. La principal fuente de alimentos en el estado adulto la constituyen los insectos, como orugas de mariposas y gusanos de tierra. Orificio Nasal Esófago Boca Lengua Corazón Vesícula biliar Hígado Páncreas Estómago Intestino delgado Intestino grueso Bazo Testículo Vejiga Ano Uréter Riñón Pulmón Aorta dorsal Cordón nervioso Tímpano Cerebro Estructura interna de un sapo Extremidad posterior Extremidad anterior Ojo Tímpano Estructura externa de un sapo
  • 69. 61 Aparato respiratorio: la respiración se efectúa mediante las branquias en la etapa de renacuajo, en la etapa de adulto respiran por los pulmones, la piel y la mucosa bucal, separadamente o en combinación. En su estado larvario sólo tienen branquias y algunos las conservan toda la vida. Aparato circulatorio: el corazón está formado por tres cámaras: dos aurículas y un ventrículo en el adulto; en cambio, en el renacuajo sólo existe una aurícula y un ventrículo, como en los peces. Se dice que la circulación es doble porque hay circulación mayor y circulación menor. La sangre arterial se revuelve con la venosa en menor proporción que en los peces. Parte de la sangre llevada por vasos superficiales a la piel se purifica parcialmente por acción de la respiración cutánea. Obviamente que la circulación de los anfibios es más desarrollada y eficiente que la de los peces. Temperatura del cuerpo variable, tal y como ocurre en los peces. Aparato genitourinario: este comprende un par de riñones de forma alargada y colocados dorsalmente; cada uno de ellos tiene un conducto llamado canal de Wolff, o uréter, que desembocan en una dilatación de la cloaca llamada vejiga urinaria. El aparato genital masculino comprende dos testículos y vasos deferentes; la hembra posee un par de ovarios que comunican por el oviducto con la cloaca. Sistema nervioso: el sistema nervioso central se compone del cerebro, formado por dos lóbulos olfatorios alargados y dos lóbulos ópticos redondeados; detrás de estos últimos se encuentra el cerebelo, de donde parte la médula espinal y de esta última se originan diez pares de nervios raquídeos. Sentidos: el olfato tiene su base en las cavidades nasales, en donde existen numerosas ramificaciones de los nervios olfativos que parten del bulbo olfativo. El tacto está localizado en toda la piel, pues existen numerosas células sensitivas. La visión es producida por ojos compuestos bastantes perfeccionados y protegidos por párpados. El gusto tiene su origen en papilas gustativas de la lengua. El oído se compone de un oído medio y un oído interno; carecen de oído externo o pabellón de la oreja. En los anfibios la circulación es doble e incompleta Aurícula derecha Aurícula izquierda Pulmón ArteriasVenas Tejidos Capilares Ventrículo Sangre rica en dióxido de carbono Sangre rica en oxígeno Mezcla de sangre
  • 70. 62 Ciclo de vida de un anfibio Reproducción: los anfibios poseen sexos separados, existiendo muchos casos de dimorfismo sexual. Presentan fecundación externa ejemplo los sapos y las ranas (anuros o sin colas) y fecundación interna ejemplo tritones y salamandras (urodelos). La mayorparteovíparos,muypocosovovivíparos.Losdepositan generalmente en agua dulce generalmente envueltos en una sustancia gelatinosa. Sufren metamorfosis, los huevos tras una fecundación externa, son depositados en el agua, al eclosionar sufren las crías en estado larvario, llamadas en muchos casos renacuajos, que nadan y respiran por branquias, presentan cola y una boca circular. Crecen sin mayores cambios hasta que completan su desarrollo, en este momento se da la metamorfosis, pues pierden branquias, se les destruye progresivamente la cola, desarrollan primero las patas posteriores, después las anteriores y los pulmones se agrandan. Las larvas de los anfibios viven en las aguas dulces, mientras que los adultos, por lo general llevan una vida semi-terrestre, aunque siempre en lugares húmedos. En muchas especies se mantienen en la fase adulta hábitos acuáticos y natatorios. Metamorfosis de la rana y del sapo Adulto Huevos Larvas Renacuajo con branquias externas Renacuajo con branquias internas Rana o sapo joven Foto de Gunmther Kohler Salamandra (Bolitoglossa mombachoensis) Volcán Mombacho
  • 71. 63 Los anfibios de Nicaragua En Nicaragua se han identificado 67 especies de anfibios, de las cuales 53 son ranas, 6 sapos o bufos, 6 salamandras y 2 cecilios. En la nebliselva del Volcán Mombacho habita una salamandra como especie endémica( la Bolitoglossa mombachoensis) es decir que sólo en este microclima existen las condiciones ideales para su desarrollo. Los cecilios tiene el aspecto de gruesos y alargados gusanos; viven en los trópicos húmedos son de hábitos subterráneos, o se refugian debajo de la hojarasca y los troncos podridos. En Nicaragua existen dos especies, se les llama equivocadamente culebra de dos cabezas, mano de piedra, culebrita ciega y suelda con suelda. Importancia de los anfibios Desde el punto vista económico, su importancia no es valorada, sin embargo, se debe tener en cuenta que todos son insectívoros y por tanto, un factor importante en el control biológico de insectos. La extinción o disminución significativa de poblaciones de anfibios, podría convertirse en la multiplicación de insectos hasta convertirse en plagas dañinas para los cultivos y el ser humano. Sus huevos y los renacuajos sirven de alimento a muchas especies de peces, lo mismo a muchas aves acuáticas, especialmente a las garzas. Lo cual significa que como todas las especies, tienen mucha relevancia ecológica en las cadenas alimentarias. Frecuentemente se utilizan los anfibios en los laboratorios biológicos y médicos para experiencias de fisiología y en investigaciones embriológicas. Demuestre sus conocimientos De forma individual. • Formule hipótesis, del porqué los anfibios o batracios, no se han independizado totalmente del agua. • Identifique en el contenido, características evolutivas de los anfibios con respecto a los peces. • Redacte un párrafo, explicando la importancia ecológica de los anfibios.
  • 72. 64 Clase reptiles Reflexione: ¿Qué relación encuentra entre un garrobo, una serpiente y una tortuga? ¿Por qué a este grupo de animales se les denomina reptiles? ¿Qué vertebrados del grupo de los reptiles conoce? Los reptiles son animales vertebrados, cuyo nombre se deriva de su peculiar forma de desplazarse, arrastrando el vientre total o parcialmente, debido a la carencia de extremidades o por ser éstas muy cortas. A esta clase pertenecen lagartos, tortugas, iguanas, garrobos, serpientes, cocodrilos, entre otros. Se cree que los reptiles evolucionaron de los anfibios con los cuales tienen en común el ser animales de temperatura variable, además de ciertas analogías estructurales, pero también presentan características que significan progreso en la evolución; que le ha permitido adaptarse al medio terrestre con mucho mayor éxito que los anfibios. Estudiaremos en este tema su clasificación más general, considerando rasgos evolutivos, sus características y su importancia. Clasificación de los reptiles Los reptiles se clasifican en las ordenes siguientes: 1. Crocodilinos: Caimanes, Baba, Cocodrilo. 2. Scuamata 3. Testudines o Quelonios: Tortuga 4. Rincocéfalos: Tuatara de Nueva Zelanda. Subórdenes Serpientes: cascabeles Saurios: lagartijas, iguana, Tortuga marina CoralLagarto Dimorfismo sexual en Norops cupreus “Anolis común” Clase Reptilia. Familia iguanidae. A) macho B) hembra A B
  • 73. 65 Morfología de la lagartija Iniciaremos el estudio de este tema describiendo la lagartija ejemplar representativo de los rasgos evolutivos entre los diferentes órdenes que comprende. El cuerpo es alargado y completamente óseo. Se nota la presencia de tres regiones: cabeza, tronco y extremidades. La cabeza está unida al tronco por un cuello grueso, que no permite mayor diferenciación entre ambos. La cabeza es aplanada por encima y se prolonga en forma de hocico, en cuyo extremo se encuentran dos orificios nasales comunicados con la boca. Cráneo articulado a la primera vértebra. En las lagartijas ambas patas terminan en cinco dedos largos, pero en los caimanes las posteriores tienen solo cuatro dedos. La cola de la lagartija es gruesa y cilíndrica en su unión con el tronco y se va adelgazando posteriormente hasta hacerse muy fina; su largo sobrepasa el del resto del cuerpo. En la base de la cola por la parte inferior, se encuentra la abertura cloacal. Piel cubierta de escamas o placas como medio de protección contra la desecación. La piel requiere ser mudada frecuentemente, fenómeno que sucede de dos a cuatro veces durante el año y recibe el nombre de muda. El tronco es aplanado y de él parten cuatro extremidades, dos anteriores y dos posteriores; ambas muy cortas colocadas lateralmente de forma que apenas alcanzan a levantar al animal, por lo cual, generalmente, toca el suelo con el abdomen, que va gastándose paulatinamente. Hacia los lados están los ojos, protegidos por los dos párpados y la membrana nictitante. La vista alcanza una gran perfección. Los ojos en posición lateral o frontal. Los oídos están situados a ras de la piel, detrás de los ojos sin pabellón pero protegidos por una membrana timpánica. En general el sentido del oído es muy agudo. Estructura externa de un lagarto Cloaca Patas con cinco dedos con uñas Cola con capacidad de autoamputarse Tímpano Boca Fosas nasales Ojos (con tres párpados) Piel con escamas epidérmicas
  • 74. 66 Anatomía de la lagartija La respiración es pulmonar la presencia de pulmones bien desarrollados es un rasgo evolutivo que caracteriza a esta clase, ya que ellos son capaces de respirar aire atmosférico. Esto les permite mayor adaptación a la vida terrestre en comparación con los anfibios, aunque algunas especies suelen vivir en humedales. En las serpientes existe un solo pulmón; el izquierdo está atrofiado, en tanto el derecho está considerablemente alargado siguiendo la forma del cuerpo. Temperatura interna variable: como sus ancestros los anfibios Aparato digestivo: generalmente consta de una lengua larga, retráctil y bifurcada o sea partida en dos. La principal función de esta lengua es táctil y contribuye también a empujar las presas (insectos, gusanos, arañas) que captura y traga enteras.Tiene boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado cuya primera porción recibe el nombre de duodeno, y finalmente desemboca en un intestino grueso, corto cuya última porción forma la cloaca. Existen glándulas anexas: el hígado, el páncreas. Es un rasgo evolutivo con respecto a los anfibios. Estas estructuras permiten mejorar la digestión de los alimentos y hace más variada la dieta de los reptiles. La lengua de los lagartos y serpientes reúne las funciones gustativas y táctiles, en sus bordes presentan numerosas papilas sensoriales lo que las coloca en ventaja en cuanto a la selección e identificación de sus alimentos con más éxitos que otras especies que pertenecen a esta misma clase de animales. Esta es una característica evolutiva que aparece en el lagarto y las serpientes. Estructura interna de un lagarto Tráquea Corazón Hígado Páncreas Intestino Ovario Tráquea Pulmón Vesícula biliar Estómago Oviducto con huevos Vejiga Cloaca Uréter Los reptiles poseen un corazón más evolucionado dentro del grupo de los reptiles y con respecto a los anfibios
  • 75. 67 El olfato radica en las fosas nasales, presentan desarrollado el órgano vómero-nasal u órgano de Jacobson, cuya función principal es obtener sensaciones olfatorias del alimento en la boca. Aparato circulatorio: la circulación es doble pero incompleta. Enlamayoríadelosreptiles,elcorazónsólotiene tres cavidades, dos aurículas y un ventrículo (semejante al de la rana adulta) pero se inicia la tabicación del corazón. En la evolución de las especies, este tabique se desarrollará en aves y mamíferos para separar la sangre venosa de la arterial. Debido a que en los reptiles, el tabique del corazón es incompleto. En estos animales se mezclan la sangre venosa y la arterial. Los cocodrilos son los más evolucionados dentro de esta clase, el corazón es de cuatro cavidades y llega a completarse el tabique interventricular, pero la sangre posteriormente se mezcla al salir de los ventrículos por sendas arterias. El resto del aparato circulatorio está constituido como en los demás vertebrados por arterias, venas y capilares. Los glóbulos rojos de la sangre poseen núcleo. Aparato reproductor: los sexos están separados, la fecundación es interna y casi todos los reptiles se reproducen por medio de huevos que se desarrollan fuera de la madre, es decir son ovíparos. Algunos, sin embargo, aun cuando el huevo está recubierto de una costra calcárea blanda, se desarrollan dentro de la madre; son ovovivíparos. La mayoría los entierran y otros los dejan expuestos al calor solar. La puesta puede ser desde un par hasta algunos centenares, como en las tortugas marinas. Los huevos de la lagartija son redondos y de concha endurecida, no presentan metamorfosis y las pequeñas lagartijas al nacer son semejantes a sus progenitores y están en capacidad de procurarse el alimento por sí solas. Aparato genitourinario: está compuesto por un par de riñones alargados, cada uno con su conducto o uréter, que desemboca en la vejiga urinaria, la cual a su vez vierte su contenido en la cloaca, de donde es expulsado al exterior. En la cloaca, desembocan los conductos genitales y urinarios. El sistema nervioso está formado por el encéfalo y doce pares de nervios craneales, es notablemente más desarrollado que el de sus antecesores, los lóbulos olfatorios están reducidos, en cambio son muy desarrollados los lóbulos ópticos y el cerebelo; también son notables los hemisferios cerebrales, pero de superficie lisa. En los reptiles la circulación es doble e incompleta Ventrículos CapilaresTejidos Sangre rica en oxígeno Sangre rica en dioxído de carbono Arterias Aurícula izquierda Pulmones Aurícula derecha Tabique interventrícular incompleto Venas Arteriolas
  • 76. 68 Especies representativas son: el caimán, el cocodrilo y el lagarto que alcanzan hasta cuatro metros de largo. El cocodrilo es el más evolucionado entre todos los reptiles, por el nivel de desarrollo de su corazón con cuatro cavidades (dos aurículas y dos ventrículos) y por poseer los dientes implantados en alvéolos (cavidades). Se caracterizan por su tamaño relativamente voluminoso, su cuerpo recubierto de placas corneas de origen epidérmico, que recubren placas óseas dérmicas, gruesas y resistentes. La cola es larga, aristada dorsalmente y aplanada lateralmente, le sirve de timón al nadar y de órgano de defensa. Estas especies sufren letargo en el invierno La alimentación de estos reptiles es principalmente carnívora, incluyendo sapos, ranas, culebras, peces, aves y mamíferos. Son animales agresivos, y si se les presenta la oportunidad, atacan al ser humano. Viven siempre a la orilla de ríos, lagos y lagunas, son excelentes nadadores. Orden Escuamatos Sub-Orden Serpientes Para reconocer que la mordedura de una serpiente es venenosa. Hay que analizar rápidamente la seña que deja la mordedura. Las serpientes son los animales más característicos de este grupo de reptiles, debido a que carecen de patas, por lo cual su movimiento de locomoción sólo es posible reptando, o sea moviendo su cuerpo onduladamente, gracias a músculos transversales y longitudinales que recorren todo su organismo. Las serpientes abundan en las regiones tropicales y disminuyen con el clima frio. Las hay inofensivas pero también hay venenosas En Nicaragua se han registrado más de 90 especies de serpientes, siendo unas 10 víboras, como la terciopelo o barba amarilla, la matabuey, la mano de piedra, la tamagás, la cantil, la cascabel y las más pequeñas corales. El veneno del cascabel paraliza el corazón y los pulmones de sus presas, que mueren asfixiadas. El veneno del resto de las víboras licúa la sangre de sus víctimas. La sangre brota por los poros y orificios del cuerpo de la victima en ambos casos sobreviene la muerte si no se trata con urgencia el caso. Todas las víboras dan a luz a sus crías vivas, salvo la matabuey que es ovípara. Orden Cocodrilianos
  • 77. 69 Sub-Orden Saurios Comprende varias familias (iguanas, lagartijas, camaleones, geckos) de diversos tamaños y colores. Las características generales se estudiaron con una especie representativa de este grupo. Por lo general estos saurios son ágiles corredores, trepadores e incluso nadadores. Orden Quelonio A este grupo pertenecen todas las tortugas tanto marinas como terrestres. Son consideradas fósiles vivientes por ser una especie muy antigua. Visitan las playas de Nicaragua, cinco especies de tortugas oceánicas: la paslama, la tora, tortuga verde, la caguama o tortuga cabezona y la carey. Cada hembra excava un nido en la arena y deposita de 10 a 12 docenas de huevos, que cubre y esconde con arena, tapando el agujero con sus patas. Las tortuguitas nacen a los 48 días y de inmediato los tortuguillos se dirigen al mar. Están en peligro de extinción por el alto consumo comercial de sus huevos, colectados por los que irrespetan los lugares de desove y las épocas de veda. La tortuga paslama acude en arribadas (masivamente) a depositar sus huevos a las playas particularmente en los refugios de vida silvestre Chococente en el departamento de Carazo y la Flor en el departamento de Rivas (ver períodos de vedas) La tortuga Tora, también visita estas playas, pero es mas rara y de hábitos solitarios. En la Costa Caribe es común la Tortuga Verde, de hábitos herbívoros, que se congrega en gran número alrededor de los Cayos Miskitos, se encuentra en peligro de extinción debido al alto consumo de su carne. La tortuga marina ayuda a la estabilidad del ecosistema marino como las praderas de pastos marinos y los arrecifes de coral. Importancia de los reptiles Casi todas las lagartijas son útiles a los seres humanos porque este reptil se alimenta de insectos, por tanto contribuye a eliminarlos. Así mismo podríamos decir de las iguanas (herbívoras) son consumidas por algunos pobladores con la que suelen preparar platillos típicos particularmente en Semana Santa. En la costa Caribe de Nicaragua, los pueblos Mayagnas, Miskitos, Ramas, entre otros, tienen como costumbre ancestral el suministro básico de alimento con la tortuga marina, por esa razón se les sigue permitiendo su consumo. La piel de las culebras, los caimanes y de los cocodrilos ha sido utilizada para elaborar una variedad de objetos, como fajas, bolsos, billeteras y zapatos. Particularmente el caimán durante mucho tiempo fue cazado sin control para aprovechar su cuero, del cual los talabarteros hacen finas prendas, como carteras, fajas, zapatos; esto trajo como consecuencia su casi total exterminio.
  • 78. 70 Demuestre sus conocimientos Establezca comparaciones entre peces, anfibios y reptiles. Enfatice en los rasgos evolutivos entre los grupos estudiados. Sistemas a comparar Características a comparar Peces Anfibios Reptiles Aparato digestivo Aparato circulatorio Aparato respiratorio Sistema reproductor Investigue en su hogar cuales son los reptiles que hay en su comunidad y en nuestro país. Explique por qué se dice que los anfibios y reptiles tienen circulación doble pero incompleta. Animales en peligro de extinción de los grupos estudiados Los expertos coinciden en que los anfibios, por su piel permeable, dietas variables y un ciclo de vida que combina agua y tierra, son muy vulnerables a los cambios ambientales. Se cree que la disminución mundial de este grupo se debe, entre otros factores, al aumento de los rayos ultravioleta del Sol por la reducción de la capa de ozono, al cambio climático global, a los pesticidas y al desarrollo de nuevas enfermedades, como una infección recién descubierta causada por un tipo de hongo parásito acuático, que parece ser el causante de la disminución de poblaciones en Australia y América Central. El impacto del huracán Mitch provocó en Nicaragua que tengamos 98 especies en peligro de extinción. De estas, ocho reptiles, diez anfibios y 22 peces. Medidas de protección y conservación Las medidas de protección son en primera instancia las que se establecen en la Ley General del Medio Ambiente. Las medidas de medio ambiente, el Sistema Nacional de procedimientos administrativos enfocados a la protección, el acceso y el uso sostenible de la fauna y flora silvestre. Medidas que todos estamos obligados a reforzar y cumplir: • Respeto a la veda decretada en periodos de reproducción decretadas por el Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales (MARENA), la que es actualizada anualmente, presentando períodos de veda indefinidos y parciales. En estos períodos no se permite la caza, pesca, traslado, comercialización de especies amenazadas y/o en peligro de extinción. Para prevenir el exterminio de la fauna silvestre y que los animales tengan la oportunidad de crecer y reproducirse. • Todas las especies de tortugas marinas están en veda indefinida, por estar en peligro de extinción.
  • 79. 71 • MARENA, el ejército y la población organizada en los gabinetes del poder ciudadano, son los garantes para el cumplimiento de los períodos de vedas. • Nuestras leyes también prohíben la pesca con dinamita y/o sustancias tóxicas que puedan dañar el medio-ambiente. • MARENA desarrolla planes especiales para la protección de la tortuga marina durante la veda que es indefinida, en las que no se permite la extracción de huevos en las playas donde desovan. • MARENA ha creado zonas de refugio en las áreas protegidas y zoocriaderos en las estaciones biológicas. • Es obligación de todos y todas, apoyar y participar en las campañas de educación ambiental en los colegios que están en la geografía de las áreas protegidas. • El MINED participa con los estudiantes en estas campañas con los colegios que están ubicados en las zonas de amortiguamiento. Organismos ambientalistas acompañan esta labor en las escuelas de estas zonas. • No talar árboles ni quemar el monte. Porque los animales huyen a otros lugares y pueden llegar a desaparecer. Recuerde: Para proteger nuestro recurso fauna, nuestras leyes prohíben: • Destruir cuevas, nidos, crías o huevos de animales silvestres. • Cazar y pescar en períodos de veda. • Comerciar con animales silvestres en los períodos de vedas establecidos por MARENA. • Pescar con dinamita u otro explosivo y sustancias tóxicas que puedan dañar la flora y la fauna acuática. • Tala indiscriminada de árboles. Los árboles y los bosques son el hogar de muchas especies. En aras de proteger y conservar la especie tortuga carey, el Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales (MARENA) en conjunto con Flora y Fauna Internacional y en apoyo al Proyecto Carey del Estero Padre Ramos, están desarrollando una serie de actividades de protección de los recursos naturales con especial énfasis en la conservación de la tortuga carey por ser una especie en peligro de extinción.
  • 80. 72 El delegado del MARENA en el departamento de Chinandega, indicó que ahora que las tortugas han sido marcadas con dispositivos satelitales, éstas podrán ser monitoreadas para conocer hacia que rumbos se movilizan y el tiempo en que regresan al estero. Pedrito, Venecia, La Tigra y Marenita, son los nombres de las cuatro tortugas carey que fueron marcadas con un dispositivo de rastreo satelital y posteriormente liberadas en el Estero Padre Ramos, en el departamento de Chinandega. El coordinador de Flora y Fauna Internacional en Nicaragua, manifestó que la labor desempeñada por los pobladores del Estero Padre Ramos y todas las comunidades aledaña es un trabajo verdaderamente importante que contribuye en gran medida a la protecciónyconservacióndelaespeciedetortugacareyentodalaregióncentroamericana. (Extraído del periódico el 19 Julio 2010). Las tortugas marinas y otros reptiles abajo citados, son especies de la fauna silvestre en peligro de extinción. Sus poblaciones se han venido reduciendo en forma acelerada, principalmente por el uso inadecuado que los seres humanos hemos hecho de este recurso natural renovable. Como medida preventiva para su conservación MARENA cada año establece las vedas de flora y fauna silvestre y aplica el período de veda indefinido para las especies en peligro de extinción. Vedas nacionales de especies de reptiles, año 2013 NOMBRE CIENTÍFICO NOMBRE COMÚN PERIODO DE VEDA Caretta Tortuga caguama Indefinido Chelonia mydas agassizzi Torita, tortuga negra del Pacífico Indefinido Chelonia mydas Tortuga verde en el Atlántico Indefinido Dermochelys cariacea Tortuga tora Indefinido Eretmochelys imbr icata Tortuga carey Indefinido Lepidocheysl olivacea Tortuga Paslama Indefinido Crocodylus acutus Lagarto, lagarto negro o Karas, lagarto amarillo Indefinido Ungaliophis panamensis Chatilla, boa de Panamá Indefinido Ctenosaura quinquecarinatus Largartija cola chata Indefinido Ctenosaura similis Garrobo negro 1º Enero / 30 abril Iguana iguana Iguana verde o Garrobo lapo 1º Enero / 30 abril Basiliscus Gallego café 1º Abril / 31 agosto Basiliscus plumifrons Gallego verde 1º Abril / 31 agosto Basiliscus vittatus Basilisco 1º Abril / 31 agosto Boa constrictor Boa común 1º Abril / 31 agosto Lampropeltis triangulum Falso coral 1º Abril / 31 agosto
  • 81. 73 Recuerde: • La fauna es un recurso natural renovable. Su cuidado es responsabilidad de todos y todas. Demuestre sus conocimientos • Busque imágenes o dibujos de los tres grupos de animales que estudió y elabora un álbum reflejando sus características evolutivas y los beneficios que brindan al ambiente • Haga un mural educativo que sirva para que los otros grupos de estudiantes conozcan los períodos de vedas y la importancia de respetar estos períodos. Laboratorio Estudio de un anfibio Objetivo: Analizar las partes externas de la rana (anfibio). Materiales: Una rana, una toallita de mano, protector de los ojos (gafas), láminas de morfología externa y anatómicas de una rana. Recuerde que debemos respetar la vida de los animales motivo por el cual debemos dejarla libre en el lugar donde fue capturado. Procedimientos: Morfología de la rana. Tome con la toallita de mano al espécimen con mucho cuidado, procurando no presionarle las glándulas para evitar la expulsión de leche, por tal motivo use los protectores de los ojos. Conteste las preguntas: ¿Qué forma tiene la cabeza?; ¿Qué forma presenta el cuerpo?; ¿Posee cola?; ¿En qué se diferencian las patas delanteras de las traseras?; Observe los ojos ¿Poseen párpados?
  • 82. 74 Dos huesos de la cabeza, dos huesos del tronco, dos de las extremidades anteriores y dos de las extremidades posteriores. Observe la lámina del esqueleto de la rana y escriba: Observe la lámina del sistema muscular de la rana. Reconozca y nombre dos músculos de la cabeza, dos del tronco, dos de las extremidades anteriores y dos de las extremidades posteriores. Anatomía de una rana Temporal Sacro-coxígeo Cutáneo del abdomen Piriforme Semimembranoso Anconio Flexor común de los dedos Pectoral Extensor común de los dedos Flexor del antebrazo Masetero Triceps branquial Deltoides Latissimus dorsi Oblicuo externo Transverso Recto femoral Vasto externo Gastronémico Tendón de Aquiles Peroneo Glúteo Longissimus dorsal Caja encefálica Atlas Supraescapular Vértebras Urotislo Isquion Pubis Tibio-fíbula Tarso Metatarso Falanges Fémur Acetábulo Ilion Esternon Húmero Cúbito-radial Carpo Metacarpo Falanges Caracoides Clavícula Escapula Órbita Maxilar Mandíbula
  • 83. Quinta Unidad El Medio Ambiente y su importancia para los seres vivos
  • 84. 76 Analice y responda: Los seres vivos y los ciclos biogeoquímicos • ¿Qué recuerda sobre los factores abióticos llamados también seres inertes? • ¿Qué importancia tienen los factores abióticos para los seres vivos? • ¿Ha escuchado hablar de los elementos que sostienen la vida de los seres vivos? • ¿Qué importancia tienen para la vida y la naturaleza estos elementos? • ¿Ha escuchado hablar sobre los ciclos biogeoquímicos?, ¿Por qué son importantes? Desde que la Tierra se conoce como planeta, siempre ha existido una serie de elementos que sostienen la vida de los seres vivos. Tales como: el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno, entre otros. Si estos elementos son extraídos de la tierra sin posibilidad de recuperarlos, llegaría un momento en que ocurriría un desequilibrio en la biosfera; para que esto no ocurra, existe un considerable número de microorganismos, llamados descomponedores que al morir los seres vivos, rompen las moléculas orgánicas de éstos y forman moléculas inorgánicas sencillas, que vuelven al medio ambiente estableciéndose así un ciclo cerrado de elementos inorgánicos. ¿Qué son los ciclos biogeoquímicos? Los ciclos biogeoquímicos son procesos naturales en los que se da utilización cíclica a los elementos biogenésicos con la participación de las plantas verdes, los animales y las bacterias. El ciclo del carbono (C) Con su compañero (a) de clase analice y responda las siguientes preguntas: ¿Qué sucede cuando una descarga eléctrica (rayo) cae sobre un árbol o animal? ¿Qué presencia indica el color negro que presenta el árbol después de la descarga? El carbono es un elemento fundamental para la existencia de los seres vivos. Una de las formas en que circula el carbono es como parte del dióxido de carbono (CO2 ).
  • 85. 77 El CO2 es un gas que se produce constantemente a través de la respiración de los organismos, la fermentación y la combustión de materiales orgánicos. Está presente en el aire en una concentración de 400 ppm (partes por millón) en condiciones normales y en las erupciones volcánicas. Las plantas toman el dióxido de carbono presente en el aire para poder llevar a cabo el proceso de fotosíntesis y por medio de ella incorporan el carbono a una nueva molécula, la glucosa. Cuando ésta es consumida por otros organismos el carbono continúa circulando. Los organismos (animales y vegetales) devuelven a la atmósfera, por medio de la respiración, el dióxido de carbono, el cual las plantas utilizan para poder realizar nuevamente la fotosíntesis. Este ciclo es continuo. La descomposición o degradación de las células y tejidos de los organismos muertos, es una fuente de dióxido de carbono y agua. Importancia de la circulación del carbono El carbono es el elemento más importante para los seres vivos. Por ejemplo, en el ser humano representa, aproximadamente, el 19% de sus elementos constituyentes. Debido a su capacidad de combinarse para formar muchísimos compuestos, el carbono es indispensable en los ecosistemas. En el ciclo del carbono se destacan la fotosíntesis, la respiración y las relaciones tróficas, estas últimas están directamente relacionadas a las cadenas alimentarias de los organismos. En pareja, realice el experimento: “Comprobación de la presencia del carbono en los seres vivos”. • Tome hojas de un árbol y quémelas. ¿Qué quedó de las hojas de la planta? • Tome un trozo de tela de algodón y también quémelo. Observe qué queda de el. • Queme un trozo de carne hasta que esté totalmente negra. • Coloque una lata en el fuego durante cierto tiempo, ¿se quema la lata? ¿Cómo quedó la lata después de quemada? ¿Se volvió cenizas? • Observe qué tanto las hojas, la tela de algodón y la carne se quemaron hasta quedar hechas cenizas o carbón. • ¿Qué demuestra este experimento? Razone su respuesta. • ¿Por qué la lata no sufrió el mismo cambio que las hojas, la tela y la carne? • Elabore un informe sobre el resultado del experimento realizado. Luz solar Ciclo del CO2 Fotosíntesis Organismos en descomposición Carbón orgánico Respiración de los animales Organismos muertos y productos de desechos Fósiles y combustibles de fósiles Respiración de las plantas Emisiones de vehículos y fábricas Ciclo del bióxido de carbono
  • 86. 78 El nitrógeno forma el 70% del aire, aproximadamente. Es un elemento esencial para los seres vivos, de los cuales constituye el 3,2 %; a pesar de este bajo porcentaje participa en muchos procesos metabólicos, estos procesos se involucran en la transformación de la materia en energía. La mayoría de los seres vivos están incapacitados para obtener el nitrógeno en forma gaseosa directamente del aire. Para poderlo tomar necesitan que esté formando un compuesto. Este elemento puede encontrarse de manera natural en el suelo formando compuestos llamados nitritos y nitratos. Las plantas consumen nitrógeno del suelo, sin embargo el consumo excesivo de nitrógeno ocasiona una deficiencia para las plantas que puede solucionarse aplicando fertilizantes orgánicos. Los pasos del ciclo El ciclo del nitrógeno Precipitaciones Pérdida gaseosa Desnitrificación Nitratos Lixiviación Nitritos Nitrificación a través de bacterias Amonio Fijación Minerales de arcilla Materia orgánica Mineralización Residuos orgánicosConsumo de las plantas Ciclo del nitrogéno Observe y analice la ilustración, consideremos a las plantas como el punto de partida del ciclo, ellas toman el amonio (NH4 ) y el nitrato (NO3 ) por las raíces para poder utilizarlos en su metabolismo. Usan esos átomos de nitrógeno para la síntesis de las proteínas y de los ácidos nucleicos. Los consumidores como la vaca o el tigre obtienen el nitrógeno al comer plantas o animales. + _ En los animales, el metabolismo de los compuestos nitrogenados da lugar a la formación de amonio, que es muy tóxico, siendo eliminado por la orina como: urea (humanos y otros mamíferos), amoníaco (algunos peces y organismos acuáticos) y ácido úrico (aves e insectos). Estos compuestos van a la tierra o al agua, donde pueden ser captados nuevamente por plantas o bacterias. Algunas bacterias convierten el amoníaco y amonio en nitrito (NO2 ), proceso llamado nitrificación. Otras transforman a este nitrito en nitrato. Los cadáveres de plantas y animales son tratados por un tercer tipo de bacterias mediante la desnitrificación, es decir, convierten a los compuestos nitrogenados en nitrógeno. De esa forma, el nitrógeno es devuelto a la atmósfera. _
  • 87. 79 La importancia de la circulación del nitrógeno Todos los organismos necesitan del nitrógeno. Este elemento forma parte de los aminoácidos y éstos, a su vez, integran a las proteínas. Las proteínas están presentes en todos los seres vivos y tienen, principalmente, funciones estructurales, por ejemplo, la renovación de células y tejidos. En equipo, pregunte a técnicos agrícolas o a obreros agrícolas capacitados lo siguiente: ¿Qué es la urea? ¿para qué se utiliza? ¿El abono orgánico contiene urea como el abono químico? ¿Cuál es el más indicado y para qué? ¿Por qué es importante el nitrógeno para los cultivos? Realice un resumen de las respuestas obtenidas. El ciclo del fósforo (P) Analice con su docente la lámina del ciclo del fósforo y explíquelo a sus compañeros de clase. El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN); del ATP (Adenosin-Trifosfato), moléculas que almacenan la energía química de los fosfolípidos que forman las membranas celulares, los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0,2 %, aproximadamente. En los animales hasta el 1 % de su masa puede ser fósforo. Como se observa en el gráfico, su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre. El fósforo queda disponible para ser utilizado por los cultivos y plantas a través de la meteorización, la cual consiste en la desintegración y descomposición de una roca o por la expulsión de las cenizas volcánicas. Cuando el suelo está erosionado el fósforo con facilidad es arrastrado por el agua de lluvia y llega al mar. Ya en el medio acuático una parte del fósforo que es arrastrado se sedimenta al fondo marino y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger (yacimientos minerales de fósforos) y liberar de nuevo las sales de fósforo. Medio marino Deposiciones de las aves Peces y plancton Descomponedores Afloramiento de aguas profundas Erosión Yacimientos minerales de fósforo Plantas y cultivos Fertilización Alimentación Excreción Medio terrestre Animales Ciclo del fósforo
  • 88. 80 Otra parte es absorbida por el plancton (organismos diminutos que viven libremente en las aguas marinas o terrestres) que, a su vez, es comido por organismos filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las heces (guano) a tierra. Encontramos fósforo en forma de fosfatos (sales) de calcio, fosfato de hierro, fosfato de aluminio y fosfato de manganeso. Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes depósitos acumulados a través de la minería, en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de cultivo por estar fertilizados, a veces cuando el fósforo se encuentra en grandes cantidades puede originar problemas de eutrofización esto significa que las aguas se enriquecen en nutrientes. El ciclo del azufre (S) Observe la ilustración, los descomponedores degradan los cadáveres y otros restos de materia orgánica, de modo que el azufre orgánico se mineraliza en forma de sulfatos (utilizables por las plantas a través de sus raíces), o también puede reducirse a azufre elemental y sulfuro de hidrógeno (H2 S). SO2 Atmósfera Azufre orgánico reducido Animales Microorganismos Plantas Utilización Descomposición H2 SSO4 Oxidación Oxidación Sulfobacterias Depositos segmentarios Sulfuros metálicos Combustión Minería Meteorización Vulcanismo Industria Erosión S Ciclo del azufre Distintos tipos de bacterias realizan transformaciones (oxidaciones y reducciones), por las que el azufre puede encontrarse en forma de sulfatos, sulfuros o azufre elemental, dependiendo de las condiciones (aerobias, anaerobias, con o sin luz) que se presenten en el medio, generalmente acuático, y según se trate de depósitos en superficie o en profundidad. Las bacterias desempeñan un papelcrucialenelciclajedelazufre. Cuando están presentes en el aire, ocasionan la descomposición de los compuestos del azufre (incluyendo la descomposición de las proteínas) y producen sulfato (SO4 ). Bajo condiciones anaeróbicas, el ácido sulfhidrico (gas de olor a huevos podridos, H2 S) y el sulfuro de dimetilo (CH3 SCH3 ) son los productos principales. Cuando estos dos últimos gases llegan a la atmósfera, son oxidados y se convierten en bióxido de azufre (SO2 ). La oxidación posterior del bióxido de azufre y su disolución en el agua de lluvia produce ácido sulfhidrico y sulfatos, formas principales bajo las cuales regresa el azufre a los ecosistemas terrestres. El carbón mineral y el petróleo contienen también azufre y su combustión libera bióxido de azufre en la atmósfera. =
  • 89. 81 Gran parte del azufre que llega a la atmósfera proviene de las erupciones volcánicas, de las industrias, vehículos, etc. Una vez en la atmósfera, llega a la tierra con las lluvias en forma de sulfatos y sulfitos. Su combinación con vapor de agua produce el ácido sulfúrico. Cuando el azufre llega al suelo, los vegetales lo incorporan a través de las raíces en forma de sulfatos solubles. Parte del azufre presente en los organismos vivos queda en los suelos cuando éstos mueren. La descomposición de la materia orgánica produce ácido sulfhídrico devolviendo azufre a la atmósfera. De forma individual, realice las siguientes actividades: Redacte un párrafo sobre la importancia del ciclo del fósforo y el ciclo del azufre para los seres vivos. Investigue las palabras desconocidas. Escríbalas en su cuaderno y explíquelas a su docente. El ciclo del agua o ciclo hidrológico Converse con sus compañeros y compañeras acerca de las siguientes preguntas: ¿Nuestro planeta tiene más agua o más tierra? ¿Es posible que tanta cantidad de agua escasee algún día?, ¿Por qué? ¿Es cierto que entre más llueva hay más agua en el mundo? ¿Es posible poder vivir sin agua?, justifique su respuesta. El 71% de la superficie del planeta Tierra es agua, de la cual el 97% es salada y sólo el 3% es dulce. El agua dulce se encuentra en los ríos, lagos y acuíferos. No toda el agua es accesible para el consumo humano ya que una parte se encuentra congelada en las montañas y en las profundidades de la Tierra. Al perforar el subsuelo, por lo general se puede encontrar agua a profundidades diversas formando el manto freático. El ciclo del agua y su importancia para los seres vivos Explique la importancia de este ciclo para la vida de los seres vivos. ¿Cómo utiliza este vital líquido en su vida? ¿Qué acciones realizaría para preservar este vital líquido?
  • 90. 82 El agua realiza un recorrido continuo en la naturaleza que se conoce como ciclo hidrológico o ciclo del agua. En el transcurso de éste, el agua experimenta los estados sólido, líquido y gaseoso según la temperatura del medio. El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua líquida; es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso, es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. La evapotranspiración que ocurre mayormente en las plantas y que junto a la fotosíntesis contribuye a la producción de oxígeno. Este proceso es incidente en el ciclo del agua. Una parte del agua que llega a la tierra será aprovechada por los seres vivos (animales y plantas); otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro poco del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea. Este proceso es por infiltración. El proceso de infiltración es lento. La cantidad de agua que se infiltra en el suelo es menor que la extraída del subsuelo para las diferentes actividades económicas, productivas y el consumo humano. La sobre explotación de las fuentes de agua pone en riesgo la sostenibilidad de la fuentes de agua, particularmente los acuíferos que son utilizados para el agua de consumo. Toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación. Al evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la contaminan o la hacen no apta para beber. Por eso el ciclo del agua nos entrega un elemento puro. Pero hay otro proceso que también purifica el agua, y es parte del ciclo: la transpiración de las plantas y animales. Las raíces de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a través de los tallos o troncos, movilizando consigo a los elementos que necesita la planta para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor de agua. Este fenómeno es la transpiración. Los animales beben el agua y después de utilizarla la devuelven al medio mediante la espiración, transpiración y micción. Observe la siguiente ilustración y explíquela a sus compañeros y compañeras. Condensación LluviaNieve Lago Percolación Transpiración Evaporación Corriente subterránea Océano Ciclo del agua Bosque nebliselva tropical
  • 91. 83 Importancia del ciclo del agua El agua que existe en la naturaleza es un factor abiótico de gran importancia para los seres vivos porque: 1. Participa en las diferentes funciones vitales y muchas de ellas sólo pueden llevarse a cabo si se cuenta con ella. 2. Interviene en las funciones de fotosíntesis y respiración, ya sea como reactivo o como producto. 3. Diferentes actividades humanas están alterando el ciclo hidrológico. La contaminación del agua, la destrucción de la vegetación de los bosques y las actividades industriales transforman este ciclo. En equipo realice la actividad siguiente: Investigue las fuentes de agua que existen en su comunidad y proponga medidas para su utilización y conservación. Realice la siguiente práctica Materiales: - Una caja con plantas. - Una bandeja de metal. - Agua hirviendo. - Trozos de hielo. Procedimientos: • Coloque sobre una mesa la caja de plantas • Coloque la bandeja a unos 35 cm por encima de la caja. Sobre ella ponga los trozos de hielo. • Coloque el agua hirviendo en un recipiente y que el vapor de agua llegue a la parte inferior de la bandeja. (el recipiente se colocará al centro de las plantas en la mesa). • Observe lo sucedido y explique cómo se representó el ciclo del agua en la práctica realizada. Recuerde: La materia circula desde los organismos vivos hacia el ambiente y viceversa. Esa circulación constituye los ciclos biogeoquímicos. El agua, el carbono, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo, el azufre y otros elementos recorren estos ciclos. De esta manera se conectan los componentes bióticos y abióticos de la Tierra.
  • 92. 84 Agentes que transforman nuestro entorno Observe detenidamente las siguientes láminas: ¿Ha sufrido su comunidad algunos de estos desastres? ¿Cuál fue el resultado de estos desastres en su comunidad? ¿Cómo eran las construcciones de las casas, el estado de las calles o el ambiente natural de su comunidad antes de ser afectados por estos desastres? ¿Ha escuchado hablar sobre los fenómenos naturales, antrópicos y mixtos? ¿Cuáles son los resultados de cada uno de esos desastres? ¿Qué medidas tomaría ante un fenómeno natural, antrópico y mixtos? Analice y conteste las siguientes preguntas: Describa qué es lo que se observa en estas láminas. La Tierra es un planeta dinámico, donde ocurren cambios constantemente, los cambios en la superficie terrestre son posibles gracias a la intervención de agentes externos e internos, esto se llama Dinámica terrestre o Geología Dinámica. Nicaragua, es un país geológicamente joven, presenta fuerte actividad sísmica por su ubicación geográfica, próxima al limite de dos placas tectónicas y por tener un número significativo de volcanes activos. También se encuentra en la ruta de ciclones tropicales por todo esto está considerada entre los países más amenazados por fenómenos naturales. Cada uno de nosotros ha podido percibir la ocurrencia de sismos, erupciones volcánicas, deslizamientos de tierra, tornados, incendios, sequías, plagas entre otras, también se observa la contaminación que realizan los seres humanos afectando al medio ambiente favoreciendo la ploriferación de enfermedades. Todos estos fenómenos se convierten en amenazas una vez que ponen en peligro a las personas o al ambiente. Tanto la naturaleza como la acción del hombre han modificado el medio ambiente. Calle inundada Fábrica Vertedero Terremoto 1972, Managua
  • 93. 85 Agentes naturales Los agentes naturales son específicamente atmosféricos, biológicos, hidrológicos, volcánicos, sísmicos y tectónicos. Entre los atmosféricos podemos mencionar: viento, temperatura, rayos, humedad, meteoritos y otros. En los biológicos están animales, plantas y humanos. Los hidrológicos se refieren a las diferentes formas en que se presenta el agua (lluvia, marina, congelada y fluvial) Agentes internos de la Tierra son los volcánicos y los sísmicos (terremotos y maremotos). Los tectónicos se refieren a los hundimientos, plegamientos, fallas, formación de montañas en el relieve terrestre. Agentes antrópicos Agentes antrópicos. La influencia humana a lo largo de la historia ha modelado el paisaje con base en los impulsos de los cambios históricos, las guerras, el inadecuado manejo de la tecnología, la ganadería, agricultura, la deforestación, construcción de carreteras, aguas servidas depositadas en lagos y lagunas, emanaciones de desechos de hidrocarburos (CO2 ), irrigación de insecticidas, almacenaje de sustancias radiactivas en lugares no controlados, entre otros, han alterado el uso del suelo y vegetación, el aire y el agua en el sentido de una mayor exigencia y con escasa preocupación por las consecuencias ambientales. Más recientemente, se ha comprobado que la actividad humana también puede estar afectando al factor clima produciéndose un cambio por motivo de las lluvias ácidas, la emisión de gases contaminantes de efecto invernadero y destructores de la capa de ozono y el calentamiento global son entre otros, las consecuencias fundamentales que degradan el medio ambiente y provocan de forma constante el deterioro del clima a nivel mundial. Agentes mixtos. Raramente los agentes descritos se presentan en forma aisladas. Tienen mayores daños un huracán sobre un territorio despalado. La incidencia del calentamiento global es más sentida en una ciudad sin vegetación. Carretera costarricense a orillas del Río San Juan
  • 94. 86 El cambio climático En pareja analice y conteste las siguientes preguntas: ¿Qué entiende por cambio climático? ¿Es un fenómeno natural? ¿Es responsabilidad nuestra? El clima es el conjunto de características atmosféricas (temperatura, precipitación, nubosidad y otros) que distinguen a una región determinada en un período de 20, 30 o más años. Está relacionado directamente con la energía solar, es por esta razón que tenemos diversos tipos de clima en el mundo: tropical, templado y frío. ¿Qué es el cambio climático? Se define cambio climático como el cambio de clima producido directa o indirectamente por la actividad humana, el cual modifica la composición de la atmósfera global. La constante elevación de la temperatura media global de la Tierra es conocida como cambio climático, el que ocurre por el incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero hacia la atmósfera. Se manifiesta con el calentamiento paulatino de la Tierra con los siguientes indicadores: la temperatura media global del planeta ha aumentado en medio grado Celsius durante los últimos 150 años, el nivel del mar ha subido en promedio 25 centímetros el derretimiento de hielos y glaciales en todo el mundo y el ciclo del agua ha sido perturbado. Los países industrializados son los mayores responsables de las emisiones y tienen compromiso de reducirlas, en cambio, en los países en desarrollo adoptan programas nacionales a través de los mecanismos financieros, orientados principalmente al uso de energía renovable y mejorar en la eficiencia energética, entre otros. El cambio climático incluye al calentamiento global y todos los otros aspectos sobre los que influye un aumento de los gases invernadero. El término calentamiento global se refiere al aumento gradual de las temperaturas de la atmósfera y océanos de la Tierra que se ha detectado en la actualidad, además de su continuo aumento que se proyecta a futuro. 1. Investigue cómo era el medio ambiente de la comunidad hace treinta años, referente a los cambios de la época seca y lluviosa, tecnología (vehículos, medios de comunicación y otros), basura, entre otros. 2. Con base en su investigación, realice un análisis comparativo de la comunidad antes y ahora. 3. Agregue a su análisis comparativo recomendaciones para mejorar el medio ambiente de su comunidad. Realice las actividades siguientes:
  • 95. 87 Hay más CO2 en la atmósfera, el dióxido de carbono es el contribuidor principal y dominante al cambio climático actual y su concentración atmosférica ha aumentado desde un valor de 278 partes por millón en la era preindustrial hasta 393 ppm (parte por millón) en la actualidad. Los científicos mundiales han determinado que el aumento de la temperatura debiera de limitarse a 2 ºC para evitar daños irreversibles al planeta y los consiguientes efectos desastrosos en la sociedad humana. Para lograr evitar este cambio irreversible y sus efectos, las emisiones de gases invernaderos debieran de alcanzar su máximo en el 2015 y disminuir progresivamente después de esa fecha hasta alcanzar una disminución del 50 % para el año 2050. A lo largo de la historia el clima de la Tierra ha cambiado constantemente. Evidencia científica indica que el cambio climático se debe al aumento de la temperatura de la Tierra. El cambio climático ha provocado aumento o disminución de lluvias, crecidas de los mares y sequías. El efecto invernadero El efecto invernadero es un sistema de control natural de la temperatura de la Tierra cuyo equilibrio ha creado las condiciones que permiten la vida en el planeta. Afecta a todos los cuerpos planetarios dotados de atmósfera. Este fenómeno natural inicia cuando la energía solar es absorbida por la atmósfera y la superficie terrestre. Esta energía solar que atraviesa la atmósfera en forma de luz visible debe liberarse al espacio dentro de determinado período de tiempo en las mismas proporciones en que fue absorbida por la Tierra, no obstante, parte de esta energía es retenida por el vapor de agua y otros gases presentes en la atmósfera, El aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2 ) proveniente del uso de combustibles fósiles ha provocado la intensificación del fenómeno invernadero. Principales gases: Dióxido de carbono (CO2 ), metano (CH4 ), clorofluorcarbonados y otros. impidiendo que la energía sea devuelta de inmediato y dando lugar al fenómeno llamado “Efecto de invernadero”.
