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Advertencias generales para padres, maestros y usuarios
¡Precaución! Algunas piezas de este kit pueden tener aristas o bordes afilados que pueden lastimar!
Guarde este kit de experimentación fuera del alcance de los niños pequeños. En el interior de la
cubierta posterior hemos incluido consejos de primeros auxilios en caso de accidente.
Nos reservamos el derecho de efectuar cambios técnicos sin previo aviso
¡Advertencias!
Para uso exclusivo de mayores de 10 años y siempre bajo la vigilancia atenta de una persona
adulta que esté familiarizada con las precauciones de seguridad descritas en este manual.
Los menores de 8 años podían asfixiarse con los globos deshinchados o rotos. Es imprescindible
el control de una persona adulta. Los globos deshinchados deben estar fuera del alcance de los
niños. Descarte inmediatamente los globos rotos. No apto para menores de 3 años.
¡Precauciones!
- Contiene productos químicos que pueden ser peligrosos para la salud si se usan
incorrectamente.
- Leas las instrucciones justo antes de cada uso, sígalas al pié de la letra y guarde este manual
como referencia.
- Evite que los productos químicos entren en contacto con ninguna parte del cuerpo,
especialmente ojos y boca.
- Mantenga a los niños pequeños y a los animales alejados de los experimentos.
- Guarde el kit de experimentos fuera del alcance de los niños pequeños.
- Antes de cada experimento prepare la zona de trabajo y los materiales necesarios.
- Solamente debe realizar los experimentos descritos en este manual.
- Si accidentalmente algún producto, como una salpicadura de vinagre, va a parar a los ojos, debe
enjuagarlos con abundante agua.
- Algún experimento utiliza conos de incienso. Preste atención a las siguientes advertencias para
dichos experimentos:
- Es absolutamente necesario realizar los experimentos con conos de incienso bajo la supervisión
de una persona adulta.
- Tenga a mano un vaso con agua para apagar el incienso.
- Tras usar el incienso apague la punta sumergiéndola rápidamente en un vaso con agua.
- Asegúrese de que la punta encendida del cono de incienso nunca entra en contacto con ningún
otro material. Existe el riesgo de incendio.
- Nunca desatienda un cono de incienso encendido.
- Nunca sostenga un cono de incienso encendido con los dedos.
- Nunca se ponga el cono de incienso en la boca o cerca de los ojos.
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Unas palabras a padres, maestros y supervisores adultos
Este kit está diseñado para dar una visión general del clima y del cambio climático a chicas y chicos.
Los experimentos y las explicaciones complementarias les proporcionarán una información y unos conocimientos básicos sobre
este tema tan fascinante, uno de los de mayor importancia e interés, tanto para personas adultas como menores.
Se trata de una tema muy complejo. Los experimentos no siempre son sencillos, por lo que deberán realizarse con suma atención
y cuidado. Prepárese para estar junto con los chicos y chicas, para ofrecerles ayuda y consejo, y proporcionarles soporte siempre
que sea necesario. Si la primera vez que se realiza un experimento no funciona tal como se esperaba, será necesario probarlo de
nuevo.
El clima es un sistema natural masivo, pero a pesar de su enorme tamaño, en general los cambios son muy sutiles y difíciles de
detectar en un corto plazo de tiempo. Los experimentos de este kit son modelos que reproducen determinados aspectos del clima
a escala reducida, haciéndolos más fáciles de observar. Sin embargo, algunos de los experimentos producirán resultados muy
sutiles, que deberán ser observados con mucha atención. Anime a los chicos a ser buenos detectives y a observar con curiosidad
y gran atención para descubrir los detalles de los experimentos.
Deseamos que tanto usted como los y las jóvenes investigadores tengan mucho éxito y diversión con estos experimentos.
