BOLETIN REDEM: CIENCIA CON AGUA (Primera Parte)

INTRODUCCIÓN

El agua posee una especial fascinación para los chicos. Es fácil de obtener, de manipular y nos ofrece muchas posibilidades de estudio, a partir de experimentos muy sencillos.

Los estudiantes disfrutarán experimentando, aprenderán métodos de investigación, explorarán la "maravilla del agua" y descubrirán algunos conceptos y principios básicos de la ciencia.

LOS TRES ESTADOS DEL AGUA

Materiales: Cubitos de hielo.

Un vaso.

Un espejo pequeño.

El agua existe, naturalmente, en tres estados diferentes: líquido, sólido (hielo) y gas (vapor de agua). Comencemos buscando ejemplos de cada uno de estos tres estados del agua.

Cada molécula de agua posee dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. No podemos (con nuestros ojos) ver las moléculas de agua pero sí podemos apreciar cómo reaccionan a través de diferentes cambios. Por ejemplo, podemos ver el hielo que se forma cuando el agua líquida se congela. No podemos ver el vapor de agua que siempre está presente en el aire, pero si podemos ver las nubes que condensan dicho vapor.

La molécula de agua "existe" en tres estados diferentes. ¿Es la misma molécula? Básicamente sí, lo que cambia son las distancias relativas entre unas y otras. En el hielo (agua sólida) la distancia es menor que en el vapor de agua. El agua líquida presenta un caso intermedio.

Ahora a trabajar:

* Llenemos el vaso con los cubitos de hielo.

* Esperemos unos dos minutos. ¿Qué sentimos al tomar el vaso con nuestras manos? ¿Está frío o caliente? ¿Por qué?

* Esperamos otros dos minutos. ¿El vaso, por fuera, está seco o húmedo?

* Seguimos esperando y la humedad, fuera del vaso, se puede transformar en gotas de agua. ¿De dónde provienen dichas gotas de agua? [De la condensación del vapor de agua existente en el aire, que al encontrar una superficie más fría vuelve desde el estado gaseoso al líquido]

* ¿Los trozos de hielo siguen iguales en su tamaño o se están "achicando" (descongelando)? ¿Qué es lo que sucede?

* ¿Cómo podemos hacer para que el agua líquida vuelva a ser hielo?

* Finalmente exhalamos el aire que sale de nuestros pulmones sobre los espejos. ¿Por qué el vidrio se empaña? [¿Se acuerdan lo explicado en nuestro primer Artículo ¡¡¿CIENCIA EN EL BAÑO?!!? El vapor de agua del aire que sale de nuestro cuerpo se condensa sobre la superficie más fría del espejo.]

ABSORCIÓN - EVAPORACIÓN - REPULSIÓN

Materiales: Papel tissue, agua, trozo de plástico, papel de lija, papel aluminio,

papel de diario, trozo de tela, cinta adhesiva, trozo de madera.

Absorción implica "tomar", no dejar ir. El papel tissue (higiénico, servilletas) absorben agua.

Evaporación es el cambio de estado de un líquido a gas. Si mojamos el pizarrón observamos como este, poco a poco, se "seca". El agua líquida pasa al aire, que rodea el pizarrón, en forma de vapor (gas).

Repulsión es la resistencia a la absorción. Mojemos un trozo de plástico y este "no se moja". Ahora trabajemos con papel de lija, papel aluminio, papel de diario, un trozo de tela, cinta adhesiva, madera. Antes de mojarlos hagamos las predicciones que consideremos correctas. ¿Cuál será el comportamiento de cada uno de estos materiales al estar en contacto con agua? Luego "mojamos" los diversos materiales. ¿Se cumplieron las predicciones?

Ahora tomemos el material "más mojado". Lo dividimos en dos partes. Una parte la colocamos bajo el sol y a la otra parte la mantenemos en la sombra. ¿Por qué una parte se "seca" más rápido que la otra?

¿Qué le entrega el sol a las moléculas del agua líquida para que estas pasen a ser moléculas de vapor de agua? ¿Las moléculas del vapor tienen más o menos energía que las moléculas del agua líquida?

Muchas preguntas... Las respuestas son muy sencillas de encontrar.

EL CICLO DEL AGUA

Materiales: Una fuente de plástico.

Un pequeño contenedor (semejante a un pote de yogurt cortado por la

mitad).

Una bolsa plástica transparente.

Cinta adhesiva o una goma elástica.

Un pequeño peso (piedra).

Agua.

Sin agua no hay vida. Las tres cuartas partes de la corteza terrestre están cubiertas por agua. Pero muy poca cantidad está disponible para el uso de los seres vivientes.

De dichas tres cuartas partes solamente el 0,8 por ciento podría utilizarse para ser potabilizada. El ser humano logra potabilizar la mitad de lo disponible.

Contaminar el agua es atentar directamente sobre la vida en nuestro planeta tierra. La conservación y el respeto de los ciclos naturales de diferentes elementos (entre ellos el agua) son esenciales para la continuidad de la vida.

La mayoría de los seres vivos se encuentran muy cerca de la superficie de la corteza terrestre. Los alimentos que necesitan para sobrevivir los encuentran muy cerca de sus lugares de desarrollo. Si el agua, el oxígeno, y otros elementos necesarios para la vida, fueran utilizados solamente una vez, rápidamente se agotarían. La naturaleza "ha creado" ciclos en los cuales constantemente hay intercambio de elementos entre el aire, la tierra, el agua, las plantas y los animales. El reciclado permite la continuidad de la vida sobre la tierra. Los más importantes elementos que se reciclan son el agua, el oxígeno, el carbón y el nitrógeno.

El agua es continuamente reciclada entre los océanos, los ríos, los lagos, los mares, el aire y la tierra. El sol calienta todas las fuentes de agua de la tierra provocando la evaporación del agua líquida. El vapor de agua se eleva y se condensa formando nubes. Las pequeñísimas gotas de agua de las nubes encuentran aire frío y el tamaño de las gotas aumenta constantemente. En algún momento las mismas caen sobre la superficie terrestre en forma de lluvia o nieve.

Gran cantidad de agua retorna directamente a sus fuentes naturales sobre la corteza terrestre (ríos, lagos, mares y océanos). Otra porción de agua es captada por las plantas, la tierra y los animales. Parte de esta agua es devuelta al medio ambiente en forma de vapor de agua. El ciclo del agua no debe interrumpirse para asegurar la vida sobre la tierra.

Ahora armaremos un sencillo modelo para visualizar el ciclo del agua:

Tomamos la fuente de plástico, colocamos en el centro el contenedor (pote de yogurt cortado por la mitad) y agregamos agua en el interior de la fuente (no en el contenedor). No superamos con el agua la altura del contenedor, este debe quedar sin agua. Cubrimos herméticamente la fuente plástica con la bolsa plástica transparente, aseguramos todos sus bordes (para que no haya fugas de vapor de agua) con cinta adhesiva y/o la goma elástica. Colocamos el pequeño peso (piedra), por encima de la bolsa plástica y en el centro (quedaría sobre el contenedor, sin tocarlo a este). Este modelo es expuesto a los rayos solares que "calentará" el agua líquida. Se obtiene vapor de agua que se condensa sobre el lado interior de la bolsa plástica. Las gotas de agua comienzan a moverse hacia el centro de la bolsa plástica y caen en el interior del contenedor, ubicado en el interior de la fuente de plástico. Obtenemos agua reciclada... Comparemos este modelo con lo que ocurre realmente en la naturaleza.

(*) Julio Gun (Director General de EXPLORANDO Caminos) es Ph. D. en Química, especializado en la Enseñanza de la Ciencia.

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