  • 96. 88 Energía Solar Cerca del 30% de la radiación infraroja logra escapar al espacio Radiación solar absorbida por la Tierra La Tierra irradia calor (irradiación infraroja) hacia la atmósfera Calor atrapado por el exceso de CO2 El calentamiento de los océanos genera vapor que se suma al calor atrapado por el exceso de CO2 Fuente de exceso de CO2 quema de conbustible fósiles y de leña en fábricas, medios de transporte e incendios forestales Por la existencia en la atmósfera de estos gases, particularmente, la temperatura de la Tierra es mayor en unos 33 grados Celsius, sin el efecto invernadero la temperatura media de la Tierra sería de -18º C y la vida no existiría. Se reconoce que desde 1750 se ha incrementado de manera alarmante la emisión a la atmósfera de gases de efecto invernadero. De estos compromisos ¿cuántos puede poner en práctica en su centro de estudio, en el hogar y la comunidad? • Usar con moderación los equipos de refrigeración y abanico; apagarlos cuando no se estén utilizando. • Apagar la luz cuando no se utilice, utilice en su casa bujías ahorradoras de luz. • Realizar los deberes escolares en el día, ya sea en el patio de su casa o en lugares con iluminación natural. • Consuma frutas en el recreo, evita comparar productos empacados como meneitos, tortillitas, y otros. Recuerde, estos productos afectan al ambiente y a su salud. • Reutilice las bolsas para la basura o futuras compras.
  • 97. 89 • Utilice las hojas de cuaderno en ambos lados, recuerde que los cuadernos se elaboran de los árboles. • Riegue las plantas durante la noche o muy de mañana, recuerde que de esa manera las plantas se benefician más ya que el agua se evapora menos. • Evite quemar basura, recuerde que la combustión genera CO2 . • Comprar agua en bolsitas contamina el ambiente y el plástico dura hasta 150 años para degradarse, así que evite en lo mayor posible comprarla. • Cuando vaya de paseo al mar, al parque o a cualquier otro lugar, lleve bolsas reutilizables (que se usan varias veces) para la basura, recoléctela y deposítela en los lugares indicados. Evitemos contaminar los ríos, playas y otros lugares. • Guarde las envolturas de comidas, caramelos, bolsas y otros desperdicios en tu bolso o mochila, en su casa espere que pase el camión recolector de la basura; para evitar basura en las calles, en los cauces; recuerde que es responsable de la basura que produce. Impacto del cambio climático En pareja analice las siguientes preguntas: ¿Cómo está afectando el cambio climático al planeta Tierra, a su comunidad y país? ¿Qué medidas se están llevando a cabo por los gobiernos, organismos, instituciones y empresas mundiales para evitar el impacto del cambio climático en nuestro planeta. Entre los estudios que se han realizado a nivel mundial sobre los efectos del cambio climático se ha encontrado que: El cambio climático es actualmente el responsable de cerca de 150 000 muertes anuales, consecuencia del fuerte aumento de las temperaturas y la duración de las olas de calor; por enfermedades infecciosas tales como malaria, paludismo, fiebre amarrilla, dengue como resultado de mayor extensión geográfica y estacional de organismos vectores. En el futuro aumentará la transmisión de estas enfermedades, se incrementaran la mortalidad y las enfermedades cardiorrespiratorias que afectan mayormente a ancianos, niños y niñas. Los diez años más calurosos jamás registrados han ocurrido todos desde 1980. Comunidades del Río San Juan
  • 98. 90 En la década de los 90, los casquetes polares del Océano Glacial Ártico, en el polo norte, se redujeron en un 10 % y el grosor de la capa de hielo en un 40 %.El casquete polar de la Antártica puede haber perdido masas suficiente como para causar un ascenso medio de 1,2 milímetros en el nivel de los océanos, desde 2002 a 2005. En muchas regiones del mundo el agua escasea y se conoce que aproximadamente la quinta parte de la población mundial (1 300 millones de personas) no tienen acceso al agua potable. Inundaciones en las zonas costeras bajas que afectarían los humedales, esteros y la riqueza de los recursos hidrobiológicos (camarones, conchas, ostras y otros). Sequías, inundaciones, incendios forestales, pérdidas de biodiversidad (400 especies de pájaros, plantas y animales) y pérdidas agrícolas, lo que pone en peligro la producción de alimentos (maíz, trigo y cebada) debido a sequías y a las altas temperaturas. El aumento de la temperatura implicaría también un aumento en la demanda de energía, en los lugares más fríos, el uso de calefacción y en los lugares más calientes el uso de ventiladores, aires acondicionados y refrigeradoras. La Unión Europea lleva varios años comprometida en esta lucha, tanto a escala europea como internacional, que figura entre las prioridades de su programa y queda reflejada en su política climática. Además, ha integrado el control de los gases de efecto invernadero en el conjunto de sus ámbitos de actuación, para alcanzar los siguientes objetivos: consumir de forma más racional una energía menos contaminante, disponer de medios de transporte más limpios y equilibrados, responsabilizar a las empresas sin poner en peligro su competitividad, obrar porque la ordenación territorial y la agricultura estén al servicio del medio ambiente y crear un entorno favorable para la investigación y la innovación. Impacto del cambio climático en Nicaragua El cambio climático ha provocado inundaciones, sequías, deslaves y huracanes, tales como “El Juana” en 1982, “Mitch” en 1998, “Félix” en 2007 e “IDA” en 2009, siendo la Costa Caribe la más afectada. En Nicaragua las lluvias torrenciales de la zona provocan erosión y arrastres de terreno hacia los ríos como en el caso del río San Juan de Nicaragua, que tiene altos niveles de sedimentación que limitan la navegación y el uso de instalaciones portuarias. Debido a esto el Gobierno de Reconciliación Nacional está llevando acabo el dragado del Río San Juan, para convertirlo en navegable que en el pasado colonial fue una de las principales rutas comerciales del país. Draga Río San Juan
  • 99. 91 Los huracanes más destructivos ocurren en periodos de la Niña, luego de sufrir los efectos del fenómeno del Niño, es decir, después de salir de una extrema sequía (El huracán Mitch en l998 y lluvias torrenciales del 2010), sin embargo, según estudios, desde 1950 al 2010, la temperatura ha ido en aumento, más aún la nocturna. Hay una alza entre los días más calientes y un descenso en los días frescos, en los últimos años, ha incrementado la tendencia de sequía en Nicaragua. Con el cambio climático el aumento de la temperatura media en Nicaragua, ha variado de 0,2 a 0,9 grados Celsius en los últimos 30 años en el Pacífico y Norte del país; han disminuido las precipitaciones entre un 6 % y 10 % en el Pacífico. Además de estos eventos, el cambio climático también tiene otras repercusiones como: • En las actividades agrícolas y ganaderas ya que se pueden aumentas la áreas de zonas secas y en el sector energético reducirá la capacidad de producción de energía. • En los recursos forestales el cambio climático afectaría los bosques, ya que Nicaragua posee bosques tropicales que van desde bosques húmedos a bosques secos. • En la salud humana, los cambios bruscos de temperatura contribuirían al incremento de las enfermedades respiratorias, cardíacas y otras infecciones bacterianas intestinales (leptospirosis, cólera, dengue, malaria). Redacte un resumen en el cual relacione los agentes naturales y antrópicos que modifican el clima, con el efecto invernadero y con el cambio climático. Relate las acciones de los seres humanos que inciden sobre el cambio climático de la Tierra. Describa las acciones que ayudarían en su comunidad a prevenir o minimizar el efecto invernadero. Elabore una maqueta o dibujo en donde se muestren los efectos que ha traído y traerá el cambio climático en Nicaragua, además proponga medidas que deben tomarse en nuestro país para enfrentar la situación. Presente la maqueta o dibujo y exponga las medidas que debemos tomar en nuestro país para enfrentar el cambio climático.
  • 100. 92 Los Volcanes “Las entrañas de la Tierra alteran el medio ambiente” Analice y responda: ¿Ha observado un volcán? ¿Qué beneficios o perjuicios nos ofrecen los volcanes? ¿Las cenizas expulsadas por las erupciones volcánicas son favorables o desfavorables para la agricultura? La influencia de los volcanes en la historia de la humanidad es innegable: condicionan completamentelavidadelospueblosyciudadessituadoscercadeellos,puedentrasformar dramáticamente el entorno, en algunos casos sus cenizas benefician las cosechas y las lluvias ácidas que provocan pueden perjudicar nuestra salud. No obstante, su vinculación directa con las alteraciones del medio ambiente no comenzó a confirmarse hasta el pasado siglo XX, cuando se relacionaron las erupciones volcánicas con la alteración del clima global del planeta. Parque Nacional Volcán Masaya, es el más activo del país. Su columna de humo es permanente, en ocasiones se puede ver la lava en movimiento desde el borde sur del cráter. Su última erupción importante ocurrió en el año1670. Reserva Natural Volcán Momotombo, el cual se encuentra ubicado en la margen norte del lago Xolotlán, en el año de 1610 destruyó totalmente la ciudad de León (León Viejo), la cual se asentaba en la planicie oeste del volcán. Reserva Natural Volcán Momotombo Parque Nacional Volcán Masaya
  • 101. 93 Beneficios de los volcanes Tan acostumbrados están los nicaragüenses que habitan la costa del Pacífico y la zona de los lagos a ver los volcanes de Nicaragua, que no advierten toda la belleza, importancia y majestuosidad de estos colosos que por sí solos pintan el perfil de la costa pacífica nicaragüense. Los volcanes, no sólo son temidos por su efecto destructivo; él aprovechamiento de sus recursos también resulta beneficioso para el ser humano. En algunos países los volcanes proporcionan calefacción a las calles y las casas, la utilización de sus fumarolas y compuestos minerales sirven para las aguas termales en centros turísticos, para la fabricación de medicamentos naturales y como fuente de energía geotérmica para la producción de energía eléctrica (ejemplo: plantas geotérmica en el volcán Momotombo). La ceniza volcánica fertiliza el suelo para la agricultura. En algunos volcanes se aprovecha de los minerales, por ejemplo del azufre que se obtiene con bastante pureza. Productos volcánicos sirven frecuentemente como materiales de construcción como la arena y piedras canteras. La altura a veces resulta también provechosa porque genera un clima local (temperaturas bajas y humedad) favorable para la agricultura (ejemplo haciendas de café en los volcanes Mombacho y Casita). Se desarrolla el turismo y deportes de montaña. El desafío de realizar excursiones a los volcanes es una modalidad de turismo aventura que se ha ido incrementando. Montañismo, triatlón, sanboarding en el Cerro Negro. Cerro Negro
  • 102. 94 Las cenizas expulsadas en las erupciones volcánicas no todas tienen el mismo potencial de perjuicio a la salud, en especial se si compara la ceniza dañina de una explosión volcánica reciente con ceniza sedimentada. La ceniza caliente de un flujo u oleada piroclástica, casi siempre causan la muerte por quemaduras o asfixia. La acumulación de ceniza en techos puede causar su colapso matando a personas. La exposición a cenizas suspendidas en aire puede generar flujo respiratorio forzado y un incremento en la sintomatología respiratoria. Las cenizas pueden generar broncoespamos en la vía respiratoria de infantes y adolescentes. La ceniza también causa irritación en ojos, en las vías respiratorias y la piel. Poblaciones humanas en áreas de caída de ceniza también han registrado estrés y fluorosis en dientes y huesos así como mayor incidencia de mesotelioma pleural maligno, carcinoma, fibrosis pulmonar y daños en el ADN. Otras alteraciones de la salud detectadas en personas expuestas a cenizas incluyen una disminución de los niveles de las proteínas C3, C4 y de inmunoglobulina G. Quien ingiere ceniza volcánica corre el riesgo de sufrir malformaciones o mutaciones tanto físicas como genéticas. Si ha ingerido ceniza volcánica, tiene que consumir mucho chocolate inmediatamente, ya que las sustancias del chocolate ayudan a contrarrestar los efectos negativos que pueden causar. La ceniza desgasta y atasca la maquinaria. Contamina y obstruye la ventilación, suministros de agua y drenajes. La ceniza también causa cortos circuitos eléctricos en las líneas de la transmisión (sobre todo cuando está mojada), en las computadoras, y en los componentes electrónicos. La energía eléctrica a menudo queda fuera después de la caída de ceniza. La exposición a largo plazo de la ceniza húmeda puede corroer los metales. La ceniza se acumula como una fuerte nevada pero no se funde. La ceniza mojada es resbaladiza. La ceniza puede quedar suspendida por el viento, y puede perturbar la vida de los habitantes inclusive por varios meses después de una erupción. Elabore un mapa conceptual sobre los beneficios y perjuicios de los volcanes.
  • 103. 95 El fenómeno de "El Niño" y “La Niña” y su efecto en el clima de Nicaragua El Niño La corriente de “El Niño” es un fenómeno oceánico y atmosférico localizado en el océano Pacífico durante el cual aparecen de forma inusual, condiciones cálidas a lo largo de la costa occidental de Ecuador y Perú los que provocan alteraciones climáticas de distinta magnitudes. Este término se utilizó en principio para describir la corriente cálida que se dirige hacia el sur y que se da en esta región cada mes de diciembre, aunque hoy se reserva a circunstancias excepcionalmente intensas y persistentes. Tiene un denominado “período de recurrencia” de entre siete a catorce años debido al progresivo debilitamiento de los vientos alisios procedentes del Pacífico suroriental; puede afectar a la climatología mundial durante más de un año. El cada vez más intenso y recurrente fenómeno de El Niño impacta significativamente en la disminución de las lluvias, la producción agrícola, las reservas de aguas superficiales y subterráneas. La Niña La Niña es un fenómeno similar al Niño, ya que son fenómenos climáticos que no se ajustan a los patrones regulares, pero en los trópicos como en nuestro país, La Niña tiene efectos opuestos a los del Niño y en Centro América se caracteriza por la presencia de mayores precipitaciones o lluvias de las que normalmente caen en el año. En algunas ocasiones el fenómeno de La Niña produce inundaciones y ocurre después del Niño y la intensidad con que se presenta varía al igual que El Niño. La Niña ha potenciado el desarrollo de condiciones atmosféricas y oceánicas favorables para que se desarrollaran en los años de 1988 y 1998 en la cuenca del mar Caribe el huracán JOAN y el huracán MITCH, considerados como los más potentes, causando graves daños y trágicos en la población más pobre de nuestro país, así como en infraestructura; afectando a la vez significativamente a los sectores económicos más sensibles, como el sector agrícola, ganadero, energía y salud, principalmente. En el año 2010 se observaron más episodios catastróficos del fenómeno de La Niña, provocando inundaciones nunca antes vista a nivel nacional. Dejando pueblos enteros devastados, provocando grandes pérdidas económicas, enfermedades y el fallecimiento de muchas personas a nivel nacional. Huracán Mitch
  • 104. 96 Actividades humanas que afectan al medio ambiente Observe detenidamente las siguientes láminas: Conteste las siguientes preguntas: ¿Hay en su comunidad sitios parecidos al de las láminas? ¿Por qué? ¿Cuál es la causa de acumulación de desechos en su comunidad? ¿Podrían los seres humanos evitar la producción de desechos? ¿Los desechos nos perjudican o nos benefician? ¿De qué manera? ¿Cómo se podría evitar la acumulación de desechos? La contaminación es la presencia y/o introducción al ambiente de elementos nocivos a la vida, flora y fauna que degradan la calidad de la atmósfera, del agua, del suelo o de los bienes y recursos naturales en general. Los contaminantes son toda materia, elemento, compuesto, sustancias, derivados químicos o biológicos, energía, radiación, vibración, ruido o una combinación de ellos en cualquiera de sus estados físicos que al incorporarse o actuar en la atmósfera, agua, suelo, flora, fauna o cualquier otro elemento del ambiente, alteran o modifican su composición natural y degradan su calidad, poniendo en riesgo la salud de las personas, la preservación y conservación del ambiente. Investigue con sus padres o personas de su comunidad cómo el fenómeno de El Niño y el fenómeno de La Niña han provocado cambios en el clima del lugar. De forma individual:
  • 105. 97 La contaminación atmosférica Es el resultado de la presencia en la atmósfera de sustancias contaminantes, que tienen efectos perniciosos en los seres vivos y los elementos materiales. El aire contaminado no ofrece las condiciones necesarias para la vida sana. Los gases tóxicos generados por procesos de combustión de las fábricas y los tubos de escape de los vehículos, dañan al organismo humano de forma lenta y constante, la práctica agrícola de quema de matorrales (aumenta el CO monóxido de carbono) sin control se convierten en incendios forestales. Un ejemplo claro sobre la contaminación del aire es lo que sucede en el basurero la Chureca, los grandes depósitos de basura producen metano que contribuye al efecto de invernadero. El polvo causa irritaciones de tipo alérgico en la piel, ojos y el aparato respiratorio. Los microbios y los huevos de parásitos que se encuentran en el ambiente pueden provocar enfermedades infecciosas graves, como gastroenteritis, tuberculosis, viruela, entre otras. Efectos de la contaminación del aire Los principales mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales que implican combustión, tanto en industrias como en automóviles, que generan dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros contaminantes. Los contaminantes son residuos sólidos, líquidos o gaseosos llevados por el viento o desechados por los habitantes de una comunidad, por las chimeneas y desagües de fábricas, por los tubos de escapes de los vehículos o difundidos por las prácticas de fumigación de insecticidas. En algunos lugares existen las contaminaciones radioactivas. La contaminación de las aguas Son pocos los lugares donde el ser humano puede satisfacer su sed y sus necesidades domésticas aprovechando agua limpia y fresca proveniente de algún manantial o algún pozo profundo. La mayor parte de los pueblos utilizan las aguas superficiales de ríos y lagos. En el caso de Nicaragua por años han sido utilizados nuestros lagos y lagunas como vertederos de basura y aguas servidas (contaminadas), por ejemplo: La Laguna de Tiscapa, La Laguna de Nejapa, El Lago de Managua y El Lago de Nicaragua. El Estado de Nicaragua promueve la protección de los cuerpos de agua, especialmente aquéllos con potencial para ser utilizados como fuente de abastecimiento de agua para el consumo humano, actividades económicas-productivas y el turismo (Ejemplo: Lago de Managua, Lago de Nicaragua). Lago de Managua Lago de Nicaragua
  • 106. 98 Efectos de la contaminación de las aguas 1. Disminución de la calidad de agua para consumo humano y actividades agropecuarias. 2. Proliferación de enfermedades gastrointestinales y de la piel. 3. Afectación al recurso acuático. 4. Afectación a actividades recreativas. 5. Deterioro del paisaje. Contaminación Lago de Managua Los contaminantes del suelo Otros contaminantes muy comunes en nuestro país son los desechos sólidos (basura) como botellas, latas y bolsas plásticas en las calles de nuestras ciudades. Muchosmaterialessonpequeñosyfácilmentefragmentables, mientras que otros son voluminosos y requieren bastante trabajo para su desintegración: automóviles, muebles. Algunasindustriasproducengrandescantidadesdedesechos sólidos: cascajos, escorias de fundición, embalajes, que no pueden ser fácilmente reutilizados o destruidos. Todos estos materiales, tanto domésticos como industriales, se acumulan en los basureros, que son los espacios ubicados en las orillas de las áreas urbanas. Medidas de protección y conservación ambiental La contaminación de las fuentes de agua genera la problemática siguiente: Baurero de Acahualinca Se deben incorporar medidas para un mejor uso de los recursos naturales como: agua, flora, fauna y suelos. Especial atención requieren los suelos que para el mantenimiento y mejoramiento a largo plazo de su productividad, se tiene que evitar la pérdida de suelos productivos. Para la «conservación y manejo adecuado de los recursos», principalmente se debe estimular la formación de valores, actitudes, normas de comportamiento, hábitos y costumbres, individuales y colectivas que favorezcan la preservación del medio El Gobierno Municipal a través de la Dirección de Servicios Municipales está impulsando la limpieza en los diferentes Mercados como parte de la Campaña Vivir Limpio, Vivir Sano, Vivir Bonito, Vivir Bien.
  • 107. 99 ambiente y la utilización racional de los mismos. En la vida moderna la solución a este problema no es fácil pero plantearemos algunas medidas o consejos: • Evitar las quemas anuales de los campos entre cosecha y cosecha, de basura, árboles y otros desechos. • Para evitar la erosión y el arrastre del suelo por escorrentía cultivar en curvas a nivel. • Fomentar la recolección de envases de vidrio, metálicos y plásticos. • Evitar el uso de aerosoles e insecticidas. • Clasificar la basura en orgánica e inorgánica, con la orgánica construir aboneras. • Conservar y mantener áreas de vegetación en cercas vivas, cortinas rompevientos, en el centro de estudio, jardines y cultivos. Igualmente debemos proteger y conservar las cuencas y micro-cuencas, como áreas de recarga de las fuentes de agua existentes, tanto superficiales como subterráneas. Construir cocinas ecológicas para disminuir el gasto de leña como combustible. Por ejemplo: cocinas con biogás, se han introducido muchas en el área rural, en el norte particularmente en Somoto, Matagalpa y Jinotega. Cocinas ahorradoras de leña, las venden en Managua y se están promocionando para el uso de las personas que elaboran tortillas. Cocinas solares, hay proyectos en los departamentos de Somoto y Managua. Nuestro Gobierno de Reconciliación y Unidad Nacional presidido por nuestro Comandante DanielOrtegaSaavedra,preocupadoporlascondicionesdeextremapobrezaenquevivían los churequeros (en su sentido más amplio, es aquel individuo que recolecta en cualquier lugar todo tipo de objetos desechados por sus dueños) que habitan cerca del vertedero de basura de la capital, conocido como Chureca, en Cooperación con la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (Aecid), transformaron las condiciones indignas en que vivían a través de la ejecución de un proyecto Desarrollo Integral del barrio Acahualinca con un costo de 43,2 millones de euros con los componentes habitacional, socioeconómico y ambiental. Este proyecto contó Cultivo en curvas de nivel Planta procesadora de desechos sólidos
  • 108. 100 con la construcción de una moderna planta procesadora de desechos sólidos, donde ahora trabajan los más de 450 padres y madres de familia de La Chureca, quienes antes hurgaban la basura entre humo y podrición. • Hacer cumplir la Legislación Ambiental de Nicaragua, la cual incluye La Ley Nº 217, Ley General del Medio Ambiente y los Recursos Naturales, entre otras leyes. LEY GENERAL DE AGUAS NACIONALES TÍTULO I DISPOSICIONES GENERALES Capítulo I Objeto y Ámbito de Aplicación Artículo 1.- La presente Ley tiene por objeto establecer el marco jurídico institucional para la administración, conservación, desarrollo, uso, aprovechamiento sostenible, equitativo y de preservación en cantidad y calidad de todos los recursos hídricos existentes en el país, sean éstos superficiales, subterráneos, residuales y de cualquier otra naturaleza, garantizando a su vez la protección de los demás recursos naturales, los ecosistemas y el ambiente. Artículo 2.- Son objetivos particulares de esta Ley: a) Ordenar y regular la gestión integrada de los recursos hídricos a partir de las cuencas, subcuencas y microcuencas hidrográficas e hidrogeológicas del país. b) Crear y definir las funciones y facultades de las instituciones responsables de la administración del sector hídrico y los deberes y derechos de los usuarios, así como, garantizar la participación ciudadana en la gestión del recurso. c) Regular el otorgamiento de derechos de usos o aprovechamiento del recurso hídrico y de sus bienes. Artículo 3.- El agua es patrimonio nacional cuyo uso y disfrute se regula por la presente Ley y su Reglamento. Las disposiciones contenidas en esta Ley son de orden público e interés social en todo el territorio Nacional y aplicable a todo recurso hídrico, cualquiera que sea el estado o condición en que se encuentre. Con el fin de regular aspectos jurídicos particulares que no se contemplan en estas disposiciones, se podrán aprobar Reglamentos Especiales subordinados a los principios, objetivos y alcances de la presente Ley. Lo correspondiente a servicios de agua potable, alcantarillado sanitario, generación de energía hidroeléctrica y de riego, serán administrados por las instituciones sectoriales respectivas de conformidad a la legislación vigente. Artículo 4.- El servicio de agua potable no será objeto de privatización alguna, directa
  • 109. 101 o indirecta y será considerado siempre de carácter público. Su administración, vigilancia y control estará bajo la responsabilidad y tutela del Estado a través de las instituciones creadas para tales efectos o de las que se creen en el futuro. Artículo 5.- Es obligación y prioridad indeclinable del Estado promover, facilitar y regular adecuadamente el suministro de agua potable en cantidad y calidad al pueblo nicaragüense, a costos diferenciados y favoreciendo a los sectores con menos recursos económicos. La prestación de este servicio vital a los consumidores en estado evidente de pobreza extrema, no podrá ser interrumpida, salvo fuerza mayor, debiendo en todo caso proporcionárseles alternativas de abastecimiento temporal, sean en puntos fijos o ambulatorios. Tampoco podrán interrumpirse estos servicios a hospitales, centros de salud, escuelas, orfelinatos, asilos para ancianos, centros penitenciarios, estaciones de bomberos y mercados populares. Artículo 6.- La presente Ley reconoce el derecho de los Pueblos Indígenas de todo el territorio nacional y el de las Comunidades Étnicas de la Costa Atlántica, para el uso y disfrute de las aguas que se encuentran dentro de sus tierras comunales de conformidad con las leyes vigentes que las regulan. LEY ESPECIAL DE DELITOS CONTRA EL MEDIO AMBIENTE Y LOS RECURSOS NATURALES CAPITULO I DISPOSICIONES GENERALES Artículo 6.- Contaminación del Suelo. Las personas naturales o jurídicas que de forma dolosa, sin autorización correspondiente de la autoridad competente realicen directa o indirectamente, o autoricen y permitan el descargue, depósito o infiltración de aguas residuales, líquidos o materiales químicos o bioquímicos, desechos o contaminantes tóxicos en los suelos, por lo que se ocasione o pueda ocasionar inminentemente daños a la salud, a los recursos naturales, la biodiversidad, calidad del agua o a los ecosistemas en general, se les impondrá una pena de seis meses a cinco años de prisión y multa en córdobas equivalente entre un mil (U$ 1 000.00) a cincuenta mil dólares (U$ 50 000). Esto sin menoscabo del pago de los daños causados a terceros. Artículo 7.- Contaminación de Aguas. La misma pena del artículo anterior se impondrá a las personas naturales o jurídicas que de forma dolosa, sin autorización correspondiente de la autoridad competente, realicen directa o indirectamente, o autoricen y permitan el descargue, depósito o infiltración de aguas residuales, líquidos o materiales químicos o bioquímicos, desechos o contaminantes tóxicos en aguas marinas, ríos, cuencas y demás depósitos o corrientes de agua, que ocasionen o puedan ocasionar inminentemente daños a la salud, a los recursos naturales, la biodiversidad, calidad del agua o a los ecosistemas en general.
  • 110. 102 Artículo 12.- Desechos Degradables o no Biodegradables. Las personas naturales o jurídicas que de forma dolosa y sin la autorización correspondiente de la autoridad competente,arrojencualquierclasedebasuraodesechosdegradablesynobiodegradables de cualquier naturaleza a cauces pluviales, quebradas, ríos, lagos, lagunas, esteros, cañadas, predios vacíos, vías públicas, plazas, parques, áreas verdes, playas o cualquier otro lugar no autorizado para ese fin y que cause o pueda causar inminentemente graves daños a la salud o al medio ambiente, será sancionado con multa equivalente en córdobas de cincuenta dólares (U$ 50.00) a un mil dólares (U$ 1 000.00). En caso de personas jurídicas la multa será el equivalente en córdobas de cinco mil dólares (U$ 5 000.00) a cincuenta mil dólares (U$ 50 000.00), en caso de no pagar multa señalada se impondrá la pena de prisión de seis meses a un año. • Realizar campañas de Educación Ambiental para sensibilizar a toda la población a nivel nacional. ¿Cómo realizar una Campaña de Educación Ambiental? Una campaña es una acción planificada y organizada durante un tiempo previamente determinado en la que se establecen una serie de actividades: se organizan los estudiantes en promotores o brigadistas ambientales, se capacitan, se determina la forma en que se desarrollarán las acciones para lograr compromisos de comportamientos a cambiar por ejemplo no botar basura en la calle. Las fases de la campaña de sensibilización ambiental son: 1. Primera fase: preparación de los promotores, brigadistas y comunicadores ambientales, fortaleciendo capacidades en las temáticas a abordar en la campaña y utilizando técnicas de aprendizaje participativas, por ejemplo: organizarse en círculos de estudio en el aula de clase para analizar cada contenido planteado en la campaña y decidir en consenso la forma en que van a motivar para los cambios de comportamiento en los estudiantes. 2. Segunda fase: priorización de temáticas a desarrollar en la campaña. Es importante considerar el papel que juegan el consejo de padres de familia y los gabinetes de la familia, la comunidad y la vida en el desempeño de acciones dentro de la campaña de sensibilización que se está proponiendo. 3. Tercera fase: elaboración de propuestas de acciones que logren que los estudiantes asuman compromisos de cambios de comportamiento en el hogar, el centro de estudio y la comunidad. Proyecto Escuela Verde
  • 111. 103 4. Cuarta fase: ejecución de las acciones planificadas para el desarrollo de la campaña. Se recomienda que entre estas acciones estén las visitas a cada una de las aulas del centro de estudio y visitas casa a casa en la zona aledaña al centro. 5. Quinta fase: evaluación y divulgación de la campaña, esta fase es un proceso periódico, durante todo el proceso de la campaña, en el que participan estudiantes, docentes, consejo de padres de familia y gabinete de la familia, la salud y la vida, además se divulgan las acciones y logros obtenidos en cada una de las fases. Iniciar una campaña de educación ambiental implica hacer un acuerdo político interinstitucional. Por esa razón, es importante definir un acuerdo o carta que comprometa a las instituciones firmantes. Para hacer una campaña de educación ambiental se recomienda realizar lo siguiente: • Diseñe un diagnóstico rápido de los problemas ambientales del municipio. • Definir qué temas se abordarán en la campaña. • Invitar a las organizaciones e instituciones presentes en el municipio, que deseen participar en la campaña de educación ambiental. • Establecer un plan de trabajo y cronograma de las actividades entre las organizaciones e instituciones que participarán en la campaña. • Establecer un cronograma de las actividades, en función de las organizaciones y representantes responsables de su cumplimiento. • Elaborar los materiales de la campaña. • Establecer los medios (perifoneo, radio, etc). • Establecer un plan mensual de seguimiento, para evaluar los avances y cumplimientos de las actividades para determinado período. Campaña de reforestación
  • 112. 104 Contenido para la redacción de un compromiso para una campaña de Educación Ambiental Nosotros los abajo firmantes, en representación de (la institución u organización) ______________ _______________________a la que pertenecemos, nos comprometemos a asumir como nuestra, la campaña de Educación Ambiental para nuestro municipio. En este sentido, aceptamos y nos declaramos obligados a cumplir los acuerdos y acciones que debamos realizar, definiendo para ello, participantes, actividades y periodo de cumplimiento. Dado en _______________ (nombre del municipio), a los (tantos) días del mes de (nombre del mes en curso), de (número en letras del año en curso). Firmantes, ____________________ ________________________ __________________ Nombre Institución que representa Cargo En equipo, realice las siguientes actividades: 1. Diseñe una entrevista sobre los problemas ambientales que se presentan en Nicaragua y en la comunidad. Deberán ser aplicadas a funcionarios del SINAPRED, MARENA, MAGFOR, INAFOR o del alguna ONG que apoye acciones a favor del medio ambiente. 2. Elabore un informe escrito en equipo de trabajo, donde expresen los resultados de la indagación. 3. En plenario, cada equipo presentará los resultados de su trabajo, haciendo énfasis en la toma de conciencia del rol que cada uno debe jugar en pro de la preservación y conservación del medio ambiente. En equipo, realice una campaña de sensibilización en su comunidad para mantener sano y saludable el medio ambiente. “Los océanos son un Bien común de la Madre Tierra y de la Humanidad porque constituyen los grandes depositarios de vida, los reguladores de los climas y de la base física y química de la tierra”. Extraído de la Declaración Universal del Bien Común de la Tierra y la Humanidad, febrero 2010. Masachapa, Nicaragua
  • 113. El buen funcionamiento de los sistemas en la vida del ser humano El buen funcionamiento de los sistemas en la vida del ser humano Sexta Unidad Sexta Unidad
  • 114. 106 Sistema circulatorio humano ¿Qué entiende por la palabra circulatorio? ¿Sabe cómo funciona su sistema circulatorio? ¿Qué importancia tiene el sistema circulatorio en el cuerpo humano? ¿Qué función desempeña la sangre en el sistema circulatorio? El sistema circulatorio es la estructura anatómica que comprende al sistema cardiovascular que conduce y hace circular la sangre y al sistema linfático, que conduce la linfa. El Sistema Cardiovascular, está formado por un órgano central, que es el corazón y un sistema de tubos o vasos: las arterias, los capilares y las venas. El Sistema Circulatorio sirve para llevar los alimentos y el oxígeno a las células y para recoger los desechos metabólicos que se han de eliminar después por los riñones, en la orina y por el aire exhalado por los pulmones, rico en dióxido de carbono (CO2 ). De toda este transporte se encarga la sangre que está circulando constantemente. Además, el aparato circulatorio tiene otras destacadas funciones: interviene en las defensas del organismo, regula la temperatura corporal, entre otros. Anatomía del corazón El corazón alcanza en la edad adulta por término medio el peso de 270 gramos en el hombre y 260 gramos en la mujer y es un poco más grande que una mano cerrada. El corazón se encuentra entre los pulmones en el centro del pecho, detrás y levemente a la izquierda del esternón. Una membrana fibro-serosa de dos capas, denominada «pericardio» envuelve al corazón como una bolsa. La capa externa fibrosa del pericardio rodea el nacimiento de los principales vasos sanguíneos del corazón y está unida a la espina dorsal, al diafragma y a otros órganos cercanos por medio de ligamentos. La capa interna (serosa) del pericardio está unida al músculo cardíaco. Una capa de líquido separa las dos capas de la membrana, permitiendo que el corazón se mueva al latir a la vez que permanece unido al cuerpo. En pareja analice y conteste las siguientes preguntas:
  • 115. 107 El corazón tiene cuatro cavidades. Las cavidades superiores se denominan aurícula izquierda y aurícula derecha y las cavidades inferiores se denominan ventrículo izquierdo y ventrículo derecho. Una pared muscular denominada tabique separa las aurículas izquierda y derecha y los ventrículos izquierdo y derecho. El ventrículo izquierdo es la porción del corazón con mayor cantidad de tejido muscular, para impulsar la sangre oxigenada a través de la válvula aórtica hacia el resto del cuerpo. Vena cava superior Aorta Arteria pulmonar Auricula derecha Válvula pulmonar Válvula tricúspide Vena cava inferior Ventrículo derecho Válvula aórtica Ventrículo izquierdo Válvula mitral Vena pulmonar Las válvulas cardíacas Las válvulas que controlan el flujo de la sangre por el corazón son cuatro: • La válvula tricúspide controla el flujo sanguíneo entre la aurícula derecha y el ventrículo derecho. • La válvula pulmonar controla el flujo sanguíneo del ventrículo derecho a las arterias pulmonares, las cuales transportan la sangre a los pulmones para oxigenarla. • La válvula mitral permite que la sangre rica en oxígeno proveniente de los pulmones pase de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo. • La válvula aórtica permite que la sangre rica en oxígeno pase del ventrículo izquierdo a la aorta, la arteria más grande del cuerpo, la cual transporta la sangre al resto del organismo. En algunas cardiopatías congénitas persiste una comunicación entre los ventrículos con la consiguiente mezcla de sangre rica y pobre en oxígeno, al no cerrarse completamente el tabique interventricular durante el desarrollo fetal, se conoce como mal azul. ¿Para qué nos sirve el corazón? ¿Cómo se había imaginado que era el corazón? Lee y responda Se ha preguntado ¿cómo funciona el corazón en su cuerpo?
  • 116. 108 Funcionamiento del corazón El corazón tiene dos movimientos: uno de contracción llamado sístole y otro de dilatación llamado diástole. Pero la sístole y la diástole no se realizan a la vez, en estos movimientos se distinguen tres tiempos: Sístole auricular: se contraen las aurículas y la sangre pasa a los ventrículos que estaban vacíos. Sístole ventricular: los ventrículos se contraen y la sangre que no puede volver a las aurículas por haberse cerrado las válvulas bicúspide y tricúspide, sale por las arterias pulmonares y aorta. Éstas también tienen sus válvulas llamadas válvulas sigmoideas, que evitan el reflujo de la sangre. Diástole general: las aurículas y los ventrículos se dilatan y la sangre entra de nuevo a las aurículas. Los golpes que se producen en la contracción de los ventrículos originan los latidos, que en el ser humano oscilan entre 70 y 80 latidos por minuto. Sístole ventricular la sangre sale a las arterias Diástole general la sangre vuelve a las aurículas Sístole auricular la sangre pasa a a los ventrículos ¿Cómo se le llama a los movimientos del corazón? ¿En qué consiste el movimiento de sístole auricular? ¿En qué consiste el movimiento sístole ventricular? Los vasos sanguíneos Los vasos sanguíneos (arterias, capilares y venas) son conductos musculares elásticos que distribuyen y recogen la sangre de todos los rincones del cuerpo. Se denominan arterias a aquellos vasos sanguíneos que llevan la sangre rica en oxígeno, desde el corazón hasta los órganos corporales.
  • 117. 109 Las grandes arterias que salen desde los ventrículos del corazón van ramificándose y haciéndose más finas hasta que se convierten en capilares, los capilares son vasos tan finos que a través de ellos se realiza el intercambio gaseoso y de sustancias entre la sangre y los tejidos. Vasos sanguíneos Endotelio Músculo liso Tejido conectivo Arteriola (conecta las arterias con los capilares) Vénula (conecta las venas con los capilares) Capilares (intercambio de gases, nutrientes, residuos y hormonas) Las venas: son vasos de paredes delgadas y poco elásticas que recogen la sangre y la devuelven al corazón, desembocan en las aurículas. Los glóbulos rojos, también denominados eritrocitos o hematíes, se encargan de la distribución del oxígeno molecular (O2 ). No tienen núcleo, por lo que se consideran células muertas. Los hematíes tienen un pigmento rojizo llamado hemoglobina que les sirve para transportar el oxígeno desde los pulmones a las células. Una insuficiente fabricación de hemoglobina o de glóbulos rojos por parte del organismo, da lugar a una anemia, de origen variable, pues puede deberse a un déficit nutricional, a un defecto genético o a otras causas. Los glóbulos blancos o leucocitos tienen una destacada función en el Sistema Inmunológico al efectuar trabajos de limpieza (fagocitos) y defensa (linfocitos). Son mayores en tamaño que los hematíes, pero menos numerosos (unos siete mil por milímetro cúbico), son células vivas que se trasladan, se salen de los capilares y se dedican a destruir los microbios y las células muertas que encuentran en el organismo. También producen anticuerpos que neutralizan los microbios que producen las enfermedades infecciosas. Las plaquetas o trombocitos son fragmentos de células muy pequeños, sirven para taponar las heridas y evitar hemorragias.
  • 118. 110 Las células sanguíneas se forman en la médula ósea, se originan como célula madre. La "célula madre" (o célula hematopoyética) es la fase inicial de todas las células sanguíneas. La médula ósea es el material esponjoso del interior de los huesos que produce aproximadamente el 95 por ciento de las células sanguíneas del cuerpo. Existen otros órganos y sistemas en nuestro cuerpo que ayudan a regular las células sanguíneas. Los ganglios linfáticos, el bazo y el hígado ayudan a regular la producción, destrucción y diferenciación de las células (desarrollando una función específica). El proceso de producción y desarrollo de nuevas células se denomina hematopoyesis. Circulación general de la sangre ¿Sabe como ocurre el recorrido de la sangre en nuestro cuerpo? ¡Prepárese para un paseo en nuestro cuerpo! Analice la ilustración
  • 119. 111 El corazón es como una bomba, impulsa la sangre por todo el organismo, realiza su trabajo en fases sucesivas. Primero se llenan las cámaras superiores o aurículas, luego se contraen, se abren las válvulas y la sangre entra en las cavidades inferiores o ventrículos. Cuando están llenos, los ventrículos se contraen e impulsan la sangre hacia las arterias. El corazón late unas setenta veces por minuto y bombea todos los días unos 10 000 litros de sangre. La circulación de la sangre puede dividirse en dos ciclos, tomando como punto de partida el corazón. • Circulación mayor o circulación somática o general. El recorrido de la sangre comienza en el ventrículo izquierdo del corazón, cargada de oxígeno, y se extiende por la arteria aorta que se divide en: Después de que la Arteria Aorta sale del ventrículo izquierdo, se divide en: Arteria Carótida: aportan sangre oxigenada a la cabeza. Arteria Subclavias: aportan sangre oxigenada a los brazos. Arteria Hepática: aporta sangre oxigenada al hígado. Arteria Esplénica: aporta sangre oxigenada al bazo. Arteria Mesentéricas: aportan sangre oxigenada al intestino. Arteria Renales: aportan sangre oxigenada a los riñones. Arteria Ilíacas: aportan sangre oxigenada a las piernas. Cabe destacar que el llenado de sangre de las aurículas ocurre a la vez en ambas cámaras. El vaciado de la sangre también es simultáneo. Las ramas de la aorta se extienden hasta el sistema capilar donde se realiza el intercambio gaseoso y de sustancias entre la sangre y los tejidos, una vez que se da este intercambio sangre-tejidos a través de la red capilar, los capilares van reuniéndose en vénulas y venas por donde la sangre pobre en oxígeno, regresa a las aurículas del corazón. De forma individual En un cuadro sinóptico represente el funcionamiento del corazón. Prepare un resumen de la circulación de la sangre. Comparte tus resultados con las compañeras y los compañeros de clase. En equipo Observe la ilustración y describa el proceso de oxigenación de la sangre, para que se pueda orientar mejor haga su propio dibujo. Observa el gráfico ¿Dónde inicia la arteria aorta?