Nº Descripción Cantidad Código
1 Semiesferas transparentes 2 706346
2 Hoja troquelada 1 706376
3 Pegatina de los continentes 1 706378
4 Hoja de plástico transparente 1 706381
5 Tapón de corcho 1 071118
6 Alfileres 5 706382
7 Palitos de madera 3 020042
8 Conos de incienso 5 706385
9 Globo 1 701060
10 Disco negro 1 706387
11 Tira negra del ecuador 1 706442
12 Tubito 1 706384
13 Termómetro con funda 1 232105
14 Placa de Petri 1 700408
15 Esponja 1 000585
16 Cazoletas de velas de té 3 706377
17 Clips papel 4 020040
18 Pipeta 1 232134
19 Plastilina 50 g 000588
20 Gomas elásticas 2 529122
21 Pajita para beber 1 704257
Bandeja de espuma de poliestireno: 706373
22 Esfera con ranuras 1
23 Semiesferas 2
24 Rampa 1
También necesitarás:
Pegamento, linterna, papel, cinta, rotulador, lámpara de sobremesa, botella de plástico vacía, termo, reloj, mechero,
tijeras, cuchillo, tinta, cuenco o bol blanco, sal, envoltura de plástico, levadura en polvo, vinagre, servilletas de papel,
cucharita. Los componentes no contenidos en este kit están escritos en cursiva al inicio de cada experimento.
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¿Qué es el cambio climático? 3
La Tierra y su sistema climático 4
La Tierra - un paquete bien envuelto 4
Experimento 01: Tu propio globo 5
Experimento 02: Día y noche 6
El clima y el tiempo 7
Experimento 03: Las estaciones 8
Experimento 04: Cómo llegan los 8
rayos solares a la Tierra
La atmósfera terrestre 12
Experimento 05: ¿Eres tan fuerte 12
cómo el aire?
El ciclo hidrológico 14
¿Agua en el aire? 15
Humedad atmosférica, nubes y
precipitaciones
Experimento 06: Haz tus propias 16
nubes
Experimento 07: ¿Cómo se 17
forman las gotas de lluvia?
Depósitos de calor 19
Experimentos 08-10: Absorción 19
del calor
Viento – El movimiento del aire sobre 21
la Tierra
La temperatura marca la diferencia 21
Experimentos 11-12: Aire caliente 21
y aire frío
Corrientes térmicas 22
Experimento 13: El aire caliente 22
asciende
Sistemas de vientos locales 23
Experimento 14: La caída del 24
viento
Circulación Global 26
Experimento 15: El sistema global de
vientos
Experimento 16: Vientos y vórtices 30
Corrientes oceánicas 32
Experimento 17: La corriente del Golfo en 33
un recipiente
Experimento 18: La sal es como un motor 34
La influencia de los humanos sobre el clima – 35
El efecto invernadero
El gas más importante de efecto invernadero: 36
Dióxido de Carbono
Experimento 19: Estación de mediciones 37
climáticas
Experimento 20: Vamos a producir CO2 38
Experimento 21: La influencia del CO2 sobre 39
la temperatura
El calentamiento global no sólo afecta al aire 41
Experimento 22: El fin de la corriente del 41
Golfo
Consecuencias del cambio climático 42
Efectos sobre las personas 43
Efectos en los ecosistemas 44
Experimento 23: El aumento del nivel de los 44
océanos
Consecuencias económicas 46
¿Cómo podemos proteger el clima? 47
Tabla de contenidos
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¿Qué es el cambio climático?
Seguramente habrás oído decir a los adultos
que antes no hacía tanto calor en verano y
que había muchas más nieve en invierno.
¿Verdad?
Efectivamente, es cierto que la Tierra se está
calentando desde hace décadas. En el
momento de publicar este manual, los 10
años más cálidos se registraron durante los
12 últimos años, entre 1997 y 2008, y se han
realizado mediciones sistemáticas desde
1850. En los últimos 100 años la temperatura
media de la Tierra ha aumentado 0,74ºC. El
promedio de temperaturas durante la segunda
mitad del siglo XX, seguramente fueron más
calientes que en los últimos 500 años, y
posiblemente, incluso que en los últimos
1.300 años. Se trata de un gran cambio, y
muchos científicos e investigadores están
tratando de encontrar las razones de ello.