  • 120. 112 En la aurícula derecha desembocan: La vena cava superior, formadas por la yugular que viene de la cabeza y la subclavias (venas) que proceden de los miembros superiores. La vena cava inferior, que recoge la sangre de las piernas a través de las venas iliacas, la venas renales que recoge la sangre que viene del riñón y la venas supra-hepáticas que recoge la sangre que viene del hígado. La coronaria que rodea al corazón. Cuando la sangre llega a la aurícula derecha, es de color rojo oscuro por ir cargada de dióxido de carbono, producto de la respiración de las células de todo el cuerpo. Se llama sangre venosa. Continuando con el recorrido de la sangre note en el gráfico que una vez llena la aurícula derecha de esta sangre, se contrae y la sangre pasa al ventrículo derecho. Una vez lleno el ventrículo derecho, se contrae y la sangre venosa sale a través de la arteria pulmonar hacia los pulmones. En los pulmones desprende el dióxido de carbono y toma oxígeno. Observa el gráfico ¿Dónde inicia la arteria pulmonar? El ciclo de la circulación general, se completa cuando la sangre oxigenada (coloreada en rojo) procedente de los pulmones, sale de éste a través de las cuatro venas pulmonares, las cuales llevan la sangre oxigenada a la aurícula izquierda, la aurícula se contrae y la sangre pasa al ventrículo izquierdo. El ventrículo izquierdo se contrae y la sangre sale de este ventrículo a través de la arteria aorta a todo el cuerpo. La arteria aorta lleva la sangre oxigenada a todo el cuerpo. Ésta, es de color rojo claro y se le denomina sangre arterial. • Circulación menor, se le denomina así al ciclo que describe la sangre venosa que llega a través de las venas cavas, a la aurícula derecha, pasa al ventrículo derecho. Sale del ventrículo derecho a través de las arterias pulmonares que la lleva a los pulmones, donde se oxigena o se carga de oxígeno y descarga el dióxido de carbono. La vuelta descrita por la sangre es del corazón a los pulmones por su corto recorrido recibe el nombre de circulación menor. Circulación Menor Pulmón derecho Vena pulmonar Sangre con CO2 Corazón Circulación Mayor Pulmón izquierdo Arteria pulmonar Sangre con oxigeno hacia todo el cuerpo Red de capilares
  • 121. 113 La sangre componentes y función La sangre es un tejido líquido, compuesto por una parte líquida formada por agua y sustancias orgánicas e inorgánicas (sales minerales) disueltas, que forman el plasma sanguíneo y otra parte corpuscular formada por tres tipos de células sanguíneas: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas o trombocitos. El plasma sanguíneo es la parte líquida de la sangre. Es salado, de color amarillento y en él flotan los demás componentes de la sangre, también lleva los alimentos y las sustancias de desecho recogidas de las células. El plasma, cuando se coagula la sangre, origina el suero sanguíneo. Composición de la sangre Leucocito basófilo Leucocito eosinófilo Monocito Linfocito Plasma Plaquetas o trombocitos Leucocito neutrófilo Globulo rojo o hematíes o eritrocitos Plasma (60%) Glóbulos blancos Glóbulos rojos El sistema linfático El sistema linfático consiste en un sistema de transporte semejante al sistema circulatorio con la diferencia de que no es un sistema cerrado sino que se inicia en los tejidos corporales, continúa por los vasos linfáticos y desemboca finalmente en el torrente sanguíneo, concretamente en la vena cava superior y en la vena subclavia izquierda, realizando, por tanto, un trayecto unidireccional. El sistema linfático está formado por: • La linfa. • Los vasos linfáticos. • Los ganglios linfáticos. La linfa La linfa es un líquido incoloro compuesto de plasma sanguíneo, glóbulos blancos, proteínas, grasas y sales, es la parte de la sangre que se escapa de los vasos capilares sanguíneos al ser éstos porosos. Se transporta desde los tejidos hasta dos grandes venas a través de los vasos linfáticos. Amígdalas Timo Nodo linfático Bazo Vaso linfático Médula ósea Tejidos linfáticos. Los tejidos linfáticos están situados por todo el cuerpo.
  • 122. 114 En el sistema linfático no existe una bomba que impulse la linfa, a diferencia de lo que ocurre en el aparato circulatorio sino que se mueve, aprovechando las contracciones musculares. Ello es posible porque los vasos linfáticos se sitúan entre el tejido muscular y al realizar el cuerpo movimientos cotidianos o comunes, es cuando se activa la circulación linfática siendo muchísimo más lenta que la sanguínea. Los vasos linfáticos Los vasos linfáticos son los conductos con forma de rosario por las muchas válvulas que llevan, por ellos circula la linfa y son muy similares a las venas ya que están formados por tejido conjuntivo y unas válvulas en las paredes que evitan el retroceso de la linfa. Los vasos linfáticos, según van penetrando en los tejidos corporales, se van haciendo cada vez más pequeños y más finos hasta convertirse en capilares linfáticos. Aquí es donde se recogen las sustancias que no pueden ir por la sangre debido a que su tamaño les impide atravesar la pared del vaso sanguíneo siendo transportadas a través de los vasos linfáticos que se van haciendo cada vez más grandes según se van acercando al final del trayecto. Los vasos linfáticos convergen en dos troncos principales: • Conducto linfático derecho que recoge toda la linfa de la parte superior del cuerpo. • Conducto linfático torácico que recoge la linfa del lado izquierdo del cuerpo. Los ganglios linfáticos Los ganglios linfáticos son nódulos pequeños en forma de fríjol con un tamaño inferior a un centímetro que en condiciones normales no se llegan a palpar. Se encuentran formando racimos en varias zonas del cuerpo como el cuello, las axilas, las ingles, el tórax y el abdomen. Funciones de los ganglios linfáticos: • Filtrar la linfa de sustancias extrañas, como bacterias y células cancerosas, y destruirlas. • Producir glóbulos blancos, como linfocitos, monocitos y células plasmáticas, encargados de destruir a las sustancias extrañas. Cuando hay una infección en el organismo, los ganglios linfáticos aumentan su tamaño debido a la producción adicional de glóbulos blancos para hacer frente a la misma.
  • 123. 115 Al hacerse más grande es cuando se pueden llegar a palpar y es un indicador de que nuestro cuerpo está respondiendo. Si pasado un tiempo el ganglio no vuelve a la normalidad o, incluso aumenta más de tamaño, habría que acudir al médico para que valorara la situación. El linfoma es un cáncer del sistema linfático y normalmente se manifiesta por el aumento de tamaño de los ganglios, llamándose adenopatías, de ahí la importancia de acudir al médico con la aparición y palpación de un ganglio. El sistema linfático constituye una parte muy importante del sistema inmunológico, es el encargado de defendernos de las agresiones externas, debido a la función de los órganos linfoides. Los órganos linfoides pueden ser primarios o secundarios. Órganos linfoides primarios En los órganos linfoides primarios es donde maduran los linfocitos y son el timo y la médula ósea. El timo es una glándula formada por dos lóbulos y situada detrás del esternón. Su función es la maduración de los linfocitos T. La médula ósea es el tejido donde se fabrican las células de la sangre, glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. Se encuentra en el interior de los huesos y es donde maduran los linfocitos B. Órganos linfoides secundarios En los órganos linfoides secundarios es donde se presentan las sustancias extrañas o antígenos y se inicia la respuesta inmune específica. Son los ganglios linfáticos, el bazo y el MALT. Los ganglios linfáticos producen glóbulos blancos ante la presencia de un antígeno. El bazo está situado en el lado izquierdo de la cavidad abdominal y formado por la pulpa blanca, correspondiente al tejido linfoide y la pulpa roja, a los vasos sanguíneos. Su función inmunológica consiste en la producción de anticuerpos y la destrucción de bacterias. El MALT que es el tejido linfoide asociado a mucosas, se encuentra en el tracto gastrointestinal, respiratorio y genitourinario. Funciones del sistema linfático: • Transportar el líquido de los tejidos que rodea a las células, principalmente sustancias proteicas, a la sangre porque debido a su tamaño no pueden atravesar la pared del vaso sanguíneo.
  • 124. 116 Lea y reflexione Con su equipo de trabajo. Comente y responda. ¿Por qué es importante que las personas donen sangre? ¿Qué podría suceder en un país donde no esté organizado el proceso para la donación de sangre? • Recoger las moléculas de grasa absorbidas en los capilares linfáticos que se encuentran en el intestino delgado. Importancia de la donación de sangre La sangre no se puede fabricar y es imprescindible para el tratamiento de muchas enfermedades y actividades médicas. En un accidente de tráfico se pueden necesitar ¡hasta 30 donaciones! En una intervención quirúrgica ¡hasta 20 donaciones! En un trasplante de hígado ¡hasta 170 donaciones! Un enfermo de leucemia puede necesitar ¡hasta 250 donaciones! Porque la más avanzada tecnología no ha sido capaz de producir este elemento esencial para la vida. La única posibilidad de obtenerla es gracias a la generosidad personal del ser humano, único capaz de fabricarla en su propio organismo. La cantidad de sangre de una persona está en relación con su edad, peso, sexo y altura, una persona adulta se puede considerar que tiene entre 4 y 6 litros de sangre. Todos los órganos del cuerpo humano funcionan gracias a la sangre que circula por arterias, venas y capilares. Se necesita sangre para salvar vidas y si tienes la edad necesaria, puedes donar sangre, es seguro, es fácil y es un regalo que marca una diferencia, donar sangre solo toma cerca de una hora, pero una donación tiene el potencial de salvar tres vidas. Pregunte en casa, tal vez no lo sepa pero probablemente alguien en su familia, amigos o vecinos hayan recibido sangre, las personas siempre están necesitando, es posible que gente cercana a ti se beneficie con tu donación, como la sangre humana no tiene sustitutos, las transfusiones sólo pueden realizarse con la ayuda de donantes voluntarios, hombres y mujeres que desinteresadamente dedican una hora de su tiempo para ayudar a salvar una vida. Voluntario donando sangre
  • 125. 117 Una persona sana puede donar medio litro de sangre, tres, cuatro y hasta seis veces al año, escuchemos a personas que donaron sangre, ellas pueden decirle por qué lo hicieron y qué ha significado, también escucharemos el testimonio de personas a las que una donación les salvó la vida y hoy pueden compartir sus experiencias con nosotros. “Hace poco tiempo, yo necesité sangre y pensé que nunca la necesitaría, pero la realidad es que muchos de nosotros que pensamos que nunca la vamos a necesitar, lo hacemos. Debido a una infección que tuvo mi hermano, él recibió sangre periódicamente y lleva más de un año recibiéndola”. Grupos sanguíneos La sangre se clasifica según las proteínas globulares y plasma que normalmente causan reacciones de inmunidad. La sangre humana puede clasificarse en cuatro grupos sanguíneos que se nombran con las letras: A, B, O y AB. La identificación de los grupos sanguíneos supuso un hecho muy importante, tanto por las numerosas contribuciones al establecimiento de los principios genéticos, como por su importancia en las transfusiones. El Sistema ABO Se han descrito cuatro combinaciones esenciales de hematíes y plasma, que definen los cuatro grupos sanguíneos que se conocen con las letras O, A, B y AB. En cada uno de los grupos descubiertos, los hematíes tienen en su superficie una sustancia llamada antígeno, que es diferente a cada grupo. El grupo A tiene el antígeno A, el grupo B tiene el antígeno B, el grupoAB tiene los dos antígenos y el grupo O no tiene antígeno. En el año 1940, se detecta la existencia de un nuevo antígeno en la membrana de los hematíes de la mayoría de la población. Este antígeno es llamado Rh, ya que las primeras investigaciones se llevaron a cabo experimentando con un simio del tipo Macaccus Rhesus. Se observó que al inyectar hematíes humanos a estos simios, producían un anticuerpo que era capaz de reaccionar aglutinando los hematíes en el 85 % de la población. De forma individual Converse con su familia sobre cuáles son los tipos de sangre que tiene cada uno de los miembros. Pregunte si alguna persona de su familia ha necesitado que se le haga una transfusión sanguínea y que han hecho para resolver esta situación. Dialogue con sus amigos y familiares sobre cuáles son las enfermedades que afectan al sistema cardiovascular.
  • 126. 118 Enfermedades cardiovasculares Enfermedad Descripción Síntomas Insuficiencia cardíaca El bombeo inadecuado hace que la circulación disminuya en todo el cuerpo y la sangre se acumula en las venas. También se junta en los pulmones. 1. Falta de aire durante el ejercicio físico. 2. Cansancio. 3. Falta de aire al estar recostado. 4. Hinchazón de las venas del cuello. 5. Hinchazón e inflamación de los pies, tobillos, manos y pies. Hipertensión arterial La fuerza que la sangre efectúa sobre la pared de las arterias puede no ser constante. Los antecedentes familiares, la falta de actividad física, la ingesta de sal en los alimentos son factores que provocan esta alteración que ocasiona daños en el corazón, riñones y retina. 1. Dolor de cabeza. 2. Mareos. 3. Decaimiento. 4. Visión borrosa. Infarto al miocardio Consiste en el bloqueo de las arterias que transportan la sangre y oxígeno a los órganos. Dolor opresivo. Arteriosclerosis (Endurecimiento de las arterias) Son las arterias que están estrechas o bloqueadas y en las cuales se deposita grasa o colesterol en sus paredes internas. Su desarrollo es silencioso y no suele presentar dolor. Es más frecuente en la Aorta abdominal y en las ramificaciones renales y las arterias coronarias y cerebrales. Afecta el vaso, páncreas, glándulas suprarrenales y riñón. Síntomas más frecuente es la hipertensión arterial. Várices Dilataciones venosas que dificultan el retorno eficaz de la sangre al corazón. Dolor de piernas y sensación de piernas pesadas. Permanecer mucho tiempo de pies o sentado, sensación de quemazón y hormigueo en las piernas.
  • 127. 119 Medidas de prevención de enfermedades del Sistema Circulatorio 1. Evitar estar mucho tiempo de pie pues esto provoca várices. 2. Evitar los excesos de grasas en la alimentación. 3. La alimentación no debe estar cargada de proteínas porque provoca endurecimiento en las paredes de las arterias, enfermedad llamada arterioesclerosis. 4. Evitar alimentarse con comidas muy condimentadas. 5. Bañarse diariamente para mantener limpia la piel, es necesario para eliminar las suciedades acumuladas y los productos de descomposición del sudor. 6. Realizar ejercicio físico. Experiencias nicaragüenses Avances en el sistema de salud que ayudan a preservar la vida En el Hospital Infantil Manuel de Jesús Rivera La Mascota, con el apoyo de la solidaridad internacional y de los médicos nicaragüenses, se han efectuado cirugías a corazón abierto, informó el Doctor Gerardo Mejía. El galeno dijo que en enero de este año con el apoyo de la brigada del Hospital del Niño de Denver, Colorado, se efectuaron diez operaciones y en febrero ocho cirugías realizadas por miembros del Hospital de la Timone (de Marsella, Francia); más dos efectuadas por personal médico nacional, las que suman 20 procedimientos de esta naturaleza. El Doctor Mejía agregó que para cumplir la meta de 150 cirugías en el 2011, el Gobierno Sandinista gestionó fondos con el Gobierno de Taiwán para la compra de materiales y equipos que permiten ayudar a las familias que tienen niños con defectos congénitos del corazón, ya que son cirugías de muy alto costo en el mercado internacional. Afirmó que como parte de la política de gratuidad total de la salud de parte del Gobierno que preside el Comandante Daniel Ortega, “no se cobra ningún centavo por estas operaciones”, que en el extranjero tienen un costo de casi 10 mil dólares.
  • 128. 120 El Hospital Infantil “La Mascota” tienen programadas otras jornadas de cirugías de corazón abierto. Con el apoyo de una brigada que llegará de Bélgica. Así mismo el equipo de Denver, Colorado estará nuevamente en nuestro país y con los recursos nacionales también se continuarán haciendo operaciones. El año 2010 se realizaron 42 cirugías de corazón abierto. ¿Qué es la leucemia? Cuando las células sanguíneas inmaduras (los blastos) proliferan, es decir, se reproducen de manera incontrolada en la médula ósea y se acumulan tanto ahí como en la sangre, logran reemplazar a las células normales. A esta proliferación incontrolada se le denomina leucemia. Síntomas Los primeros síntomas son cansancio, falta de apetito o fiebre intermitente. A medida que la afección avanza aparece dolor en los huesos, como resultado de la multiplicación de las células leucémicas en el sistema óseo. También aparece anemia, cuyas características son palidez, cansancio y poca tolerancia al ejercicio, fruto de la disminución de glóbulos rojos. Asimismo, la reducción del número de plaquetas provoca hemorragias esporádicas y la aparición de manchas en la piel (petequias) o grandes hematomas, a consecuencia de hemorragia causada por golpes leves. Además, pueden presentarse hemorragias a través de nariz, boca o recto. Una de las hemorragias más graves es la que se presenta a nivel cerebro, la cual puede ocurrir si el número de plaquetas desciende en forma severa. Otra posible consecuencia es la baja en el número de glóbulos blancos (leucocitos), situación que repercute en las defensas del niño contra las infecciones. Existen cuatro tipos principales de leucemia, denominados en función de la velocidad de progresión y del tipo de glóbulo blanco al que afectan. Las leucemias agudas progresan rápidamente; las leucemias crónicas se desarrollan de forma lenta. Las leucemias linfáticas afectan a los linfocitos; las leucemias mieloides (mielocíticas) afectan a los mielocitos. El tratamiento recomendado en este tipo de padecimiento es la quimioterapia. En ésta se emplean diversos medicamentos especiales destinados a destruir las células leucémicas. Dicho tratamiento tiene tres fases: la de inducción a la remisión, la de consolidación y la de mantenimiento. En la fase de inducción a la remisión, cuya duración es de cuatro a cinco semanas, se intenta destruir la mayor cantidad de células malignas. Cuando ocurre la remisión, es decir el control temporal de la afección, el niño suele lucir normal, ya que los síntomas de la leucemia desaparecen. En ciertas ocasiones la remisión es apenas parcial, por esta razón algunos síntomas no desaparecen del todo. Sólo un pequeño porcentaje de los pacientes no logra entrar en remisión. La fase de consolidación dura de dos a tres semanas, mientras que la de mantenimiento debe llevarse a cabo hasta completar tres años de tratamiento.
  • 129. 121 En 1993 nace la Comisión Nicaragüense de Ayuda al Niño con Cáncer (CONANCA). Esta es una asociación humanitaria, no gubernamental, con personería jurídica y sin fines de lucro fundada por un grupo de damas voluntarias interesadas en ayudar a la niñez nicaragüense que padece la terrible enfermedad de cáncer y leucemia. Las (os) niñas (os) con cáncer de toda Nicaragua son atendidos en el Departamento de Hemato-Oncología del Hospital del Niño Manuel de Jesús Rivera “La Mascota”, ubicado en Managua, siendo éste el único centro asistencial en el país que cuenta con esta especialidad y consta de 3 áreas: Oncología con 15 camas, Hematología con 15 camas y un Albergue con 10 camas. En este momento el hospital atiende 1 500 casos de niños con cáncer y un promedio de 5 000 consultas externas anuales, cada año se diagnostican 200 casos nuevos. Comenta con tu familia de las operaciones a corazón abierto, así como de la organización CONANCA. Sistema respiratorio Lea y comente Has contado cuántas veces respiras en el día. Exprese su opinión, ¿respiran la misma cantidad de veces una persona adulta y un niño o niña? Despiertos o dormidos, no tenemos que pensar en respirar: es tan necesario para vivir que se hace automáticamente. Cada día, respiramos aproximadamente 20 000 veces, y para cuando tengamos 70 años habremos aspirado al menos 600 millones de veces. ¿Por qué es importante la respiración? Sistema respiratorio
  • 130. 122 Órganos del sistema respiratorio La respiración no podría producirse sin la ayuda del sistema respiratorio, que incluye nariz, garganta, laringe, tráquea, bronquios (bronquiolos) y pulmones. Cada vez que respiramos, tomamos aire rico en oxígeno por la nariz y la boca. Los pulmones se llenan y se vacían constantemente. Y aunque el aire que respiramos esté sucio o contaminado, nuestro sistema respiratorio puede defenderse de las sustancias y organismos extraños que penetran por la nariz y la boca. Los contaminantes se exhalan de nuevo, se tosen, se tragan, salen por los intestinos o son destruidos por los jugos gástricos o devorados por los macrófagos, un tipo de célula de la sangre que recorre el cuerpo buscando gérmenes para destruirlos. Si no respiramos, no podríamos vivir. Es la función más importantes que el sistema respiratorio desempeña. Características estructura y función del aparato respiratorio La respiración es sólo una parte del intercambio de gases CO2 y O2 . El aparato cardiovascular tiene que transportar los gases y debe producirse el intercambio gaseoso en las células. El aire se puede inhalar por la nariz (que es lo recomendable) y también por la boca. Estas dos vías respiratorias se unen en la faringe en la parte posterior de la nariz y la boca. La faringe es común para el sistema digestivo y respiratorio, porque transporta tanto alimento como aire. En la base de la faringe, este conducto se divide en dos, uno para el alimento, el esófago, que llega hasta el estómago y el otro para el aire. La epiglotis es una pequeña lengüeta de tejido que cubre el conducto del aire cuando tragamos, evitando que la comida y el líquido penetren en la tráquea. La laringe, o caja de la voz, es la parte superior del conducto del aire. Este pequeño tubo contiene un par de cuerdas vocales que vibran para producir sonidos. La tráquea se extiende hacia abajo desde la base de la laringe. Parte de ella lo hace por el cuello y parte, por la cavidad torácica. Las paredes de la tráquea están reforzadas con rígidos anillos cartilaginosos que la mantienen abierta. La tráquea también está revestida de cilios, que eliminan los fluidos y las partículas extrañas que hay en la vía respiratoria para que no entren en los pulmones. En su extremo inferior, la tráquea se divide a izquierda y derecha en conductos de aire denominados bronquios, que están conectados a los pulmones. En el interior de los pulmones, los bronquios se ramifican en bronquios más pequeños e incluso en conductos más pequeños denominados bronquiolos. Exhalación Inhalación Pulmón Diafragma
  • 131. 123 Los bronquiolos terminan en minúsculas bolsas de aire denominadas alvéolos, donde tiene lugar el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono (hematosis). Cada pulmón alberga alrededor de unos 300 ó 400 millones de alvéolos. Los pulmones también contienen tejidos elásticos que les permiten inflarse y desinflarse sin perder la forma, y están cubiertos de una membrana denominada pleura. Esta red de alvéolos, bronquiolos y bronquios se conoce como árbol bronquial. El diafragma, que separa el tórax del abdomen, juega un papel muy importante en la respiración. Se mueve hacia abajo cuando inhalamos, aumentando la capacidad de la cavidad torácica. Cuando exhalamos, el diafragma se mueve hacia arriba, lo que hace que la cavidad torácica reduzca su tamaño y los gases de los pulmones suban y salgan por la nariz y la boca. El diafragma es un potente músculo que atraviesa el tórax por debajo de los pulmones y ayuda en la respiración. El diafragma con sus movimientos dilata o comprime la cavidad torácica. Esta dos acciones las hacemos continuamente y de manera alterna, es decir una vez para inhalar el oxígeno y la siguiente para expulsar el bióxido de carbono. Intercambio de gases El mecanismo de intercambio gaseoso del organismo con el exterior presenta dos etapas: • La ventilación pulmonar. • El intercambio de gases en los pulmones. La ventilación pulmonar Ésta consiste en: la inspiración, o entrada de aire a los pulmones y la espiración, o salida de aire, se realiza pasivamente. El intercambio de gases en los pulmones se realiza debido a la diferente concentración de gases que hay entre el exterior y el interior de los alvéolos; por ello, el O2 (oxígeno) pasa al interior de los alvéolos y el CO2 (bióxido de carbono) pasa al ambiente mediante los conductos respiratorios. El intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre. Se da cuando la sangre llega a los pulmones ésta tiene un alto contenido en bióxido de carbono (CO2 ) y muy escaso en oxigeno (O2 ). El O2 pasa por difusión a través de las paredes alveolares y capilares a la sangre. Allí es transportado por la hemoglobina, localizada en los glóbulos rojos, que lo llevará hasta las células del cuerpo donde por el mismo proceso de difusión pasará al interior de cada célula de los tejidos de nuestro cuerpo. Glóbulo rojo HbO2 Capilar sanguíneo Alvéolo pulmonar Células del cuerpo O2 O2 O2 O2 Hb
  • 132. 124 El oxígeno que ha sido cedido a los tejidos, es rápidamente utilizado por ellos, dándose la respiración celular, consistente en que los azúcares, grasas y proteínas reaccionan con el oxígeno (O2 ), obteniéndose como producto el bióxido de carbono (CO2 ), agua (H2 O) y energía en forma de ATP (Adenosín trifosfato) Enfermedades que afectan el sistema respiratorio El sistema respiratorio puede ser afectado por enfermedades que se dan en las fosas nasales, garganta, faringe, tráquea, bronquios o en los pulmones. Tuberculosis, esta enfermedad es producida por una bacteria llamada bacilo de Koch. Además del hombre puede atacar a los animales, especialmente ganado vacuno, por lo cual existe el peligro de que la leche sea vector de infecciones. En el hombre la infección más común se observa en los pulmones (tuberculosis pulmonar o tisis), puede también afectar la piel (lupus), los huesos, los glangios, etc. En los pulmones el bacilo de koch produce unas lesiones en forma de pequeñas cavernas que se expanden destruyendo el tejido pulmonar, provocando a menudo hemorragias. Masas de bacterias son eliminadas por el esputo y la tos, contaminando a las personas y a todos los objetos que rodean al enfermo. Las gotitas de saliva que los enfermos exhalan al toser o al hablar invaden el ambiente; y el esputo, cayendo en el suelo se secan, se pulveriza y disemina en el aire millones de microbios. Las moscas constituyen también agentes muy importantes de transmisión. El enfermo de tuberculosis padece una sensación de cansancio constante, su temperatura se eleva en algunas décimas por la tarde y por la noche le sobreviene una intensa sudoración. Manifiesta enflaquecimiento y accesos de tos con expectoraciones amarillentas y sanguinolentas. Si no es atendido médicamente, con el tiempo se vuelve más débil y anémico hasta que muere. El Ministerio de Salud tiene un Programa de Control de Tuberculosis para atender a las personas afectadas con esta enfermedad, en las unidades de salud: • Identifican a los pacientes que presentan los síntomas. • Realizan los exámenes correspondientes. • Se les da su tratamiento en el puesto o centro de salud.
  • 133. 125 Es un tratamiento que el MINSA denomina tratamiento supervisado, dado que tiene un alto costo, el paciente se lo toma en las unidades de salud. La prioridad más importante del Programa de Control de Tuberculosis de Nicaragua, es la captación temprana y el tratamiento adecuado de pacientes con tuberculosis. Infecciones Respiratorias Agudas (IRA) Las infecciones respiratorias agudas (IRA) representan uno de los problemas principales de salud entre los niños menores de cinco años de los países en desarrollo. En la Región de las Américas, las IRA se ubican entre las primeras cinco causas de defunción en menores de cinco años y representan la causa principal de enfermedad y consulta a los servicios de salud. Todos los años, la neumonía ocasiona en todo el mundo más de 100 000 muertes de niños menores de un año, es decir un promedio de 300 muertes diarias. Noventa y nueve por ciento de estas muertes ocurre en los países en desarrollo. Otros 40 000 niños mueren anualmente por neumonía antes de alcanzar los cinco años de edad, lo cual representa otras 100 muertes diarias por esta causa en todo el hemisferio El Ministerio de Salud hace constantemente las recomendaciones para que la población asista a las unidades de salud para atender a tiempo estas infecciones. Por ejemplo, mantener al día las vacunas de niñas y niños, dar solamente pecho a los niños menores de 6 meses, evitar cambios bruscos de temperatura. En esta línea se trabaja de forma articulada la población con las unidades de salud realizando las jornadas de vacunación para evitar estas infecciones. Investigue • Cuando a una persona le practican una operación de corazón abierto, ¿qué procesos incluye y en Nicaragua dónde se ha practicado? • Investigue qué proceso lleva a cabo en el puesto o centro de salud de su comunidad para atender a las personas con tuberculosis. • ¿Por qué en algunos casos se practica la traqueotomía? • ¿Qué cantidad de personas han sido afectadas por las infecciones respiratorias agudas en tu comunidad y qué atención le brindan para que restablezca su salud? Comente con sus compañeros y compañeras de clase sobre:
  • 134. 126 • ¿Qué otras enfermedades afectan el sistema cardiovascular? • ¿Usted ha padecido de alguna de las enfermedades del sistema respiratorio o del circulatorio? Describe el proceso de respiración apoyándose en la lámina. Lea y comente Piense, qué haría usted para mantener sano su sistema respiratorio. Con sus compañeros y compañeras de clase revise las medidas que aplicarían como grupo para mantener sano el sistema cardiovascular. ¿Qué opinas de la imagen, ¿qué idea le da ese pulmón? ¿Qué recomendaciones compartiría con sus amigos y amigas relacionada a las enfermedades del sistema respiratorio? Medidas de prevención de enfermedades del sistema respiratorio • Respirar por la nariz y no por la boca. La mucosa nasal humedece, calienta y filtra el aire, evitando irritaciones e infecciones de las vías respiratorias. El aire que entra por la boca, en cambio, llega de inmediato a la laringe, seco, frío y recargado de polvo y microbios. • Mantener el cuerpo en postura erguida para que el tórax pueda expandirse fácilmente y los pulmones funcionen en su totalidad. Tráquea Bronquio primario derecho Bronquio primario izquierdo Pulmón izquierdoPulmón derecho Cancer de pulmón, causado por tabaquismo
  • 135. 127 • Realizar inspiraciones pausadas y profundas para renovar totalmente el aire en los pulmones. La persona debe acostumbrar respirar por la mañana pausadamente por algunos minutos y repetir las inspiraciones varias veces al día. • No permanecer en lugares mal ventilados que alberguen demasiadas personas, porque el aire viciado dificulta la oxigenación, produce dolor de cabeza y confusión mental. • No usar fajas muy ajustadas que presionen el abdomen e impidan la expansión del tórax. • Practicar juegos y ejercicios al aire libre. Todo tipo de deporte practicado moderadamente, sin llegar al cansancio, estimula la respiración, la eliminación de sustancias tóxicas del organismo y el desarrollo y funcionamiento de los órganos, especialmente de los músculos. • Organizar paseos y excursiones a lugares ricos en oxígeno como bosques, praderas y playas. • No fumar, el humo inhalado lleva productos tóxicos que afectan a la laringe, a los bronquios, y particularmente a los pulmones, originando catarro, tos crónica y efisema pulmonar. • Comer frutas cítricas y verduras amarillas, ricas en Vitamina “A” y Vitamina “C”. Lea y reflexione Observe la lámina del sistema excretor y exprese qué relación encuentra con el sistema respiratorio. Fundamente por qué dice que los pulmones forman parte del sistema excretor. ¿Ha contado cuántas veces saca los desechos usted, en particular la orina?
  • 136. 128 Sistema excretor Aunque no siempre sea una tarea agradable, la limpieza es necesaria para vivir en un ambiente saludable. De la misma manera, nuestro cuerpo debe eliminar los desechos para mantenerse sano. Los residuos de los alimentos se eliminan del cuerpo en forma de heces. La excreción es el proceso mediante el cual el cuerpo se deshace de compuestos químicos tóxicos, exceso de agua, sales y bióxido de carbono. El sistema excretor es el encargado de eliminar las sustancias tóxicas y los desechos de nuestro organismo, está formado por el aparato urinario, los pulmones, el hígado y la piel. El aparato urinario lo forman los riñones y las vías urinarias. El bióxido de carbono (junto con cierta cantidad de vapor de agua) es transportado a los pulmones por el sistema circulatorio y se excreta cada vez que exhalamos. El exceso de agua se excreta a través de la piel en forma de transpiración y a través de los riñones en la orina. En el hígado el amonio se convierte en un desecho de nitrógeno mucho menos tóxico llamado urea, que luego es llevado por el torrente sanguíneo hasta los riñones, donde se elimina de la sangre. Al sistema excretor debe añadirse el intestino grueso o colon, que acumula desechos en forma de heces para ser excretadas por el ano. 1Pulmones 2Riñones 3Piel Órgano de la excreción ¿De qué sustancias está constituida la orina? ¿Por qué el cuerpo humano expulsa estas sustancias mediante la orina?
  • 137. 129 Riñones y vías urinarias En el ser humano, los riñones se sitúan a cada lado de la columna vertebral, en la zona lumbar y están rodeados de tejido graso, la cápsula adiposa renal. Tienen forma de frijol y presentan un borde externo convexo y un borde interno cóncavo. Este último ostenta un hueco denominado hilio, por donde entran y salen los vasos sanguíneos. En el lado anterior se localiza la vena renal (transporta sangre filtrada) que recoge la sangre del riñón y en la parte posterior la arteria renal (transporta sangre con desechos) que lleva la sangre hacia los riñones. Más atrás se localiza el uréter, un tubo que conduce la orina hacia la vejiga. La función del riñón, es la elaboración de orina. Los riñones también son importantes para mantener el balance de líquidos y los niveles de sal así como el equilibrio ácido-base. Cuando algún trastorno altera estos equilibrios, el riñón responde eliminando más o menos agua, sal, e hidrogeniones (iones de hidrógeno). El riñón ayuda a mantener la tensión arterial normal; para ello, segrega la hormona renina y elabora una hormona que estimula la producción de glóbulos rojos (eritropoyetina). Cada riñón se compone de aproximadamente 1 millón de unidades microscópicas de filtrado de sangre llamadas nefronas. La nefrona es la unidad estructural y funcional del riñón. A través de la arteria renal, llega a los riñones la sangre cargada de sustancias tóxicas. Dentro de los riñones, la sangre recorre una extensa red de pequeños capilares que funcionan como filtros (nefronas). De esta forma, los desechos que transporta la sangre quedan retenidos en el riñón y se forma la orina. Nefrona: su principal función es filtrar la sangre para regular el agua y las sustancias solubles, reabsorbiendo lo que es necesario y excretando el resto como orina. Esta situada principalmente en la corteza renal. La estructura de la nefrona es compleja, se compone de un corpúsculo renal en comunicación con un tubo renal. El corpúsculo renal de Malpighi es una estructura esferoidal, constiuida por cápsula de Bowman y el ovillo capilar contenido en su interior o glomérulo. La cápsula, revestida interiormente por un epitelio aplanado, posee dos aberturas: el polo vascular, a través del cual penetra la arteriola aferente y emerge la arteriola eferente, y el polo urinario, que comunica con el túbulo renal. Entre la cápsula y el ovillo glomerular se etiende el espacio urinario, donde se recoge el ultrafiltrado plasmático. Riñones Uréteres Vejiga urinaria Uretra Arteria renal (sangre con desechos) Vena renal (sangre filtrada) Uréter Túbulo distal Túbulo proximal Túbulo colector Asa de Henle Cápsula de Bowman Vena renal Arteria renal Glomérulo Nefrona
  • 138. 130 Eliminación de la orina La orina es un líquido amarillento compuesto por agua, sales minerales y sustancias tóxicas para el organismo como la urea y el ácido úrico. Los conductos de recolección reciben fluidos de diversos segmentos de nefrona y vacían la orina en la zona de los riñones que conduce a los uréteres. Luego la orina pasa a través de las vías urinarias. Las vías urinarias están formadas por los uréteres, la vejiga y la uretra. Los uréteres son dos tubos que salen uno de cada riñón y van a parar a la vejiga urinaria. Por ellos circula la orina formada en los riñones, son dos conductos de unos 25 a 30 cm de largo, bastante delgados, aunque de calibre irregular, que llevan la orina desde la pelvis renal a la vejiga, en cuya base desembocan formando los llamados meatos uretrales, permite a la orina pasar gota a gota del uréter a la vejiga, pero no viceversa. Su interior está revestido de un epitelio y su pared contiene músculo liso. La vejiga urinaria es una bolsa de paredes elásticas que almacena la orina hasta el momento de la expulsión. Para que la orina no salga continuamente, existe un músculo llamado esfínter, que cierra la vejiga. Es un depósito membranoso situado en la parte inferior del abdomen y superior de la pelvis, destinada a contener la orina que llega de los riñones a través de los uréteres. Cuando está vacía, sus paredes superior e inferior se ponen en contacto, cuando está llena toma una forma ovoidea. Su capacidad es de unos 300 a 350 gramos, aunque puede variar de una persona a otra y en ciertas afecciones. Su interior está revestido de una mucosa con un epitelio poliestratificado pavimentoso, impermeable a la orina. Su pared contiene un músculo liso, que contrayéndose y con la ayuda de la contracción de los músculos abdominales, produce la evacuación de la vejiga a través de la uretra. A esto se llama micción. La parte de la vejiga que comunica con la uretra está provista de un músculo circular o esfínter, que impide normalmente la salida involuntaria de la orina. Además de estas fibras lisas hay otras estriadas que ayudan a retener voluntariamente la orina. La uretra La uretra es el conducto que permite la salida al exterior de la orina contenida en la vejiga. Difiere considerablemente en ambos sexos. En la mujer es un canal aproximadamente de 3,5 cm. de largo, algo más estrecho en ambas extremidades que en el resto de su trayecto. Es casi vertical y se halla por encima de la vagina, abriéndose en la vulva por delante del orificio vaginal.
  • 139. 131 La piel En el hombre la uretra mide cerca de 16 cm de longitud y es de calibre irregular, presentando partes ensanchadas y otras estrechas. Además no es recta sino que presenta ciertos ángulos. Tiene muchos segmentos: uretra prostática (parte que pasa por la próstata), uretra membranosa y uretra esponjosa. Es un blanco fácil para bacterias y patógenos, lo que explica por qué las mujeres son mas susceptibles a las infecciones urinarias que los hombres. En las mujeres no existe una conexión entre la uretra y el sistema reproductor. En los hombres la uretra pasa a través del pene y tanto el esperma como la orina son expulsados mediante la uretra. En la uretra desembocan diversas glándulas en las que pueden establecerse una infección. La cantidad normal de orina eliminada en 24 horas es de 1,4 litros aproximadamente, aunque puede variar en función de la ingestión de líquidos y de las pérdidas por vómitos o a través de la piel por la sudoración. Forma el tegumento común que protege al organismo de las acciones externas. Constituye un órgano muy importante del cuerpo, que cumple con las siguientes funciones esenciales: termorregulación, secreciones de grasa y sudor y con éstas eliminación de substancias nocivas. Cuando hace mucho calor, sudamos para enfriar el cuerpo y eliminar las sustancias tóxicas. La cantidad de sudor que excretamos en un día es variable, aunque normalmente la cantidad aproximada es de medio litro. El sudor es un líquido claro, de gusto salado, compuesto por agua y sales minerales. La cantidad y composición del sudor no siempre es la misma ya que está regulado por el sistema nervioso. El sudor se produce en las glándulas sudoríparas, que están situadas en la piel de todo el cuerpo, especialmente en la frente, en la palma de las manos, en la planta de los pies, en las axilas. Luego, sale al exterior a través de unos orificios de la piel llamados poros.
  • 140. 132 El hígado Este órgano presiona hacia arriba contra el diafragma y ocupa el lado superior derecho de la cavidad abdominal. El hígado cumple las siguientes funciones: secreta bilis, que ayuda a la emulsión de las grasas y estimula la absorción de los ácidos grasos y de las vitaminas A, D, E y K solubles en grasas. El color verde amarillento de la bilis se lo dan los pigmentos productos de la descomposición de la hemoglobina. Vena porta Arteria hepática Tronco celíaco Aorta Vena esplénica Arteria mesentérica superior Vena mesentérica superior Colédoco Vesícula biliar Arteria cística Conducto hepático Hígado, sus relaciones anatómicas Sistema excretor como regulador Cuando hablamos de excreción, siempre pensamos en la eliminación de productos de desecho. Ésta, sin embargo, es sólo una de sus funciones. La excreción es además, un sistema regulador del medio interno; es decir, determina la cantidad de agua y de sales que hay en el organismo en cada momento y expulsa el exceso de ellas de modo que se mantenga constante la composición química y el volumen del medio interno (homeostasis). Así es como los organismos vivos aseguran su supervivencia frente a las variaciones ambientales. El sistema excretor expulsa los desechos del cuerpo, estos desechos son el sudor, la orina, el bióxido de carbono, las heces y la urea, el hígado ayuda a la síntesis de proteínas, modificación de la composición de las grasas, transformación de las proteínas y grasas en carbohidratos y de productos de desecho nitrogenados como la urea.
  • 141. 133 Enfermedades del sistema urinario El sistema urinario puede presentar inflamaciones o infecciones como: Cistitis Es la inflamación aguda o crónica de la vejiga urinaria, con infección o sin ella, puede tener distintas causas. Los síntomas más frecuentes son: aumento de la frecuencia de las micciones, presencia de turbidez de la orina. La causa más frecuente de cistitis es la infección por bacterias. Para que un germen produzca cistitis, primero debe de colonizar la orina de la vejiga (bacteriuria) y posteriormente producir una respuesta inflamatoria en la mucosa vesical. A esta forma de cistitis se le denomina cistitis bacteriana aguda. Afecta a personas de todas las edades, aunque sobre todo a mujeres en edad fértil o a ancianos de ambos sexos. Insuficiencia renal aguda Algunos problemas de los riñones ocurren rápidamente, como un accidente que causa lesiones renales. La pérdida de mucha sangre puede causar insuficiencia renal repentina. Algunos medicamentos o sustancias venenosas pueden hacer que los riñones dejen de funcionar. Esta baja repentina de la función renal se llama insuficiencia renal aguda. La insuficiencia renal aguda puede llevar a la pérdida permanente de la función renal. Pero si los riñones no sufren un daño grave, esa insuficiencia puede contrarrestarse con una operación quirúrgica. En la mayoría de los casos, la operación quirúrgica, es un trasplante renal, previamente se realizan una serie de análisis para verificar si el riñón (donado) es compatible para la persona que lo recibirá y si es así se realiza el trasplante. Para la insuficiencia renal la única solución es la diálesis o hemodiálisis, pero como única solución es la diálisis procedimientos paliativos, no curativos. Todo paciente termina en diálisis. No hay otra salida, la enfermedad es irreversible, lo único que tenemos al alcance es el procedimiento de filtro sustituto y las recomendaciones para evitar la complicación. La diálisis y la hemodiálisis son riñones artificiales, aparatos que realizan el trabajo de un riñón, máquinas a las que se conectan los pacientes en estado urémico avanzando. En Nicaragua, la más común es la diálisis peritoneal. A las personas adultas se les realiza ésta en el hospital Lenin Fonseca, si es niño o niña se hace en el hospital la mascota. La cirugía cuesta 23 mil dólares, también el paciente debe tener los recursos para la terapia de recuperación y conseguir el donante para poder salvar su vida. Paciente con insuficiencia renal
  • 142. 134 Testimonio de experiencias vivida José Urrutia supo sin querer, y sin esperarlo, que aquella sustancia transparente en realidad guardaba un secreto tenebroso que lo tenía a un paso de la muerte. Entonces tenía 32 años. “No todos corremos la misma suerte, muchas personas no nos damos cuenta hasta que el daño está avanzado. En mi caso, yo nunca presenté ningún síntoma, referente a problemas renales, nada de ardores, dolores o fiebres, que me hicieran creer que yo estaba muriendo”, cuenta Urrutia, el primer nicaragüense al que se le practicó un trasplante renal en la historia médica de Nicaragua. Al hacerle un chequeo verificaron que la presión estaba muy alta, posteriormente le practicaron los siguientes exámenes: de orina, de sangre, de colesterol, de heces, de acido úrico, de diabetes y otros. Luego le hicieron un ultrasonido, y lo que reflejó la lámina preocupó al doctor: “¡Ay, Dios! Parece que tenemos problemas”: los dos riñones estaban reducidos a más de la mitad. Había perdido el 60 por ciento de cada riñón. Cuenta que los costos económicos del tratamiento de tres sesiones de hemodiálisis por semana costaban 750 dólares, y eso, para un trabajador de ingresos modestos como él, era agobiante para la familia, y tuvieron que pedir apoyo al Instituto Nicaragüense de Seguridad Social dado que era asegurado. Prácticamente, ahí le prolongaron la vida al incluirlo en un programa de hemodiálisis del Hospital Salud Integral. En una ocasión el doctor le dijo: “Lo suyo se está complicando, necesita un trasplante para vivir”. En ese entonces, en el año 2000, en Nicaragua no se hacían trasplantes, pero un doctor cubano llamado Silvio Rodríguez, le preguntó si estaba dispuesto a experimentar un trasplante renal por primera vez en Nicaragua. “Sólo eso le podría salvar la vida”, le dijeron. Ahora José Urrutia debía buscar un donante compatible, preferiblemente un familiar, y para su suerte, le sobraron los órganos, casi toda mi familia se me puso a la orden, cuenta agradecido. Su hermano mayor dio positivo en compatibilidad con un 95 %. El médico cubano ya tenía experiencia en ese tipo de cirugías, pero en Nicaragua no se hacían. “Yo de todos modos ya estaba resignado a morir, aunque me dolía mucho esa idea, porque mis dos hijas estaban menores de cinco años, pero me puse en manos de Dios, firmé un documento donde asumía mi responsabilidad por someterme a la prueba médica, y dije: Dios, en tus manos quedo.
  • 143. 135 El doctor Silvio Rodríguez lo operó y ahora José Urrutia cuenta su experiencia. “La vida no queda igual, uno debe seguir tomando medicinas y cuidándose más que cuando se tienen los dos riñones, pero para mí, la vida tiene otro sentido, y ahora he aprendido a admirar los pequeños detalles de la vida que antes no sabía que existían”, dice feliz. El señor Rolando Flores también se aplicó dicho trasplante, su familia asumió los gastos y esta operación le costó 25 000 dólares su hijo le donó el órgano. Previo al trasplante le aplicaron hemodiálisis. Esta cirugía se la realizó en el hospital Salud Integral. Cuenta que siempre debe tomar medicamentos que le ayuden a que su nuevo riñón funcione. Investigue Con personal de salud cuál es el procedimiento que deben realizar las personas para que se les aplique hemodiálisis. ¿Qué síntomas se presentan en las personas que llegan a tener insuficiencia renal aguda? En 1 950 un cirujano de nombre Richard Ludwell, realizó en la ciudad de Chicago el primer trasplante de riñón del que se tenga noticia. En Cuba se han hecho 2 700 y en Nicaragua se han hecho tres trasplantes de riñón. Medidas preventivas de enfermedades del Sistema Excretor 1. Evitar los abusos de bebidas alcohólicas. 2. Tomar suficiente agua, lo recomendado es ocho vasos diarios. 3. Evitar la automedicación, las dietas para adelgazar basadas en diuréticos y el doping. Ambas situaciones alteran el equilibrio de los sistemas y del organismo en general. 4. Consumir alimentos que lleven fibra y así ayudar a un mejor proceso de excreción.
  • 144. 136 Experimento: La respiración Materiales: • Una botella de plástico, como las de gaseosas. • Dos globos de hule de distinto tamaño. • Dos anillos de hule. • Sierra y tijera. • Lápiz. • Cuaderno. Objetivo: Representar el mecanismo de la respiración. Procedimiento 1. Quite la tapa de la botella y corte el fondo de la misma, de manera que la botella quede abierta en las dos extremidades. 2. Córtele el cuello al globo más grande y colóquelo en la abertura grande de la botella sujetándolo con un anillo de hule: esto representa la caja torácica. 3. Introduzca el globo más pequeño en el cuello de la botella, doblando la boca del globo sobre el cuello de la botella, sujetándolo con el otro anillo de hule: esto representa el pulmón. 4. Agarre con sus dedos una pequeña porción del globo mayor, como pellizcándolo jale y empuja alternativamente. 5. Observe cómo reacciona el globo pequeño. 6. Interprete y compare con la respiración. 7. Explique lo ocurrido a sus compañeros y compañeras. 8. Anote todo en su cuaderno y copie el dibujo.
  • 146. 138 Glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas Observe su cuerpo en un espejo. ¿Qué cambios ha notado en su cuerpo a partir de los 10 años de edad? ¿Qué cambios ha observado durante el presente año en sus compañeros y compañeras de clases? Analice estos cambios considerando los aspectos siguientes: • Morfológicos • Sociales • Fisiológicos • Psicológicos ¿Ha notado si estos cambios también están ocurriendo en usted? En efecto, su cuerpo y el de sus compañeros y compañeras están viviendo importantes cambios físicos, pero también sus sentimientos, sus amistades, sus ideas, sus pensamientos han cambiado. Todos esos cambios que ha reconocido al explorar su cuerpo frente al espejo y al examinar sus cambios de conducta, le llevan a concluir que ya no es un niño o una niña y que no puede comportarse como tal, pero tampoco es reconocido como adulto. ¡Qué dilema el inicio de la adolescencia!. Todos estos cambios, no pueden ser obstáculo para que sea feliz, si toma el sendero adecuado, considerando la experiencia de los que han vivido más que usted. ¡Todo saldrá bien si toma en este momento, las decisiones adecuadas! ¿Sabe por qué ocurren en su cuerpo y en su ánimo, tanto cambios? En este momento su cuerpo está en efervescencia, muchas sustancias llamadas hormonas circulan en su sangre. Las hormonas realizan multitud de acciones diferentes: cambian el metabolismo (conjunto de reacciones químicas que hacen funcionar el organismo), alteran nuestro aspecto y conducta, etc. Su exceso o defecto provoca importantes enfermedades. Su equilibrio (homeostasis), es importante para que nos mantengamos saludables. En esta unidad estudiaremos el sistema endocrino que produce las hormonas que regulan las funciones vitales de nuestro organismo, pero sobre todo las hormonas que son las causantes de tantos cambios en el desarrollo sexual y emocional que experimenta en este momento.
  • 147. 139 El sistema endocrino El sistema endocrino u hormonal es un conjunto de órganos y tejidos que liberan un tipo de sustancias llamadas hormonas y está constituido por las glándulas endocrinas formadas por células especializadas. Actúa como una red de comunicación celular que responde a los estímulos liberando hormonas y es el encargado de diversas funciones metabólicas del organismo; entre ellas encontramos: 1. Regula la acción de los sistemas enzimáticos durante determinados procesos como son la fase embrionaria, primera infancia, el crecimiento, el desarrollo, la reproducción. 2. Colabora con el sistema nervioso para que funcione adecuadamente. 3. Regula el estado de ánimo, el metabolismo, el funcionamiento de los distintos tejidos, la función sexual y procesos reproductores. Observe la siguiente lámina y dibújela en su cuaderno. Pineal Hipotálamo Hipófisis Tiroides Paratiroides Timo Càpsulas suprarrenales Ovarios Testículos
  • 148. 140 Analice el siguiente mapa de conceptos y complete en su cuaderno los datos que faltan. En pareja, realice las siguientes actividades: Investigue la importancia de las glándulas endocrinas para el organismo. Enumere las glándulas endocrinas que se encuentran presentes en el organismo. En plenario discuta con sus compañeros y compañeras sobre los cambios que han experimentado en los aportes morfológicos, sociales, fisiológicos y psicológicos ultimamente. Nuestro cuerpo posee dos sistemas para autorregularse y mantener el equilibrio en las funciones que permiten la vida. El sistema endocrino El sistema nervioso Regular el estado de ánimo, el funcionamiento de los distintos tejidos, la función sexual y procesos reproductivos. Regular la acción de los sistemas enzimáticos durante determinados procesos como son la fase embrionaria, primera infancia, crecimiento. El desarrollo y la reproducción. Estas glándulas de secreción interna son: Es importante porque ejerce un control, electro-químico en nuestro organismo. Recibe colaboración del sistema endocrino para ejercer esta función. Su importancia radica en que ejerce un control químico sobre nuestro organismo mediante la producción de hormonas. Son las causantes de:
  • 149. 141 Glándulas endocrinas, ubicación, hormonas y efectos que producen Lea y analice, el siguiente cuadro sobre las glándulas de secreción interna, las hormonas que producen y los efectos de éstas en el organismo: Glándulas Localización Hormonas que produce Efectos Hipófisis o pituitaria Base del cerebro, en la silla turca que forma el hueso esfenoides. Somatotropina Tirotropina Adenocorticotropina (ACTH) Prolactina (LTH) G o n a d o t r o p i n a s (Hormona folículo estimulante FSH) Estimula el crecimiento. Estimula la tiroides. Regula la actividad de la corteza suprarrenal. Producción y secreción de leche. Estimula el crecimiento del folículo ovárico, y en el varón, la producción de los espermatozoides. Tiroides En el cuello, por delante de la tráquea. Tiroxina Calcitocina Regula el metabolismo corporal. Inhibe la liberación de calcio desde los huesos. Paratiroides En el cuello, en la cara posterior de la tiroides. Hormona paratiroidea Regula el metabolismo del calcio y del fósforo. Timo Cavidad superior del tórax. Timosina Favorece la producción de anticuerpos durante la niñez únicamente. Cápsulas Suprarrenales En los polos superiores de los riñones. Adrenalina Noradrenalina Capacidad para enfrentar tensiones físicas y psíquicas. Conserva la presión arterial. Ovarios Dentro de la cavidad del abdomen. Andrógenos Estradiol Estrógenos Progesterona Desarrollo de las glándulas mamarias. Crece la dimensión pélvica. Los múculos se afirman. La voz se mantiene aguda. Favorecen la aparición y mantenimiento de los caracteres sexuales secundarios en la mujer yestimulanlaproducción de óvulos. Intervienen en la reproducción.
  • 150. 142 Durante toda la vida, el ser humano experimenta cambios,tantocorporalescomopsicológicos.Elcambio de la niñez a la etapa adulta ocurre con influencia de algunas glándulas endocrinas: la hipófisis, los ovarios y los testículos. Estas glándulas secretan hormonas que interviene en el crecimiento y la maduración del sistemas reproductor. Glándulas Localización Hormonas que producen Efectos Testículos Región inguinal externa, contenidos en el escroto. Testosterona Los músculos se afirman. Regula la aparición de los caracteres sexuales masculinos y estimula la producción de e s p e r m a t o z o i d e s . Aparece el vello axilar y púbico. La voz se torna grave. Intervienen en la reproducción. Páncreas Cavidad abdominal, debajo y atrás del estómago. Insulina y Glucagón Regula la cantidad de azúcar en la sangre. Pineal o Epífisis En el cerebro, encima del ventrículo medio. Melatonina Regulación de los ritmos de la actividad diaria. Hipotálamo En el cerebro. Hormona antidiurética (ADH) Controla la excreción de agua por los riñones. Corteza suprarrenal Corteza suprarrenal Rodea la circunsferencia de la glándula suprarenal. Cortisol Afecta el metabolismo de carbohidratos, proteínas y lípidos. Todas células. En todas las células del organismo. Prostaglandinas Dilatación o constricción de las arterias, estimulación de contracciones uterinas, estimulación de receptores para el dolor, entre otros.
  • 151. 143 Importancia de las glándulas endocrinas o de secreción interna Algunas de las glándulas mencionadas en el cuadro anterior funcionan desde antes del nacimiento, para poder estimular de esta manera el crecimiento y desarrollo del individuo. En cambio otras inician su funcionamiento en cierta etapa del desarrollo y generalmente lo hacen estimuladas por otras glándulas, como por ejemplo: los ovarios y los testículos. La actividad de los ovarios y los testículos generan diversos cambios en el organismo, como la aparición de los caracteres sexuales secundarios. Estos caracteres son aquellos cambios anatómicos y fisiológicos que se producen, dotando de las características propias que diferencian la anatomía y fisiología de hombres y mujeres. Estos cambios se desarrollan por la acción de las hormonas sexuales (testosterona (testículos), estrógenos y progesterona (ovarios), que provocan la aparición de estos caracteres sexuales secundarios. Todosestoscambiosuelenocurrirconciertabrusquedadyprovocandiversastransformaciones psicológicas en los adolescente, como la atracción hacia el sexo opuesto, preocupación por lo que piensan los demás sobre él o ella, surgimiento de nuevos intereses entre otros cambios. Embarazos a temprana edad Lea el siguiente diálogo: La maestra y el joven Luis Antonio Maestra – ¿Qué le pasa Luis Antonio, por que está tan pensativo? Ya no es el mismo de antes. La maestra y el joven Luis Antonio Maestra – ¿Qué le pasa Luis Antonio, por que está tan pensativo? Ya no es el mismo de antes. Luis Antonio – No sé, últimamente he notado que no me siento igual que antes. Antes me sentía bien saliendo a pasear con mis amigos y amigas, pero ahora solo quiero estar con María, cuando la veo mi corazón late más de prisa y siento ganas de estar solo con ella. Maestra – Y… ¿Por qué le gusta hablar tanto con María? Luis Antonio – ¡Porque me gusta mucho y siento algo muy especial por ella! Luis Antonio – Profesora, la verdad es que mi papá y mi mamá me están obligando a casarme con ella.
  • 152. 144 En equipo, responda las siguientes preguntas: ¿Es adecuado que Luis Antonio y María se hallan enamorado? ¿Por qué? ¿Sabrán los jóvenes cuándo las personas están preparadas física y mentalmente para la reproducción? ¿Por qué? ¿Casarlos es la mejor decisión? ¿Qué consejos daría a los padres de la familia para que esto no le suceda a sus hijos? ¿Qué es necesario hacer con los jóvenes adolescentes para evitar embarazos a temprana edad? El embarazo en adolescentes Se considera embarazo a temprana edad, el que ocurre entre los diez y diecinueve años, es decir durante la adolescencia. Debido a la falta de madurez biológica, psicológica y social, la adolescente embarazada expone en riesgo su salud, la del futuro bebé y su desarrollo personal. Además no está preparada económicamente para sustentar a un bebe, por tanto tendrá limitantes para brindarle la atención correspondiente. Desde el punto de vista biológico, un embarazo conlleva mayores riesgos de enfermedades y muertes a las mujeres menores de 15 años y a sus hijos e hijas por causas como: hipertensión, alteraciones nutricionales, anemia, infecciones urinarias, partos prematuros, mayor índice de cesáreas y bajo peso del recién nacido. Desde el punto de vista psicosocial las adolescentes embarazadas tienden a abandonar el estudio, algunas no cuentan con el apoyo de la pareja y otras son obligadas a casarse; además tienen el riesgo de un nuevo embarazo y es más difícil conseguir empleo. Por lo general los padres y familiares, son los que asumen al nuevo miembro de la familia. Una forma de evitar el embarazo en la adolescencia es postergar las relaciones sexuales. Maestra – ¿Por qué? Luis Antonio – ¡Porque María está embarazada! Luis Antonio – Profesora, usted sabe que los dos somos adolescentes y antes que nada, estamos claros que un embarazo a temprana edad nos afectará a los dos, pero debo asumir con responsabilidad este embarazo de María. Maestra – Tiene razón deben asumir con responsabilidad este embarazo, pero tienen que hablar primero con los padres de ambos. Luis Antonio – ¡Gracias, Profesora por haberme escuchado y aconsejado!
  • 153. 145 Recuerde los principales consejeros son: madres, padres, tutores y muchas veces nuestros docentes. Recuerde: En pareja, realice las siguientes actividades: Escriba cinco ventajas que tendría en su etapa de adolescente, el postergar las relaciones sexuales. Escriba cinco consecuencias que implica para una adolescente salir embarazada. ¿Por qué cree que en nuestro país ocurren tantos embarazos en adolescentes a muy temprana edad? En Nicaragua existen un sinnúmero de programas a los que puede acudir para solicitar información referente a educación sexual y reproductiva. Por ejemplo: en cada escuela existe la consejería escolar donde personas especializadas le proporcionan toda la información y consejos necesarios, el MINSA atiende las necesidades educativas, sobre educación sexual y reproductiva. En el programa atención integral a las y los adolescentes. La Policía Nacional tiene la comisaría de la mujer, niñez y la adolescencia. Causas principales de embarazos a temprana edad En equipo, analice la siguiente lectura: Carlos y Andrea son novios, ambos tienen 14 años. A los tres meses de noviazgo Andrea sale embarazada, le cuenta a su mamá y esta le dice que debe dejar la escuela y dedicarse a trabajar en casa, ayudar con la venta de tortillas en la calle y así poder criar a su hijo o hija. Ricardo le cuenta a su mamá; ésta dice que no debe hacerse cargo en ningún momento del hijo o hija que tendrá Andrea, que incluso no debe reconocer que ese bebé puede ser de él. La mamá de Carlos también le aconseja que no deje de estudiar, que debe continuar en la escuela hasta llegar a bachillerarse y que se cuide para no volver a embarazar a ninguna otra muchacha. Conteste las siguientes preguntas: ¿Cómo pudo Andrea haber evitado un embarazo en su adolescencia? ¿Cuáles son las consecuencias que tiene Andrea a causa del embarazo? ¿Cómo valora la actitud de la mamá de Carlos? ¿Qué pudiera hacer Carlos para compartir con Andrea la responsabilidad del embarazo, ya que el o la bebé es de los dos?
  • 154. 146 Existen verdaderas causas de embarazos a temprana edad que en sí constituyen factores de alto riesgo sobre todo en la adolescencia; éstos son: • La falta de afecto y comunicación en el seno de la familia. • La sociedad enseña a no asumir el dolor, a evadir el sufrimiento. • Las drogas y el alcohol. • La baja autoestima en los adolescentes. • La falta de educación lleva a los adolescentes a desconocer aspectos importantes para su salud sexual reproductiva. Todos estos aspectos traen consecuencias trascendentales que repercutirán en el futuro en la formación integral de los adolescentes. Consecuencias de la maternidad y paternidad en adolescentes • Abandono de la escuela: el embarazo es una de las causas más frecuentes del abandono escolar. Los motivos pueden ser la vergüenza y para dedicarse a la crianza del hijo o hija. • Dificultades laborales: los adolescentes tienen en general trabajos mal remunerados y sin contrato, por tanto, es habitual el despido cuando se sabe que está embarazada y es muy difícil conseguir empleo en estas condiciones o si ya se tiene un niño o niña. • Situaciones de riesgo: La adolescente embarazada es un alto riesgo obstétrico (ARO) por la estreches de su pelvis, la inmadurez de su útero, enfermedades nutricionales, renales e hipertensivas; además de que debido a su inmadurez biológica, suelen traer al mundo niños y niñas prematuros o bajos de peso al nacer. Incluso hay riesgo de mortalidad, fetal y/o neonatal. • Maltrato psicofísico del niño: en parte porque es el modelo que recibieron y además porque culpan al niño por la situación en la que están. • Dificultades para formar una nueva pareja estable: en muchos casos el ser “madre soltera”, impide a la adolescente encontrar una pareja para formar una familia. • Interrupción definitiva del proceso de adolescencia: para asumir roles paternales y maternales con todas las exigencias que esto implica. • Dificultades para independizarse económicamente: quedando expuestos a la posibilidad de que los exploten o que deban continuar dependiendo total o parcialmente del núcleo familiar con todas sus consecuencias.
  • 155. 147 La maternidad y paternidad son roles de la vida adulta. Cuando sobreviene un embarazo a una pareja adolescente, impone a los jóvenes una sobre adaptación a esta situación, para la cual no están físicamente, emocionalmente ni socialmente preparados. Recuerde: Las proyecciones realizadas por el Instituto de Estadísticas y Censo de Nicaragua, señala una tasa de fecundidad adolescente de 132 nacimientos por cada 1 000 mujeres entre los 15 y 19 años (ONU-DAES 2012 b). Cifra superior a la registrada por la última encuesta demográfica realizada en el 2005 la que indica una tasa de 119 por cada 1000. Sin embargo, ambas cifras ubican a Nicaragua como el país de América Latina con más alta tasa de fecundidad adolescente. Infecciones de transmisión sexual Discuta con sus compañeros y compañeras acerca de lo siguiente: ¿Ha escuchado acerca de las infecciones de transmisión sexual (ITS)? ¿Qué las causan? ¿Qué daños producen al cuerpo? ¿Cómo se puede reconocer una persona que tiene una infección sexual? ¿Qué se debe hacer para evitar el contagio de las ITS? Tome nota de lo más importante de la discusión y preséntelo a la clase. ¿Qué son las infecciones de transmisión sexual (ITS)? Las infecciones de trasmisión sexual (ITS) se transmiten durante el acto sexual antes se les denominó enfermedades venéreas. Estas infecciones son causadas por virus, bacterias, artrópodos, protistas y ciertos hongos los cuales afectan los órganos sexuales o el aparato reproductor tanto en hombres como mujeres. Estas infecciones se pueden transmitir por contacto sexual. Algunas se pueden transmitir también por vía no sexual, pero representan una minoría del número total de casos. Varios tipos de enfermedades de transmisión sexual son epidémicas, incluidas la gonorrea, el virus del herpes genital, las verrugas genitales (condilomas acuminados), sífilis y el sida.
  • 156. 148 Las infecciones de transmisión sexual más comunes son: Gonorrea La gonorrea es transmitida a través del contacto sexual es causada por una bacteria llamada “Neisseria gonorrhoeae”, y penetra al cuerpo por la vagina, la uretra, el recto y la boca. Después de adquirir la infección por haber tenido contacto sexual con una persona infectada, los primeros síntomas se manifiestan entre 3 y 8 días más tarde. Los síntomas se manifiestan en el hombre al expulsar por el pene una secreción espesa y amarillenta, tiene sensación de ardor y dolor al orinar debido a la inflamación en el conducto urinario. En la mujer, casi el 80 % no presenta síntomas. Si presentan secreción vaginal podrían confundirla con la secreción habitual en ellas (humedad). Una infección con gonorrea que no es tratada a tiempo puede causar en la mujer enfermedad pélvica inflamatoria, infertilidad y hasta la muerte. En los hombres también puede causar infertilidad. Puede ser diseminada a todo el cuerpo a través de la sangre, cuando esto sucede causa artritis, afecta el corazón y el cerebro. Una mujer embarazada puede infectar a su bebé en el momento de nacer, causándole infecciones en los ojos o ceguera. Las infecciones por gonorrea pueden tratarse con terapia antibiótica y mucha higiene. Sífilis La sífilis es una enfermedad contagiosa causada por una bacteria, la cual puede ser congénita o adquirida. Penetra a través de la mucosa sana (Son tejidos suaves y húmedos como el del interior de la boca) o piel erosionada y se disemina con rapidez a través del cuerpo. Provoca úlceras y destrucción celular; afecta el sistema cardiovascular y nervioso. Esta enfermedad se transmite por contacto sexual y a veces por besos o contacto corporal intimo. Los síntomas se presentan de la siguiente manera: • Primeramente aparecen úlceras sin dolor en la región genital, recto o boca; de 2 a 6 semanas después del contagio. • De 6 a 12 semanas aparecen erupciones con enrojecimiento y se van intensificando. También aparece: fiebre, anorexia (falta de apetito), náuseas, dolores en los huesos, cansancio y anemia. • En etapas avanzadas hay alopecia (caída del cabello) en parches. Otras manifestaciones poco frecuentes son: hepatitis, meningitis, conjuntivitis, cefalea (dolores de cabeza) entre otras. Fase primaria Fase secundaria
  • 157. 149 • Las lesiones de la sífilis desaparecen aparentemente en 3 a 12 semanas, sin embargo la bacteria está viva y multiplicándose. • Finalmente, de 5 a 20 años después del contagio, la sífilis afecta la piel, los músculos, y los órganos digestivos. En esta fase la enfermedad se puede aún curar. Cuando la enfermedad afecta el corazón y las venas puede conducir a la muerte. En la etapa final afecta al cerebro y la médula espinal provocando la pérdida de la razón y parálisis neuromuscular. Esta infección se trata con penicilina y puede curarse cuando el paciente es atendido a tiempo y sigue las indicaciones del tratamiento. En toda adolescente embarazada, como parte importante del control prenatal (antes del nacimiento del bebé), se debe realizar una prueba de VDRL (es una prueba de sangre para detectar si hay infección de transmisión sexual) si pertenece a un grupo de alto riesgo de contraer ITS, se debe efectuar un segundo análisis de sangre antes del parto. Cuando hay dudas acerca del diagnóstico, la joven embarazada debe recibir tratamiento para prevenir una posible infección en el recién nacido. Fase terciaria Elvirusdelpapilomahumano(HPV)porsussiglaseninglés,esunainfeccióndetransmisión sexual común que puede causar unas verrugas genitales llamadas condilomas, que pueden ocurrir en las áreas internas o externas de los genitales y pueden propagarse a la piel circundante de la pareja sexual. Debido a que la infección por HPV no siempre provoca las verrugas, es posible que la infección no se note. Este virus si no se trata a tiempo puede causar cáncer cervical en la mujer y cáncer de pene en el hombre. Aunque hay un tratamiento para las verrugas genitales (que a veces desaparecen solas), el virus permanece en el cuerpo y las verrugas pueden reaparecer. Ciertos tipos de HPV también pueden causar verrugas en otras partes del cuerpo como las manos, estas verrugas se llaman verrugas comunes. Sin embargo, éstas no causan por lo general problemas de salud. El virus del papiloma humano Investigue en el Centro de Salud de su comunidad las recomendaciones que se les brindan a las personas para evitar contagio de las ITS.
  • 158. 150 Formas de prevenir las ITS Evitar ser infectado no es tan difícil como se cree, hasta el momento la única manera eficaz es aplicando el conocimiento y los consejos preventivos para evitar ser contagiada o contagiado y no contagiar a otros. A continuación se presentan algunas medidas para prevenir las ITS: • Posponer las relaciones sexuales, es la medida preventiva más importante que los adolescentes deben de practicar para prevenir las ITS. • Valorar la fidelidad mutua. Al hablar de fidelidad nos referimos a una relación donde cada miembro de la pareja adulta tenga relaciones sexuales sólo con su cónyuge. • Participar en campañas en las escuelas y en la comunidad acompañados por el MINSA, para prevenir el contagio de las ITS. • Analizar y valorar la abstinencia y la unión estable monogámica. • Exigir sangre segura en caso de requerir una transfusión. • Prevenir el contagio de las ITS con educación, control y responsabilidad. En equipo, realice las siguientes actividades: Elabore párrafos acerca de la importancia de tener conocimientos de las ITS tanto a nivel personal como familiar. Colóquelas en el aula. Elabore afiches sobre cómo prevenir las ITS y colóquelas en lugares visibles en el aula de clases. Busque en revistas, periódicos u otro material impreso, fotos y láminas referidas a las ITS y elabore un álbum con recorte de fotos y artículos. VIH y sida En pareja, contestas las siguientes preguntas: ¿Qué sabe sobre el VIH y el sida? ¿Considera que los niños, niñas y adolescentes corren algún riesgo de contraer el VIH? ¿Por qué? ¿En qué forma las familias pueden contribuir en la prevención del VIH y a detener la epidemia en Nicaragua? ¿Cree que nosotros/as podemos hacer algo? ¿Qué pudiéramos hacer? Sida es una enfermedad que se descubrió en el año de 1981, y a partir de entonces se ha propagado rápidamente por toda la Tierra. Sus siglas significan: Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (sida). Es un síndrome porque es el conjunto de manifestaciones clínicas graves y mortales que aparecen como consecuencia del debilitamiento del sistema inmunológico debido a infección causada por el Virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).
  • 159. 151 ¿Cómo es transmitido el VIH? Las únicas vías de transmisión son las siguientes: • A través de relaciones sexuales sin protección. • A través de transfusión de sangre o sus derivados. • De madre a hijo o hija durante el embarazo, por parto o lactancia. • Instrumentos contaminados como jeringas y agujas para inyectarsedrogaspsicotrópicasocualquiermedicamento. Si alguno de estos fluidos (sexuales, sangre y/o leche) entra en la otra persona a través de cortadas, fisuras, heridas, etc., entonces puede contraer la infección. Algunas de estas fisuras son tan pequeñas que ni si quiera se advierten, sin embargo, no implica que el virus no pueda entrar por ahí. ¿Cómo no se contrae el virus? • Por utilizar la ropa, teléfonos, baños que han utilizado personas infectadas. Así como usar los cubiertos, tazas, platos y otros objetos domésticos. • Por comer comida preparada por una persona infectada. • Por picaduras o mordeduras de insectos, zancudos, mosquitos o animales. • Por donar sangre. Las agujas utilizadas para sacar sangre son estériles, además de que son utilizadas una sola vez. • A través de las lágrimas, sudor o saliva. • Abrazar, estrechar las manos y tocar a una persona infectada no hará que te infectes. ¿Cómo se puede prevenir la transmisión del VIH? • Negándose a participar en actividades de contacto sexual y de consumo de drogas compartiendo agujas. El sida representa la última etapa clínica de la infección por el VIH. El virus afecta de forma progresiva, ciertas células fundamentales del sistema inmunológico de hombres, mujeres y otros órganos y sistemas, en especial, el sistema nervioso central. Como consecuencia disminuye la capacidad de respuesta del organismo para hacer frente a infecciones oportunistas originadas por virus, bacterias, protozoos, hongos y otro tipo de infecciones. En Nicaragua, el número de personas con VIH desde 1 987 se elevó a 7 875 casos, según datos de la agencia ACAN EFE, año 2 013. Del total de personas con VIH, 62% son varones y 38% son mujeres, las edades oscilan entre 15 y 49 años. Virus del VIH
  • 160. 152 Por la vía sexual • La abstinencia sexual es la opción más segura. Postergar las relaciones sexuales, la fidelidad mutua con el cónyuge y el uso de condones son las únicas formas de disminuir el riesgo de transmisión del VIH por vía sexual. • El VIH es un pequeño disco de 0,1 micras de diámetro. Actualmente los test eléctricos de permeabilidad de los preservativos son capaces de localizar agujeros de entre 10 y 12 micras, es decir, agujeros de 100 a 120 más grandes que el virus del SIDA. • La Organización Mundial de la Salud (OMS), concluye de la siguiente forma: el preservativo falla entre un 10 y un 20% de los casos, dependiendo de la calidad. Por la vía sanguínea • Utilizando sangre y sus derivados que hayan sido previamente analizados y estén libres del virus. • Utilizando guantes de látex o poliuretano siempre que se maneje sangre o secreciones corporales. Por vía perinatal • Ofreciendo la prueba de detección para el VIH al 100 % de mujeres embarazadas, de manera gratuita, voluntaria y confidencial en los servicios de salud de todo el país. Etapas de la infección por el VIH 1. Fase de infección aguda: Es el período comprendido desde que el VIH ingresa al organismo, hasta la formación de anticuerpos específicos contra el VIH. Esta etapa es por lo regular de 8 a 12 semanas. En la mayoria de los casos puede pasar inadvertida o con manifestaciones clínicas similares a un refriado. 2. Fase de infección asintomática: Etapa después de la conservación hasta que aparecen los primeros síntomas y signos de la inmunodeficiencia. Puede extenderse hasta más de 10 años.
  • 161. 153 3. Linfadenopatía Generalizada Persistente Durante esta etapa se presenta inflamación de los ganglios linfáticos, como un signo evidente de que se encuentran trabajando para contrarrestar la infección por el VIH. Es posible que aquí se presenten las primeras manifestaciones como fiebres ocasionales, diarreas de corta duración, sudoraciones nocturnas, pérdida de peso, fatiga, etc. 4. Fase sida: Esta es la última etapa de la infección por el VIH. Se relaciona con la presencia de enfermedades sistématicas como el Síndrome de Desgaste y una serie de infecciones oportunistas, es decir aquéllas producidas por agentes extraños al organismo ante un sistema inmunoincompetente. Esta es la última etapa de la infección por el VIH. • No produce ninguna enfermedad concreta, pero estas se producen porque el huésped tiene un sistema inmunocomprometido; • Estas enfermedades pueden ser tan graves que ocasionen la muerte de las personas en etapa de sida. • En esta etapa es posible que se presenten neoplasias como Sarcoma de Kaposi. Vulnerabilidad - El VIH tiene rostro de niña y de mujer En equipo, conteste las siguientes preguntas: ¿Sabía que el mayor número de personas registradas con VIH son amas de casa, niñas y los adolescentes? Mencione las posibles causas. ¿Qué podemos hacer como familia para evitar que más mujeres y niñas contraigan el VIH? En plenario, discuta con sus compañeros y compañeras. Factores biológicos, de discriminación, de inequidad socio económica, de género basado en violencia y ciertas normas culturales, incrementan el peligro de la infección en las adolescentes y las mujeres y hacen que el impacto del VIH empeore sus vidas. Todos estos aspectos deben ir dirigidos a través de una buena educación para la prevención del VIH.
  • 162. 154 En la Región de América Latina y El Caribe, las mujeres y las niñas enfrentan graves desventajas económicas, jurídicas, culturales y sociales, que incrementan aún más su vulnerabilidad ante la infección y el impacto de la epidemia. La pobreza, acompañada de una falta de educación y de recursos productivos, multiplica las probabilidades de que las niñas sean más vulnerables a la explotación sexual comercial y por tanto las expone más a contraer el VIH. Actualmente, el número de mujeres con VIH es superior al de hombres. Aún cuando inicialmente la epidemia afectó mayormente a los hombres, a nivel mundial hasta la fecha se ha calculado que casi la mitad de los 40 millones de personas con VIH son mujeres. Los mayores porcentajes de personas con el virus se registran en países donde la epidemia se ha generalizado y donde la transmisión es primordialmente heterosexual, a menudo en el marco del matrimonio. De todas las personas con VIH, un 57 % en África, al sur del Sahara, y un 49 % en el Caribe son mujeres; y las jóvenes son las que están en situación de más alto riesgo. Cada vez se comprueba con más frecuencia que "el rostro del VIH es un rostro de mujer". Las mujeres son más susceptibles que los hombres para contraer el virus, debido a factores sociales, culturales y fisiológicos. En equipo, realice las siguientes actividades: Elabore un periódico mural con recortes de periódicos o revistas donde aparezcan informes o noticias acerca del VIH y el sida. Coloque afiches y pancartas en la escuela y comunidad sobre las medidas para prevenir el virus del VIH. Consulte los siguientes sitios web para apoyar el aprendizaje sobre VIH/sida: http://www.medicinayprevencion.com/sida/sida.htm http://www.mediks.com/saludyvida/sexualidad/articulo.php?id=1685
  • 164. 156 La Luna En pareja, discuta con sus compañeros y compañeras, sobre las principales características de la Luna. La Luna es el satélite natural de la Tierra (el término luna también se aplica algunas veces a los satélites de otros planetas del Sistema Solar). Su volumen es una quincuagésima parte del de la Tierra y su gravedad en la superficie es un sexto de la de la Tierra. Características Generales La Era Espacial inició con el desarrollo de muchas tecnologías que culminaron el 4 de octubre de 1957, con el lanzamiento de Sputnik I por la Unión Soviética, que fue el primer satélite artificial, orbitaba a la Tierra en 98 minutos, tenía un peso aproximado de 80 kg; reingresó a la Tierra el 4 de enero de 1958. El lanzamiento del Sputnik I desembocó en una nueva era de logros políticos, económicos y tecnológicos que acabaron tomando el nombre de Era espacial. Fases de la Luna Observe detenidamente la lámina y reflexione. Esta imagen representa un montaje en el cual se ha fotografiado la luna en sus diferentes momentos ¿Qué observó en la lámina? ¿Por qué la Luna no se ve siempre igual? ¿Cómo observa la Luna desde la Tierra? ¿La Luna siempre está redonda? ¿Por qué? Lea y conteste en su cuaderno las preguntas siguientes:
  • 165. 157 Observe la siguiente lámina e identifique las diferentes fases de la Luna y explíquelas en su cuaderno. Las fases de la Luna son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el curso de un mes. Según la disposición de la Luna, la Tierra y el Sol, se ve iluminada una mayor o menor porción de la cara visible de la Luna. Luna Nueva: en la primera semana la órbita de la Tierra forma un ángulo de 5º con la órbita de la Luna, de manera que cuando la Luna se encuentra entre el Sol y la Tierra, uno de sus hemisferios, el que nosotros vemos, queda en la zona oscura, y por tanto, queda invisible a nuestra vista; a esto le llamamos Luna nueva o novilunio. Cuarto Creciente: en la segunda semana a medida que la Luna sigue su movimiento de traslación, va creciendo la superficie iluminada visible desde la Tierra, hasta que una semana más tarde llega a mostrarnos la mitad de su hemisferio iluminado; es el llamado cuarto creciente. Luna Llena: en la tercera semana la Tierra se ubica entre el Sol y la Luna; ésta recibe los rayos del Sol en su cara visible, por tanto, se ve completa. Es la llamada Luna llena o plenilunio. La Luna es el único satelite natural que posee la Tierra y orbita alrededor de ella a una distancia media de 384 392 km. Este Satelite realiza dos movimientos, uno de traslación entorno a la Tierra y otro de rotación sobre su eje. El lapsos de tiempo en el que se efectuan esos dos movimientos son identicos, motivo por el cual siempre muestra una misma cara a nuestro planeta, pero esa cara visible no siempre se ve del mismo modo. La Luna carece de luz propia y actúa como un gigante espejo que refleja los rayos que recibe del Sol. La Luna en su giro alrededor de la Tierra, presenta diferentes aspectos visuales según sea su posición con respecto al Sol a los que le llamamos fase.
  • 166. 158 Existen abundantes ejemplos de que las antiguas civilizaciones realizaban sus prácticas agrícolas acordes con los ritos lunares. Estas prácticas se basaron en la creencia de que existen ritmos en los procesos metabólicos de plantas y animales. Los ciclos lunares son utilizados por los organismos para sincronizar las actividades dentro de una población, por ejemplo: la germinación de las semillas, el incremento en la producción agrícola, la reproducción de algunos organismos y la migración y puesta de huevos de algunos peces y anfibios. Por otra parte, se dice que los ciclos lunares influyen en las condiciones atmosféricas. De todos es conocida la influencia indirecta de la Luna sobre la dinámica de animales y vegetales y sobre las mareas. Los eclipses lunares En equipo, exprese sus conocimientos sobre los eclipses: ¿Ha visto alguna vez un eclipse? ¿Son iguales los eclipses de Luna con los de Sol? ¿Por qué? ¿Cómo ocurren? ¿Son dañinos para las salud? Un eclipse es el oscurecimiento de un cuerpo celeste por otro. Como los cuerpos celestes no están quietos en el firmamento, a veces la sombra que uno proyecta tapa al otro, por lo que éste último se ve oscuro. En el caso de la Tierra, la Luna y el Sol tenemos dos modalidades: eclipses de Sol y eclipses de Luna. En la cuarta semana finalmente, en el Cuarto Menguante los tres astros vuelven a formar ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la otra mitad de la cara lunar. Al final de la cuarta semana llega a su posición inicial y desaparece completamente de nuestra vista, para recomenzar un nuevo ciclo. Observe el siguiente esquema y explique cómo ocurren los eclipses de Luna. LunaTierraSol
  • 167. 159 Los eclipses de Luna ocurren cuando iluminada por el Sol, la Tierra proyecta una sombra alargada en forma de cono en el espacio. En cualquier punto de este cono la luz del Sol está completamente oscurecida. Rodeando este cono de sombra, llamado umbra, se encuentra un área de sombra parcial, llamada penumbra. La longitud media aproximada del cono de sombra es de 1 379 200 km; a una distancia de 384 600 km. Un eclipse de Luna total tiene lugar cuando la Luna penetra totalmente en el cono de sombra. Si penetra directamente en el centro, se oscurecerá alrededor de 2 horas; si no penetra en el centro, el período de fase total es menor, y si la Luna se mueve solamente por el límite del cono de sombra su oscuridad puede durar sólo un instante. El eclipse de Luna parcial tiene lugar cuando solamente una parte de la Luna penetra en el cono de sombra y se oscurece. La extensión del eclipse parcial puede fluctuar desde una fase casi total, cuando la mayor parte de la Luna se oscurece, a un eclipse menor cuando sólo se ve una pequeña zona de sombra de la Tierra al pasar la Luna. Históricamente, el primer indicio que se tuvo del perfil de la Tierra fue al ver su sombra circular pasando a través de la cara de la Luna. Antes de penetrar la Luna en el cono de sombra, tanto en el eclipse total como en el parcial, está dentro de la zona de penumbra y su superficie se va haciendo visiblemente más oscura. La parte que penetra en el cono de sombra aparece casi negra, pero durante el eclipse total el disco lunar no está totalmente oscuro, sino que permanece ligeramente iluminado con una luz rojiza: los rayos solares son refractados por la atmósfera terrestre y penetran en el cono de sombra. Si se produce un eclipse lunar cuando la Tierra está cubierta con una densa capa de nubes, éstas impiden la refracción de la luz; en esa situación la superficie de la Luna se hace invisible durante la fase total. Eclipse total de Luna Eclipse parcial de Luna
  • 168. 160 Los eclipses lunares, ocurren cuando la Tierra se interpone exactamente entre el Sol y la Luna, es decir cuando la luna pasa a través de la sombra proyectada por la Tierra. Los eclipses lunares, solo pueden producirse cuando hay luna llena. Recuerde La Luna y las mareas ¿Que son las mareas? ¿Qué efectos traen las mareas a la Tierra? Se sabe desde la antigüedad, que las mareas tienen relación con las posiciones de la Luna, pero los científicos no lograron explicar este fenómeno hasta que Newton en 1687, publicó su teoría de la gravitación. Se descubrió entonces que tanto el Sol como la Luna influyen en la formación de las mareas: la Luna provoca el 70% del efecto elevador de las mareas y el Sol el 30% restante. La marea es el cambio periódico del nivel del mar, producido principalmente por las fuerzas gravitacionales que ejercen la Luna y el Sol. Otros fenómenos pueden producir variaciones del nivel del mar. Uno de los más importantes es la variación de la presión atmósférica. La presión atmosférica varía constantemente entre 990 y 1040 hectopascal, lo que provoca una variación de aproximadamente de 1cm del nivel del océano, así que la variación del nivel del mar debida a la presión atmosférica es del orden de 50 cm. Algunos llaman a esta variaciones mareas barométricas. Otros fenómenos ocasionales, como los vientos, las lluvias, el desborde de ríos y los tsunamis provocan variaciones del nivel del mar, pero no pueden ser calificados de mareas. Las mareas se deben a la atracción gravitacional de un cuerpo masivo sobre otro. Una vez al mes, el Sol y la Luna están alineados, entonces los océanos se ven atraídos por las fuerzas combinadas de los dos astros y por ello la marea es más fuerte. Este fenómeno se denomina “marea viva” y es especialmente interesante para los pescadores y los que pasean por las playas.
  • 169. 161 En 1969, El ser humano llego a la Luna los autronautas fueron: Neil Armstrong y Edwin Aldrin. En equipo Actividad experimental Materiales Una lámpara, una bola de tenis y un trozo de hilo Procedimientos: Coloque la pelota (a la cual le colgó el trozo de hilo con anticipación) entre la luz y la pared, realícelo como aparece representado en el dibujo. Anote lo observado. Su mejor explicación reside probablemente en considerar la Tierra como una esfera sólida cubierta con una capa de agua. La Luna ejerce más atracción sobre el agua situada en la parte de la Tierra que está frente a ella, lo cual hace que el agua se abulte ligeramente hacia ella, formando una marea alta. En el lado opuesto de la Tierra, la Luna ejerce un efecto gravitatorio mínimo. Pero la parte sólida de la Tierra, al estar más cerca de la Luna es más atraída que el agua, ésta se <<queda atrás>>, y se produce una segunda marea alta en el lado opuesto de la Tierra. Con la rotación diaria de la Tierra, el abultamiento del agua sigue a la Luna, por lo que una pleamar se forma siempre del lado de la Luna (punto más cercano a la luna ya que es la cara de la Tierra hacia la luna) y la otra en un punto exactamente opuesto (punto más lejano de la luna con respecto a la Tierra. Ocurre en el hemisferio que no está dando la cara a la luna y que está siendo iluminado por el Sol). El efecto de conjunto se traduce en una pleamar (marea alta), y una bajamar (marea baja) cada 12,42 horas exactas porque, aparte de la rotación de la Tierra, la Luna gira en torno a ésta y por ello no ocupa la misma posición en días consecutivos. Luna Tierra Masa de agua
  • 170. 162 Conteste las siguientes preguntas: ¿Qué ocurre con los rayos de luz emitidos por el foco cuanto éstos son interferidos con la bola de tenis? ¿Qué ocurre con los rayos del Sol cuando la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra? ¿Cuál es la similitud que existe ente ambos fenómenos? ¿Cómo se nombra a este fenómeno? En plenario, comente los resultados con sus compañeros y compañeras. Describe la ocurrencia del fenómeno. ¿Qué es un eclipse? El Sol, Astro Rey ¿Por qué es importante el Sol para los seres vivos? ¿Podríamos vivir sin el Sol? ¿Por qué? Mencione las características más importantes del Sol. Características generales Es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elemento del Sistema Solar. Las estrellas son los únicos cuerpos del Universo que emiten luz. El Sol es la principal fuente de energía para todos los seres vivos y se manifiesta, sobre todo en forma de luz y calor. El Sol contiene más del 99% de toda la materia del Sistema Solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor. El Sol se formó hace 4 650 millones de años y tiene combustible para 5 000 millones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un trillón de años en enfriarse. Actualmente el Sol se estudia desde satélites, como el Observatorio Heliosférico y Solar, dotados de instrumentos que permiten apreciar aspectos que, hasta ahora, no se habían podido estudiar. Además de la observación con telescopios convencionales, se utilizan: el coronógrafo, que analiza la corona solar, el telescopio ultravioleta extremo, capaz de detectar el campo magnético y los radiotelescopios, que detectan diversos tipos de radiación que resultan imperceptibles para el ojo humano.
  • 171. 163 Desde la Tierra solo vemos la capa exterior. Se llama fotosfera y tiene una temperatura de unos 6 000 ºC, con zonas más frías (4 000 ºC) que llamamos manchas solares. El Sol es una bola que puede dividirse en capas concéntricas. Las cuales de adentro hacia afuera son: Núcleo: es la zona del Sol donde se produce la fusión nuclear debido a la alta temperatura, es decir, el generador de la energía del Sol. Zona radiativa: las partículas que transportan la energía (fotones) intentan escapar al exterior en un viaje que puede durar unos 100 000 años debido a que estos fotones son absorbidos continuamente y reemitidos en otra dirección distinta a la que tenían. Zona convectiva: en ésta zona se produce el fenómeno de la convección, es decir, columnas de gas caliente ascienden hasta la superficie, se enfrían y vuelven a descender. Fotosfera: es una capa delgada, de unos 300 km, que es la parte del Sol que nosotros vemos, la superficie. Desde aquí se irradia luz y calor al espacio. La temperatura es de unos 5 000 °C. En la fotosfera aparecen las manchas oscuras y las fáculas que son regiones brillantes alrededor de las manchas, con una temperatura superior a la normal de la fotosfera y que están relacionadas con los campos magnéticos del Sol. Cromosfera: solo puede ser vista en la totalidad de un eclipse de Sol. Es de color rojizo, de densidad muy baja y de temperatura altísima, aproximadamente de medio millón de grados. Esta formada por gases enrarecidos y en ella existen fortísimos campos magnéticos. Corona: capa de gran extensión, temperaturas altas y de bajísima densidad. Está formada por gases enrarecidos y gigantescos campos magnéticos que varían su forma de hora en hora. Ésta capa es impresionante vista durante la fase de totalidad de un eclipse de Sol. Estructura y composición del Sol Protuberancia Fotosfera (gránulos) Mancha Cromosfera Filamento Ajugero coronal Zona convectiva Zona radioactiva Núcleo Chorro coronal En equipo, analice la siguiente ilustración y con el apoyo de su docente mencione como se crea la energía solar.
  • 172. 164 La energía solar se crea en el interior del Sol, donde la temperatura llega a los 15 millones de grados Celsius, con una presión altísima, que provoca reacciones nucleares. Se liberan protones (núcleos de hidrógeno), que se funden en grupos de cuatro para formar partículas alfa (núcleos de helio). Un gramo de materia solar libera tanta energía como la combustión de 2,5 millones de litros de gasolina. La energía generada en el centro del Sol tarda un millón de años para alcanzar la superficie solar. Cada segundo se convierten 700 millones de toneladas de hidrógeno en cenizas de helio. En el proceso se liberan 5 millones de toneladas de energía pura; por lo cual, el Sol cada vez se vuelve más ligero. El Sol también absorbe materia. Es tan grande y tiene tal fuerza que a menudo atrae a los asteroides y cometas que pasan cerca. Naturalmente, cuando caen al Sol, se desintegran y pasan a formar parte de la estrella. Manchas solares Las manchas solares tienen una parte central obscura conocida como umbra, rodeada de una región más clara llamada penumbra. Las manchas solares son oscuras ya que son más frías que la fotosfera que las rodea. Las manchas son el lugar de fuertes campos magnéticos. La razón por la cual las manchas solares son frías no se entiende todavía, pero una posibilidad es que el campo magnético en las manchas no permite la convección debajo de ellas. Las manchas solares generalmente crecen y duran desde varios días hasta varios meses. Las observaciones de las manchas solares revelaron primero que el Sol rota en un período de 27 días (visto desde la Tierra). El número de manchas solares en el Sol no es constante, y cambia en un período de 11 años conocido como el ciclo solar. La actividad solar está directamente relacionada con este ciclo.
  • 173. 165 Eclipses solares ¿Ha observado alguna vez un eclipse de Sol? ¿Qué precauciones ha tomado para evitar accidentes en sus ojos, ante un eclipse de Sol? Analice el siguiente esquema y mencione como se producen los eclipses solares. Cuando la Tierra, la Luna y el Sol están exactamente alineados en el espacio, el cielo se oscurece debido al eclipse. Los eclipses solares ocurren en luna nueva, cuando la Luna pasa entre los dos astros mayores, tapando el Sol y proyectando su sombra sobre la Tierra. Hay tres tipos de eclipses solares: en el eclipse parcial, el día se oscurece ligeramente y el Sol puede ser visto con cualquier clase de protector para los ojos. Observe las siguientes ilustraciones En el eclipse total, la cara del Sol desaparece detrás de la Luna, florece la corona por lo general invisible y los afortunados espectadores situados dentro de la sombra lunar pueden conocer las tinieblas al mediodía. El tercer tipo de eclipse, el llamado anular, ocurre cuando la LunasehallaalamáximadistanciadelaTierrayenconsecuencia se ve más pequeña que de costumbre. Incluso en el momento cumbre de tal eclipse, el reborde del Sol envuelve la Luna.