Desde que la Tierra existe, su clima ha ido
cambiando constantemente. Por ejemplo,
períodos de clima caluroso han ido alternando
con edades de hielo. La razón de ello tiene
que ver con los diferentes ángulos de la
radiación solar. En otras palabras, depende
de si los rayos del sol inciden sobre la
superficie terrestre más planos o más
perpendiculares. La variación del ángulo de
incidencia de la radiación solar es el resultado
de los cambios de la órbita de la Tierra
alrededor del sol. Otra razón es que la
distancia de la Tierra al sol cambia
gradualmente, y por lo tanto, también cambia
la cantidad de energía que alcanza la Tierra a
través de la radiación solar. Todo ello sucede
a través de un largo período de tiempo, ya
que los cambios en el clima se producen muy
lentamente.
Durante las últimas décadas, se ha notado el
calentamiento del clima, y como dicho cambio
se está notando en toda la Tierra, se le llama
“calentamiento global”. “Global” significa que
afecta a toda la Tierra.
Los científicos atribuyen principalmente este
calentamiento global a la influencia humana.
Este cambio climático no sólo implica un
incremento del promedio de temperaturas, tiene
más consecuencias para toda la Tierra, incluso
para las pequeñas regiones. Los glaciares se
funden, las capas de hielo disminuyen, crece el
nivel de los océanos y las fuertes lluvias y las
sequías son cada vez más habituales. Todas
estas cosa han incrementado su impacto en la
humanidad y en el entorno. Así pues, es
importante conocer bien el cambio climático.
Para poder comprenderlo, primero tendremos
que observar atentamente cómo es el sistema de
climas de la Tierra.
La Tierra vista desde el espacio
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La Tierra y su sistema climático
El sistema climático de la Tierra es bastante
complicado. Consiste en diversos sistemas
parciales (llamados “esferas”), como si fueran
capas de aire alrededor de la Tierra (la
atmósfera) y la capa de agua, compuesta de
océanos, mares interiores, ríos y aguas
subterráneas (hidrosfera). También forman
parte del sistema climático las áreas
terrestres de nieve y hielo (criósfera) y las
grandes extensiones de tierra (pedosfera) y
de rocas (litosfera). Todos estos sistemas
parciales se afectan unos a otros. Todos ellos
almacenan agua y calor y los intercambian
entre sí. El sol es la fuerza motriz que impulsa
las interacciones entre los distintos sistemas
parciales. Suministra energía y es crucial para
la vida en la Tierra.
La Tierra es el único planeta del que se
conoce la existencia de vida. Nuestro planeta
todavía posee otra esfera, la biosfera.
Se trata de una de las partes de la última capa
que envuelve la Tierra, es decir, la superficie de
la Tierra y su atmósfera, que ofrecen hábitats
adecuados a los organismos vivos.
El desarrollo de la vida está inseparablemente
conectado al sistema climático.
La superficie del sol tiene una
temperatura de 5.500ºC
La Tierra – un paquete bien envuelto
La Tierra es un de los ocho planetas que
circundan el sol. Todos los planetas del
sistema solar, la Tierra incluida, giran en su
propio eje. En la Tierra se le llama eje
terrestre o eje de rotación. El Polo Norte se
encuentra en uno de los extremos del eje. El
otro extremo es el Polo Sur.
Las superficies de todos los planetas pueden
dividirse en dos hemisferios, mediante líneas
imaginarias alrededor de sus centros. La línea
imaginaria, llamada ecuador, está a la misma
distancia del Polo Norte y del Polo Sur. En el
caso de la Tierra, los hemisferios son llamados
hemisferio norte y hemisferio sur. La tierra
tiene una superficie total de unos 510 millones
de kilómetros cuadrados, repartidos entre
masas de tierra y de agua. Las superficies de
tierra firme representan menos de una tercera
parte de la superficie total del planeta, el resto
está cubierto de agua. Dicha tierra firme está
dividida entre siete continentes, que por orden
de tamaño son: Asia, África, América del
Norte, América del Sur, Antártida, Europa y
Australia. Entre ellos encontramos tres
océanos: Pacífico, Atlántico e Índico.