  • 174. 166 Nunca se debe mirar directamente al Sol o durante un eclipse solar, este puede causar daños severos en los ojos, tales como quemaduras en la retina y producir ceguera. Los anteojos oscuros comunes no dan la suficiente protección para observar un eclipse de este tipo. Por esa razón se deben usar anteojos especiales o un filtro. La radiación solar ultravioleta ¿Cuándo usted sale en verano a la playa qué sucede con su piel? ¿Ha utilizado algún protector solar?, ¿para qué lo utiliza? ¿Qué efectos le puede producir a su piel los rayos del Sol? Durante mucho tiempo hemos escuchado hablar de la radiación solar ultravioleta, o en términos más cortos “los rayos ultravioletas”, estos forman parte de la radiación solar pero poseen sus propias características. La radiación solar ultravioleta es una parte de la energía radiante del Sol y se transmite en forma de ondas electromagnéticas en cantidad casi constante; su longitud de onda varía de entre los 400 nm (4x10-7 m) y los 15 nm (1,5x10-8 m) constituyendo la porción más energética del espectro electromagnético el cual, a su vez, incide en la superficie terrestre. La radiación solar ultravioleta es la que más incide en las condiciones climáticas, en el equilibrio del planeta y en el balance energético; podemos clasificarla en: tipo A, tipo B, y tipo C. La primera posee una longitud de onda que fluctúa entre 320 y 400 nm, no es retenida por la atmósfera por ende, alcanza toda la superficie terrestre; la segunda posee una longitud de onda de 280 a 320 nm, es bloqueada en su mayoría por el ozono y el oxígeno de la atmósfera. Por último, la de tipo C, tiene una longitud de onda de entre 100 y 280 nm, ésta es retenida completamente en la región externa de la atmósfera y nunca llega a alcanzar la superficie de la Tierra. Entre los daños que puede ocacionar los rayos del Sol se encuentran el cáncer de la piel, envejecimiento de la piel, irritación, arrugas, manchas o perdida de elasticidad, asi como infecciones a nivel ocular y mutaciones genéticas.
  • 175. 167 El Sistema Solar Observe y comente sobre lo que representa el dibujo. Mercurio SOL Venus Tierra Marte Júpiter Saturno Urano Neptuno Plutón El sistema solar se encuentra formado por el Sol en el centro, los cuerpos que lo acompañan y el espacio existente entre ellos. En torno al Sol giran ocho planetas; Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, en el sistema solar también existen asteroides que giran en su mayoría entre Marte y Júpiter, también se pueden encontrar los cometas que se alejan o se acercan al Sol. Durante décadas, Plutón fue objeto de disputa, sobre todo debido a su pequeño tamaño de 2 390 kilómetros de diámetro. Finalmente, el 24 de agosto de 2006 perdió su estatus de planeta, durante la XXVI Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional, cuando la mayoría de los participantes decidieron declararlo “planeta enano”. Debido al volumen el sistema solar parece un espacio vacío, que incluye diferentes formas de energía y que en su mayoría esta compuesto por polvo y gases interplanetarios. No se puede precisar con exactitud cuando se originó el sistema solar, algunos científicos sostienen que pudo haber sido hace unos 4 650 millones de años y que fue debido que una gran nube de gas y polvo se contrajo gracias a la fuerza de la gravedad, comenzando a girar muy rápido quizás por una explosión. Dentro del sistema solar aparte de los planetas tenemos: los cometas, los asteroides, los meteoritos y los satélites Algunas características de los planetas del sistema solar Mercurio: es el planeta más cercano al Sol. Su superficie llena de cráteres puede alcanzar más de 426 grados Celsius, debido a su proximidad al Sol y a su lenta rotación. Sólo un poco más grande que la Luna de la Tierra, es el planeta más pequeño del sistema solar. No tiene lunas, anillos, y tiene una atmósfera muy delgada compuesta de trazas de hidrógeno y helio Venus: es el segundo planeta desde el Sol, es ligeramente más pequeño que la Tierra. Debido a su relativa proximidad a la Tierra, es el planeta más grande visto en el cielo nocturno.
  • 176. 168 La superficie llena de cráteres del planeta está caliente, con temperaturas en su superficie de alrededor de 900 a 482 grados Celsius. Tiene una atmósfera espesa de ácido sulfúrico y dióxido de carbono (96% CO2 , 3% nitrógeno, 0,1% agua). La densidad de su atmósfera hace que la presión del aire sea 90 veces la de la Tierra. Esto hace decididamente que el planeta sea inhóspito para la vida. No tiene lunas, ni anillos. Tierra: es el tercer planeta desde el Sol, posee una Luna y el único planeta conocido que tiene seres vivos y con agua líquida en su superficie. La atmósfera se compone principalmente de nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono, elementos indispensables para sustentar la vida en nuestro planeta. La superficie de la Tierra es principalmente agua, pero con grandes masas de tierra y una variedad sorprendente de diferentes ecosistemas. Marte: también llamado el Planeta Rojo, es el cuarto planeta del Sistema Solar, posee dos Lunas. Su superficie se caracteriza por las tormentas de polvo, volcanes grandes y profundos valles. El color rojo de la superficie proviene del óxido de hierro u óxido en el suelo. Algunas de las características de la superficie de Marte, como lechos de ríos secos, insinúan la existencia de agua anteriormente en el planeta. La atmósfera es muy delgada en Marte, con sólo 1/100 de la presión de aire de la Tierra y el planeta es relativamente frío con temperaturas superficiales que van desde 77 hasta 0 grados Celsius. Júpiter: más lejos del Sol, más allá de un anillo de asteroides, se encuentra el planeta más grande de nuestro sistema solar (Júpiter) el primero de los planetas gaseosos gigantes. Sus patrones característicos de nubes de colores son causados por las tormentas de enormes remolinos en su atmósfera. El más grande y más distintivo de estos, la Gran Mancha Roja, es lo suficientemente grande como para tragarse la Tierra. El interior de este gran planeta es principalmente hidrógeno y helio, posee 63 Lunas y un sistema de anillos débil. Saturno: es el sexto planeta del sistema solar, el segundo en tamaño y masa después de Júpiter, es el único con un conjunto amplio y complejo de anillos que orbitan alrededor del planeta, visible desde la Tierra. Su radio es alrededor de 9,5 veces el radio de la Tierra, posee 62 Lunas en su órbita. El interior de Saturno, como el de Júpiter, se compone principalmente de hidrógeno y helio en estado líquido a causa de la fuerte presión que existe en ellos. Urano: Aunque la mayoría de los planetas giran sobre su eje con una ligera inclinación, el gigante gaseoso Urano gira sobre un plano con la órbita del Sol. Esto crea cambios únicos estacionales. Este planeta frío es de cuatro veces el diámetro de la Tierra, y está hecho de una atmósfera de metano con un núcleo denso de metano. Urano tiene un sistema de anillos débil y 27 lunas en su órbita. Neptuno: el planeta azul Neptuno es el más alejado del Sol, y al igual que Urano, es un lugar muy frío. Debido a su distancia del Sol, un año en Neptuno es de 165 años terrestres. La gran cantidad de metano en la atmósfera da al planeta su color azul, y el
  • 177. 169 • Los cometas son cuerpos celestes que se ven muy raramente en nuestro firmamento. Solo son visibles cuando se acercan al Sol. Orbitan al rededor del Sol siguiendo diferentes trayectorias, elpticas, parabólicas e hiperbólicas. • Son esféricos de tamaño pequeño, están formados por hielo, polvo, metano y amoníaco en estado sólido, debido a que están a muy baja temperatura. • Los cometas son gases congelados y representan los restos que sobraron cuando se formaron los planetas gaseosos exteriores. Algunos cometas llegan a tener diámetros de algunas decenas de kilómetros y ciertas investigaciones apuntan a que los materiales que componen los cometas son materia orgánica que son determinantes para la vida, y que dió lugar para que en la temprana formación de los planetas estos impactaran contra la tierra y dieran origen a los seres vivos. Cuando un cometa se acerca al Sol, su nucleo llamado coma, es azotado por el viento solar generando una cola. El cometa Halley se aproxima a nuestro sistema solar, especialmente a nuestro planeta cada 76 años, en su aparición en 1 910, su cola llegó a medir cerca de 30 000 000 de km, un quinto de la distancia de la Tierra al Sol. Los cometas Cometa Halley interior frío del planeta es principalmente hielo de metano. Es un planeta relativamente grande. Al igual que Urano, tiene un diámetro de aproximadamente cuatro veces mayor que el de la Tierra. Posee trece Lunas y un débil sistema de anillos que orbitan alrededor del planeta. Planeta Símbolo Diámetro ecuato- rial (km) Masa* Radio orbital (UA) Periodo orbital (años) Periodo de rotación (días) Mercurio 4 878 0,06 0,39 0,24 58,6 Venus 12 100 0,82 0,72 0,615 243 Tierra 12 756 1,00 1,00 1,00 1,00 Marte 6 787 0,11 1,52 1,88 1,03 Júpiter 142 984 318 5,20 11,86 0,414 Saturno 120 536 95 9,54 29,46 0,426 Urano 51 108 14,6 19,19 84,01 0,718 Neptuno 49 538 17,2 30,06 164,79 0,6745 Nota: La masa se expresa en relación a la Tierra.
  • 178. 170 Los satélites Los satélites se clasifican en dos: naturales y artificiales. Satélites naturales. Características Son cuerpos que giran alrededor de otro astro, generalmente alrededor de los planetas. Su trayectoria no puede ser modificada. Son sólidos, unos son brillantes, otros opacos y algunos son de gran tamaño. Los asteroides Los asteroides son cuerpos pequeños más pequeños que un planeta pero más grandes que un meteorito que orbitan al rededor del Sol. La mayoria de los asteroides de nuestro sistema solar poseen orbitas semiestables entre Marte y Jupiter, conformando el llamado cinturon de asteroides, pero algunos de ellos, son desviados a orbitas que cruzan la de los planetas mayores. El 1 de agosto el astronomo siciliano Giuseppe Piazzi, descubrió el asteroide o planeta menor Ceres y el 22 de agosto de 2006 fué reclasificado como planeta enano, junto con Plutón y Eris • La mayoría de los fragmentos que caen en la Tierra son fragmentos de asteroides • Son especialmente abundantes en el cinturón de asteroides. Los meteoritos • Son fragmentos de asteroides o cometas que viajan por el espacio a enormes velocidades. • Son atraídos por el Sol y chocan con los cuerpos que encuentran a su paso. • Cuando llegan a la Tierra, si son grandes se produce un gran impacto pero si son pequeños se queman al entrar en la atmósfera, entonces se pude observar una luz que pasa instantáneamente lo que llamamos vulgarmente estrellas fugaces.
  • 179. 171 Los planetas poseen distinta cantidad de satélites, que se mantienen unidos por fuerzas de gravedad recíprocas. Casi todos los planetas del Sistema Solar tienen al menos un satélite, a excepción de Mercurio y Venus. Existen varias teorías sobre su origen. Algunos astrónomos señalan que se formaron junto a los planetas. Otros que son cuerpos capturados por la gravedad o que han evolucionado junto al planeta. Por ejemplo: La Luna es el satélite de la Tierra. Movimientos Los satélites describen trayectorias alrededor del planeta que se mueven. Algunos giran en dirección opuesta a la rotación de los planetas. Otros datos En la actualidad se conocen más de 160 satélites naturales que pertenecen al Sistema Solar. Muchos nombres de satélites, o lunas, provienen de la mitología griega, romana o de personajes de obras literarias. Gamínedes es el nombre del satélite más grande del Sistema Solar, gira alrededor de Júpiter. Satélites artificiales. Características Son vehículos espaciales colocados alrededor de la órbita de la Tierra o de otros astros. Son construidos por el hombre y su trayectoria puede ser modificada. Están provistos de aparatos apropiados que se encargan de obtener información y transmitirla a la Tierra. Los satélites pueden tener distintos usos, entre ellos: la comunicación, navegación, asuntos militares, meteorológicos, de estudio, biosatélites, de reconocimiento y de observación terrestre. Composición y estructura Los satélites artificiales alimentan su energía de céldas solares o generadores nucleares enviados al espacio por cohetes llamados “lanzadores”. Están provistos de radiorreceptores, cámaras, circuitos electrónicos y radares. Movimientos Describen órbitas alrededor de cometas, asteroides, planetas y el Sol. Dependiendo del tipo de órbita que realicen en la Tierra, pueden ser: de órbita baja, polar, geoestacionaria o elíptica. Otros datos El Sputnik I, medía 58 cm de diámetro y estaba provisto de antenas. Al entrar a la atmósfera de la Tierra se desintegró. El primer satélite artificial tripulado fue el Sputnik 2, que llevaba a la perra Layka.
  • 180. 172 En equipo a) Elabore un mural sobre la estructura externa e interna del Sol, teniendo presente una ficha de caracterización sobre cada una de las capas externa e internas que posee b) Elabore un mural de recortes de revistas o periódicos sobre el Sistema Solar, te- niendo presente los avances científicos tecnológicos para conocer de él; así como una ficha de caracterización de cada uno de sus planetas c) Elabore con su equipo, un modelo a escala de nuestro sistema solar, para ello ten en cuenta el cuadro en donde se te presentan los cálculos de las distancias de los astros, con respecto al Sol y de sus diámetros; así como utilizar la siguiente escala: 1 m = 1 UA (unidades astronómicas) 0, 1 mm = 1 diámetro terrestre d) Comente las siguientes interrogantes: ¿Cómo se le llama al satélite natural de la Tierra y cuáles son las fases que presenta? ¿Por qué es importante conocer los ciclos o fases que presenta nuestro satélite natural? ¿En qué consiste los eclipse de Luna y de Sol? ¿A qué le llamamos cometas, asteroides, meteoritos y satélites? Actividades de profundización y evaluación Astro Distancia del Sol (UA) *Diametro (Tierra =1) Sol --- 11,0 Mercurio 0,3 0,4 Venus 0,4 1,0 Tierra 0,7 1.0 Marte 1,0 0,5 Júpiter 5,2 11,2 Saturno 9,5 9,5 Urano 19,2 3,7 Neptuno 30,1 3,5 * En comparación con el diametro de la Tierra. Los satélites artificiales son un avance de la ciencia que facilitan la navegación, el vuelo de aviones, el levantamiento de mapas. Ayudan a predecir ciclones y su dirección.
  • 181. Novena Unidad Novena Unidad Importancia de los elementos químicos en el desarrollo de la tecnología Importancia de los elementos químicos en el desarrollo de la tecnología TABLA PERIODICA DE LOS ELEMENTOS H Li Be MgNa K Rb Ca Sc Ti V Sr Y Ba LaCs Fr Ra Ac C Carbono Litio Berilio Hidrógeno Sodio Magnesio Rubidio Estroncio Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio Ytrio Anfoteros No metales Gases Nobles Metales Metales Alacalinos y Alcalineoterreos Zr Zirconio Hf Cesio Bario Lantano Hafnio Rf Francio Radio Actinio Rutherfordio Nb Niobio Ta Tántalo Ha Hahnio Cr Cromo Mo Molibdeno W Tungsteno Unh Unnihexium Mn Manganeso Tc Tecnesio Re Renio Ns Niëlsborium Fe Hierro Ru Rutenio Os Osmio Hs Hassio Co Cobalto Rh Rodio Ir Iridio Mt Meitnerio Ni Niquel Pd Paladio Pt Platino Cu Cobre Ag Plata Au Oro Zn Zinc Cd Cadmio Hg Mercurio B Al Ga In Tl Boro Aluminio Indio Galio Talio C Sl Ge Sn Pb Carbono Silicio Estaño Germanio Plomo N P As Sb Bi Nitrogeno Fosforo Antimonio Arsénico Bismuto O S Se Te Po Oxigeno Azufre Telurio Selenio Polonio F Cl Br I At Flúor Cloro Yodo Bromo Astato He Ne Ar Kr Xe Rn Neón Helio Argón Xenón Kriptón Radón Pr NdCe Th Pa U Pm Cerio Praseodimio Neodimio Prometio Np Torio Protactinio Uranio Neptunio Sm Samario Pu Plutonio Eu Europio AmAmericio Gd Gadolinio Cm Curio Tb Terbio Bk Berkelio Dy Disprosio Cf Californio Ho Holmio Es Einstenio Er Erbio FmFermio Tm Tulio Md Mendelevio Yb Yterbio No Nobelio Lu Lutecio Lr Laurencio IA IIIAIIA IVaIVA VA VIA VIIA VIIIA IB IIBIIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIBVIIIB Actinidos Lántanidos Masa Atómica Número de Oxidación Número Atómico Temperatura de Ebullición C° Temperatura de Fusión C° Densidad Nombre Símbolo 6 12.011 +4,2 2.25 4827 3367 1.00797 +1 1 0,071 -252,87 -259,2 6.941 +1 3 0.53 13.47 180.5 9.0122 +2 4 1.65 2970 1278 22.9898 +1 11 0.97 882.9 97.81 12 24.3050 +2 0.97 882.9 97.81 39.0983 +1 19 0.86 774 63.65 40.078 +2 20 1.55 1484 839 39.0983 +1 37 1.83 688 38.89 38 87.62+21.551484839 132.90543 +1 55 1.90 678.4 28.40 137.3427 +2 56 2.6 1640 769 39 88.90585+34.533371523 226.0254 +2 88 - 6 1140 700 132.90543 +1 87 - (677) 27 44.955910 +3 21 3.0 2832 1539 88.90585 +3 o 57 6.1 3454 920 47.90 +4,3,2 22 4.51 3287 1660 50.9415 +5,4,3,2 23 6.1 3380 1890 226.0254 oo +3 89 -10.1 3200 1050 92.9064 +5,3 41 8.5 4742 2468 91.224 +4 40 6.5 4377 1852 178.49 +4 72 13.3 4662 2227 (262.114)-104 - - - 180.9479 +5 73 16.7 5425 2996 (282.114) - 105 - - - 51.996 +6,3,2 24 7.19 2672 1857 95.94 +6,5,4,3,2 42 10.2 4612 2617 183.85 +6,5,4,3,2 74 19.3 5660 3410 (283.118) - 106 - - - 54.93805 +7,6,4,2,3 25 7.3 1982 1244 98.906 +7 43 11.5 4877 2172 186.207 +7,6,4,2,-1 75 20.9 5900 3180 (262.12) - 107 - - - 55.847 +2,3 26 7.86 2750 1535 101.07 +2,3,4,6,8 44 12.4 3900 2310 183.85 +6,5,4,3,2 76 22.5 5027 3045 (264) - 108 - - - 58.9332 +2,3 27 8.83 2870 1495 102.95+2,3,445 12.4 3727 1966 192.22 +2,3,4,6 77 22.8 4130 2410 (266) - 109 - - - 58.69 +2,3 28 8.90 2732 1453 106.42+2,446 12.0 3140 1552 192.22 +2,3,4,6 78 21.45 3827 1.772 63.546 +2,1 29 8.93 2567 1083.4 107.8682+2,447 10.5 2212 961.93 196.967+3,179 19.3 2807 1064.4 65.39 +2 30 7.2 907 419.58 112.41+248 8.64 765 320.9 200.59+2,180 13.55 356.58 -38.87 69.723 +3 31 6.0 2403 29.78 114.82 +3 49 7.31 2080 156.85 204.3833 +3,1 81 11.85 1457 303.5 26.9815 +3 13 2.7 2467 660.37 10.811 +3 5 2.34 2550 (2079) 12.011 +4,2 6 2.25 4827 3367 44.955910 +3 32 5.36 2830 937.4 118.69 +4,2 50 7.3 2270 231.96 204.3833 +4,2 82 11.4 1740 327.5 28.0855 +2,4 14 2.4 2355 1410 14.0067 +3,5,4,2,1 7 0.81 -195.8 -209.66 74.9216 +3,5 33 5.73 613 817 121.75 +3,5 51 6.68 1750 830.74 208.9804 +3,5 83 9.80 1560 271.3 30.973762 +3,5,4 15 1.83 280 44.1 15.9994 -2.1 8 1.14 -182.96 -218.4 78.95 +2,4,6 34 4.8 684.9 217 127.50 +2,4,5 52 6.2 9.89.8 449.5 208.9804 +3,5 84 9.80 982 254 32.066 +5,4,6 16 2.0 444.574 112.8 18.9984 -1 9 1.505 -188.14 -219.62 79.904 + 1,5 35 3.14 58.78 -7.2 126.9045 +1,5,7 53 4.94 184.35 113.5 (209.99) + 1,3,5,7 85 - 337 (302) 35.4527 +1,3,5,7 17 3.214 -34.7 -100.98 4.00260 - 2 0.187 -268.934 -272.2 20.179 - 10 1.20 -246.05 -248.7 83.80 - 36 2.6 -152.3 -156.6 131.29 - 54 5.89 -107.1 -111.9 (222.02) - 86 9.96 (-61.8) (-71) 140.115 o +3,4 58 6.8 3257 798 232.038 +3,4 oo 90 11.7 4790 1750 140.908 - +3,4 59 6.7 3212 931 (231.04) +5,4 - 91 - - < 1600 144.24 +3 60 7.00 3127 1010 238.03 +6,5,4,3 - 92 19.1 3818 1132 146.92 +3 61 - 2460 1168 (237.05) +6,5,4,3 - 93 19.5 3903 640 150.35 +3,2 62 - 1778 1072 (244) +6,5,4,3 - 94 19.7 3232 641 150.35 +3,2 63 5.26 1597 822 (243) +6,5,4,3 - 95 11.7 2607 994 157.25 +3 64 7.9 3233 1311 (247) +3 - 96 - - 1340 158.9253 +3,4 65 8.3 3041 1360 (244) +6,5,4,3 - 97 - - - 162.50 +3 66 8.54 2335 1409 (244) +6,5,4,3 - 98 19.7 3232 641 164.030 +3 67 8.54 2720 1470 (254) +3 - 99 - - - 167.26 +3 68 9.05 2510 1522 (257) +3 - 100 - - - 168.934 +3,2 69 9.33 17.27 1545 (258) +2,3 - 101 - - - (254) - - 102 - - - 173.04 +3,2 - 70 6.98 1427 824 (260) - - 103 - - - 174.967 3 - 71 - - - Ds Darmsdtadtio (281) - 110 - - - Rg Roentgenio (280) - 111 - - - Cn Copernicio (285) - 112 - - - Uut Ununtrio (...) - 113 - - - Fl Flevorio (287) - 114 - - - Uup Ununpentio (...) - 115 - - - Lv Livermorio (291) - 116 - - - Uus Ununseptio (...) - 117 - - - Uuo Ununoctio (...) - 118 - - -
  • 182. 174 La tabla periódica de los elementos químicos En esta unidad se estudiará la importancia de la organización de los elementos químicos en la Tabla Periódica de acuerdo a sus características y propiedades, por tanto debe siempre tener en sus útiles escolares la tabla periódica, dado que la estará usando con frecuencia. La primera clasificación de los elementos lo realizó el cientifico sueco Jön Jacob Berzelius en 1813. Dividió los elementos naturales en dos grandes grupos: metales y no metales. Antoine Lavoisier, también propuso que los elementos se clasificaran en metales, no metales y metaloides o metales de transición, fue rechazada debido a que había muchas diferencias en las propiedades físicas como químicas. Esta clasificación de Berzelius fue notoriamente insuficiente porserexcesivamentegeneralypornopermitircomparación entre los elementos análogos. Primeras versiones de estructura y clasificación de la tabla periódica Plata Oro Cobre Mercurio Azufre En el siglo XVI En 1808 por Dalton Por Berzelius S CG Ag Au Cu Hg S Desde la antiguedad se trató de dar un nombre especial y una representación escrita a toda serie de sustancias que identificaban en su estudio de las propiedades de la materia y de los fenómenos que causan cambios en ellas, para tal fin se elaboraban dibujos para representarlos. En la época de la alquimia no se conocian más que 20 elementos y los dibujos variaban de un lugar a otro. A mediados del siglo XVIII ya se habian descubierto cerca del 50% de los elementos quimicos que actualmente se conocen; sus propiedades fisicas y quimicas y sus combinaciones con otros elementos para formar compuestos, habian sido estudiadas por otros quimicos. Algunos simbolos quimicos historicos son: Jon Jacob Berzelius
  • 183. 175 Triadas de Döbereiner Johann Wolfgang Döbereiner, profesor de Química de la Universidad de Jena, expuso su teoría de las triadas, en la que agrupó elementos con propiedades semejantes. En 1817 puso de manifiesto estas relaciones de periodicidad en las propiedades parecidas, que podían fácilmente representarse al arreglar en tríadas los elementos químicos ( cloro, bromo, yodo) (azufre, selenio teluro) (litio, sodio y potasio). La triada Cloro, Bromo, Yodo cuyos pesos atómicos son 36, 80 y 127; si sumamos los pesos del Cloro y el Yodo (36 + 127= 163) y dividimos entre dos, obtenemos 81,5 que es aproximadamente cercano al peso atómico del Bromo 80, y si revisamos la tabla periódica el elemento con el peso atómico aproximado a 80 es el Bromo lo cual hace que concuerde con el ordenamiento de triadas. Dobereiner concluyo afirmando: En la clasificación de las triadas (agrupación de tres elementos) el peso atómico promedio de los pesos de los elementos extremos es parecido al peso atómico del elemento del centro. ¿Qué entiende usted por el término triadas? Utilice la tabla periódica, seleccione 3 elementos y realice el procedimiento para comprobar el planteamiento de Döbereiner. Se imagina usted la tabla periódica organizada en triadas, ¿cómo sería? Haga un dibujo de ésta en su cuaderno. Ejercicio Utilice su tabla periódica: • Busque los pesos atómicos (A) de los siguientes elementos: Litio Calcio Azufre Sodio Estroncio Selenio Potasio Bario Teluro • Sume los pesos atómicos de los elementos extremos y el resultado de esta suma divídala entre dos. • Verifique que el resultado obtenido es aproximadamente el peso atómico del elemento del centro. Lea el planteamiento de Döbereiner y compruebe dicho planteamiento Coloque sus resultados en la siguiente tabla Elemento Símbolo Peso atómico Suma Promedio Observaciones
  • 184. 176 Lee y comente en grupo El químico Jean Baptiste André Dumas, escribió en 1840 su Ensayo de la filosofía química, en donde manifestaba haber perfeccionado las tríadas de Döberenier, acomodando al flúor antes que al cloro y al oxígeno antes que el calcio, lo que permitía completar algunas familias de elementos afines; a la familia del Sodio le añadió el Rubidio y el Cesio. Además comprobó que aparte de las variaciones del peso atómico anteriormente observadas existían otras regularidades cuando se pasa de una familia a otra. Dumas organizó a los elementos en familias: clasifico a la familia de los anfígenos y halógenos, teniendo en cuenta su comportamiento químico análogo. En total organizó la mayoría de los elementos de la familia de Hidrógeno H, Flúor F, oxigeno O, Nitrógeno N, Carbono C. En equipo comente y responda ¿Qué significa para usted el término octava? Busque en su tabla periódica el peso atómico de los elementos que se le presentan en la ilustración y compruebe qué sucede con el octavo elemento. Octavas de Newlands En 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands, observó que dispuestos los elementos en orden creciente a sus pesos atómicos, después de cada siete elementos, en el octavo se repetían las propiedades del primero y por analogía con la escala musical. Su planteamiento mostraba una cierta ordenación de los elementos en familias (grupos), con propiedades muy parecidas entre sí y en períodos formados por ocho elementos cuyas propiedades iban variando progresivamente. Como a partir del Calcio dejaba de cumplirse su planteamiento, esta ordenación no fue apreciada por la comunidad científica que la menospreció y ridiculizó, hasta que 23 años más tarde fue reconocido por la Royal Society, que concedió a Newlands su más alta condecoración, la medalla Davy. Ley de las octavas de Newlands 1 2 3 4 5 6 7 Li 6,9 Na 23,0 K 39 Be 9,3 Mg 24, 3 Ca 40,0 B 10,8 C 12 N 14 O 16,0 F 19,0 Al 27,0 Si 28,1 P 31,0 S 31,0 Cl 35,5
  • 185. 177 Sistema Periódico de Mendeleieff Fue el químico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleieff el que estableció la tabla periódica de los elementos comprendiendo el alcance de la ley periódica. Los primeros trabajos de Mendeleieff datan de 1860 y sus conclusiones fueron leídas en 1869 en la sociedad Química Rusa. Él mismo resumió su trabajo en los siguientes postulados: 1. Si se ordenan los elementos en orden creciente según sus pesos atómicos, muestran una evidente periodicidad. 2. Los elementos semejantes en sus propiedades químicas poseen pesos atómicos semejantes, ejemplo Potasio K, Rubidio Rb, Cesio Cs. 3. La colocación de los elementos en orden a sus pesos atómicos corresponde a su valencia. 4. Los elementos más difundidos en la Naturaleza son los de peso atómico pequeño. Estos elementos poseen propiedades bien definidas. 5. El valor del peso atómico caracteriza un elemento y permite predecir sus propiedades. 6. En determinados elementos puede corregirse el peso atómico si se conoce el de los elementos adyacentes. En 1869, el ruso Dimitri Ivánovich Mendeleieff publica su primera Tabla Periódica en Alemania. Un año después lo hace Julius Lothar Meyer, que basó su clasificación periódica en la periodicidad de los volúmenes atómicos en función de la masa atómica de los elementos. Por ésta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 118 que existen en la naturaleza, aunque no todos abundan en la misma proporción. El elemento con mayor presencia en el universo es el hidrógeno que es el combustible de las estrellas, seguido del Helio. En cambio en nuestra atmósfera y en la corteza terrestre que es donde se concentra la vida en nuestro planeta el más abundante es el oxígeno que se encuentra como parte del componente del agua, el siguiente es el silicio que se presenta en forma de roca y arena, le siguen el Aluminio, Hierro, Calcio, Sodio, Potasio entre otros. La primera clasificación periódica de Mendeleieff no tuvo buena acogida al inicio. Después de varias modificaciones publicó en el año 1872 una nueva Tabla Periódica constituida por ocho columnas desdobladas en dos grupos cada una, que al cabo de los años se llamaron familia A y B. El gran mérito de Mendeleieff consistió en pronosticar la existencia de elementos que no habían sido descubiertos y dejó casillas vacías para situar en ellas los elementos cuyo descubrimiento se realizaría años después. Incluso pronosticó las propiedades de algunos de ellos: el Galio (Ga), al que llamó eka-aluminio por estar situado debajo del aluminio; el Germanio (Ge), al que llamó eka-sicilio; el escandio (Sc); y el tecnecio (Tc), que sería el primer elemento artificial obtenido en el laboratorio, por síntesis química, en 1937.
  • 186. 178 Ventajas del sistema de Mendeleieff 1. Corrigió los pesos atómicos y las valencias de algunos elementos por no tener sitio en su tabla de la forma en que eran considerado hasta entonces. 2. Señaló las propiedades de algunos elementos desconocidos, entre ellos, tres a los que llamó eka- boro, eka-aluminio, y eka-silicio. 3. En1894RamsydescubrióungaselquedenominóArgón. Es monoatómico, no presenta reacciones químicas y carecía de un lugar en la tabla. Inmediatamente supuso que debían existir otros gases de propiedades similares y que todos juntos formarían un grupo. En efecto, poco después se descubrieron los otros gases nobles y se les asignó el grupo cero. 4. Todos los espacios que dejó en blanco se fueron llenando al descubrirse los elementos correspondientes. Estos presentaban propiedades similares a las asignadas por Mendeleieff. Defectos de la tabla de Mendeleieff 1. No tiene un lugar fijo para el hidrógeno. 2. Destaca una sola valencia. 3. No había explicación posible al hecho de que unos períodos contarán de 8 elemen- tos: otros de 18, otros de 32, etc. 4. La distribución de los elementos no está siempre en orden creciente de sus pesos atómicos. Comente en equipo 1. Comente los hallazgo de Mendeleieff acerca de la tabla periódica. 2. Qué ventajas tiene la tabla periódica propuesta por Mendeleieff. Dmitri Ivánovich Mendeléieff
  • 187. 179 Ley periódica de los elementos químicos Las propiedades de los elementos químicos no son arbitrarias, sino que varían con el peso atómico de una manera periódica. En 1913, Henry J. Moseley sugirió que en vista de los inconvenientes que habían surgido, para ubicar en la tabla de Mendeleieff, nuevos elementos descubiertos; proponía ordenar los elementos de acuerdo con su número atómico en forma creciente. Esto trajo como consecuencia que la ley periódica de los elementos cambiara su enunciado de tal manera que desde entonces se enuncia como: Ley periódica de los elementos: Las propiedades físicas y químicas de los elementos son función periódica de sus números atómicos. La tabla periódica moderna Características generales de la Tabla Periódica: En el siglo XX se descubrió que las propiedades de los elementos son función periódica de sus números atómicos o carga nuclear. La Ley periódica moderna se rige de acuerdo al siguiente enunciado: "Las propiedades fisicas y quimicas de los elementos son función periódica de sus números atómicos". TABLA PERIODICA DE LOS ELEMENTOS H Li Be MgNa K Rb Ca Sc Ti V Sr Y Ba LaCs Fr Ra Ac C Carbono Litio Berilio Hidrógeno Sodio Magnesio Rubidio Estroncio Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio Ytrio Anfoteros No metales Gases Nobles Metales Metales Alacalinos y Alcalineoterreos Zr Zirconio Hf Cesio Bario Lantano Hafnio Rf Francio Radio Actinio Rutherfordio Nb Niobio Ta Tántalo Ha Hahnio Cr Cromo Mo Molibdeno W Tungsteno Unh Unnihexium Mn Manganeso Tc Tecnesio Re Renio Ns Niëlsborium Fe Hierro Ru Rutenio Os Osmio Hs Hassio Co Cobalto Rh Rodio Ir Iridio Mt Meitnerio Ni Niquel Pd Paladio Pt Platino Cu Cobre Ag Plata Au Oro Zn Zinc Cd Cadmio Hg Mercurio B Al Ga In Tl Boro Aluminio Indio Galio Talio C Sl Ge Sn Pb Carbono Silicio Estaño Germanio Plomo N P As Sb Bi Nitrogeno Fosforo Antimonio Arsénico Bismuto O S Se Te Po Oxigeno Azufre Telurio Selenio Polonio F Cl Br I At Flúor Cloro Yodo Bromo Astato He Ne Ar Kr Xe Rn Neón Helio Argón Xenón Kriptón Radón Pr NdCe Th Pa U Pm Cerio Praseodimio Neodimio Prometio Np Torio Protactinio Uranio Neptunio Sm Samario Pu Plutonio Eu Europio AmAmericio Gd Gadolinio Cm Curio Tb Terbio Bk Berkelio Dy Disprosio Cf Californio Ho Holmio Es Einstenio Er Erbio FmFermio Tm Tulio Md Mendelevio Yb Yterbio No Nobelio Lu Lutecio Lr Laurencio IA IIIAIIA IVaIVA VA VIA VIIA VIIIA IB IIBIIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIBVIIIB Actinidos Lántanidos Masa Atómica Número de Oxidación Número Atómico Temperatura de Ebullición C° Temperatura de Fusión C° Densidad Nombre Símbolo 6 12.011 +4,2 2.25 4827 3367 1.00797 +1 1 0,071 -252,87 -259,2 6.941 +1 3 0.53 13.47 180.5 9.0122 +2 4 1.65 2970 1278 22.9898 +1 11 0.97 882.9 97.81 12 24.3050 +2 0.97 882.9 97.81 39.0983 +1 19 0.86 774 63.65 40.078 +2 20 1.55 1484 839 39.0983 +1 37 1.83 688 38.89 38 87.62+21.551484839 132.90543 +1 55 1.90 678.4 28.40 137.3427 +2 56 2.6 1640 769 39 88.90585+34.533371523 226.0254 +2 88 - 6 1140 700 132.90543 +1 87 - (677) 27 44.955910 +3 21 3.0 2832 1539 88.90585 +3 o 57 6.1 3454 920 47.90 +4,3,2 22 4.51 3287 1660 50.9415 +5,4,3,2 23 6.1 3380 1890 226.0254 oo +3 89 -10.1 3200 1050 92.9064 +5,3 41 8.5 4742 2468 91.224 +4 40 6.5 4377 1852 178.49 +4 72 13.3 4662 2227 (262.114)-104 - - - 180.9479 +5 73 16.7 5425 2996 (282.114) - 105 - - - 51.996 +6,3,2 24 7.19 2672 1857 95.94 +6,5,4,3,2 42 10.2 4612 2617 183.85 +6,5,4,3,2 74 19.3 5660 3410 (283.118) - 106 - - - 54.93805 +7,6,4,2,3 25 7.3 1982 1244 98.906 +7 43 11.5 4877 2172 186.207 +7,6,4,2,-1 75 20.9 5900 3180 (262.12) - 107 - - - 55.847 +2,3 26 7.86 2750 1535 101.07 +2,3,4,6,8 44 12.4 3900 2310 183.85 +6,5,4,3,2 76 22.5 5027 3045 (264) - 108 - - - 58.9332 +2,3 27 8.83 2870 1495 102.95+2,3,445 12.4 3727 1966 192.22 +2,3,4,6 77 22.8 4130 2410 (266) - 109 - - - 58.69 +2,3 28 8.90 2732 1453 106.42+2,446 12.0 3140 1552 192.22 +2,3,4,6 78 21.45 3827 1.772 63.546 +2,1 29 8.93 2567 1083.4 107.8682+2,447 10.5 2212 961.93 196.967+3,179 19.3 2807 1064.4 65.39 +2 30 7.2 907 419.58 112.41+248 8.64 765 320.9 200.59+2,180 13.55 356.58 -38.87 69.723 +3 31 6.0 2403 29.78 114.82 +3 49 7.31 2080 156.85 204.3833 +3,1 81 11.85 1457 303.5 26.9815 +3 13 2.7 2467 660.37 10.811 +3 5 2.34 2550 (2079) 12.011 +4,2 6 2.25 4827 3367 44.955910 +3 32 5.36 2830 937.4 118.69 +4,2 50 7.3 2270 231.96 204.3833 +4,2 82 11.4 1740 327.5 28.0855 +2,4 14 2.4 2355 1410 14.0067 +3,5,4,2,1 7 0.81 -195.8 -209.66 74.9216 +3,5 33 5.73 613 817 121.75 +3,5 51 6.68 1750 830.74 208.9804 +3,5 83 9.80 1560 271.3 30.973762 +3,5,4 15 1.83 280 44.1 15.9994 -2.1 8 1.14 -182.96 -218.4 78.95 +2,4,6 34 4.8 684.9 217 127.50 +2,4,5 52 6.2 9.89.8 449.5 208.9804 +3,5 84 9.80 982 254 32.066 +5,4,6 16 2.0 444.574 112.8 18.9984 -1 9 1.505 -188.14 -219.62 79.904 + 1,5 35 3.14 58.78 -7.2 126.9045 +1,5,7 53 4.94 184.35 113.5 (209.99) + 1,3,5,7 85 - 337 (302) 35.4527 +1,3,5,7 17 3.214 -34.7 -100.98 4.00260 - 2 0.187 -268.934 -272.2 20.179 - 10 1.20 -246.05 -248.7 83.80 - 36 2.6 -152.3 -156.6 131.29 - 54 5.89 -107.1 -111.9 (222.02) - 86 9.96 (-61.8) (-71) 140.115 o +3,4 58 6.8 3257 798 232.038 +3,4 oo 90 11.7 4790 1750 140.908 - +3,4 59 6.7 3212 931 (231.04) +5,4 - 91 - - < 1600 144.24 +3 60 7.00 3127 1010 238.03 +6,5,4,3 - 92 19.1 3818 1132 146.92 +3 61 - 2460 1168 (237.05) +6,5,4,3 - 93 19.5 3903 640 150.35 +3,2 62 - 1778 1072 (244) +6,5,4,3 - 94 19.7 3232 641 150.35 +3,2 63 5.26 1597 822 (243) +6,5,4,3 - 95 11.7 2607 994 157.25 +3 64 7.9 3233 1311 (247) +3 - 96 - - 1340 158.9253 +3,4 65 8.3 3041 1360 (244) +6,5,4,3 - 97 - - - 162.50 +3 66 8.54 2335 1409 (244) +6,5,4,3 - 98 19.7 3232 641 164.030 +3 67 8.54 2720 1470 (254) +3 - 99 - - - 167.26 +3 68 9.05 2510 1522 (257) +3 - 100 - - - 168.934 +3,2 69 9.33 17.27 1545 (258) +2,3 - 101 - - - (254) - - 102 - - - 173.04 +3,2 - 70 6.98 1427 824 (260) - - 103 - - - 174.967 3 - 71 - - - Ds Darmsdtadtio (281) - 110 - - - Rg Roentgenio (280) - 111 - - - Cn Copernicio (285) - 112 - - - Uut Ununtrio (...) - 113 - - - Fl Flevorio (287) - 114 - - - Uup Ununpentio (...) - 115 - - - Lv Livermorio (291) - 116 - - - Uus Ununseptio (...) - 117 - - - Uuo Ununoctio (...) - 118 - - -
  • 188. 180 Las propiedades físicas y químicas de los elementos tienden a repetirse de forma sistemática conforme aumenta el número atómico. La versión moderna de la Tabla Periódica contiene todos los elementos conocidos que son 118 y están ubicados en orden creciente de sus números atómicos (números de protones). Los renglones o los elementos ubicados en la línea horizontal de la tabla periódica se llaman periodos, su longitud depende de la periodicidad con que se repiten las propiedades similares según la ley periódica. Los periodos tienen diferente longitud, usted lo puede ver en esta descripción: • El primer periodo solo contiene dos elementos que son Hidrogeno y Helio. • El segundo y tercer periodo contiene 8 elementos. • El cuarto y el quinto periodo tienen 18 elementos. • El sexto periodo contiene 32 elemtos, este periodo incluye a los elementos de la serie de los lantanidos. • El séptimo periodo no tiene los 32 elementos, incluye a los catorce elementos de la serie de los actinidos. Las columnas de la tabla se conocen como grupo o familias y contienen a los elementos que tienen propiedades similares desde el punto de vista de la configuración electrónica. Los elementos de un mismo grupo presentan propiedades semejantes: las propiedades quimicas de un elemento depende de lo electrónes que presentan sus átomos en el último nivel de energía, los cuales se conocen como electrones de valencia. En la lámina que se presenta del elemento hierro está referida a la información que contiene cada elemento en la Tabla Periódica la cual usted la puede verificar. Según sus propiedades químicas, los elementos se clasifican en metales y no metales. Los elementos que hay en la Tierra existen en otros planetas. Alos elementos de los grupos IAal VIIAse le llaman elementos representativos y se caracterizan porque todos ellos tienen incompleto el nivel de energia más externo. El grupo B, junto con el VIII A y las series lantánidas y actinida, comprende los elementos de transición, el grupo VIII A ó 0 está integrado por los llamados gases nobles o inertes. 26 2 FeHierro 55,847 (Ar)3d 4s5 2 3 Estado de oxidación (de los enlaces más notables) Número atómico Configuración electrónica Símbolo Nombre del elemento Peso atómico
  • 189. 181 Los átomos de la última capa de los elementos metales son electropositivos se combinan fácilmente con los átomos electronegativos de los no metales. Los elementos de un mismo grupo presentan propiedades químicas semejantes: las propiedades químicas de un elemento dependen de los electrones que presentan sus átomos en el último nivel de energía, los cuales se conocen como electrones de valencia. Se denomina Valencia a la capacidad de combinación del elemento, si se pierden electrones, se dice que la valencia es positiva (+) , si ganan electrones, se dice que la valencia es negativa (-) por ejemplo: el oxigeno, que tiene seis electrones en su última capa, al combinarse tiende a ganar dos electrones, por lo tanto su valencia será -2. Comente con su equipo de trabajo lo siguiente: ¿Qué información presenta la Tabla Periódica de cada elemento? ¿Cuántos elementos tiene la Tabla Periódica, periodos y grupos? Utiliza la tabla periódica y completa la información que falta en el siguiente cuadro que se le presenta. Nombre del elemento Símbolo del elemento Numero Atomico Peso Atomico Número de protones Número de neutrones Nitrógeno Mercurio Cromo Potasio Grupos o familias En equipo de trabajo responde : En la vida cotidiana que significa ser familia, ¿cómo se entiende el término grupo o familia en la Tabla Periódica? ¿Cuál es el elemento ubicado en el grupo IB y período V? ¿Qué símbolo tienen los elementos que forman al grupo VIIB? Observe ¿cómo están identificadas las columnas verticales en la Tabla Periódica? La Tabla Periódica está organizada en 8 grupos constituidos en dos familias o subgrupos A y B.Los subgrupos B formados por los elementos de transición también se representan con números romanos.
  • 190. 182 Las familias A, están constituidos por los grupos de los elementos descritos en la tabla. Grupo Nombre del grupo Inicia con Finaliza con Configuración IA Metales Alcalinos Li Fr ns1 IIA Metales Alcalinos Térreos Be Ra ns2 IIIA Grupo del Boro B Tl ns2 , np1 IVA Familia del Carbono C Pb ns2 , np2 VA Grupo del Nitrógeno N Bi ns2 , np3 VIA Grupo del Oxigeno o Anfígenos O Po ns2 , np4 VIIA Halógenos F At ns2 , np5 VIIIA Familia de los Gases Nobles He Rn ns2 , np6 Los elementos del grupo IAoAlcalinos se caracterizan por ser blandos, lustrosos, de puntos de fusión y densidades bajos: sus átomos presentan un electrón en la capa más externa. Químicamente son bastante reactivos; se combinan directamente con no metales para formar sales. Con el agua desprenden hidrógeno y dan soluciones acuosas de hidróxidos. El hidrógeno H, aunque pertenece al grupo I A, no se incluye como alcalino, ya que sus propiedades lo diferencian de ellos. Los elementos del grupo II A o Metales Alcalinos Térreos son más duros, más densos y con puntos de fusión más elevados que los alcalinos, reaccionan lentamente en agua fría. Poseen dos electrones en la capa más externa. Los elementos del grupo III A presentan propiedades químicas que varían de no metal a metal, a medida que aumenta su número atómico. Todos son no metales con excepción del boro y sus átomos tienen tres electrones en la última capa. Las propiedades de los elementos del grupo IV A cambian de carácter no metálico a metálico. Así, el Carbono y el Silicio se consideran no metales, mientras que el Germanio, Estaño y Plomo poseen características metálicas, presentan cuatro electrones en la última capa. El grupo V A o familia del nitrógeno sus propiedades varían, el Nitrógeno y Fósforo son no metales; el Arsénico y Antimonio presentan propiedades de metales y no metales, el bismuto es metal, poseen cinco electrones en la última capa. El grupo VIA presenta propiedades químicas de no metales menos el Polonio que es un metal, poseen seis electrones en la última capa. Los elementos del grupo VIIA se denominan halógenos, que significa formadores de sal y describe una de sus propiedades características, o sea la capacidad para formar compuestos iónicos o sales al combinarse con metales. Son elementos no metálicos bastante activos, poseen siete electrones en la última capa. El Elemento Metal más activo es el Francio, el Elemento No Metal más activo es el Flúor. En los datos de esta tabla se puede observar que los elementos de los grupos I A y II A tienen su último electrón en un orbital s, mientras que los elementos de los grupos III A al VII A lo tienen en un orbital p.
  • 191. 183 La similitud de las configuraciones electrónicas externas de los átomos de los elementos es lo que hace que tengan propiedades similares entre sí en su comportamiento químico. Por ejemplo, los elementos del grupo IA, tienen propiedades similares como grupo, puesto que todos ellos tienen configuraciones electrónicas ns1 y por tanto, cada uno de ellos posee un electrón de valencia. Los elementos pertenecientes a los grupos III A y VII A tienen su electrón diferencial en los orbitales p el comportamiento químico de estos elementos es más complicado porque en este grupo hay tres variedades distintas que son: • Metales • No metales • Metaloides Los metales tienen un brillo plateado; son buenos conductores de la electricidad y del calor; la mayor parte de ellos son maleables y dúctiles. Son sólidos a presión y temperatura ambiente, a excepción del mercurio (Hg), que es líquido. Los No Metales tienen propiedades físicas y químicas opuestas a las de los metales. Las propiedades de los no metales son más variadas que las de los metales. Algunos no metales son gases en estado elemental, ejemplo: Hidrogeno, Oxigeno, Nitrógeno, Flúor, Cloro y los gases nobles. Solo el Bromo es líquido, todos los demás son sólidos a temperatura ambiente. Gases Nobles Estos son los elementos del grupo VIII A, estos son muy estables electrónicamente, debido a la estabilidad que le da el hecho de tener completa la capa de energía mas externa. Todos los átomos de estos elementos tienen ocho electrones en el último nivel de energía (ns2 np6 ) con excepción del Helio que solo tiene dos electrones (s2 ). Se creía que químicamente eran inertes, pero se ha descubierto que en condiciones especiales pueden formar compuestos y por eso se les llama gases nobles. Elementos de Transición Son los elementos del grupo B que están ubicados en el centro de la Tabla Periódica. Todos estos elementos poseen orbitales d parcialmente llenos. Se les conoce como ele- mentos de transición o metales de transición. Todos ellos son metales y se caracterizan porque tienen un nivel de energía interno que aumenta de 8 a 18 electrones. Los metales de transición son elementos de los grupos I B al VIII B. Elementos de Transición Interna A éstos se les conoce como elementos de transición. Son elementos en los que el elec- trón diferenciante de cada uno de ellos se encuentra ubicado en los orbitales f.
  • 192. 184 Todos son metales y están localizados entre los grupos III B y IV B de la tabla y se les llama elementos de transición porque tienen subniveles f incompletos. Estos elementos están ordenados en dos series que son: • Serie de los Lantánidos. • Serie de los Actínidos. Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica y por ello tienen características o propiedades similares entre sí. Por ejemplo, los elementos en el grupo IA tienen valencia de 1 (un electrón en su último nivel de energía y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como iones positivos de +1. Todos los elementos de un grupo presentan una gran semejanza y por lo general, difieren de los elementos de los demás grupos. Por ejemplo, los elementos del grupo IA, a excepción del Hidrógeno, son metales con valencia química +1; mientras que los del grupo VIIA, exceptuando el Astato, son no metales, que normalmente forman compuestos con valencia -1. El número del grupo nos indica el número de electrones que tiene un átomo en el nivel más externo de su estructura. Períodos Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos, en total son 7 filas, los elementos que componen una fila tienen propiedades diferentes pero masas similares y el mismo número de orbitales. El número de período indica la cantidad de niveles energéticos (órbitas) que tienen los átomos de los elementos que se ubican en dicho período. Así el H y el He, que están en el período 1 tienen una sola órbita; el Li al estar en período 2 cuenta con dos niveles energéticos y así sucesivamente. Los períodos 2 y 3 cada uno contiene ocho elementos, se llaman períodos cortos. Los periodos restantes, llamados periodos largos contienen 18 elementos y son los periodos 4 y 5 de estos 18 elementos ocho pertenecen a los grupos A y diez elementos denominados de transición. Incluyen del Potasio al Criptón y del Rubidio al Xenón. El período 6 tiene 32 elementos e incluye los lantánidos. El período largo que es el 7 incluye los actínidos y elementos que ya han sido sintetizados en el laboratorio. La ubicación del elemento en el período indica el numero de niveles de energía en que tiene distribuidos sus electrones un átomo.
  • 193. 185 En conjunto con sus compañeras y compañeros resuelva las siguientes actividades • Después que ya estudió los grupos y sus propiedades, observe la tabla y busque los períodos. • Como están organizados los períodos y cuántos son. • Mencione la diferencia en propiedades que tienen los elementos en los períodos y grupos. • Indique el período en que se encuentran los elementos siguientes y cuántos electrones tienen en su capa externa: a) Ra, b) Ir, c) Ag, d) La, e) C, f) Hg Distribución electrónica La configuración electrónica es el modo en el cual los electrones están ordenados en un átomo, dentro de orbitales. Se denominan orbitales, al hecho de que los electrones están orbitando alrededor del núcleo; sin embargo el orbital, lejos de la concepción planetaria del átomo, es la zona del espacio que rodea a un núcleo atómico donde la probabilidad de encontrar un electrón es máxima. La configuración electrónica es la manera en la cual los electrones están distribuidos en un átomo o molécula de acuerdo con el modelo de capas electrónicas, en el cual la función de onda del sistema se expresa como un producto de orbitales. En el caso de los orbitales, el número cuántico principal n está asociado a los diferentes niveles de energía orbital permitidos o niveles cuánticos; los valores que toma son enteros positivos 1, 2, 3, 4,... 7 Para n=1 se tiene el nivel de menor energía. La capa n=1 es la más cercana al núcleo. Todos los estados con el mismo número cuántico principal forman una capa (o nivel). Por razones históricas, estas capas electrónicas son los niveles de energía y se denotan como K, L, M, N,O, P y Q. Los niveles de energía puede también dividir en subniveles de energía según el orbital que estén ocupando los electrones más externos. También por razones históricas a estas subcapas (o subniveles), se les asigna una letra, que hace referencia al tipo de orbital que describe el estado electrónico (s, p, d, f, ...), se refieren al número cuántico secundario (ℓ). Los valores que puede tomar son: 0, 1, 2, ..., (n - 1), siendo n el número cuántico principal. Los subniveles se llaman según la letra que hace referencia al orbital más externo: s, p, d y f. Podría haber más elementos que llenarían otros orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto.
  • 194. 186 • Subnivel s • Subnivel p • Subnivel d • Subnivel f Los electrones se disponen en capas alrededor del núcleo atómico. La capa más próxima al núcleo puede tener hasta dos electrones; la siguiente hasta ocho; la siguiente hasta de dieciocho, la que sigue debe tener 32 y luego se repite el ciclo. Cada capa puede tener un número máximo de electrones que se pueden calcular con la formula 2n2 donde n es el número del nivel de energía. Observe el máximo de electrones en cada capa. Nivel 1(K) 2(L) 3(M) 4(N), O, P, Q Subnivel s s p s p d s p d f 2e- 8e- 18e- 32e- Analice el siguiente grafico, y comente con sus compañeros y compañeras, siga paso a paso la explicación que se presenta en el párrafo debajo de la grafica. p1 p2 p3 p4 p5 p6 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 13 f14 º º º º º º 1 2 3 4 5 6 7 s1 s2 Si por ejemplo se quiere saber la configuración electrónica del vanadio (Z = 23), con el diagrama obtendríamos: Llenado de orbitales: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 (2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 2 + 3 = 23) En donde el primer número es el número cuántico principal, la letra es el segundo (tipo de orbital) y el superíndice es el número de electrones que están en ese nivel. Sumando el número de electrones presente en cada orbital, obtenemos el número de electrones del elemento (23); como puede apreciarse en este caso, el último orbita d no está lleno, sólo hay tres electrones de 10 electrones de la capacidad del subnivel d. Revise la grafica que está en la parte superior de la pagina sobre distribución electrónica y el detalle de nivel y subnivel que le sirvan de apoyo, y realice la distribución electrónica de los siguientes elementos: O, N, K, Cl, Na, Ba, Cr, Zn, Al, Ca 2 6 2 6 10 2 6 10 14 7s 6s 5s 4s 3s 2s 1s 3p 2p 4p 5p 6p 7p 3d 4d 5d 6d 4f 5f Capacidad eléctronica del nivel de enérgia
  • 195. 187 Propiedades periódicas de los elementos químicos Todos los elementos poseen propiedades físicas y químicas que los caracterizan. Estas propiedades se repiten periódicamente y están íntimamente relacionadas entre sí. Las configuraciones electrónicas de los átomos de los elementos presentan una variación periódica al aumentar el número atómico. Como consecuencia de esto, los elementos también presentan variaciones periódicas tanto en su comportamiento físico como químico. Algunas propiedades físicas y químicas en un grupo y período, influyen en el comportamiento. Estaspropiedades son:radio atómico,radio iónico, energía deionización, afinidad electrónica y electronegatividad. Radio atómico Observe la ilustración y comente en grupo lo que indica la ubicación de las flechas. El radio atómico es una de las propiedades de los átomos que experimenta variaciones periódicas y está íntimamente relacionado con la estructura electrónica de éstos. El radio atómico es la distancia que hay del núcleo de un átomo al nivel electrónico más externo del mismo. En los periodos el radio atómico aumenta de derecha a izquierda mientras que en los grupos aumenta de arriba hacia abajo. El radio atómico Es la distancia de los electrones más externos al núcleo. Esta distancia se mide en Angström (1A = 1x10-10 m = 0,1 nm), el radio iónico de los elementos metálicos es menor que su radio atómico, porque está relacionado con la distancia entre los núcleos de los cationes y aniones vecinos. Para repartir esta distancia se toma como valor de referencia el radio del anión O-2 con 1,40 A, con este dato se construyen tablas con los radios ionicos de distintos cationes y aniones. Metales No Metales Aumento del radio atómico en la Tabla Periódica
  • 196. 188 Se puede concluir: 1. En los periodos el radio atómico disminuye al aumentar los números atómicos. 2. En los grupos el radio atómico aumenta al aumentar el número atómico. 3. El radio atómico de un átomo depende del número de sus capas electrónicas, de tal manera que, dentro de un grupo determinado del sistema periódico el tamaño atómico crece de arriba hacia abajo. 4. Dentro de un periodo largo (por ejemplo del potasio al kriptón), el átomo más grande es el del grupo IA, a partir de este elemento el radio atómico disminuye hasta un mínimo en la serie de transición para aumentar nuevamente en los átomos representativos no metálicos. En equipo resuelve los siguientes ejercicios ¿Cómo es el radio atómico de los elementos del grupo IA con respecto a lo del grupo VIIIA? ¿Qué significado tendrá, el crecimiento o disminución del radio atómico, desde el punto de vista de las propiedades químicas y físicas de los elementos? Revise su tabla periódica y verifique la información anterior: Busque el elemento Azufre (S) y el Silicio (Si) vea cual tiene mayor radio atómico. Busque el elemento Potasio (K) y el Cesio (Cs) vea cual tiene mayor radio atómico. Radio iónico Según la grafica, comente con sus compañeras y compañeros de clase lo que observa en relación al comportamiento del radio iónico en los periodos y en los grupos. Aumento Aumento
  • 197. 189 El radio iónico es el radio de un CATIÓN o de un ANIÓN, un catión es un átomo que ha perdido uno o más electrones, y por tanto, presenta carga eléctrica positiva. En tanto, un anión es un átomo que ha ganado uno o más electrones, y por tanto, presenta carga eléctrica negativa. La perdida de electrones disminuye notablemente el tamaño del átomo que la sufre, mientras que la ganancia de electrones produce un aumento considerable de su tamaño. El radio iónico afecta las propiedades físicas y químicas de un compuesto iónico. Si el átomo forma un anión, su tamaño aumenta dado que la carga nuclear permanece constante pero la repulsión resultante entre electrones extiende el dominio de la nube electrónica. Por otro lado, un catión es más pequeño que su átomo neutro, dado que quitar uno o más electrones reduce la repulsión electrón–electrón y se contrae la nube electrónica. Observe la comparación de Radios Atómicos y Radios Iónicos. Elemento Radio Atómico IÓN Radio Iónico Na 1,54 A Na+ 0,95 A Mg 1,30 A Mg2+ 0,65 A Al 1,18 A Al3+ 0,50 A S 1,02 A S2- 1,84 A Cl 0,99 A Cl- 1,81 A En la tabla puede observar que los radios iónicos de los cationes son menores que los radios de los átomos neutros, porque los iones tienen la misma carga nuclear que su áto- mo neutro correspondiente, sin embargo, al poseer una menor cantidad de electrones, la carga nuclear efectiva aumenta, por tanto las capas electrónicas están cada vez más atraídas hacia el núcleo. En el caso de los aniones, el radio iónico es mayor que el radio atómico, en ellos la carga nuclear permanece constante, la adición de uno o más electrones trae como consecuen- cia, una disminución de la carga nuclear efectiva y por tanto, un aumento del volumen atómico.
  • 198. 190 Energía de ionización Analice y responda en un ambiente de fraternidad y respeto • Decíamos que un catión o un anión es cuando pierden o ganan electrones los átomos. Qué relación cree usted tienen esto con energía de ionización. • Exprese ¿cómo se da la energía de ionización en los grupos y en los periodos? Metales No Metales Aumento de la Energía de Ionización en la Tabla Periódica La energía de ionización es la energía mínima requerida para quitar un electrón de un átomo en su estado fundamental. La magnitud de esta energía es una medida del esfuerzo necesario que debe realizar un átomo para que libere un electrón, o bien de cuan fuertemente está atado un electrón al núcleo en un átomo. 10910397918579736761554943373125191371 0 500 1000 1500 2000 2500 He Ne Ar kr Xe Rn FrCsRb NaLi K no atómo Energíadeionización (kj.mol-1 ) Primera energía de ionización
  • 199. 191 Después de que un electrón ha sido removido de un átomo neutro, se produce una disminución en la repulsión entre los demás electrones. En cada período (por ejemplo, en el que va del litio al neón) se aprecia con algunas excepciones, un aumento relativamente constante de izquierda a derecha. En este gráfico se puede observar cómo va aumentando ésta (energía de ionización) de abajo hacia arriba dentro del grupo del fluor. Debido a que la carga nuclear permanece constante, se necesita mayor cantidad de energía para arrancarle un segundo electrón al ión positivo. Del mismo modo, para arrancar un tercer electrón del mismo átomo se requerirá de una mayor cantidad de energía que la utilizada para el segundo, y así sucesivamente. Los metales poseen valores bajos de energías de ionización, en cambio lo no metales poseen valores mayores. Esta diferencia en las energías de ionización es la causa por la cual los metales forman cationes y lo no metales forman aniones en los compuestos que forman. También podemos afirmar que los aniones son más grandes que los cationes. En el proceso de ionización los átomos o iones absorben energía por convención, la energía absorbida por los átomos o iones en este proceso tiene un valor positivo, por tal razón, las energías de ionización son cantidades positivas y siempre es un proceso endotérmico. Afinidad electrónica Otra de las propiedades de los átomos de los elementos que influye en su comportamiento químico es la habilidad que posee para aceptar uno o más electrones. Esta habilidad de aceptar uno o más electrones, se mide por la AFINIDAD ELECTRONICA, la cual se define de la siguiente manera: Metales No Metales Aumento de la Afinidad electrónica en la Tabla Periódica
  • 200. 192 Los elementos que más energía liberan al aceptar un electrón son los elementos pertenecientes al grupo VIIA o Halógenos, tienen los valores de Afinidad Electrónica más negativos. La afinidad electrónica es la cantidad de energía que se libera en el proceso de adición de uno o más electrones al átomo neutro (en estado gaseoso) de un elemento y se convierte en un ion negativo. Responde las preguntas • En la ilustración exprese la afinidad electrónica de los metales. • Qué comportamiento tienen los elementos en afinidad electrónica en los periodos y en los grupos. • Use el esquema de la tabla periódica identifique cuál de los elementos son las más electropositivos. Lantanidos Actinidos
  • 201. 193 Electronegatividad Comente con sus compañeras y compañeros de clases lo siguiente: • Ya estudió afinidad electrónica, haga un recordatorio. • Qué opina de electronegatividad, que elementos son más electronegativos. • Con el esquema de la tabla identifique y coloque los elementos más electronegativos. Lee y reflexione Electronegatividad es la tendencia que presentan los átomos para atraer hacia si los electrones en un compuesto. Si un átomo atrae fuertemente electrones, se dice que es altamente electronegativo, por el contrario, si no atrae fuertemente electrones el átomo es poco electronegativo. Cabe destacar, que cuando un átomo pierde fácilmente sus electrones, éste es denominado “electropositivo”. La electronegatividad posee relevancia en el momento de determinar la polaridad de una molécula o enlace. La electronegatividad en un periodo aumenta de izquierda a derecha, en un grupo de abajo hacia arriba. La electronegatividad se determina a partir de la afinidad electrónica y de la energía de ionización. La mayor o menor electronegatividad que presenta un elemento depende de dos factores importantes: a) De la configuración electrónica b) Del tamaño de sus átomos. En los periodos, la electronegatividad aumenta al aumentar el número atómico, es decir, de izquierda a derecha. En los grupos, la electronegatividad aumenta de abajo hacia arriba, y disminuye al aumentar el número atómico. Los elementos que están a la derecha de la Tabla Periódica presentan mayores valores de electronegatividad y entre ellos se destacan los Halógenos, siendo el más electronegativo el Fluor. La causa de este fenómeno está relacionado con la estructura electrónica de los átomos, pues cada uno de ellos posee siete electrones de valencia en el nivel energético mas externo, faltándoles un electrón para completar ocho y adquirir así la estructura estable de un gas noble. Metales No Metales Aumento de la Electronegatividad
  • 202. 194 Uso de los elementos en productos de uso diario Con tu familia, amigos y amigas conversa sobre lo siguiente: • Todos los elementos son útiles al ser humano, el uso que le ha dado siempre ha sido para el beneficio de la población en general, argumente su respuesta. • Qué importancia tienen para la vida de los seres humanos el potasio y el oxígeno. Observe la gráfica y coméntela. ¿Cuál es el origen del nombre de los elementos siguientes: Br, I, Xe, Mg, Na y Al? ¿Cómo se han obtenido estos elementos: Cl, Fe, Be, K, O, N, C y Mn? Lee y comente en equipo El carbono es un elemento ampliamente distribuido en la naturaleza, aunque sólo constituye un 0,025% de la corteza terrestre, donde existe principalmente en forma de carbonatos. El dióxido de carbono es un componente importante de la atmósfera y es la principal fuente de carbono que se incorpora a la materia viva. Por medio de la fotosíntesis, los vegetales convierten el dióxido de carbono en compuestos orgánicos de carbono, que posteriormente son consumidos por otros organismos. El carbono Abundancia de los elementos químicos en la corteza terrestre (íncluidos los océanos y la atmósfera) Hierro 4,7%Aluminio 7,5% Otros 9,2% Calcio 4,7% Oxígeno 49.5% Silício 25,7%
  • 203. 195 El carbono amorfo se encuentra con distintos grados de pureza en el carbón de leña, el carbón, el coque, el negro de carbono y el negro de humo. El negro de humo, al que a veces se denomina de forma incorrecta negro de carbono, se obtiene quemando hidrocarburos líquidos como el kerosene, con una cantidad de aire insuficiente, produciendo una llama humeante. El humo u hollín durante mucho tiempo se utilizó como pigmento negro en tintas y pinturas, pero ha sido sustituido por el negro de humo, que está compuesto por partículas más finas. El negro de humo, llamado también negro de gas, se obtiene por la combustión incompleta del gas natural y se utiliza sobre todo como agente de relleno y de refuerzo en el caucho o hule. El Carbono se presenta en tres formas elementales en la naturaleza (diamante, grafito y carbono amorfo) son sólidos con puntos de fusión extremadamente altos, e insolubles en todos los disolventes a temperaturas ordinarias. Las propiedades físicas de las tres formas difieren considerablemente a causa de las diferencias en su estructura cristalina. El diamante es el material más duro que se conoce, cada átomo está unido a otros cuatro en una estructura tridimensional, mientras que el grafito consiste en láminas débilmente unidas de átomos dispuestos en hexágonos. El Carbono tiene la capacidad única de enlazarse con otros átomos de carbono para formar compuestos en cadena y cíclicos muy complejos. Esta propiedad conduce a un número casi infinito de compuestos de carbono, siendo los más comunes los que contienen carbono e hidrógeno. Sus primeros compuestos fueron identificados a principios del siglo XIX en la materia viva, y debido a eso, el estudio de los compuestos de carbono se denominó química ‘orgánica’. A temperaturas normales, el carbono se caracteriza por su baja reactividad. A altas temperaturas, reacciona directamente con la mayoría de los metales formando carburos, y con el oxígeno formando monóxido de carbono y dióxido de carbono. El carbono en forma de coque se utiliza para eliminar el oxígeno de las minas que contienen óxidos de metales, obteniendo así el metal puro. El Potasio El potasio ocupa el octavo lugar en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre; se encuentra en grandes cantidades en la naturaleza en forma de minerales tales como la carnalita, el feldespato, el salitre, la arenisca verde y la silvita. El potasio está presente en todo el tejido vegetal y animal, y es un componente vital de los suelos fértiles. El bromuro de potasio, es un sólido blanco, se utiliza en fotografía, grabado y litografía, y en medicina como sedante.
  • 204. 196 El Nitrógeno El nitrógeno compone cuatro quintos (78,03%) del volumen de aire. Es inerte y actúa como agente diluyente del oxígeno en los procesos de combustión y respiración. Es un elemento importante en la nutrición de la plantas. Ciertas bacterias del suelo fijan el nitrógeno y lo transforman (por ejemplo en nitratos) para poder ser absorbido por las plantas, en un proceso llamado fijación de nitrógeno. En estado combinado, interviene en muchas reacciones. Son tantos los compuestos que forma, que el químico estadounidense Edward Franklin elaboró un esquema de compuestos que contienen nitrógeno en lugar de oxígeno. La mayor parte del nitrógeno utilizado en la industria química se obtiene por destilación fraccionada del aire líquido, y se usa para sintetizar amoníaco. A partir de este amoníaco se preparan una gran variedad de productos químicos, como fertilizantes, ácido nítrico, urea, hidrazina y aminas. También se usa el amoníaco para elaborar óxido nitroso, un gas incoloro conocido popularmente como gas de la risa. Este gas, mezclado con oxígeno, se utiliza como anestésico en cirugía. El Oxígeno El Oxígeno es el elemento más abundante en la Tierra. Fue descubierto en 1774 por el químico británico Joseph Priestley e independientemente por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele; el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier demostró que era un gas elemental realizando sus experimentos clásicos sobre la combustión. El Oxígeno está presente en muchos compuestos orgánicos e inorgánicos. Forma com- puestos llamados óxidos con casi todos los elementos, incluyendo algunos de los gases nobles. La reacción química en la cual se forma el óxido se llama oxidación. El yoduro de potasio es un compuesto cristalino blanco, muy soluble en agua, se usa en fotografía para preparar emulsiones y en medicina para el tratamiento del reuma y de la actividad excesiva de la tiroides. El permanganato de potasio, es un sólido púrpura cristalino, que se usa como desinfectante y como agente oxidante en muchas reacciones químicas importantes. El Clorato de potasio, un sólido cristalino amarillo, y el diclorato de potasio (un sólido cristalino rojo, son poderosos agentes oxidantes utilizados en cerillos o fósforos y fuegos artificiales, en el tinte textil y en el curtido de cuero. El carbonato de potasio, un sólido blanco, llamado también potasa, se obtiene de la ce- niza de la madera u otros vegetales quemados, y también por reacción del hidróxido de potasio con dióxido de carbono. Se usa para fabricar jabón blando y vidrio.
  • 205. 197 El Oxígeno se le administra a pacientes con problemas respiratorios y también a las personas que vuelan a altitudes elevadas, donde la baja concentración de oxígeno no permite la respiración normal. El aire enriquecido con oxígeno se utiliza para fabricar acero.El Oxígeno de gran pureza se utiliza en las industrias de fabricación de metal. Es muy importante como líquido propulsor en los misiles teledirigidos y en los cohetes. El Cloro El cloro es un elemento químico de número atómico 17 situado en el grupo de los halógenos (grupo VII A). En condiciones normales y en estado puro forma dicloro: un gas tóxico amarillo-verdoso formado por moléculas diatómicas, es más pesado que el aire, de olor desagradable y tóxico. Es un elemento abundante en la naturaleza y se trata de un elemento químico esencial para muchas formas de vida. Fue descubierto en su forma diatómica en 1774 por el sueco Carl Wilhelm Scheele, aunque creía que se trataba de un compuesto que contenía oxígeno. Lo obtuvo a partir de una reacción: En 1810 el químico inglés Humphry Davy demuestra que se trata de un elemento físico y le da el nombre de cloro debido a su color. Ácido clorhídrico, se emplea en la industria alimentaria, metalúrgia, desinfectantes, productos de limpieza, abrillantador de pisos, destapador de caños y tuberías. Ácido hipocloroso, se emplea en la depuración de aguas y alguna de sus sales como agente blanqueante. Ácido cloroso, se emplea para producir dióxido de cloro, el cual se usa como desinfectante. En la naturaleza exiten algunos elementos que debido a su estrucctura o en combinación con otros en forma de compuestos, son perjudiciales al hombre, ya que son agentes contaminadores del medio ambiente; en especial el aire, agua y suelo, o bien, porque ocacionan daños irreversibles al ser humano, como la muerte.Algunos de estos elementos son: Antimonio (Sb) y textiles: se emplea en aleaciones, metal de imprenta, batérias, cerámica. El principal daño que provoca es el envenenamiento por ingestión, inhalación de vapores, principalmente por un gas llamado Estibina (SbH3 ). Arsénico (As) medicamentos y vidrio: se emplea en venenos para hormigas, insecticidas y pintura. Es uno de los elementos más venenosos que hay, asi como todos los compuestos. Bromo (Br): sus vapores contaminan el aire, además sus compuestos derivados son lacrimógenos y venenosos. Algunos elementos que causan contaminación:
  • 206. 198 Cloro (Cl): sus vapores contaminan el aire y son corrosivos. Se emplea en forma de cloratos para blanquear la ropa, para lavados bucales y fabricación de cerillos. Los cloratos son solubles en agua y la contaminan, ademas de formar mezclas explosivas con compuestos orgánicos. Los vapores de compuestos orgánicos clorados como insecticidas, anestésicos y solventes dañan el higado y el cerebro. Alguons medicamentos que contiene cloro afectan el sistema nervioso. Mercurio (Hg): metal de gran utilidad por ser liquído; se utiliza como indicador en termómetros y por ser buen conductor eléctrico se emplea en aparatos de este tipo. asi como en iluminación, pinturas, fungicidas, catalizadores, amalgamas dentales, plaguicidas, etc, pero contamina el agua, el aire y causa envenenamiento. Plomo (Pb): se acumula en el cuerpo conforme se inhala en el aire, o se ingiere con los alimentos y en el agua. La mayor parte de plomo que contamina el aire proviene de la gasolina de los automoviles, pues se le agrega para proporcionarle propiedades antidetonantes. También se le emplea en pinturas, como metal de imprentras, soldaduras y acumuladores. Por su uso el organismo se afecta de saturnismo. Sus sales, como el acetato, son venenosas. El plomo líquido cae en la quilla • La organización de los sistemas de trabajo en ambientes seguros. • Trabajar en ambientes bien ventilados. • El suministro de equipos adecuados para trabajar con agentes quimicos, asi como los procedimientos de mantenimiento que garanticen la seguridad y la salud de los trabajadores. • La reducción al minimo del número de trabajadores expuestos o que puedan estar expuestos. • La reducción al minimo de la duración e intensidad de la exposición. • Medidad de higiene adecuadas. • La reducción de las cantidades de agentes quimicos presentes en el lugar de trabajo al minimo necesario para el tipo de trabajo de que se trate. • Los procedimientos de trabajo adecuados, incluidas las medidas para la manipulación, almacenamiento y traslado en el lugar de trabajo, en condiciones seguras, de los agentes quimicos peligrosos y de los residuos que contengan tales agentes. • Limpiar a fondo los equipos y superficies regularmente, como minimo al final de cada turno de trabajo. Medidas preventivas al trabajar con elementos químicos altamente contaminantes:
  • 207. 199 Resuelva los ejercicios siguientes 1. ¿Cuál de los científicos dieron aportes que contribuyeron en la clasificación de la Tabla Periódica y cuáles de estos aportes se conservan hasta nuestros días? 2. Utiliza la Tabla periódica y seleccione algunos elementos por ejemplo: el calcio, el hidrógeno, el sodio y el cloro y aplique la Ley periódica, según sus pesos atómicos, radio atómico, radio iónico y distribución electrónica.. 3. Mencione dos elementos que estén ubicados en el grupo VIII B en el periodo 4 4. Ordene en forma ascendente de pesos atómicos los siguientes elementos Calcio, Bromo, Zinc, Astatino, Plata, Silicio, Rubidio Relacione el elemento con el grupo y período en que está ubicado, colocando el número en la rayita. Periodo 3 __________ Be Periodo 4 __________C Grupo IV A __________Hg Grupo II B __________K Grupo II A __________Cl Periodo 6 __________Zn Completa la siguiente tabla y observe como estos elementos llenan parcialmente el nivel de energía. Grupo Inicia con Finaliza con Configuración electrónica III B Sc Ac ns2 (n- 1) d1 IV B Ti Th ns2 (n- 1) d2 V B V VI B VII B Mn ns2 (n- 1) d5 VIII B Fe, Co, Ni ns2 (n- 1) d I B IIB Zn ns2 (n- 1) d10 • Situar las operaciones de manipulación de materiales lejos de puertas, ventanas y vias de paso. • Utilizar mascaras enteras con filtros especificos. • Tapar todo recipiente inmediatamente despues de su uso. • Establecer procedimientos para desechar las botellas y bidones vacios de forma segura.
  • 208. 200 4. Responde • Qué es electronegatividad, afinidad electrónica y valencia. Responda las preguntas siguientes: Revise la tabla periódica y observe ¿cómo está ordenada? ¿Cuántos elementos contiene la tabla periódica? Revise los siguientes elementos ubicando su símbolo, nombre y peso atómico? O, H, C, Cl, F, Ne, S, Ra, Fe, Mg Nombre Símbolo Peso atómico Comparta con sus compañeras y compañeros quien fue Mendeleieff y cuáles fueron sus aportes. Use la tabla periódica y ubique los elementos siguientes: Sr, Cs, Ni, Co, 1. Realice la distribución electrónica de ellos, 2. Identifique radio atómico, radio iónico. 3. Mencione lo que se le solicita. • Que elemento se encuentra en el grupo IIIB periodo 5. • Que elemento se encuentra en el grupo IIIA en el periodo 3. • De los elementos mencionados en este libro cual hacen uso en su hogar y que otros utilizan que no están en este libro.
  • 210. 202 Movimiento rectilíneo uniforme En equipo, respetando las ideas de las y los demás, comente acerca de: Dependiendo de la trayectoria, ¿cómo se clasifican los movimientos? ¿Cuándo un cuerpo (móvil) se desplaza con movimiento rectilíneo? ¿Qué es velocidad? ¿Qué ecuación nos permite determinar la velocidad de un cuerpo? Dependiendo de la velocidad, ¿cómo se clasifican los movimientos? En séptimo grado aprendimos: • Dependiendo de la trayectoria que describen los cuerpos durante su movimiento, estos se clasifican en: rectilíneos y curvilíneos. Los curvilíneos a su vez se clasifican en circulares, parabólicos, elípticos y ondulatorios. • Un cuerpo al cual le llamamos móvil se desplaza con movimiento rectilíneo, si la trayectoria que describe el cuerpo durante su recorrido es una línea recta. • Al cociente que resulta al dividir la distancia (d) recorrida por el cuerpo, (d) entre el tiempo (t) que emplea en recorrer dicha distancia (t), se conoce como: VELOCIDAD (v). • La unidad de medida de la velocidad en el Sistema Internacional (S.I) es el metro / segundo que se expresa m/s, el cual físicamente significa la cantidad de metros que el móvil recorre en cada segundo. Además, existen otras unidades de medición de velocidad que suelen utilizarse frecuentemente como son: kilómetro/hora (km/h); kilómetro/minuto (km/min). • Si partimos de la ecuación de velocidad y hacemos los despejes necesarios, podemos obtener una ecuación que nos permita calcular la distancia recorrida o el tiempo empleado para recorrer dicha distancia. • Dependiendo de la velocidad los movimientos se clasifican en: movimientos uniformes y no uniformes. • El dispositivo que se utiliza para medir la velocidad se llama velocímetro y el medidor de distancia se llama odómetro, tal a como se muestra en la figura. d t v= d v t= vtd= d v t Velocímetro con odómetro insertado velocidad= Distancia tiempo ; v = d t Odómetro
  • 211. 203 Cabe destacar, que para analizar un movimiento mecánico es necesario tener presente: • La trayectoria descrita por el móvil. • La distancia recorrida por el cuerpo. • El tiempo que tarda el cuerpo (móvil) en recorrer dicha distancia. Pero, ¿cuándo un cuerpo se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme (MRU)? Para dar respuesta a esta interrogante partamos del siguiente ejemplo: Cuatro estudiantes abordan el automóvil del padre de uno de ellos y en un tramo recto de la carretera norte, deciden tomar el tiempo que tarda el vehículo en recorrer 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 y 1000 metros. Anotando en una tabla de datos la información recopilada. Complete el cuadro y comente con su equipo de trabajo y con miembro de otros equipos, lo referente a: • La trayectoria descrita por el automóvil. • La magnitud de la distancia recorrida en cada uno de los tramos: • El tiempo que tarda en recorrer cada uno de los tramos señalados. • La dirección y el sentido de la velocidad y el desplazamiento. • Si permanece constante la velocidad durante su recorrido. • ¿Qué puedes concluir de esta experiencia? Distancia d(m) Tiempo t(s) v=d/t (m/s) 0 0 100 4 200 8 300 12 400 16 500 20 600 24 700 28 800 32 900 36 1000 40 Concepto Si aborda un vehículo y observa atentamente durante todo el recorrido su velocímetro, el cual no es más que un medidor de velocidad, inmediatamente apreciaras, que la velocidad del vehículo unas veces aumenta, otras disminuye, y en otras ocasiones permanece constante por poco tiempo. Cuando la velocidad de un cuerpo o de un móvil durante su recorrido permanece constante (es decir, ni aumenta ni disminuye), se dice que su movimiento es uniforme. Además si durante su recorrido describe una trayectoria rectilínea, se afirma entonces que el cuerpo se desplaza con MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME (MRU).
  • 212. 204 En nuestra experiencia, el automóvil durante su recorrido describe una trayectoria rectilínea y su velocidad permanece constante, lo cual nos evidencia claramente, que el movimiento descrito por el automóvil es también un movimiento rectilíneo uniforme (MRU). De todo lo anterior, en síntesis podemos plantear: El movimiento de un cuerpo es rectilíneo y uniforme, cuando el móvil durante su recorrido describe una trayectoria rectilínea y su velocidad permanece constante. Características Lo anterior nos muestra claramente que este movimiento (MRU) posee dos características: • Trayectoria rectilínea. • Velocidad constante (v = cte) Pero, ¿Cómo podemos representar gráficamente los movimientos rectilíneos uniformes? Gráfica de distancia – tiempo de un movimiento rectilíneo uniforme Los físicos comúnmente hacen uso de las gráficas para representar la ocurrencia de algún fenómeno físico. Estos gráficos les facilitan el análisis y la interpretación del fenómeno físico que se encuentra en estudio. A continuación vamos a construir la gráfica de DISTANCIA- TIEMPO de nuestro ejemplo, la cual representa las distintas posiciones que va ocupando el automóvil durante su movimiento. Para ello, partiremos de la tabla de datos obtenida al registrar los valores de distancia recorrida y del tiempo que emplea en recorrer dicha distancia. Primer paso: Se debe trazar un sistema de coordenadas rectangulares que no es más que un sistema formado por dos ejes perpendiculares entre sí, uno vertical y el otro horizontal. En el eje horizontal, se ubicarán los valores respectivos del tiempo señalados en la tabla de datos, y en el eje vertical, los valores correspondientes a la distancia recorrida. Distancia d(m) Tiempo t(s) 0 0 100 4 200 8 300 12 400 16 500 20 600 24 700 28 800 32 900 36 1000 40 d(m) t(s)
  • 213. 205 Es muy importante señalar, que siempre en los extremos de los ejes de coordenadas, se debe especificar la magnitud física a la cual representa, así como su correspondiente unidad de medida entre paréntesis, tal como se muestra en la figura. Segundo paso: Escoge una escala determinada que permita representar en cada uno de los ejes, los valores señalados en la tabla de datos. Así por ejemplo podemos expresar: a) Para el eje vertical: A un centímetro le corresponde cien metro (1cm: 100 m). b) Para el eje horizontal: A un centímetro le corresponde cuatro segundo (1cm: 4 s). Una vez seleccionada la escala correspondiente para cada uno de los ejes, se debe proceder a ubicar los valores señalado en la tabla de datos. 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 d(m) t(s)4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Tercer Paso: Una vez ubicados los puntos correspondientes a cada par de valores, se deben unir todos estos puntos a través de una línea recta, obteniendo de esta forma la gráfica buscada. Debe tener presente, que esta recta obtenida no representa la trayectoria descrita por el móvil durante su desplazamiento, sino que representa las diversas posiciones que va ocupando el móvil en el transcurso del tiempo. Pero, ¿qué información nos brinda este gráfico? La información que brinda un gráfico de distancia – tiempo de un móvil que se desplace con Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU), es la siguiente: 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 d(m) t(s)4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
  • 214. 206 a) A medida que aumenta el tiempo, también aumenta la distancia recorrida. b) Si se duplica o se triplica el tiempo transcurrido, la distancia recorrida también se duplica o se triplica. Por ejemplo: Para t = 8 s la distancia recorrida es de 200 m. Para t = 16 s la distancia recorrida es de 400 m. c) Si el tiempo se reduce a la mitad, la distancia recorrida se reduce en la misma proporción. Por ejemplo: Para t = 24 s la distancia es de 600 m. Para t = 12 s la distancia es de 300 m. d) La gráfica obtenida es una línea recta inclinada con respecto al eje del tiempo, que en este caso pasa por el origen de las coordenadas. Esta información que nos brinda el gráfico nos muestra claramente que: Cuando un móvil se desplaza con Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU), la distancia recorrida por dicho móvil es directamente proporcional al tiempo que emplea en recorrer dicha distancia, lo cual representado en forma matemática es: En donde α es el signo de proporcionalidad. d α t e) La posición del móvil en cualquier tiempo señalado. f) La velocidad del móvil en cualquier tiempo señalado. Pero ¿Cómo es la gráfica de velocidad en función del tiempo en un movimiento rectilíneo uniforme?
  • 215. 207 Gráfica de velocidad – tiempo del movimiento rectilíneo uniforme Así como graficamos la relación distancia - tiempo ⊏d = f (t)⊐, vamos a graficar la relación velocidad-tiempo ⊏v = f (t)⊐. Para ello es necesario trazar los ejes de coordenadas y representar los valores del tiempo en el eje horizontal, y la magnitud de la velocidad en el eje vertical. En este caso, elaboraremos el gráfico de velocidad-tiempo de nuestro ejemplo en donde el móvil se desplaza con Movimiento Rectilíneo Uniforme con una velocidad de 25 m/s. Es muy importante que tenga presente, que este dato de 25 m/s, indica que el móvil recorre una distancia de 25 metro cada un segundo. Por otra parte, como la magnitud de la velocidad en un Movimiento Rectilíneo Uniforme permanece constante, ello nos asegura, que en cualquier instante de tiempo señalado, la velocidad del móvil siempre será de 25 m/s, por lo que la gráfica no es más que una la línea recta paralela al eje del tiempo, tal como lo muestra la figura. Es muy oportuno señalarle, que entre la recta horizontal y el eje del tiempo se forma una figura geométrica llamada rectángulo. Al calcular el área del rectángulo (A =Base x Altura), esta será numéricamente igual a la distancia recorrida por el móvil en el transcurso del tiempo. Si se quiere saber la distancia recorrida por el móvil en los primeros 4 s, es necesario calcular el área del rectángulo que se encuentra sombreada en la figura. A = Base x Altura Como el área del rectángulo es numéricamente igual a la distancia recorrida, la base igual al tiempo señalado y la altura igual al valor de la velocidad, se obtiene: Datos Ecuación Solución A = d = ? h = v = 25 m/s B = t = 4 s A = B x h De donde: d = v t d = (25 m/s) (4 s) d = 100 m Respuesta razonada: la distancia recorrida es de 100 m 25 20 15 10 5 v (m/s) t (s)4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Para el eje horizontal 1cm: 4s Para el eje vertical 1cm: 5m/s 25 20 15 10 5 v (m/s) t (s)4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
  • 216. 208 Si desea conocer la distancia recorrida al cabo de 8 segundos, se debe determinar el área del rectángulo sombreado en la figura. Datos Ecuación Solución A = d = ? h = v = 25 m/s B = t = 8 s A = B x h De donde: d = v t d = (25 m/s) (8 s) d = 200 m Ejemplo 1: Un automóvil viaja de Managua a Estelí en una gira turística. Al medir los desplazamientos realizados por el automóvil durante determinados intervalos de tiempo, se obtienen los datos consignados en la siguiente tabla: Tiempo (s) 0 10 20 30 40 50 60 Desplazamiento (m) 0 12 24 36 48 60 72 Con los datos del problema elabore una gráfica de: a) Distancia - Tiempo b) Velocidad - Tiempo a) Gráfica de Distancia - Tiempo Para resolver este ejercicio las equivalencias son: Para el eje horizontal; 1 cm: 10 s. Para el eje vertical; 1 cm: 12 m. Respuesta razonada: la distancia recorrida es de 200 m 25 20 15 10 5 v (m/s) t (s)4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 72 60 48 36 24 12 d (m) t (s)10 20 30 40 50 60 Gráfica de distancia - tiempo
  • 217. 209 b) Gráfica de Velocidad - Tiempo Para elaborar el gráfico de Velocidad - Tiempo del movimiento del automóvil, es necesario en primer lugar calcular la velocidad en cualquier instante del tiempo. Datos Ecuación Solución v= 1,2 m/s t = 20 s d = 24 m v = ? v = d t v = 24 m 20 s Datos Ecuación Solución v= 1,2 m/s t = 60 s d = 72 m v = ? v = d t v = 72 m 60 s Como la magnitud de la velocidad permanece constante, ello nos muestra claramente, que el automóvil se desplaza con movimiento uniforme, por ello, la gráfica obtenida de Velocidad - Tiempo, será una línea recta paralela al eje del tiempo, tal como se muestra en la figura. Ejemplo 2: Durante una carrera ciclística realizada sobre la carretera que une al empalme de San Isidro con León, se observa el movimiento de ambos ciclistas en el momento en que ambos describían trayectorias rectilíneas, obteniendo los datos que se expresan en las siguientes tablas: Corredor No. 1 t (s) d (m) 5 40 10 80 15 120 20 160 Corredor No. 2 t (s) d (m) 5 80 10 160 15 240 20 320 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 v (m/s) t (s) 10 20 30 40 50 60 Para el eje horizontal; 1cm: 10 s Para el eje vertical; 1 cm: 0,25 m/s Gráfica de velocidad en función del tiempo
  • 218. 210 Con los datos obtenidos elabore los gráficos de: a) Distancia - Tiempo b) Velocidad - Tiempo a) Gráfica de Distancia - Tiempo. Equivalencia de la gráfica: Para el eje vertical; 1cm: 20 m. Para el eje horizontal; 2 cm: 5 s. Gráfica distancia en función del tiempo b) Gráfica de Velocidad - Tiempo Calculando la velocidad para el corredor N° 1 Datos Ecuación Solución t = 5 s d = 40 m v = ? v = d t v= 40 m 5 s v= 8 m/s Datos Ecuación Solución t = 10 s d = 80 m v = ? v = d t v = 80 m 10 s v = 8 m/s Datos Ecuación Solución t = 15 s d = 120 m v = ? v = d t v = 120 m 15 s v = 8 m/s Datos Ecuación Solución t = 20 s d = 160 m v = ? v = d t v= 160 m 20 s v= 8 m/s d (m) t(s) 205 10 15 20 80 120 160 200 240 280 320 Corredor N° 1 Corredor N° 2
  • 219. 211 Como podemos observar, la velocidad en ambos casos permanece constante, siendo mayor la velocidad del ciclista Nº 2. Si comparamos los valores obtenidos de la velocidad de ambos ciclista con la inclinación de los segmentos de recta con respecto al eje del tiempo, podemos expresar: En todo gráfico de distancia en función del tiempo [d = f(t)] , el segmento de recta que tiene mayor inclinación con respecto al eje del tiempo corresponde al móvil que tiene mayor velocidad, tal a como lo muestra la figura de arriba. La gráfica de Velocidad - Tiempo es la siguiente: Con los valores obtenidos de la velocidad para ambos ciclistas, podemos elaborar la gráfica de velocidad en función del tiempo [v = f (t)]. Calculando la velocidad para el corredor N° 2 Datos Ecuación Solución t = 5 s d = 80 m v = ? v = d t v = 80 m 5 s v= 16 m/s Datos Ecuación Solución t = 10 s d = 160 m v = ? v = d t v = 160 m 10 s v= 16 m/s Datos Ecuación Solución t = 15 s d = 240 m v = ? v = d t v = 240 m 15 s v= 16 m/s Datos Ecuación Solución t = 20 s d = 320 m v = ? v = d t v = 320 m 20 s v= 16 m/s 16 12 8 4 v (m/s) t (s) Para el eje horizontal: 1cm: 5s Para el eje vertical: 1cm: 4m/s Corredor N° 1 Corredor N° 2
  • 220. 212 Los siguientes ejercicios se elaboraron con la finalidad de que repase los temas más importantes desarrollados en el transcurso de estas temáticas. En caso de ser necesario acuda a sus apuntes cuando tenga dudas. a) Actividad Experimental La Velocidad en el Movimiento Rectilíneo Uniforme Propósito: demostrar que el valor de la velocidad en el movimiento rectilíneo uniforme permanece constante. Materiales: un tubo transparente de 1,50 m de longitud, aproximadamente, un corcho o tapón que permita tapar el extremo libre del tubo, un cronómetro, una cinta métrica, aceite de cocinar Procedimiento: 1. Marcar en el tubo transparente mediciones de 30 cm como muestra la figura. 2. Llenar el tubo con aceite hasta el borde. 3. Tapar el tubo con el corcho o tapón, de manera que dentro del tubo quede atrapado una burbuja (tratar en lo posible que dicha burbuja sea lo más pequeña que se pueda). 4. Colocar el tubo en la posición mostrada, con la burbuja abajo. 5. Medir el tiempo que tarda la burbuja recorrer cada una de la distancias señaladas. Repetir cinco veces las mediciones y anotar en la tabla su promedio. Completar la tabla: Distancia d (cm) Tiempo t (s) v = d /t v (m/s) 0 – 30 cm 0 – 60 cm 0 – 90 cm 0 – 120 cm Comentar referente a: • ¿Cómo es el movimiento descrito por la burbuja? • ¿Es constante la velocidad de la burbuja? • ¿Cuánto es el valor de su velocidad (haz el gráfico de v = f (t)? • ¿Qué figura se origina en el gráfico d = f (t) (haz el gráfico)? • ¿El movimiento de la burbuja es un MRU? Explique. Ejercicio de afianzamiento
  • 221. 213 b) Haga un breve resumen sobre el movimiento rectilíneo uniforme teniendo en cuenta: Conceptos Simbología Ecuaciones Gráficas d = f (t) v = f (t) c) Comente • Si sabe que la distancia y los tiempos en el movimiento de un nadador son directamente proporcionales ¿Qué podemos decir de ese movimiento?, ¿Por qué? • Si se desplazas de una ciudad a otra con movimiento uniforme, ¿cómo puede emplear menos tiempo para recorrer la distancia que las separa?, ¿por qué? • Para recorrer una cierta distancia d, con una velocidad v constante emplea un tiempo t. Si quiere recorrer en el mismo tiempo una distancia tres veces mayor a la anterior, ¿cómo debe ser el valor de la velocidad?, ¿por qué? d) Resuelva • Sabiendo que el sonido se propaga con movimiento uniforme y que su valor en el aire es de 340 m/s, ¿qué distancia recorre en 1/6 de minuto?, ¿y en el agua donde su velocidad es de 1 400 m/s? • Luego de salir del fusil y despreciando la resistencia del aire, una bala lleva un movimiento uniforme. Si su velocidad es de 500 m/s, ¿cuánto tiempo tarda en recorrer 200 m? • Del gráfico mostrado de distancia en función del tiempo, ¿cuál es el que representa un movimiento con mayor velocidad?, ¿por qué? • Dado el siguiente gráfico, determine la distancia que recorre el móvil al cabo de 1 segundo, 4 segundos, 6 segundos. • Dos automóviles se mueven uniformemente. El primero corre 12 km en 5 minutos, mientras que el otro recorre 120 m en 5s. ¿Cuál desarrolla mayor velocidad? • Un avión vuela con una velocidad de 360 km/h. ¿Qué distancia recorre en 2 minutos? • Representa en un sólo esquema las gráficas del movimiento de dos cuerpos que se desplazan con movimiento uniforme y con velocidad de 7,2 km/h y 18 km/h. • La distancia entre el muelle de Granada y el de San Carlos es de aproximadamente 150 km. Si la lancha cargada de pasajeros hace el recorrido entre ambos muelles en 8 horas, ¿qué velocidad desarrolla? d (m) t (s) 2 4 6 8 5 10 20 30 A B 10 v (m/s) t (s)1 2 3 4 5
  • 222. 214 • Un tren (cuando teníamos), de Managua hacia Masaya en gira turísticas (no se hacen paradas en las estaciones intermedias). En cierto tramo del trayecto se toman ciertos datos que aparecen reflejadas en la siguiente tabla: Tiempo t(s) Distancia d(m) 10 20 30 40 50 60 6 12 18 24 36 42 a) Se mueve uniformemente. b) ¿Con qué velocidad se mueve? c) Construye su gráficas de d = f (t) y v = f (t) • Un automóvil viaja con velocidad constante desplazándose 350 m en 20 s, ¿cuál es el valor de la velocidad? • Un avión vuela desde Nicaragua hasta México (trayectoria rectilínea), al alcanzar la altura óptima para el vuelo; iniciamos la observación de su movimiento, el cual aparece descrito en la siguiente tabla de datos: Tiempo t(s) Deslizamiento d(m) 0 10 20 30 40 50 0 220 440 660 880 1100 a) ¿Con qué velocidad viaja el avión? b) ¿Qué tipo de movimiento realiza? c) Construya una gráfica de desplazamiento en función del tiempo. d) Elabore el gráfico de velocidad en función del tiempo y a partir de éste, calcule: - Su velocidad al cabo de 32 s. - El desplazamiento realizado al cabo de los 45 s.