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Experimento 1
Tu propio globo
Materiales del kit: dos hemisferios de
poliestireno de la bandeja, dos gomas
elásticas, palitos de madera, hoja con la
pegatina de los continentes, soporte del
globo de la hoja troquelada
Materiales adicionales: pegamento y cinta
Procedimiento:
Saca los dos hemisferios de la bandeja de
poliestireno, suaviza con los dedos las
posibles irregularidades de la superficie.
Júntalas para formar una bola. Pon dos
gomas elásticas alrededor de las bolas,
deben quedar enrasadas en las ranuras
Inserta un palito de madera a través de la
esfera de poliestireno, debe entrar y salir por
los puntos donde se cruzan las gomas
elásticas. Aquí es donde están los polos. El
palito es el eje alrededor del que gira la
Tierra. Coge la pegatina de los continentes,
debes despegarla con mucho cuidado del
soporte de papel satinado. Colócala en la
esfera de forma que sus bordes coincidan en
los puntos donde el palito sale de la esfera.
Si te queda alguna arruga, puedes
suavizarla presionando con tus dedos
Toma el soporte del globo de la hoja
troquelada, retira la gran pieza circular
negra. Dobla el cartón troquelado para
formar el soporte y fija las solapas con
pegamento o cinta adhesiva. El soporte tiene
dos caras. Una tiene un gran agujero que
servirá de soporte para los experimentos que
realizarás más adelante con la esfera
trasparente. Ahora puedes insertar el eje de
rotación de tu modelo de la Tierra en el
pequeño agujero pre-taladrado en la otra
cara del soporte. La Tierra se mantendrá de
pié sobre el soporte.
Deberás usar dicho soporte en varios
experimentos. Por ahora, inserta el palito de
madera de tu modelo de la Tierra en el
agujerito del soporte, tal como muestra la
figura. Ya tienes tu globo terráqueo
preparado.
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Explicación:
El eje de rotación de la Tierra, lógicamente,
no es visible. Es una línea imaginaria,
alrededor de la cual gira la Tierra. En tu
modelo, esto está representado por el palito
de madera. En todos los cuerpos celestes,
los lugares donde los ejes de rotación
emergen a la superficie del globo, se les
llama polos. En la Tierra, son el Polo Norte y
el Polo Sur
¿Lo sabías?
¿Está inclinada?
El eje de la Tierra está inclinado un ángulo
de unos 23º. Este inclinación tiene que ver
con la historia de la Tierra. En la época
inicial del Sistema Solar había colisiones
frecuentes, que entre otras cosas tuvieron
una influencia considerable en el desarrollo
de la Tierra. Por ejemplo, se cree que
nuestra luna fue creada por la colisión de la
Tierra con otro objeto, como un planeta.
Dicha colisión u otra similar podría haber
sido la responsable de la inclinación del eje
rotacional de la Tierra
Para que nos podamos orientar, se ha
dividido conceptualmente la Tierra en
secciones a lo largo de su longitud y
anchura. De polo a polo, las divisiones de
longitud (lineas de longitud) son como los
gajos de una naranja, en total 360. En la
parte central de la Tierra el ecuador separa
el hemisferio norte del hemisferio sur. Se
desplaza a través de África, las Maldivas, el
océano Índico, Indonesia, Micronesia en el
Pacífico central y América del Sur. Son más
de 40.000 km de longitud.
Paralelas al ecuador, tanto al norte como al
sur de éste, tenemos las divisiones
horizontales (líneas de latitud) igual que
cinturones alrededor de la Tierra. Los polos
están situados 90º al norte y sur.