  • 223. Undécima Unidad La energía y los usos que hace el ser humano en la vida
  • 224. 216 El Trabajo y la Energía El trabajo mecánico en la dirección del desplazamiento En equipo respetando las ideas de las y los demás comenta las siguientes interrogantes: ¿A qué le llamamos desplazamiento? ¿Qué es fuerza? ¿Qué efectos provoca una fuerza? En equipo enumera actividades que realiza en tu hogar, escuela y comunidad y los clasifica en trabajo manual e intelectual. En nuestra vida cotidiana, empleamos la palabra trabajo para referirnos a las diversas actividades que realizamos, por ejemplo; cuando desarrollamos acciones que nos permiten mejorar nuestro rendimiento académico, decimos que estamos realizando un trabajo intelectual, en cambio; si corremos por la mañana, expresamos que estamos realizando un trabajo muscular, pero si sostenemos un cuerpo por mucho tiempo, decimos que también realizamos un trabajo. Examinaremos algunos ejemplos que nos permitirán entender el significado físico del trabajo, así como, establecer la diferencia entre lo que comúnmente se entiende por trabajo y lo que en Física se define como trabajo mecánico. Trabajo mecánico Uno de los efectos que provoca la aplicación de una fuerza sobre un cuerpo, es la variación de su estado de movimiento, es decir, que el cuerpo se desplace o cambie de posición. Si un objeto que se encuentra apoyado en el suelo le aplicamos una fuerza horizontal lo suficientemente grande y éste (el objeto) se desplaza, es decir, que recorre una determinada distancia; en Física se afirma que se ha realizado un trabajo mecánico sobre el cuerpo, tal a como se muestra en la figura. Es decir, para que se realice un trabajo mecánico sobre un cuerpo es necesario que se cumplan dos condiciones: • Que se aplique una fuerza sobre un cuerpo. • Que producto de la fuerza aplicada, el cuerpo avance (se desplace) en la dirección de la fuerza. F d
  • 225. 217 Se llama TRABAJO MECÁNICO, a la magnitud física que se obtiene producto de la intensidad de la fuerza aplicada por la distancia que el cuerpo recorre en la dirección del desplazamiento. Expresión matemática del trabajo mecánico: Trabajo = Fuerza x Distancia; T = F d Unidades de Medición Las unidades de medición del trabajo mecánico en el Sistema Internacional, es Newton x Metro, (Nm) al cual se le conoce como JOULE (J). Un JUOLE se define, como el trabajo que realiza un cuerpo cuando se desplaza 1 metro, al aplicar una fuerza de 1 Newton que actúa en la dirección del movimiento. [1 J] = [1 N] • [1 m] Ejemplo: Tres personas empujan un automóvil con una fuerza de 250 Newton. Determine el trabajo realizado si el cuerpo se desplaza 50 m en dirección de la fuerza aplicada. Datos Ecuación Solución F = 250 N d = 50 m T = ? T = F d T = (250 N) (50 m) T = 12 500 J Repuesta razonada: el trabajo realizado es de 12 500 J Potencia Mecánica Con su equipo de trabajo comente lo referente a: ¿A qué se le llama potencia mecánica? Hay relación entre los términos potencia mecánica y trabajo? El ser humano siempre ha buscado la manera de realizar su trabajo en el menor tiempo posible. La magnitud física que relaciona el trabajo efectuado por un cuerpo, con el tiempo que emplea en realizarlo se llama POTENCIA MECANICA. POTENCIA MECÁNICA, es el cociente entre el trabajo que realiza un cuerpo y el tiempo que emplea en realizar dicho trabajo.
  • 226. 218 Analice el siguiente ejemplo y verifique lo que plantea el concepto. Tres personas desean trasladar a 200 metros de distancia, 10 quintales de cemento. Uno de ellos piensa que lo más indicado sería cargarlos de uno en uno, el otro afirma que lo mejor es utilizar una carretilla, el último opina, que lo más adecuado sería utilizar una camioneta. ¿Cuál es el trabajo realizado? ¿En cuál de los casos se realiza más rápidamente el trabajo? ¿Qué magnitudes físicas se encuentran relacionadas? Expresión matemática de potencia mecánica: Potencia Mecánica = Trabajo realizado Tiempo empleado ; P = T t Unidades de medición Las unidades en que se expresa la potencia mecánica es el Joule/segundo (J/s), al cual se da el nombre de Watt (W). Un Watt es la potencia que desarrolla un cuerpo para realizar un trabajo de un Joule en segundo. ⊏1W⊐= ⊏1J⊐ ⊏1s⊐ Otra unidad de medida de Potencia mecánica muy utilizado, es el Horse power o caballo de fuerza (HP) y el caballo de vapor (CV). 1HP = 746 Watt ; 1 CV = 736 Watt Ejemplo No. 1: Varios bloques que poseen una masa de 600 kg desean subirlos a un edificio cuya altura es de 9 metro utilizando para ello una monta carga. Si este tarda 50 segundos en subirlos, determina la potencia realizada. Datos Ecuación Solución m = 600 kg h = 9 m t = 50 s P = ? Recuerde: g = 9,8 N/kg P = T t T = F d F = m g d = h T = m g h P = mgh t Repuesta razonada: la potencia realizada es de 1058,4 W P = (600 kg)(9,8 N/kg)(9 m) 50 s P = 52 920 J 50 s P= 1058,4 W
  • 227. 219 Ejercicios de profundización y de evaluación I. Haz un breve resumen sobre trabajo y potencia mecánica teniendo en cuenta: Concepto Simbología Ecuación Magnitudes físicas presentes Unidad de medición Ejemplo II. Comenta con tu equipo y con miembros de los otros equipos respetando las ideas de las y los demás tu respuesta a las interrogantes planteadas: 1. Al realizar un trabajo mecánico, ¿de qué magnitud física depende?, ¿qué condiciones deben cumplir dichas magnitudes? 2. A continuación se mencionan algunas situaciones que se presentan en la vida cotidiana, ¿En cuál de ellos se realiza un trabajo mecánico? Dé una explicación. • Un obrero del campo se encuentra de pie sin moverse sosteniendo un saco de café en sus hombros. • En una fiesta patronal, un niño sube a un “Palo lucio”. • El ayudante de un albañil ejerce una fuerza en la parte inferior de una escalera que se encuentra apoyada en una pared para que no resbale. 3. ¿Qué es potencia mecánica? 4. ¿En qué unidades se expresa la potencia mecánica? III. Lea cada uno de los siguientes problemas propuestos, elabora un dibujo interpretativo de ello y dele solución. 1. Un caballo a través de un cable tira de un carro ejerciendo una fuerza de 300 N. Si producto de ello el caballo desplaza el carro 60 m, ¿qué trabajo realiza? 2. Busca la fuerza que hay que aplicar a un cuerpo para que recorra 5 km con un trabajo de 6 000 J 3. Un motor posee una potencia de 10 Hp, si éste funciona durante media hora, una hora y ocho horas, determine en cada uno de los casos señalados el trabajo que realiza.
  • 228. 220 Las máquinas simples en nuestra vida diaria En equipo, respetando las ideas de las y los demás: Cita herramientas sencillas que utilizaron nuestros antepasados. Elabore un listado de herramientas sencillas que utilices en: el hogar, la escuela, la agricultura y anota a la par su utilidad. Utilice una vara metálica o de madera para levantar una piedra, de la forma como lo muestra la fotografía y comente alrededor de: • Dónde se encuentra aplicada la fuerza motriz (FM ) • Dónde se encuentra aplicada la fuerza resistente (FR ). • Dónde se encuentra aplicado el punto de apoyo. ¿Cuál es su brazo motriz (BM ) y cuál es su brazo resistente (BR )? Indíquelos en el dibujo. • ¿Cuáles son las diversas utilidades de esta barra? Indique en cada caso si se simplifica o no el trabajo motriz que se realiza al utilizarla. Las máquinas simples, son dispositivos usados para realizar un trabajo, para transmitir trabajo, para cambiar la magnitud y dirección de aplicación de una fuerza, con la finalidad de hacer más sencillo y provechoso el trabajo y no para crearlo (el trabajo no se crea). La palanca, la polea, el plano inclinado, el torno, el tornillo y la cuña, son ejemplos de máquinas simples, que de una forma u otra hemos utilizado en nuestra vida diaria. Menciona algunas de ellas y su utilidad. La utilidad de una máquina simple, es que permite desplegar una fuerza mayor que la que una persona podría aplicar solamente con sus músculos, o aplicarla de forma más eficaz. Combinando las máquinas simples, los seres humanos han sido capaces de construir máquinas complejas que se utilizan en la ingeniería, arquitectura, construcción, transporte y en todo ámbito de nuestras vidas. Las máquinas también han posibilitado al ser humano, el control de las fuerzas del viento, de los combustibles y del agua. Sin máquinas, nosotros los seres humanos viviríamos aún en estado primitivo y no habríamos alcanzado ninguna forma de progreso. La palanca es una de las herramientas más antigua
  • 229. 221 Elementos de las máquinas simples En general, en todas las Máquinas Simples se distinguen los siguientes elementos: • Punto de Apoyo: también se le conoce como fulcro, y es el punto donde giran o se sostienen las máquinas simples. • Fuerza Resistente (FR ): también mal nombrado como Carga, y es la fuerza que se requiere vencer o fuerzas que se opone a la fuerza motriz. Suele representarse también por la letra Q. • Fuerza Motriz (FFM ): conocida también como Potencia y es la fuerza aplicada para vencer la fuerza resistente. La palanca En nuestro que hacer diario, nosotros utilizamos varias palancas, desde mover un dedo o un brazo o un pie hasta utilizar una cuchara para beber la sopa, un cuchillo para cortar, manipular una tijera para cortar papel, un lápiz para escribir, un corta uñas para recortarnos la uñas, un martillo para sacar un clavo, entre otros. La palanca es un cuerpo alargado y rígido que gira alrededor de un punto de apoyo, eje o fulcro. En una palanca podemos identificar los siguientes elementos: la fuerza resistente (FR ), fuerza motriz (FM ) y punto de apoyo o fulcro. Otros elementos importantes, que debemos tener en cuenta en el estudio de una palanca, son sus brazos. La distancia en línea recta que existe entre el punto donde actúa la fuerza en la palanca, hasta su punto de apoyo, se llama BRAZO DE PALANCA. Los brazos de nuestra máquina simple que se ilustran en la figura son: • El segmento de recta es el brazo de la fuerza resistente, conocida como BRAZO RESISTENTE (BR ). • El segmento de recta AO es el brazo de la fuerza motriz, conocida como BRAZO MOTRIZ (BM ). OC Palanca (martillo), utilizada para sacar un clavo Fuerza motriz Fuerza resistente Punto de apoyo A C BR BM O FulcroFM FR
  • 230. 222 La regla del equilibrio de la palanca establece que: Una palanca o cualquier máquina simple, se encuentra en equilibrio, cuando el producto de la fuerza motriz por su brazo, sea igual al producto de la fuerza resistente por su brazo. La expresión matemática es: Fuerza Motriz x Brazo Motriz = Fuerza Resistente x Brazo Resistente FM * BM = FR * BR Regla de oro de la mecánica Al analizar el trabajo que puede realizar una máquina simple, se debe tener presente, la fuerza ejercida y la distancia recorrida en cada uno de los extremos de la máquina. De la gráfica se puede inferir, que la carga o fuerza resistente (FR ) se eleva recorriendo una distancia (dR ), cuando en el otro extremo de la barra se aplica una fuerza motriz (FM ), recorriendo ésta una distancia (dM ), cuando se equilibra. Es decir, que en cada uno de los extremos de la barra se realiza un trabajo mecánico, los cuales se conocen como Trabajo Motriz (TM ) y Trabajo Resistivo (TR ). La Regla de Oro de la Mecánica establece que: El trabajo realizado por la fuerza motriz, es igual al realizado por la fuerza resistente. Lo anterior también se puede plantear de la siguiente forma: las fuerzas aplicadas a una barra rígida disminuyen si las distancias de sus recorridos aumentan. Expresado en forma matemática: TM = TR FM * dM = FR * dRó Donde: TM : Trabajo motriz o trabajo motor FM : Fuerza motriz dM : Distancia recorrida por la fuerza motriz TR : Trabajo resistivo FR : Fuerza resistente dR : Distancia recorrida por la fuerza resistente dR FR FM dM Fulcro
  • 231. 223 Ejemplo: En el extremo largo de una palanca se efectúa un trabajo de 6 J. Si producto de este trabajo su brazo baja 15 cm y en su extremo corto se ha colgado una carga de 50 N, determine: a. La fuerza motriz de la palanca. b. La altura a la cual se eleva la carga. c. El trabajo resistivo realizado. Calculando la fuerza motriz (FM ). Datos Ecuación Solución Repuesta razonada: la fuerza motriz que realiza la palanca es de 40 Newton. TM = 6 J dM = 15 cm = 0,15 m FR = 50 N FM = ? dR = ? TR = ? TM = FM dM Despejando FM : TM = 6 J 0,15 m TM = 40 N Nota Curiosa y Aplicaciones de la Palanca Se cuenta que Arquímedes dijo sobre la palanca: «Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo». R P A A R TM = 6 J FulcrodR ? FR = Q = 50 N FM ? dM =15 cm Dibujo del problema FM = TM dM
  • 232. 224 Rampa Productos tecnológicos Calculando el trabajo resistivo realizado (TR ). Datos Ecuación Solución Repuesta razonada: el trabajo resistivo realizado por la palanca es de 6 Juole. TM = 6 J dM = 15 cm = 0,15 m FR = 50 N FM = ? dR = ? TR = ? TM = TR TM = TR = 6 J Datos Ecuación Solución Repuesta razonada: la altura a la que se eleva la carga es de 12 centímetro TM = 6 J dM = 15 cm = 0,15 m FR = 50 N FM = ? dR = ? TR = ? dR = TR FR dR = 6 J 50 N dR = 0,12 m = 12 cm TR = FR dR Despejando dR : El plano inclinado Un plano inclinado es cualquier superficie plana que forma un ángulo con la horizontal. Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento. Sus elementos son: α: Es el ángulo de inclinación L: Largo o longitud del plano h: Altura b: Base del plano F: Fuerza Q: Carga Q h L F Q b Q (α Calculando la distancia recorrida (dR ) Productos Tecnológicos S.A.
  • 233. 225 Esta máquina simple, a diferencia de las otras, no tiene un eje en torno al cual pueda girar, sino una superficie plana, siendo éste el motivo por el cual no se puede plantear la condición fundamental del equilibrio. Sin embargo la REGLA DE ORO DE LA MECANICA establece que: La fuerza motriz (FM ) multiplicada por la longitud del plano (L), es igual al producto de su fuerza resistente o carga (FR = Q) por la altura del plano inclinado (h). Es decir: TM = TR ó FM L = Q h Esta ecuación nos relaciona el trabajo realizado tanto por la fuerza motriz como por la fuerza resistente o carga, de donde de ella se puede deducir que: FM = (Q)(h) L Deduzca una ecuación que permita calcular las otras magnitudes físicas. Aplicaciones: • Se emplea en forma de rampa para reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa (carreteras, subir ganado a camiones, acceso a garajes subterráneos, escaleras,...). • En forma de hélice para convertir un movimiento giratorio en lineal (tornillo de Arquímedes, tornillo sin fin, hélice de barco, tobera,...). • En forma de cuña para apretar (sujetar puertas para que no se cierren, ensamblar piezas de madera...), cortar (cuchillo, tijera, sierra, serrucho...) y separar o abrir (hacha, arado, formón, abrelatas,...). Avance Orificio roscado Giro Presilla Husillo Hacha - cuña (plano inclinado)
  • 234. 226 Ejercicio: Una obrera empuja una caja de 50 kg sobre la superficie de un plano inclinado de 30 m de longitud que forma un ángulo de 25º con la superficie del suelo. Calcule la fuerza que hay que aplicarle al cuerpo para que suba sobre el plano inclinado si la altura a la cual se quiere levantar la caja es de 2 m. Datos Ecuación Solución m = 50 kg L = 30 m α = 25º h = 2 m g = 9,8 N/kg Q = 490 N F = ? Repuesta razonada: la fuerza que hay que aplicarle al cuerpo para que suba a la altura deseada, es de 326,67 Newton. FM = Q h L FM = (490 N)(2 m) 3 m FM = 326,67 N La polea La polea es otra de las máquinas simples que el ser humano construyó hace mucho tiempo y que en la actualidad se utiliza de diversas formas, la cual sirve para transmitir una fuerza. Esta consiste en una rueda acanalada (por donde circula una cuerda) que gira libremente alrededor de un punto de apoyo, conocido también como eje de rotación. Si observas atentamente la figura, notarás enseguida, que en una polea encontramos los mismos elementos que posee la palanca, por ello se dice que la polea no es más que una palanca que gira libremente alrededor de su punto de apoyo o eje de rotación. Los elementos de una polea son los siguientes: • El punto de apoyo: conocida también como eje de rotación, y éste no es más que el punto donde gira libremente la polea. • Fuerza Motriz (FM ): conocida también como potencia. No es más que la fuerza con que se tira de la cuerda para levantar la carga. Cuerda Polea FR = Q Fulcro FM BR BM h = 2 m L = 30 mF ? Q = 490 N α =25º
  • 235. 227 • Fuerza Resistente (FR ): ésta no es más que la carga que se quiere levantar, también se suele representar con la letra Q. • Brazo Motriz (BM ): no es más que la distancia que existe del punto de aplicación de la fuerza resistente al eje de rotación de la polea, y ésta es también igual al radio de la polea (BM = R) • Brazo Resistente (BR ): no es más que la distancia que existe del punto de aplicación de la fuerza resistente al eje de rotación de la polea, y ésta (BR ) es también igual al radio de la polea (BR = R) Condición de equilibrio en una polea. Una polea se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza motriz por su brazo, el cual no es más que el radio de la polea, es igual al producto de la fuerza resistente o carga por su brazo, el cual en este caso es también igual al radio de la polea. Lo anterior, expresado en forma matemática sería: FM * BM = FR * BR Pero como: BM = R (Radio del disco de la polea) FR = Q (Carga) BR = R La expresión anterior se suele expresar también como: FM * R = Q * R De donde si despejamos FM : FM =(Q)(R) R Pero como R = R; la expresión sin tomar en cuenta el rozamiento queda expresada como: FM = Q La expresión anterior, nos muestra claramente, que al ser uso de una polea no economizamos fuerza, lo único que nos proporciona es seguridad y comodidad al trabajar con ella. Fulcro FM BR BM FR = Q 100 N 100 N
  • 236. 228 Expresado en forma matemática sería: Fuerza Motriz x Brazo Motriz = Fuerza Resistente x Brazo Resistente FM * BM = FR * BR FM * BM = Q * BR ó Regla de oro de la mecánica aplicada a la polea La regla de oro de la mecánica establece que el trabajo realizado por la fuerza motriz es igual al trabajo realizado por la fuerza resistente, es decir: Ecuación No. 1 TM = TR Pero como el trabajo es: T = F * d y la distancia es igual a la altura recorrida (d = h) la ecuación 1 se suele expresar también: FM * hM = F R * hR Esta ecuación nos relaciona el trabajo realizado tanto por la fuerza motriz como por la fuerza resistente o carga. El Torno Construya utilizando alambre grueso, corcho o madera un torno. Tal a como lo muestra la figura, fíjelo y levante con el varios objetos. Comente ordenadamente con su equipo referente a: T = F d 1 J = (1 N) (1 m) hM FM FR = Q Posición B Posición A hR Radio de giro de la manivela Manivela Cilindro Radio de giro del cilindro { rr = dr Cilindro Manivela Fulcro FR =Q FM R = dM
  • 237. 229 • Los elementos de que consta el torno. ¿En dónde se encuentra aplicado el punto de apoyo, la fuerza motriz, la fuerza resistente? ¿Cuál es el brazo de la fuerza motriz y de la fuerza resistente? ¿Cuál es mayor y cuál es menor? ¿Cuál de los radios es menor? • En condiciones de equilibrio, ¿Cómo podría plantearse la ecuación general de la palanca? • ¿Cuál es su utilidad? • Cite ejemplos de la aplicación del torno en la vida diaria y la técnica. Elabore sus gráficos. Al igual que la polea, el torno es otra máquina simple que se utiliza para elevar cuerpos. Este consta de una manivela, la cual describe una circunferencia de radio mayor (R), y de un rodillo o cilindro de menor radio (r) que se encuentra apoyado en dos puntos. Este (el torno) al igual que la palanca y la polea, posee los mismos elementos (identifíquelos en el dibujo): a. Punto de apoyo. b. Fuerza Motriz (FM ). c. Brazo de la fuerza motriz (dM = R). d. Fuerza Resistente o Carga (FM = Q). e. Brazo de la fuerza resistente (dr = r). El torno al igual que las otras máquinas simples, cumple también con la condición fundamental del equilibrio, el cual nos establece que: La fuerza motriz (FM ) aplicada a la manivela de un torno multiplicada por su brazo (dM = R), es igual al producto de la fuerza resistente o carga (FR = Q) con su brazo resistente (dr = r). Es decir: FM * dM = FR * dR FM * R = Q * ró Esta expresión nos permite calcular cualquiera de los elementos que posee un torno conociendo los demás valores, por ejemplo: Si queremos calcular la fuerza motriz conociendo los valores de las otras magnitudes debemos emplear: FM = Qr R Determine una expresión que permite calcular las otras magnitudes.
  • 238. 230 Ejemplo: • Un obrero para subir una carga de 45 N de masa a la azotea de un edificio, cuya altura es de 15 m, emplea un torno. Si el radio de la manivela es 0,60 m y el radio de su tambor o cilindro es de 0,20 m, determine: a. La fuerza motriz que aplica el obrero para subir la carga. b. El trabajo motriz. c. El trabajo resistivo. Calculando la fuerza motriz (FM ). Datos Ecuación Solución Repuesta razonada: la fuerza motriz que aplica el obrero para subir la carga es de 15 Newton. Q = 45 N h = 15 m R = 0,60 m r = 0,20 m FM = ? TM = ? TR = ? FM = Q r R FM = (45 N)(0,20 m) 0,60 m FM = 15 N FM dM = Fr d Despejandoyteniendopresente que dM = R se obtiene: Calculando el trabajo motriz (TM ) Datos Ecuación Solución Repuesta razonada: el trabajo motriz que se necesita emplear para subir la carga es de 9 Joule. Q = 45 N h = 15 m R = 0,60 m r = 0,20 m FM = ? TM = ? TR = ? TM = FM R TM = (15 N) ( 0,60 m) TM = 9 J Esquema del ejercicio r = dr = 0,20 m h = 15 m Q = FR = 45 N R = dM = 0,60 m {r = dr
  • 239. 231 Calculando el trabajo resistivo (TR ) Datos Ecuación Solución Repuesta razonada: el trabajo resistivo que se emplea para subir la carga es de 9 Joule. Q = 45 N h = 15 m R = 0,60 m r = 0,20 m FM = ? TM = ? TR = ? TR = Q r TM = (15 N) ( 0,60 m) TM = 9 J Plutarco, quien en su obra Vidas paralelas (s. 100 a. C.) relata que Arquímedes, en carta al rey Hierón de Siracusa, a quien lo unía gran amistad, afirmó que con una fuerza dada podía mover cualquier peso e incluso se jactó de que si existiera otra Tierra yendo a ella podría mover ésta. Hierón, asombrado, solicitó a Arquímedes que realizará una demostración. Acordaron que el objeto a mover fuera un barco de la armada del rey, ya que Hierón creía que éste no podría sacarse de la dársena y llevarse a dique seco sin el empleo de un gran esfuerzo y numerosos hombres. Según relata Plutarco, tras cargar el barco con muchos pasajeros y con las bodegas repletas, Arquímedes se sentó a cierta distancia y tirando de la cuerda alzó sin gran esfuerzo el barco, sacándolo del agua tan derecho y estable como si aún permaneciera en el mar. Aplicaciones de la Polea Polea de correa Correa Polea conductora Polea conducida N1 N2 Sistema de poleas múltiples (caja de velocidades) Eje conducido Eje conductor Motor: crea el movimiento giratorio Polipasto Bicicleta Grúa Torre Taladro Industrial
  • 240. 232 Ejercicios de profundización y de evaluación I. Haz un breve resumen sobre las máquinas simples teniendo en cuenta: Nombre de la máquina Ecuación Aplicaciones II. Comenta con tu equipo y con miembros de los otros equipos tu respuesta a las interrogantes planteadas: 1. ¿Cuál es la utilidad de las máquinas simples? 2. ¿En qué consiste el brazo de una fuerza? 3. ¿Qué es una polea? ¿Cuáles son sus elementos? 4. Haz un esquema en el cual se evidencie la utilización de una polea para levantar un cuerpo. Plantee su ecuación de equilibrio y la Regla de Oro de la mecánica. III. Lea cada uno de los siguientes problemas propuestos, elabora un dibujo interpretativo de ello y dele solución. 1. En el extremo corto de una palanca se ha colgado una carga de 50 N, si al ejercer una fuerza en el extremo largo de la palanca esta baja 12 cm, realizando un trabajo de 3 Joule. Determina: • La fuerza motriz de la palanca. • La altura a la cual se eleva la carga. • El trabajo resistivo realizado. 2. Sobre un plano inclinado de 3 m de largo hay una caja cuya masa es de 80 kg. Calcule la fuerza necesaria que hay que aplicarle al cuerpo para que ésta (la caja) suba por el plano inclinado si este forma un ángulo de 30º con la superficie de la Tierra. 3. Haciendo uso de una polea, un adolescente levanta un objeto de 20 kg de masa a una altura de 1,5 m con respecto al suelo. Calcula: • La fuerza motriz aplicada. • La magnitud de la fuerza resistente. • La magnitud de la fuerza motriz. • El trabajo motriz y el trabajo resistente realizado. IV. Construir una máquina sencilla que contenga tres máquinas simples que pueda ser usada en alguno de los siguientes lugares: En un jardín, en una granja, en una cocina, en un barco, en un garaje, en un restaurante, en una oficina o en nuestro mismo instituto.
  • 241. 233 Fuentes y manifestaciones de la energía En equipo, manteniendo relaciones interpersonales, significativas, con orden, limpieza, responsabilidad, disciplina y cientificidad argumente acerca de: • Si siempre que se realiza una fuerza se está haciendo un trabajo. • El nombre de las energías que conoce. Clasifíquelas en renovables y no renovables. Energía Renovable No renovable Desde hace algunos años, escuchamos en los medios de comunicación, que en el país y en otros países existe crisis energética. Además, algunas veces hemos escuchado o leído, que la mayor fuente de energía es el Sol, o de que nosotros obtenemos nuestra energía de los alimentos que consumimos. ¿Qué es energía? Energía es una palabra que procede del griego: Energía que significa actividad, operación, y energos que significa acción o fuerza en movimiento. Para dar una idea de lo que en Física es Energía, analizaremos los siguientes ejemplos: • Los carros, las motos, trenes, barcos y aviones, pueden realizar el trabajo de transportar a grandes distancias, viajeros y mercancías, debido a la energía que se encuentra almacenada en los combustibles como la gasolina, el carbón y otros. • Las personas pueden realizar los más diversos trabajos, debido a la energía que obtiene de los diversos alimentos que ingieren. • La fuerza expansiva de los gases de la dinamita al explotar, son capaces de realizar un trabajo, ejemplo de ello es la fragmentación de las rocas. • El agua de los embalses de las presas hidroeléctricas, realizan el trabajo de mover la rueda de las turbinas de las centrales hidroeléctricas, debido a la energía que posee el agua en movimiento.
  • 242. 234 La ENERGÍA, es la capacidad que poseen todos los cuerpos para realizar un trabajo. La Energía se mide por la cantidad de trabajo que en determinadas condiciones puede realizar un cuerpo. También se afirma, que energía es todo aquello que es capaz de producir transformaciones o cambios en un cuerpo, un ejemplo de ello es cuando colocamos al Sol un cubo de hielo; este producto de ello, se transforma en agua líquida. Cita otros ejemplos de estos cambios o transformaciones. La unidad de medida en que se expresa la energía es el Joule (J). De los ejemplos anteriores podemos deducir, que en todos ellos existe un elemento común, y este es el TRABAJO que pueden realizar debido a la ENERGIA que poseen todos ellos, si un cuerpo no posee energía, éste no es capaz de realizar un trabajo. Manifestaciones y Fuentes de Energía en la Naturaleza Las fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades. El origen de casi todas las fuentes de energía es el Sol, que "recarga los depósitos de energía". Las fuentes de energía se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables; según sean recursos “ilimitados” o “limitados”. Fuentes de energía renovables Fuentes de energía no renovables Son aquéllas que tras ser utilizadas, se pueden regenerar de manera natural o artificial. Algunas de estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más o menos constante en la naturaleza, entre estas tenemos: • Energía mareomotriz (mareas). • Energía hidráulica (embalses). • Energía eólica (viento). • Energía solar (Sol). • Energía de la biomasa (vegetación y otra materia orgánica) . Son aquéllas que se encuentran de forma limitada en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la de su capacidad de regeneración, entre estas tenemos: • Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural). • La energía geotérmica. • La energía nuclear (fisión y fusión nuclear).
  • 243. 235 Energía luminosa Hace muchos años la luz se describía como lo opuesto a la oscuridad. Hoy en día los científicos nos dicen que la luz es una forma de energía que irradia o emite rayos de la misma forma que una piedra produce ondas, si la arrojamos a un estanque de agua. Estos rayos u ondas luminosas, como algunas veces se les llama, pueden desplazarse a través del espacio o a través de determinadas clases de materiales. Las ondas luminosas que alcanzan y penetran en nuestros ojos producen una sensación que la llamamos visión. Debido a esta luz podemos ver el mundo que nos rodea, pasear por las calles, leer un libro. Todo aquello que genera luz se denomina fuente luminosa. La fuente luminosa más importante con que contamos es el Sol; pero existe una gran variedad de fuentes artificiales, tales como vela, cerillos, lámparas de incandescencia, tubos de neón y otros. Energía calórica Las planchas, tostadores, hornos, lámparas y motores se calientan cuando la corriente eléctrica las recorre. También se obtiene calor cuando se queman ciertas sustancias, como madera, gas butano o gasolina. El calor es una de nuestras formas de energía más valiosas: nos sirve para cocinar nuestros alimentos y tiene grandes aplicaciones en la industria. El calor es una forma de energía cuyo efecto más significativo es aumentar la temperatura de un cuerpo. El Sol es la fuente de calor más importante para la Tierra; otras fuentes de calor, también naturales, son los volcanes en actividad, las fuentes termales entre otras. En la actualidad el ser humano puede obtener calor utilizando combustible como: carbón, petróleo, gas. Entre los últimos avances tecnológicos para la obtención del calor se encuentran los hornos solares. Energía química Las moléculas y sustancias pueden unirse o separarse dando origen a reacciones, como combustiones, combinaciones, oxidaciones, quemar papel, madera, carbón o gasolina se desprende la energía química de sus moléculas, estas sustancias que liberan energía química por medio del calor se llaman combustibles. También los seres humanos obtienen la energía química de los alimentos, el proceso que transforma la energía química se conoce con el nombre de metabolismo.
  • 244. 236 Energía núclear Esta energía sólo se encuentra en el núcleo de los átomos y es la más potente de todas las energías; el ser humano conoce la manera de desintegrar el núcleo de algunos átomos y liberar la energía, la cual es muy peligrosa. El proceso de liberar energía nuclear se utiliza en los reactores o plantas nucleares para generar energía eléctrica. La energía nuclear no genera gases contaminantes a la atmósfera como las centrales de carbón, pero sí generan residuos radiactivos, los cuales son contaminantes peligrosos y requieren ser albergados en depósitos aislados y controlados. Estas plantas nucleares son peligrosas cuando no están controladas, como lo ocurrido en Ucrania en el famoso accidente de la central de Chernóbil el 26 de abril de 1986, el cual es considerado el accidente nuclear más grave sucedido en el mundo y es uno de los que han causado mayores desastres medioambientales en el mundo. La cantidad de material radiactivo liberado, fue unas 500 bombas atómicas igual a la arrojada en Hiroshima en 1945 por los Estados Unidos. El alto riesgo de las centrales nucleares, ha hecho que los científicos exploren fuentes de energía menos peligrosas, como la eólica, la solar y la geotérmica. Energía geotérmica Un volcán en erupción es un espectáculo dantesco en el que las explosiones estremecedoras, el fuego y el desbordamiento de piedras fundidas en forma de lava han asombrado siempre al ser humano, que lo ha interpretado como una fuerza desatada de la Naturaleza. Es una manifestación de la energía almacenada en el seno de la Tierra que emerge a la superficie, liberándose. Las manifestaciones también se pueden obtener de los arroyos calientes, los géiseres o las fumarolas y por tanto se pueden utilizar para obtener energía con mayores garantías de seguridad. El aprovechamiento de esta energía consiste en la obtención de vapor a gran presión, para producir corriente eléctrica por medio de un alternador. Se perfora la corteza terrestre hasta llegar a las capas profundas del suelo, barrenando las rocas calientes del fondo, se inyecta agua por el orificio practicado, la cual se transforma en vapor, que sale por otro conducto y luego se usa para producir electricidad. En nuestro país se utiliza la energía geotérmica que se obtiene del volcán Momotómbo. Explosión en Nagasaky Planta Geotérmica Momotombo
  • 245. 237 Energía eólica Es la energía que se obtiene de los vientos, la cual se puede utilizar para el bombeo de agua de los pozos, para moler y triturar trigo en los molinos de viento o bien para producir electricidad. La energía eólica es inagotable, gratuita y no contamina el ambiente. Hay vientos suaves y vientos fuertes que poseen una gran fuerza. El que un viento sea suave o fuerte depende de su velocidad y, en consecuencia, de su energía cinética; es decir, cuanto mayor es la velocidad, mayor es la energía cinética que lleva asociada el viento. Es la que se obtiene de las enormes masas de agua en movimiento como sucede con el agua de los ríos. Esta energía es transformada por las represas o embalses para generar energía hidroeléctrica. Las centrales hidroeléctricas transforman en electricidad la energía que produce el agua en movimiento. Energía hidráulica Planta hidroeléctrica de Apanás Investigue como se genera la energía eléctrica en el embalse de Apanás en Jinotega. Energía mareomotriz En ésta se aprovecha las oscilaciones regulares de grandes masas de agua que se dan en los océanos, mares o lagos, debidas al fenómeno de las mareas. Esta energía solo se puede explotar en determinados lugares, en los que se producen notables desniveles entre las aguas altas y bajas. Energía biomasa Es la energía que se obtiene por medio de la combustión de la madera y de los desechos vegetales y animales. Desde la antigüedad, el ser humano ha utilizado esta energía para calentarse y para cocinar sus alimentos. Esta energía aporta calor y electricidad. La madera constituyó durante mucho tiempo la materia prima y la fuente de energía indispensable para la humanidad. Abandonada durante mucho tiempo en provecho de las fuentes de energías fósiles en los países más industrializados, la madera constituye todavía el combustible más extendido en los países en desarrollo. Aspas Transmisión Esquema de turbina eólica Energía eólica Rivas, Nicaragua
  • 246. 238 Energía eléctrica La energía eléctrica se debe al movimiento de electrones en el interior de un conductor metálico (alambre). El uso de la electricidad data aproximadamente del siglo XVIII. A fin de obtener electricidad, el ser humano ha conseguido poner en movimiento a los electrones mediante máquinas llamadas generadores, que puedan estar muy alejados de los lugares de aprovechamiento dedichacorriente.Paraquefuncionenesosgeneradores y provoquen el flujo de electrones, se utilizan diversos combustibles (carbón, petróleo, vapor) y muy especialmente de la energía procedente de la caída del agua, de un embalse o represa que hace girar a unas ruedas en forma de hélice llamadas turbinas. Cada turbina lleva un eje, que al girar en un generador o dinamo produce electricidad. Planta hidroeléctica Che Guevara Manifestaciones de la energía mecánica Conozcamos acerca de ello a través del siguiente ejemplo: Si un camión viene a alta velocidad y choca contra un poste de luz, éste (el camión) es capaz de quebrar el poste y desplazarlo a cierta distancia, es decir, que es capaz de realizar un trabajo. Este trabajo realizado es debido al movimiento que posee el cuerpo (el camión). En este caso, se dice que el cuerpo posee energía mecánica, pero específicamente se dice, que el cuerpo posee ENERGIA CINETICA en virtud de su movimiento. En cambio, si a un avión que vuela a cierta altura con respecto a la Tierra se le agota el combustible, éste se cae y puede por tanto desbaratar una casa al caer sobre ella. Es decir, que el cuerpo (el avión) puede realizar un trabajo debido a la posición (altura) que ocupa con respecto a la superficie de la Tierra, por ello se dice, que el cuerpo posee energía mecánica, pero específicamente se le conoce como ENERGIA POTENCIAL. ¿Qué es Energía Mecánica? De lo anterior, podemos decir que: La energía mecánica, es la capacidad que tienen los cuerpos de realizar un trabajo mecánico debido a su movimiento o a su posición (altura) con respecto a la superficie de la tierra, y que ésta (la energía mecánica) se manifiesta como energía cinética o como energía potencial.
  • 247. 239 Energía cinética Todo cuerpo en movimiento posee energía cinética. Pero, ¿De qué magnitudes físicas depende la energía cinética? Para determinar de qué magnitudes físicas depende la energía cinética, realicemos las siguientes actividades prácticas: • De un hilo resistente, colguemos una esfera de metal, tal como lo muestra la figura. Coloquemos un carrito de juguete en cierta posición que haga contacto con la esfera que se encuentra colgada. Luego, llevemos la esfera hasta una altura determinada y soltémosla. Al llegar a su posición inicial, la esfera interactúa con el carrito, haciendo que éste recorra una cierta distancia, es decir, realiza un trabajo. Si hacemos variar la altura de la esfera, se observará que mientras mayor sea ésta, la esfera adquiere mayor velocidad en el instante de chocar con el carrito. Esto se advierte porque el carrito, en cada caso, recorre mayor distancia. Por tanto, mientras mayor sea la distancia recorrida por el carrito, el trabajo realizado por la esfera, será cada vez mayor al chocar con el carro. Una de las magnitudes físicas que caracteriza a la energía cinética, es la velocidad que posee el cuerpo. Si en el experimento anterior, utilizamos esferas de metal de distintas masas y las soltamos desde la misma altura, podemos observar, que en cada caso, el trabajo realizado sobre el carrito, es diferente, siendo mayor a medida que la masa de la esfera aumenta. Resumiendo lo anterior, se puede plantear que: La energía cinética o energía en movimiento que posee un cuerpo depende de dos magnitudes. • De la velocidad que posee un cuerpo. Si un cuerpo posee mayor velocidad que otro, y ambos poseen la misma masa, éste (el cuerpo de mayor velocidad) tiene mayor capacidad de realizar un trabajo. • De la masa que posea el cuerpo. Un cuerpo de mayor masa en movimiento, tiene mayor capacidad de realizar un trabajo, que un cuerpo de menor masa en movimiento.
  • 248. 240 La expresión matemática que nos permite calcular la energía cinética que posee un cuerpo es: Ec = 1/2 mv2 De donde: Ec : energía cinética v : velocidad del cuerpo m : masa del cuerpo Energía potencial La energía potencial, es la energía que se encuentra almacenada en un cuerpo debido a su posición con respecto a un punto de referencia y ésta cuando es liberada, puede realizar un trabajo mecánico. La energía potencial se manifiesta como: • Energía Potencial Gravitatoria. • Energía Potencial Elástica. Energía potencial gravitatoria Es la energía que se encuentra almacenada en un cuerpo, cuando éste es situado a una altura determinada con respecto a la superficie de la tierra o de un sistema de referencia previamente establecido. Cuando esta energía es liberada, el cuerpo puede realizar un trabajo. Pero,¿Dequémagnitudesfísicasdepende? Realicemos los siguientes experimentos para obtener la respuesta: Colguemos de un hilo un cuerpo de masa m, situado a cierta altura de un clavo grande que se encuentra introducida en la tierra. Tal como se muestra en la figura. Si realizamos las actividades descritas en el dibujo anterior, nos daremos cuenta de que: • El clavo penetra más cuanto mayor es la masa del cuerpo colocado a la misma altura con respecto a la superficie de la tierra, es decir, que la energía potencial gravitatoria depende de la masa del cuerpo. • A mayor altura, un cuerpo de igual masa, mayor es la energía potencial que posee el cuerpo.