Experimento 2
Día y noche
Materiales del kit : El globo del
experimento 01, alfileres.
Materiales adicionales: linterna o
lámpara de mesa.
Procedimiento:
Usa los alfileres para marcar una
determinada localización, por ejemplo, el
lugar donde tu vives. Coloca el globo frente
a ti en una mesa y enfoca la luz de la
lámpara al globo desde el lateral. La
lámpara representará el sol.
Polo Norte
Polo Sur
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Verás que la mitad de la Tierra, es decir, la
mitad que está de espaldas al sol, está en la
sombra, allí es de noche, y en la otra parte
es de día.
Ves girando lentamente el eje (palito de
madera) y observa el alfiler. Es preferible
que hagas este experimento en una
habitación a oscuras.
Explicación:
La Tierra da una vuelta a su eje en poco
menos de 24 horas. En el lado de la Tierra
que está encarada al sol se ve la luz diurna y
en el lado que está de espaldas al sol están
durmiendo en la oscuridad de la noche.
La rotación provoca un cambio continuo y
hace que veamos como el sol sube o baja en
el cielo. Si embargo, la que se mueve es la
Tierra y no el sol.
El clima y el tiempo
El término “clima” se refiere a las
condiciones del tiempo en una determinada
región en un largo período de tiempo. Ello
incluye fluctuaciones diarias y estacionales.
Por ejemplo, en una determinada localidad,
en verano el tiempo es fresco y seco o
caluroso y bochornoso.
El clima se ve influenciado por varios
factores: la radiación solar, la distribución de
las masas de tierras y mares, la altitud sobre
el nivel de mar, la composición de la
atmósfera y el sistema de vientos. La
interacción de estos factores determina
cuando y por cuanto tiempo brillará el sol
y si el tiempo será fresco, nublado,
lluvioso, tormentoso o si nevará.
Cuando la gente habla del tiempo, se
refiere al estado de la atmósfera en un
momento dado. Podemos percibir
directamente si el tiempo es soleado,
nuboso, lluvioso, o si hace calor o frío. Así
el tiempo y el clima describen
características similares, pero el clima es
general para una región en un
determinado periodo de tiempo y el tiempo
es específico de una determinada
localidad en un momento dado.
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Experimento 3
Las estaciones
Materiales del kit: globo, alfileres
Materiales adicionales: cuatro hojas de
papel, cinta adhesiva, rotulador, una
lámpara sin pantalla y con una bombilla
esmerilada de 60 a 75W
Procedimiento:
Junta 4 hojas y únelas con cinta adhesiva
(o utiliza una hoja grande). Dibuja una
elipse (un óvalo) tal como muestra la
ilustración de abajo y también en la
cubierta de atrás del manual. Coloca la
lámpara en el centro de la elipse que hará
la función del sol. Marca en la elipse la
posición de la Tierra en las diferentes
estaciones del año. Si no tienes ninguna
lámpara sin pantalla, puedes utilizar una
linterna potente apuntando la luz siempre
en dirección al modelo de la Tierra
El eje de rotación de la tierra está un poco
inclinado. En el hemisferio norte, el
extremo superior apunta hacia el sol en
verano y en invierno apunta en dirección
Opuesta.
Tal como has hecho en el último
experimento, utiliza el alfiler para marcar el
lugar donde vives. Ahora guía suavemente
la Tierra alrededor de la luz, siguiendo la
elipse que has dibujado y mantén siempre
el mismo ángulo. Al desplazar el globo por
la elipse situalo sucesivamente en cada
una de las cuatro estaciones. Observa bien
la luz y la sombra por encima y por debajo
del ecuador, al girar la Tierra entorno a su
propio eje de rotación.
Explicación:
Una vuelta completa de la Tierra alrededor
del sol en su recorrido elíptico es lo que
nosotros vivimos como un año. Debido a la
inclinación del eje las distintas partes de la
tierra están iluminadas de distinta forma,
tanto en lo referente a la longitud del día
como en el ángulo que inciden los rayos
del sol a la Tierra.
Durante los meses de verano, el hemisferio
norte está inclinado hacia el sol. Los rayos
solares impactan en la superficie de la
Tierra con un ángulo más pronunciado que
en invierno. Esto proporciona mucha
radiación solar y energía a una
determinada superficie. Los días son largos
y la temperatura es más cálida.
Por otro lado, en invierno los rayos solares
llegan a la superficie de la Tierra más
planos. Nosotros vemos el sol como si
estuviera más bajo en el cielo. Lo rayos
planos suministran menos energía y calor y
durante menos tiempo, por lo tanto las
temperaturas permanecen más frías.
El próximo experimento te servirá para ver
estas diferencias entre verano e invierno.
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Experimento 4
Como llegan los rayos solares a
la Tierra
Materiales adicionales: una hoja de papel
blanco y una linterna
Procedimiento:
Sujeta verticalmente una hoja de papel
blanco e ilumínala frontalmente con una
linterna. Los rayos de luz crean un círculo
luminoso sobre el papel. Lo verás mejor en
una habitación oscura. Dibuja el círculo.
Sujeta la linterna en la misma posición que
antes, pero ahora ves inclinando
lentamente el papel hacia atrás. Observa
como la mancha luminosa cambia sobre la
superficie del papel. Dibuja el óvalo.
Explicación:
Cuanto mayor es la inclinación de los
rayos de luz que inciden en el papel,
mayor es la mancha luminosa. La misma
cantidad de energía se distribuye sobre
una superficie mayor.
Esto mismo sucede con los rayos del sol.
Si está alto, suministra mucha energía,
calor y luz por unidad de superficie. Si los
rayos son planos, la energía incidente por
unidad de superficie es mucho menor.
Lo que determina las distintas estaciones
es la inclinación del eje de la tierra y no
(como cree mucha gente) la distancia al
sol. En el hemisferio sur las estaciones
son exactamente las opuestas. Cuando en
el hemisferio norte es verano, en el
hemisferio sur es invierno, y viceversa.
Cuando el sol está alto, recibimos mucha
energía por unidad de superficie.
Cuando el sol está bajo
la superficie es mayor,
por lo tanto recibimos
menos energía por
unidad de superficie
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En los polos Norte y Sur, los distintos
recorridos del sol tienen grandes
consecuencias. Allí, la mitad del año no
ven brillar el sol en el horizonte. La noche
polar o el día polar duran meses.
En el ecuador la posición del sol apenas
varía en el transcurso del año.
Prácticamente no tienen estaciones y
durante todo el año el día y la noche tienen
casi la misma duración, o sea unas 12
horas.
¿Lo sabías?
Radiación solar
Seguramente habrás notado el fuerte efecto que tiene el ángulo de los rayos del sol en la temperatura a lo
largo de un mismo día. Si estás sentado al sol del mediodía en verano, rápidamente notarás demasiado
calor. Con la llegada de la tarde del mismo día, y a medida que el sol se hunde gradualmente en el
horizonte y sus rayos inciden lateralmente y no verticalmente, simplemente estarás agradablemente cálido.
Seguro que sabrás decir cual es la posición del sol, con solo observar tu propia sombra. Por la mañana tu
sombra es muy larga. Sobre el mediodía es cada vez más corta hasta que el sol alcanza su posición más
alta. Entonces casi no podrás verla. A medida que avanza el día, la sombra crece de nuevo hasta que el sol
se pone.
Verano en el
hemisferio norte: el sol
siempre brilla en el
Polo Norte
Invierno en el
hemisferio norte: el
sol nunca brilla en el
Polo Norte
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¿Lo sabías?
Zonas climáticas
La Tierra está dividida en zonas climáticas basadas en distintas condiciones climáticas. La razón de que
las condiciones climáticas no sean siempre las mismas, son debidas a los distintos grados de intensidad
de la radiación solar. Las zonas climáticas va del Polo Norte al Polo Sur, más o menos paralelas a las
líneas de latitud. Las zonas de un hemisferio vienen a ser como la imagen en un espejo de las zonas del
otro hemisferio.