  • 249. 241 Se puede concluir: La energía potencial gravitatoria de un cuerpo, depende de la masa del mismo y de la altura a la cual se eleva un cuerpo con respecto a un sistema de referencia previamente establecido. La expresión matemática: De donde: Epg : energía potencial gravitatoria. m : masa del cuerpo. g : aceleración de la gravedad. h : altura que posee el cuerpo. Ep g = mgh Energía potencial elástica Teniendo una actitud de respeto, igualdad y de no discriminación hacia las diferencias de género, realice con su equipo la actividad experimental propuesta. Recuerde exponer al plenario las conclusiones de su equipo. Sobre la orilla de una mesa, prense con una de sus manos, uno de los extremos de una regla plástica y doble con mucho cuidado el extremo libre y coloque en ella un cuerpo pequeño. Libere el extremo doblado y observe y comente lo ocurrido alrededor de: • Lo que ocurre con la regla y con el cuerpo al liberar la regla. • Lo que ocurre con el cuerpo colocado sobre la regla, si se aumenta o si disminuye la deformación de la regla. • El trabajo realizado sobre la regla • El trabajo que realiza la regla, en virtud de que se realiza éste trabajo. • Si el cuerpo es capaz o no de realizar un trabajo en virtud de su deformación. • En este caso cómo se llama la energía liberada. Ejemplo: A Ejemplo: B
  • 250. 242 Si doblas una regla plástica sobre el extremo de una mesa (de la forma que lo muestra la figura), y colocas sobre ella, en el extremo libre un pequeño cuerpo, y la liberas (la regla), teniéndola aún prensado al otro extremo sobre la mesa, de inmediato notas, que el cuerpo recorre una determinada distancia, debido a que la regla realiza un trabajo sobre dicho cuerpo, indicándonos con ello que la regla posee energía en virtud de su deformación, la cual es liberada en el mismo instante en que se libra su extremo deformado. Esto mismo ocurre con cualquier cuerpo que es deformado, siempre y cuando éste (el cuerpo) no sufra ningún daño o deformación permanente. En síntesis se puede plantear que: Energía potencial elástica, es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo, cuando su energía es liberada, en virtud de la deformación que los cuerpos adquieren.. Las magnitudes físicas de las cuales depende esta energía son: • La elasticidad del cuerpo, la cual es una característica propia de cada material. • De la deformación que el cuerpo adquiere. La expresión matemática, que nos permite calcular la energía potencial elástica que posee un cuerpo es: Epe = -1/2 k x2 De donde: Epe : es la energía potencial elástica que posee el cuerpo k : es la constante de elasticidad del cuerpo y ésta es una característica propia de cada material. x : es la deformación que el cuerpo adquiere. Principio de conservación y de transformación de la energía mecánica En nuestra vida diaria y en la misma naturaleza, ocurren diversas transformaciones de energía mecánica, de un tipo de energía en otro tipo de energía. Un ejemplo de ello, es cuando frotamos nuestras manos, la energía mecánica debido al frotamiento se convierte en energía calorífica. Si una cantidad de energía disminuye por cualquier razón, ésta se transforma en otros tipos de energía, en cantidad equivalente a la energía pérdida. Es decir, la energía nunca se destruye, sino, solamente se transforma de un tipo de energía en otra.
  • 251. 243 En el ejemplo mostrado en la figura, observamos, que la afirmación anterior se cumple, ya que si analizamos las transformaciones de energía que ocurren nos damos cuenta que: • En su parte más alta, con respecto a la superficie de la tierra, la energía potencial que posee el agua es máxima, mientras que su energía cinética es cero. • A medida que el agua va descendiendo sobre el canal por donde corre, su energía potencial va disminuyendo y su energía cinética va aumentando. • A la mitad de la altura, con respecto a la superficie de la tierra, la energía potencial del agua que circula por el canal reduce su valor a la mitad, mientras que su energía cinética aumenta en esa misma proporción. • Cuando el agua llega a su parte más baja, toda la energía potencial que poseía el agua, se ha transformado en energía cinética, es decir, que en este punto su energía potencial es nula y su energía cinética es máxima. • Toda la energía cinética que posee el agua en su punto más bajo, es transferida totalmente a las aspas de la turbina, provocándole movimiento, el cual es transferido totalmente al generador, en donde es transformada en energía eléctrica • La energía eléctrica generada, se transforma a su vez, en energía luminosa y en energía calorífica. De todo lo anterior, podemos plantear el principio de conservación y de transformación de la energía, que dice: La energía no se crea ni se destruye, solamente se transforma de un tipo de energía en otra y ésta siempre se conserva. Epg = Max; Ec =0 Entrada Epg = Ec Epg = 0; Ec = Max Río Turbina Canal Generador Central eléctrica Reservorio Red de transporte eléctrica Represa Hidroeléctrica
  • 252. 244 Determine la energía cinética de un carro que posee una masa de 1000 kg, si éste se desplaza sobre una carretera con una velocidad de 60 km/h. Ejemplo N° 1 Datos Ecuación Solución Ec = (1/2)(1 000 kg)(16,66 m/s)2 Ec = 138 777, 8 J Repuesta razonada: la energía cinética del carro es de 138 777, 8 Joule. m = 1000 kg v = 60 km/h = 16,66 m/s Ec = ? Ec = 1/2 mv2 60 km/h = 60 000 m 3 600 s = 16,66 m/s Ejemplo N° 2 Un constructor utiliza un motor para subir un cuerpo de 300 kg de masa a una altura de 150 m. Determine la magnitud de la energía potencial que posee dicho cuerpo? Datos Ecuación Solución Repuesta razonada: la energía potencial que se necesita para el cuerpo es de 441 000 Joule. m = 300 kg h = 150 m g = 9,8 m/s2 Epg = ? Epg = m g h Epg = (300 kg) (9,8 m/s2 ) (150 m) Epg = 441 000 J Un resorte posee una constante de elasticidad de k = 2 200 N/m. ¿Cuánto se debe de estirar el resorte para que éste posea una energía potencial elástica de 9 Joule? Ejemplo N° 3 Datos Ecuación Solución Epe = 1/2 kx Despejandoxdelaecuación: 2Epe = kx2 x = 2 EPe k x = 2 EPe k x = (2)(9 J) 2 200 N/m x = 0,09 m = 9 cm Repuesta razonada: el resorte se debe estirar 9 cm. k = 2 200 N/m Epe = 9 J x = ?
  • 253. 245 Ejercicios de profundización y de evaluación I. Haz un breve resumen sobre energía teniendo en cuenta: Tipo de energía Concepto Símbolo Ecuación Unidades de medición Magnitudes físicas de la cual depende Ejemplos de nuestro alrededor II. Comente con su equipo y con miembros de los otros equipos respetando las ideas de las y los demás, tus respuestas a las interrogantes planteadas. No olvides de exponer al plenario las conclusiones de tu equipo: 1. ¿Qué es energía? 2. ¿Sin producir trabajo, puede existir energía? 3. Cite ejemplos de fuentes de energía renovable y no renovable que se utilizan en su hogar, escuela y comunidad. 4. En nuestro alrededor, ¿cómo se manifiesta la energía mecánica? 5. ¿En qué condiciones la energía cinética de un cuerpo es igual a cero? III. Lea cada uno de los siguientes problemas propuestos, elabora un dibujo interpretativo de ello y dele solución. 1. ¿Cuál es la energía cinética que posee un carro si su masa es de 1 000 kg y tiene una velocidad de 72 km/h? 2. Un constructor utiliza un motor para subir un cuerpo de 500 kg de masa a una altura de 250 m. Determine el valor de la energía potencial que posee dicho cuerpo? 3. Un resorte tiene una constante de elasticidad de k = 50 N/m, si el resorte se estira 0,9 m, ¿Cuál es la energía potencial que éste posee?
  • 254. 246 La energía eléctrica y su importancia Enumera aparatos que funcionan con energía eléctrica en su hogar, escuela y comunidad. Anota a la par su utilidad. Hogar Utilidad Escuela Utilidad Comunidad Utilidad Elabora un resumen sobre lo que ocurrirá en el mundo si dejara de existir la energía eléctrica. Investiga sobre los proyectos de generación de energía eléctrica que Nuestro Gobierno de Reconciliación y de Unidad Nacional ha impulsado para incrementar la capacidad de generación de energía eléctrica en nuestro país. ¿Qué es corriente eléctrica? Corriente Eléctrica En su interior, ¿de qué están constituidas las sustancias? ¿Cómo se encuentran conformados los átomos? Se ha expresado, que las sustancias en su interior se encuentran constituidas por átomos; y éstos a su vez, por partículas más pequeñas, entre ellas tenemos, los electrones, protones y neutrones. -29 + -- - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - Representación de un átomo de cobre -Electrón de conducción Movimiento de los electrones Por otro lado, si cargas negativamente un electroscopio y lo unes a otro electroscopio descargado eléctricamente utilizando para ello un conductor metálico (alambre de cobre), inmediatamente percibes, que el otro electroscopio adquiere carga eléctrica, demostrándonos con ello, que los electrones o los portadores de carga eléctrica negativa se conducen a través del conductor metálico de un electroscopio hacia el otro, hasta que ambos adquieren el mismo nivel de carga eléctrica. Material aislante Alambre de cobre Lámina de estaño Tapón de corcho Botella de vidrio --
  • 255. 247 Nota: Al colocar el conductor metálico debes de tomarlo del material aislante sin tocar la parte descubierta del conductor. Este desplazamiento de electrones que ocurren en el interior de un conductor de un extremo hacia otro constituye una corriente eléctrica. ¿Qué condiciones son necesarias para establecer una corriente eléctrica? En primer lugar, si colocas dos placa metálicas cargadas eléctricamente con cargas de igual magnitud (valor numérico) pero de signos contrarios, una frente a la otra, separada a una cierta distancia, en el interior de dichas placas existirá asociadas en ellas un campo eléctrico uniforme, cuyas líneas de fuerza tienen la misma dirección y el mismo sentido, además son paralelas y equidistantes entre sí. + + + + + - - - - - ¿Qué ocurrirá si en el interior de este campo eléctrico establecido entre ambas placas colocas un conductor metálico? Es un hecho conocido por nosotros, que los conductores metálicos poseen en su interior una gran cantidad de electrones libres, los cuales se mueven desordenadamente. Al colocar el conductor dentro del campo eléctrico establecido entre las dos placas, tal a como se muestra en la figura, éste (el campo eléctrico), influye creando en el interior del conductor metálico un campo eléctrico, que obliga a los electrones libres a desplazarse ordenadamente en sentido contrario a las fuerzas eléctricas, estableciéndose una corriente eléctrica en el interior del conductor. + + + + + - - - - - Si deseamos que en este conductor metálico, circule una corriente eléctrica continua y permanente, es necesario que se mantenga constante en su interior un campo eléctrico, siendo para ello indispensable, que en los extremos del conductor se mantenga una tensión o diferencia de potencial constante. Se puede concluir que: El movimiento ordenado de cargas eléctricas positivas o negativas a través de un conductor metálico, se conoce como corriente eléctrica. Las condiciones necesarias para que exista una corriente eléctrica continua en el interior de un conductor metálico son: • La existencia de electrones libres. • La existencia de un campo eléctrico. • Que existe una diferencia de potencial o de tensión entre los extremos del conductor.
  • 256. 248 Actúe como pequeños científicos. Con dos baterías, una bujía, un borrador de goma, una grapa y cables conductores, construya el circuito eléctrico mostrado, para ello seleccione diversos materiales como: lápiz de madera, lapicero plástico, la ceba de un lápiz de grafito, alambre, clavo, trozo de vidrio, de tela, etc; coloca cada uno de los materiales seleccionados, entre los puntosA y B del circuito y clasifícalos en buenos o malos conductores de la corriente eléctrica. Tipos de generadores de corriente eléctrica Promoviendo la igualdad de oportunidades, la equidad y el respeto entre sus pares, comente alrededor de: • Los tipos de generadores que conoce • Describir una pila. Cuál es su polo positivo y cuál es su polo negativo. Para mantener un campo eléctrico en el interior de un conductor metálico que obligue a los electrones libres a desplazarse, es indispensables que entre los extremos de dicho conductor exista una tensión o una diferencia de potencial, para tal fin en sus extremos deben de conectarse a dispositivos especiales llamados GENERADORES O FUENTES DE CORRIENTE ELÉCTRICA Las fuentes de corriente eléctrica, son dispositivos especiales capaces de mantener una tensión o diferencia de potencial entre los extremos de un conductor, al transformar la energía química, eólica, solar o mecánica en energía eléctrica. Los extremos o terminales de estas fuentes de corriente eléctrica, generalmente se les denomina polo positivo y polo negativo. Los generadores de corriente eléctrica pueden ser de dos clases: • Generadores de corriente eléctrica continúa. • Generadores de corriente eléctrica alterna. A B
  • 257. 249 Los Generadores de Corriente Eléctrica Continua Los generadores de corriente continua, son dispositivos especiales creados por el ser humano para mantener constante una diferencia de potencial o tensión entre los extremos de un conductor, al transformar la energía química solar o mecánica, en energía eléctrica, un ejemplo de ella son las pilas, las celdas solares, entre otros. Estos generadores envían los electrones siempre en el mismo sentido, creando un flujo de electrones constante en el mismo sentido, generalmente producen una corriente eléctrica de poca intensidad. Los Generadores de Corriente Eléctrica Alterna Estos son dispositivos especiales, creados por el ser humano para mantener una diferencia de potencial o tensión entre los extremos del conductor. En estos generadores de corriente eléctrica, los electrones vibran alrededor de un punto de equilibrio en el interior del conductor, cambiando constantemente el sentido en que se desplazan, en nuestro país (NICARAGUA), los electrones que circulan por nuestra red electrica, cambian su sentido aproximadamente cada 60 veces por segundo. Estos dispositivos crean una corriente de mayor intensidad. Ejercicios de profundización y de evaluación Lea detenidamente las siguientes interrogantes y contéstalas. Comenta tus respuestas con los demás miembros de tu equipo y exponga al plenario las conclusiones de su equipo: • De los electrones que posee un átomo, ¿cuáles se desplazan con mayor facilidad y cómo se les nombran? • ¿De qué son responsables los electrones de conducción? • ¿Qué es corriente eléctrica?’ • ¿Qué condiciones debe de existir para que se establezca una corriente eléctrica en el interior de un conductor metálico? • ¿Qué diferencia existe entre un generador de corriente continua con un generador de corriente alterna? Realice con su equipo de trabajo las siguientes actividades. “NO” olvides realizarlo con orden y disciplina: Con dos baterías, dos bujía, dos cepos (puede sustituir los cepos por borradores de goma), y cables conductores, construya el circuito eléctrico mostrado. Coloca entre los extremos A y B un lápiz de madera, lapicero plástico, tela, la ceba de un lápiz de gráfico, alambre, clavo, etc. y clasifícalos en buenos y malos conductores de la corriente eléctrica. Generador Receptor Interruptor Hilo conductor
  • 258. 250 Un generador de corriente eléctrica: La pila • Destape con mucho cuidado una pila e identifique las partes que la conforman. Las pilas son los generadores de corriente eléctrica continua más utilizados y más sencillos que existen, aprovechan la energía de las reacciones químicas que ocurren en su interior, para transformarla en energía eléctrica, se representan esquemáticamente mediante el símbolo: En donde el trazo pequeño vertical representa el polo negativo, y el trazo largo también vertical, representa al polo positivo. En forma general, las pilas consisten en un recipiente con un electrólito en su interior, en el cual se introducen dos metales diferentes llamados electrodos. - + El Electrodo Positivo: generalmente este electrodo es una barra de carbón unido con un borne metálico para facilitar su conexión con el exterior. Como este electrodo posee una carencia de electrones, su carga eléctrica siempre es positiva. El Electrodo Negativo: este electrodo posee un exceso de electrones, por lo que su carga eléctrica es negativa, consiste en un recipiente de zinc que cumple con dos funciones, la de electrodo en sí, y como recipiente en donde se encuentran contenidos los restantes componentes de la pila. La Mezcla Despolarizante: esta mezcla facilita la conducción eléctrica, se encuentra localizada alrededor de la barra de carbón y en su gran mayoría, se encuentra compuesta de bióxido de manganeso (Mn O2 ), cloruro de amónico (NH4 Cl) y grafito. El Electrolito o Pasta: como su nombre lo indica, este electrolito es una sustancia pastosa que se encuentra localizada entre la masa del despolarizante y el recipiente de zinc, en forma general, se encuentra compuesta de Cloruro de Amonio (NH4 Cl), cloruro de zinc (Zn Cl2 ) y agua, todos ellos mezclados con harina y almidón para darle la forma pastosa. Borne positivo Sellado hermético Disco de cartón Recipiente electrodo de zinc Mezcla despolarizante Borne negativoArandela aislante Electrolito Electrodo de carbón Cámara de aire
  • 259. 251 La energía de un generador Construya con su equipo el circuito mostrado en la figura. Analiza y comenta lo referente a: ¿Cómo se llama el generador de corriente eléctrica utilizado en el circuito? ¿Cuál es la importancia de colocar un generador de corriente eléctrica, entre los extremos de los cables conductores? ¿A partir de qué genera corriente eléctrica la pila? ¿A quién es transferida la energía generada en la pila? ¿Qué ocurriría con la energía transferida a los electrones, si en vez de una pila utilizas dos o tres, colocadas una a continuación de la otra? La función del generador de corriente eléctrica, es mantener una tensión o diferencia de potencial entre los extremos de un cable conductor, para que los electrones libres que posee en su interior puedan desplazarse ordenadamente. Esta tensión o diferencia de potencial que posee el generador de corriente eléctrica, es debido a la diferencia de electrones que posee cada uno de sus electrodos (uno positivo y otro negativo). Además, es muy importante señalar, que estos generadores o fuentes de corriente eléctrica, es en donde se realiza el proceso de transformación de la energía, de energía química, mecánica, solar, eólica, geotérmica, en energía eléctrica. Por ejemplo: • La energía química almacenada en el interior de la pila, se transforma en energía eléctrica, cuando sus componentes reaccionan entre sí. • En las plantas o centrales hidroeléctricas, la energía mecánica (cinética y potencial) que posee el agua debido a su movimiento, es transmitida al dinamo o al generador de corriente eléctrica, para que ésta (la energía mecánica), sea transformada en energía eléctrica. Es oportuno destacar, que entre mayor sea la capacidad que posee un generador para transformar la energía, mayor será su capacidad para generarla. Tres pilas colocadas una a continuación de la otra, generan mayor cantidad de electricidad, que dos o que una, hecho que podemos apreciar al observar el cambio de brillantes que ocurre en la bujía, al aumentar o disminuir el número de pilas en la fuente. También es conveniente mencionar, que en numeros experimentos realizados, se ha demostrado, que una pila de las que utilizan las linternas de 1,5 Volt, le suministra a cada electrón una energía cuyo valor aproximadamente es de 2,4 x 10-19 Joule.
  • 260. 252 El transporte de la energía liberada (energía eléctrica) en el generador hacia los electrones, se da al unir los extremos libres del cable conductor, éste queda sometido a una diferencia de potencial o tensión de igual valor del que posee la fuente, debido a la diferencia de electrones que posee cada uno de los electrodos (positivos y negativos) de dicha fuente o generador. Debido a esta diferencia de potencial que se encuentra sometido el cable conductor, en su interior y a todo lo largo de él, se genera un campo eléctrico a través del cual, se transporta la energía eléctrica liberada en el interior de la fuente, para ser entregada a cada uno de los electrones que posee el cable conductor. Esta energía (la energía eléctrica) suministrada a los electrones, a través del campo eléctrico, es utilizada por los electrones, para aumentar su movimiento, pero solamente los electrones libres que posee el cable conductor logran desplazarse ordenadamente en sentido contrario a las fuerzas eléctricas del campo, constituyendo lo que se conoce como CORRIENTE ELECTRICA. En síntesis se puede plantear que: La energía de un generador, no es más que la capacidad que posee este para transformar la energía química, mecánica, eólica, luminosa, geotérmica, solar, atómica, en energía eléctrica. A través del campo eléctrico es como se transporta la energía eléctrica liberada en la fuente de corriente eléctrica hacia los electrones. Montaje de Pilas en Serie y en Paralelo Cuando se utilizan dos o más pilas en un circuito eléctrico, estas pueden asociarse en serie o en paralelo. A este conjunto de pilas asociadas se le llama BATERIA. Pilas Asociadas en Serie Construya el circuito eléctrico mostrado en la figura y comente alrededor de: • Lo que ocurre con la diferencia de potencial a la cual se encuentra sometido el circuito si asociamos dos o más pilas. Dos o más pilas se encuentran asociadas en serie, si el extremo positivo de una pila se encuentra unido al extremo negativo de la otra. ¿Cómo se encuentran asociadas las pilas?
  • 261. 253 En este tipo de conexión de pilas: • Entre mayor es el número de pilas asociadas una a continuación de otra en un circuito, la brillantez en la bujía aumenta. • Entre mayor es el número de pilas asociadas una a continuación de otra en un circuito, la intensidad con que fluye la corriente eléctrica en el circuito es mayor. • La tensión total de las pilas asociadas, es igual a la suma del valor de cada una de las pilas. • Su duración es menor que la de las pilas asociadas en paralelo. Pilas Asociadas en Paralelo Construya el circuito eléctrico mostrado en la figura y comente alrededor de: ¿Qué ocurre con la brillantez en la bujía si en vez de una pila asociamos dos o tres? • Lo que ocurre con la diferencia de potencial a la cual se encuentra sometido el circuito si asociamos dos o más pilas. Dos o más pilas se encuentran asociadas en paralelo, si los extremos positivos de cada pila se encuentran unidos entre si, como también sus extremos negativos. En este tipo de conexión de pilas: • La brillantez en la bujía es igual al de una sola pila. • La tensión total de las pilas asociados en paralelo, es igual a la tensión que posee una pila. • La intensidad con que fluye la corriente en el circuito, es igual al valor de una sola pila. • Su duración es mayor que la de las pilas asociadas en serie.
  • 262. 254 Ejercicios de profundización y de evaluación Lea detenidamente las siguientes interrogantes y contéstalas. No olvides comentar ordenadamente tus respuestas con todos los miembros de tu equipo y de exponer al plenario lo consensuado: ¿Qué son pilas eléctricas? Escriba 5 usos de la pila eléctrica. ¿Qué tipo de transformación de energía ocurre en el interior de una pila? Explica, ¿Cómo se realiza la transferencia de energía en una pila? ¿Cuándo dos o más pilas se encuentran asociadas en serie o en paralelo? Realiza con tu equipo de trabajo las siguientes actividades. Recuerde hacerlo con disciplina y orden: Consigue una pila y una sierra, corta la pila por la mitad e identifica en ella: • El polo positivo y negativo. • El nombre del material del electrodo negativo y positivo. • El electrolito. Entre los extremos de un circuito coloca: • Una pila, dos pilas asociadas una a continuación de la otra. • Tres pilas asociadas una a continuación de la otra. (invierte la polaridad de la pila de medio). Observa, anota y comenta lo referente a: ¿En cuál de los casos la brillantez de la bujía es mayor y en cual menor’? ¿Qué ocurre en el circuito cuando se invierte la polaridad de la pila de en medio?
  • 263. 255 El circuito eléctrico. Elementos Actué como pequeño científico. Recuerde participar con cortesía y respetar las ideas de las y los demás. Consiga todos los materiales necesarios y construya el circuito mostrado. No olvidar trabajar en orden. Analice y comente lo referente a: ¿Cuál es la función del interruptor? ¿Cuál es la función de los alambres conductores? ¿Qué ocurriría en el circuito eléctrico, si sustituye los cables conductores por cordones de zapatos o por cinta de caucho? En nuestro hogar ¿cuáles son los consumidores de la corriente eléctrica? Los circuitos eléctricos son muy usados en nuestra vida cotidiana, estos se construyen y se instalan dentro de nuestros hogares para operar bujías, lámparas eléctricas, cocinas, refrigeradores, radios, televisores, plancha y otros a los cuales se les llaman consumidores o receptores de corriente eléctrica. En la figura se ha representado un circuito eléctrico sencillo, en ella se pueden observar los distintos elementos o componentes que lo forman, ¿cuáles son esos elementos? Los elementos que forman éste circuito eléctrico sencillo son: Las pilas: las cuales se encuentran asociadas una a continuación de la otra, formando lo que se conoce como batería, y ésta no es más que la fuente de corriente, la cual es la encargada de suministrar la energía. Los cables conductores: es el material a través del cual circula la corriente eléctrica. Bujía o lámpara: no es más que el consumidor o receptor de la corriente eléctrica, ésta transforma la energía eléctrica en energía luminosa y calórica. El Interruptor: no es más que un mecanismo sencillo que se utiliza para interrumpir o dejar pasar la corriente eléctrica en todo el circuito. Un circuito eléctrico, es el conjunto formado por la fuente de corriente eléctrica, consumidores o receptores de la corriente conectados entre sí por conductores que facilitan la circulación de la corriente eléctrica.
  • 264. 256 En el circuito eléctrico, el camino por donde circula la corriente eléctrica es cerrado, es decir, sale por un borne de la fuente de alimentación regresando en su totalidad (salvo por pérdidas accidentales) por el otro extremo o borde. Para representar gráficamente los elementos o componentes que forman un circuito eléctrico, en la práctica se utilizan signos o símbolos convencionales establecidos internacionalmente, los cuales permiten su fácil interpretación y diseño. Estos símbolos o signos convencionales, establecidos internacionalmente, nos permiten representar de forma más fácil y sencilla cualquier circuito eléctrico, un ejemplo de ello es el que se te muestra en la figura, el cual representa gráficamente nuestro circuito. + - Tabla de Signos Convencionales Simbolo Nombre +- Elemnto o pila simple +- Bateria (tres pilas asociadas) V Voltimetro A Amperimetro Bujia o lampara G Galvanómetro M Motor Cable conductor Resistencia Resistencia variable Bobina Interuptor
  • 265. 257 Sentido de la corriente eléctrica Los electrones bajo la acción del campo eléctrico, se mueven en sentido contrario a las líneas de fuerza del campo eléctrico, es decir, del extremo negativo hacia el extremo positivo, siendo éste el sentido real con que circula la corriente eléctrica en los conductores metálicos en un circuito eléctrico. Por razones históricas se ha considerado como sentido de la corriente eléctrica, el contrario al movimiento de los electrones, es decir, del extremo positivo hacia el extremo negativo, siendo éste, el sentido convencional de la corriente eléctrica que se ha establecido internacionalmente, el cual adoptaremos nosotros para nuestro estudio sobre la corriente eléctrica. Observa atentamente la figura e indica en cada caso, en qué tipo de energía se ha transformado la energía eléctrica. Nombre aparatos o dispositivos que utilicen en tu hogar que transforman la energía en otro tipo de energía. Nombre del aparato o dispositivo Nombre de la energía transformada Radio Energía sonora Es un hecho conocido por nosotros, que la corriente eléctrica cuando circula por ciertos consumidores (radio, televisores, bujía, lámpara, motor, etc.), es transformada en otras formas de energía provocando efectos visibles a nosotros: efecto magnético, luminoso, sonoro, calórico, mecánico, químico, etc. Los efectos de la corriente eléctrica Sentido real Sentido convencional
  • 266. 258 Efecto luminoso de la corriente eléctrica Comente: ¿Qué efecto provoca la corriente eléctrica cuando esta circula a través de una bujía o lámpara? Si a cada borne respectivo que posee una bujía les une un pequeño cable conductor utilizando para ello cinta adhesiva, o cualquier otro material, y a su vez unes los extremos libres de los cables conductores a los polos respectivos de una batería, inmediatamente percibes, que la bujía se ilumina debido a la circulación de la corriente electica en el circuito, demostrándonos con ello, que la corriente eléctrica puede provocar efecto luminoso. Este efecto luminoso que se produce, es debido a la transformación de la energía eléctrica en energía luminosa que se opera dentro de la bujía, principalmente en el alambre enrollado que posee la bujía dentro de ella (resistencia). En síntesis se puede plantear: Cuando en el interior de un conductor metálico circula una corriente eléctrica, ésta a través de dispositivos especiales conectados debidamente en los circuitos, puede provocar efectos luminosos. Efecto magnético de la corriente eléctrica Si alrededor de un clavo de 5 pulgadas enrollas un alambre de cobre forrado delgado; y unes sus extremos libres a los polos de una batería con cinta adhesiva, inmediatamente al acercar el clavo a clavos pequeños (tachuelas), notas que estos (los clavos pequeños) son atraídos por el clavo grande, mostrándonos con ello, que la corriente eléctrica provoca también efecto magnético. Cuando en el interior de un conductor metálico circula una corriente eléctrica, ésta también puede provocar efectos magnéticos.
  • 267. 259 Efecto calórico de la corriente eléctrica Es posible que en algún momento de tu vida, hallas notado, que al conectar el enchufe de una plancha en el toma corriente del circuito eléctrico de tu hogar, ésta se calienta, liberando energía en forma de calor. Esto mismo ocurre cuando utilizas una cocina eléctrica, un horno. Como puedes apreciar, éstos son ejemplos de aparatos en donde se aprovecha el efecto calorífico que produce la corriente eléctrica para beneficio nuestro. Este efecto calorífico que produce la corriente eléctrica, fácilmente lo puedes comprobar, para ello, debes quitar completamente el material aislante que recubre el alambre conductor y colocar sus extremos libres a los polos respectivos de una batería. Espera unos minutos y toca el alambre conductor (el alambre debe ser sólido y de diámetro pequeño). Cuando por un conductor metálico circula corriente eléctrica, ésta a través de dispositivos especiales, puede provocar efectos luminosos, calóricos, mecanicos, magnéticos y químicos. • Sustituya las bombillas de incandescencia por lámparas electrónicas de bajo consumo: ahorran un 80% de energía y duran 10 veces más. • Aproveche siempre que pueda la luz natural. • Use lámparas de potencia que se necesite. • Para incrementar la luminosidad de las habitaciones es recomendable pintarlas de colores claros: son más alegres y absorben menos la claridad. • Evite tener luces encendidas sin necesidad. En lugares poco frecuentados puede instalar mecanismos de apagado automático. • Conserve limpias las lámparas y las luminarias: la suciedad absorbe la luz. • Es aconsejable que cada sitio disponga del alumbrado adecuado a las actividades que se han de realizar en ella. • Utilice lámpara fluorescentes donde necesite tener más iluminación y la luz encendida muchas horas. Si los ha de tener apagados menos de 20 minutos es preferible dejarlos encendidos para no acortar su vida útil. Consejos de ahorro de energía
  • 268. 260 Ejercicios de profundización y de evaluación Lea detenidamente las siguientes interrogantes y contéstalas. No olvides comentar ordenadamente tus respuestas con todos los miembros de tu equipo y de exponer al plenario lo consensuado: ¿Qué es un circuito eléctrico? ¿De qué elementos consta un circuito eléctrico? En los circuitos mostrados identifica: • El sentido de la corriente eléctrica. • El nombre de los elementos que conforman el circuito. • Como se encuentran asociadas las pilas. • Bajo la acción de un campo eléctrico, ¿Cómo se mueven los electrones? Realiza con tu equipo de trabajo las siguientes actividades. Ten presente hacerlo con orden y disciplina. • Representa gráficamente circuitos eléctricos en donde se aprecien tres pilas asociadas en serie o en paralelo, dibuja en ellos el sentido de la corriente eléctrica real y convencional. • Con un metro de alambre delgado forrado, dos pilas y un clavo de 5 pulgadas construya un electroimán. • Di el nombre del aparato en donde la energía eléctrica es trasformada en energía mecánica, luminosa, magnética, sonora, calórica, etc. • Nombre los efectos que puede provocar la corriente eléctrica. • Menciona el nombre de tres aparatos que transforman la energía eléctrica en calórica, luminosa, sonora, mecánica. M M
  • 269. 261 Temperatura y el Calor Desde nuestra niñez, con ayuda del tacto, aprendimos a diferenciar qué cuerpos o sustancias se encuentran más calientes o más fríos que nosotros, percibimos los cambios climáticos o atmosféricos que ocurren a nuestro alrededor, percibimos el calor que irradia el Sol, un cuerpo en llamas, un cuerpo al rojo vivo. Por otra parte, si realiza la experiencia descrita en la figura, de inmediato, al introducir sus manos dentro de los recipientes, percibe en uno de ellos que el agua se encuentra caliente, mientras que en el otro el agua se encuentra fría, pero qué cambios percibe en sus manos si introduces inmediatamente ambas manos en el recipiente B, coméntelo en su equipo. Esta experiencia nos demuestra, que nuestro organismo muchas veces se equivoca al valorar lo caliente o frío que se encuentra un cuerpo. A la medida de lo caliente o frío que se encuentra un cuerpo se le conoce como temperatura. La temperatura usualmente se mide en grado Celsius (ºC ). El ser humano, para determinar con exactitud la temperatura que posee un cuerpo, inventó un dispositivo conocido como termómetro. Generalmente los termómetros vienen graduados en grados Celsius (°C) ó en grados Fahrenheit (°F). Además es importante destacar, que el ser humano aprendió a generar calor de diversas formas. Es muy probable que en tu casa utilices como combustible para generarlo: gas butano, carbón, leña, keroseno o energía eléctrica, el cual se utiliza para cocinar los alimentos, para alumbrarse por las noches, para calentarse en las noches frías, entre otras cosas. También es un hecho conocido por nosotros que: El calor es una forma de energía que hace posible que los cuerpos aumenten su temperatura, cambie el estado en que se encuentra un cuerpo, además hace posible que los cuerpos aumenten su tamaño. A B C A B C
  • 270. 262 La escala Celsius Esta escala fue propuesta en 1742 por el astrónomo Sueco Anders Celsius (1701 – 1744) y lleva ese nombre en su honor. Para construir esta escala, escogió dos puntos fijos a la presión de una atmósfera, las cuales son fáciles de reproducir, estos son: • El punto de fusión del hielo (0° C), punto en el cual el hielo y el agua están a la misma temperatura. • El punto de ebullición del agua (100° C), punto en el cual el vapor de agua y el agua están a la misma temperatura. Al primer punto se le asocia el valor de la temperatura de cero grado Celsius (0º C) y al segundo punto se le asocia el valor de cien grados Celsius (100º C). El intervalo intermedio entre cero y cien se divide en 100 partes iguales, y a cada una de esas partes se le asigna el valor de un grado Celsius (1º C). Otras unidades en que se expresa la temperatura que posee un cuerpo son grado Kelvin (K) y grados Fahrenheit (°F). Para convertir los grados Celsius de una escala a otra se utiliza la expresión: T °C = T °F – 32 K = T °C + 273 El calor En equipo, realiza las actividades propuestas respetando las ideas de las y los demás: • Cite ejemplos en donde se manifieste la presencia del calor. • Actuemos como pequeños científicos: Dentro de un recipiente grande que contenga agua caliente, introduzca un vaso con hielo. Utilice dos termómetros para medir la temperatura cada 20 segundos y anote los resultados (según la imagen). A B Punto de fusión del agua a la presión de una atmósfera Punto de ebullición del agua a la presión de una atmósfera 100º C 0º C Tiempo (s) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 TA (O C) TB (O C)
  • 271. 263 Comente lo referente a: ¿Qué sustancia posee mayor o menor temperatura? ¿Qué sucede con la temperatura en ambas sustancias a medida que transcurre el tiempo? ¿Por qué aumenta la temperatura en el hielo y disminuye en el agua caliente? Este es otro de los conceptos físicos que nos relacionamos a diario, pues éste se encuentra presente en la gran mayoría de los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor, está presente al cocinar, al planchar, al preparar una taza de café, al sembrar, en la evaporación de las aguas de las charcas, en el secado de ropa, al cambiar de estado las sustancias. Pero, ¿qué es calor? Si pones en contacto dos cuerpos de diferentes temperaturas, por ejemplo agua y hielo, al cabo de cierto tiempo percibes que ambas sustancias alcanzan la misma temperatura, es decir, el equilibrio térmico. Lo mismo ocurre si dejas caer un clavo al rojo vivo dentro de un vaso que contenga agua. En este ejemplo: ¿Qué ocurre con la temperatura de ambos cuerpos? ¿Qué cuerpos cede energía? Antes de dar respuesta a estas interrogantes, hagamos un análisis interno de los cuerpos “A y B” presentados en la figura, en donde se indica que el cuerpo “A” posee mayor temperatura (TA ) que el cuerpo “B” (TA > TB ). Como el cuerpo “A” tiene mayor temperatura, sus moléculas son más energéticas que las del cuerpo “B”, por lo que se puede plantear que el cuerpo “A” posee mayor energía interna que el cuerpo “B”. Si pones en contacto ambos cuerpos, de inmediato, en la región donde se juntan, se producen choques entre las moléculas de ambos cuerpos. A través de estos choques, las moléculas del cuerpo más caliente (el cuerpo A) por ser más energéticas debido a que posee mayor temperatura, ceden parte de su energía interna a las moléculas del cuerpo menos caliente (cuerpo B), produciéndose un aumento de temperatura en el cuerpo “B” y consecuentemente un descenso de ella en el cuerpo “A”. A B TA TB> A B TA TB> Q
  • 272. 264 Ejercicios de profundización y de evaluación Lea detenidamente las siguientes interrogantes y respóndalas. No olvide comentar ordenadamente sus respuestas con todos los miembros de su equipo y de exponer al plenario lo consensuado: ¿Qué es temperatura? ¿Por qué es importante medir la temperatura que poseen los cuerpos? ¿Qué es un termómetro y para qué se utiliza? ¿Qué es calor? ¿Por qué se afirma que los cuerpos no poseen calor? Si los cuerpos no poseen calor en su interior, ¿qué es lo que poseen? ¿Mediante qué procesos se da el intercambio de calor en los cuerpos? ¿Cuáles son los efectos que provoca el calor en los cuerpos? Todos sabemos que durante el verano hace más calor ambiental. Si tomamos un termómetro y medimos la temperatura en la calle y después en el interior de la casa, observamos que la temperatura de la casa es menor que la de la calle. ¿Por qué? A esta transferencia de energía interna de un cuerpo hacia otro, cuya causa es precisamente la diferencia de temperatura que existe entre ellos se denomina CALOR. Durante esta transferencia de energía, el cuerpo que se encuentra a mayor temperatura, cede parte de su energía interna disminuyendo tanto su temperatura como su energía interna, mientras que el cuerpo que posee menor temperatura al absorber esta energía cedida, aumenta su energía interna y por ende su temperatura. En síntesis podemos plantear: El calor (Q) es la energía en tránsito que se transmite de las moléculas de un cuerpo hacia otro o entre diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Esta transferencia de energía se da siempre del cuerpo o zona de un mismo cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo o zona del mismo cuerpo de menor temperatura. Es por ello que el calor no es algo que se pueda almacenar en los cuerpos. Este proceso de transferencia de energía dura hasta que la temperatura de ambos cuerpos se igualan o se equilibran.
  • 273. 265 Convierta: a) 100 °F a grados Celsius. b) -4 ºF a grados Celsius. c) -22 °C a grados Fahrenheit d) 100 °C a grados Kelvin e) -25 °C a grados Kelvin f) 50 grados Kelvin a grados Celsius. g) 150 °F a grados Kelvin h) Convertir 200 grados Kelvin a grados Fahrenheit En equipo resuelva los siguientes ejercicios. 1) La temperatura durante el mes de diciembre del año pasado en Managua, fue de 100 o F, convierta esa temperatura en o C. 2) La determinación de cenizas se realiza en un rango de temperatura de 783,15 a 843,15 K, a que rango de temperatura en o C y o F debe realizar esa determinación. 3) La temperatura de refrigeración utilizada para conservar los alimentos es de es de 4 o C, ¿a qué temperatura en Kelvin y o F se debe operar un refrigerador para conservar los alimentos? 4) La temperatura de ebullición del oxigeno es de 91,15 K a que temperatura en o F y o C ebulle el oxigeno.
  • 274. Acequias: es un canal por donde se conducen las aguas para regar. Aciculares: término empleado en Botánica para designar a las hojas largas, delgadas y puntiagudas a modo de aguja. Albumen: tejido vegetal que envuelve el embrión de ciertas semillas, como las del trigo, y les sirve de alimento en el periodo inicial de germinación. Alquimia: ciencia empírica que buscaba la panacea universal e intentaba la transmutación de los metales (se origino en Alejandría y fue trasmitida a Europa por los árabes, donde prospero en los siglos XII a XVII con Alberto Magno, Roger Bacon, Nicolás Flamel). Alvéolos: cavidad de los maxilares en la que se encaja un diente, cavidad abierta en el tejido del lóbulo pulmonar. Atrofiado: disminución de volumen de un tejido, órgano u organismo a causa de un defecto de nutrición u otras cusas patológicas. Aurícula: cavidad del corazón que recibe la sangre de las venas. Biosatélites: fue un modelo de satélites artitificiales de la NASA diseñado a principios de los años 1960 con el fin de estudiar los efectos del entorno espacial en organismos vivos. Bráctea: hoja que nace del pedúnculo de una flor o de la rama de una inflorescencia y que se diferencia de las hojas propiamente dichas por su tamaño, color y forma. Caliza: rocas sedimentarias constituidas principalmente por carbonatos cálcico. Canales de mucílago: son un tipo de fibra saludable de naturaleza viscosa. Lo producen las semillas de ciertas plantas. Como la mostaza y el lino. Glosario Cavidad: espacio hueco en un cuerpo o una superficie cualquiera, en especial en el organismo de los seres vivos, ejemplo cavidad bucal. Célula eucariota: se dice de la célula de un organismo que tiene el núcleo separado del citoplasma por una membrana. Cloacal: relativo a la cloaca: sección final del intestino de peces, anfibios, reptiles y aves. Copuladores: que facilita la copulación (acción de unirse en copulajunión). Cromosomas: orgánulo de la célula que se haya en el interior del núcleo contiene material genético. Crustáceos: que tiene costras, relativo a una clase artrópodo generalmente acuático de respiración branquial cuyo caparazón está formado por quitina impregnada de caliza. Desove: depositar sus huevos las hembras de los peces, insectos y anfibios. Devónico: se dice del cuarto periodo de la era primaria durante la cual aparecieron los primeros vertebrados terrestres y las primeras plantas vasculares o de los terrenos y fósiles que datan de este período. Diástole: fase de dilatación de los movimientos rítmicos del corazón. Diátomica: la molécula formada por dos átomos. Dimorfismo: conjunto de rasgos no indispensables para la reproducción y que permiten distinguir los dos sexos de una especie. Diploide: se dice de la célula cuyo núcleo tiene un número par de cromosomas o de la fase del ciclo biológico en que las células adquieren estas características.
  • 275. Endémicas: se dice de las especies animales y vegetales de área restringida que son oriundas del país donde se encuentran y solo se encuentran en él. Endospermo: es el tejido nutricional formado en el saco embrionario de las plantas con semilla; es triploide (con tres juegos de cromosomas) y puede ser usado como fuente de nutrientes por el embrión durante la germinación. Escuamiformes: término utilizado en Botánica procedente del latín squamiformis usada para referirse a la forma de escama. Generalmente se utiliza el símil con las hojas. Esturiones: pez condictrio de boca ventral con cinco hilares congetudinales de placas en los lados que vive entre uno y dos años en los estuarios antes de acabar su crecimiento en el mar. Genética: parte de la biología que estudia los genes y la trasmisión de los caracteres hereditarios, las primeras leyes sobre la genérica fueron establecidas por Mendeleiev. Hematíes: glóbulo rojo de la sangre coloreado por la hemoglobina. Materiales piroclásticos: es otro nombre que se le da a una nube de cenizas o fragmentos de lava que circulan a través del aire y del vapor. Mecanismo: conjunto de piezas o elementos combinados que, mediante energía mecánica, hacen un trabajo o cumplen una función: el mecanismo de un reloj. Metabolismo: conjunto de reacciones químicas de transformación de materia y energía catalizadas por las encimas que se producen en todos los tejidos del organismo. Micción: orinar. Mújol: pez de cabeza grande y labios muy gruesos con verrugas, muy apreciado por su carne y sus huevas. Musgos epífitos: musgo que crece sobre otro vegetal usándolo solamente como soporte, pero que no lo parasitan. Nutrición autótrofa fotosintética: las metafitas se nutren absorbiendo agua y sales minerales, que forman la savia bruta. Mediante la fotosíntesis, estas sustancias y el dióxido de carbono son transformados en principios inmediatos orgánicos que, disueltos en el agua, forman la savia elaborada. Patología: parte de la medicina que estudia las causas, síntomas y evolución de las enfermedades. Pilórico: orificio que comunica el estómago con el duodeno. Progenitor/a: parientes en línea recta ascendente de una persona progenitora, padre y madre de una persona. Propiedades: atributo, cualidad o característica esencial de una persona o cosa, propiedades de los metales. Retráctil: se dice de la parte de un animal que puede retraerse y permanecer oculto. Tabicación: es parte de un tejido que rodea o separa dos cavidades. Tegumento: es un revestimiento epitelial que cubre las superficies externas del organismo, separándolo y protegiéndolo del medio externo. Teleósteos: relativo a un super-orden de peces óseos con la boca terminal, branquias recubiertas por opérculos escamas lisas y aleta caudal con dos lóbulos iguales o sin ninguno.
  • 276. • Plan Nacional de Desarrollo Humano (2012 - 2016). • Ciencias Naturales 2, Buitrago Vannini, Editorial Hispamer, Managua Nicaragua. 2002. • Ciencias Naturales 2do año, Editorial Ultra, S.A. México.1990. • Ciencias Naturales en Nicaragua, Barquero Jaime Incer, Fundación UNO, Managua Nicaragua. 2007. • Ciencias Naturales 7. Adaptado Melo Yolanda y otros. Editorial Santillana S.A. Bogota Colombia. 1991. • Ciencias Naturales 1er año, González Valdés Ernesto, Ediciones Distribuidora Cultural, Managua Nicaragua. 2005. • Declaración Universal del Bien Común de la Tierra y la Humanidad, Gobierno de Reconciliación y Unidad Nacional, Managua Nicaragua, 2010. • Estrategias y Lineamientos Básicos para la Prevención del Embarazo en la Adolescencia, MINSA, Managua Nicaragua. 2003. • Guía Didáctica para la Inserción del VIH en el Currículo, Cuadra Amador Brenda, MINED-UNICEF, Managua Nicaragua. • http:/astronomos.net23.net/teorias/pluton.html. • Resultado del Inventario Nacional Forestal Nicaragua 2007-2008, MAGFOR-INAFOR, Managua Nicaragua. 2009. Bibliografía