Los polos presentan las mayores diferencias de temperaturas estacionales. En general el clima es muy
frío y en cualquier caso, solo supera los cero grados en verano.
Cerca del ecuador el clima se vuelve cálido. En el ecuador el tiempo es caluroso y húmedo durante todo
el año. Allí las estaciones están menos marcadas.
La mayor parte de América del norte y Europa están en la zona templada. La temperatura en esta zona
se caracteriza por tener cuatro distintas estaciones y que las diferencias entre día y noche varían
considerablemente a los largo de las estaciones. La temperatura, la humedad y las precipitaciones
también son muy variables. La zona de temperaturas puede ser dividida en muchas pequeñas zonas y
nos es igual en todas partes. El factor más importante al dividir la zona de temperaturas en pequeñas
zonas con condiciones climáticas similares es precisamente su proximidad al mar.
Zona Tropical
Zona Subtropica
Zona Templada
Zona Subpolar
Zona Pola
Ecudor
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La atmósfera terrestre
Aunque no puedas verlo, no pienses que el
aire está hecho de la nada. Cuando los
paracaidistas saltan del avión bucean en una
sustancia tal como lo hacen los buzos en el
agua. La resistencia del aire es mucho
menor que la del agua, pero el hecho de que
exista una resistencia ya nos demuestra que
el aire tiene sustancia. El aire que nos rodea
consiste en una infinidad de partículas
diminutas invisibles, átomos y moléculas,
volando por el espacio vacío
Experimento 5
¿Eres tan fuerte como el aire?
Materiales del kit: globo y pajita para
beber
Materiales adicionales: una botella de
plástico vacía.
Procedimiento:
Introduce el globo en el cuello de la botella
e intenta de hincharlo dentro de la botella.
¿Puedes conseguirlo?
Explicación:
La botella está llena de aire. A medida que
hinchas el globo crece, pero en cuanto
alcanza el mismo tamaño del cuello de la
botella, el aire del interior de la botella ya
no puede escaparse. El aire ocupa todo el
espacio en la botella y empuja con tanta
fuerza contra el globo que no eres capaz
de hincharlo en contra de la presión.
La única forma que podrás hinchar el globo
dentro de la botella es con este truco:
Debes introducir la pajita en la botella pero
más allá del globo , para que al hinchar el
globo, pueda escapar el aire de la botella.
El aire que respiramos es una mezcla de
varios gases. El principal componente es el
nitrógeno. Si pudieras capturar una
pequeña cantidad de las partículas, cuatro
de cada cinco de ellas, probablemente
serian de nitrógeno. La quinta sería de
oxígeno. Además de nitrógeno y oxígeno
en el aire encontramos gases nobles y
trazas de otros gases. Solamente una de
cada cien partículas son gases nobles. El
aire también contienen una pequeña
proporción de vapor de agua, que es la
responsable de la formación nubes y otros
fenómenos de agua.
De cada 10.000 partículas, menos de 4
serán de dióxido de carbono, debido a que
el dióxido de carbono solamente está
presente en muy pequeñas cantidades,
pertenece al grupo llamado “trazas de
otros gases”. Otros miembros de este
grupo son: metano, ozono y CFC (significa
clorofluorocarburo) de los que
seguramente habrás oído hablar.
A pesar de constituir una parte muy
pequeña parte del aire, tienen una gran
importancia para el clima. Mas adelante te
lo explicaremos en este manual.
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Todos estos gases juntos forman una fina
capa que envuelve la Tierra llamada
atmósfera. Igual que todos los objetos que
están sobre la Tierra, la atmósfera también
es atraída y mantenida en su lugar por el
campo gravitatorio terrestre. La atmósfera de
la Tierra tiene un espesor de 640 km y un
peso de unos 5 x 10 kg (es decir, un cinco
seguido de 18 ceros!!)
La atmósfera está compuesta por varias
capas. A medida que vamos ganado altura,
la densidad de las moléculas del aire (es
decir, la masa de las moléculas contenidas
en un determinado volumen de aire) es cada
vez menor.
Los 90 km inferiores de la atmósfera
tienen una composición relativamente
uniforme. La troposfera es la zona que
ocupa los 10-15 km más bajos, y es donde
se forman las nubes y suceden los
patrones climáticos. Éste grosor
comparado con el diámetro de la Tierra,
que es de 12.800 km, es tan solo una fina piel.
¿Lo sabías?
Una capa de aire protectora
Nuestra atmósfera nos protege de dos
maneras. Por un lado nos previene del
calentamiento que provocaría toda la
energía recibida del sol. Si esto llegara a
suceder, las temperaturas alcanzarían
valores demasiado altos para permitir la
existencia de la vida tal como la
conocemos. Por otro lado, la atmósfera
mantiene el calor del sol que llega a la
Tierra, evitando que sea reflejado o
radiado hacia el espacio. Si ocurriera esto,
las noches en la Tierra serían
terriblemente frías.
10 ml de gases nobles y
trazas de otros gases (9,3 ml
de argón, 0,36 ml de dióxido
de carbono y 0,34 ml de
otros gases)
210 ml de
oxígeno
780 ml de
nitrógeno
Atmósfera terrestre
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El ciclo hidrológico
Los océanos, ríos, mares y aguas subterráneas
forman la hidrosfera, la capa de agua que cubre
la Tierra. Pero solamente de refiere al agua que
se ha asentado encima y debajo de la superficie
de la Tierra, puesto que el agua también se
presenta de muchas otras formas. La forma que
probablemente conoces mejor es la lluvia que
cae del cielo y, si vives en una localidad fría, la
nieve. El agua también está contenida en el aire,
incluso aunque no la veas, está en forma de
vapor. Todas estas formas están conectadas y
crean un ciclo continuo, el ciclo natural del agua.
Vamos a ir a través del ciclo del agua. Una parte
de la lluvia que cae a la tierra, se filtra hasta las
corrientes de aguas subterráneas. Otra parte
fluye directamente en la superficie a través de
los ríos.
Las aguas subterráneas también alimentan los
ríos, vaciándose en los mares tras su largo
recorrido. Si hace calor en la superficie de la
Tierra, el agua de evapora y entra en la
atmósfera en forma de vapor de agua. Este
proceso es llamado evaporación.
El vapor de agua forma las nubes, en un
proceso llamado condensación. El agua de
las nubes cae a la Tierra en forma de lluvia o
nieve. La nieve y el hielo se funden y fruyen a
través de las aguas subterráneas , los ríos y
los océanos. A través de este ciclo, el agua
cambia sucesivamente de estado, pero nunca
se pierde.
Las nubes son trasladadas
al interior por el viento
Precipitación y
filtración
Aguas
subterráneas
Evaporación y
formación de
nubes
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Las precipitaciones son la forma más importante
de suministro de agua en la mayoría de las
regiones del mundo. La cantidad de
precipitaciones y su distribución en el tiempo
decidirá el desarrollo de los suelos y el tipo de
vegetación que ellos podrán soportar.
¿Agua en el aire? Humedad atmosférica, nubes y precipitaciones
Un metro cúbico, o 1.000 litros, de aire puede
llegar a contener 40 litros de agua evaporada o
vaporizada, es decir, agua en forma de gas.
El aire caliente es el que puede absorber la
mayor cantidad de agua. El aire, a cada
temperatura tiene un límite o grado de
saturación, más allá del cual no puede admitir
más humedad. Al llegar a este punto significa
que su humedad relativa es el 100%.
Habitualmente el aire contiene partículas muy
finas, como las diminutas partículas de polvo o
cristales de sal marina.. Si el agua contenida en
el aire sigue en aumento (o la temperatura baja)
el vapor de agua se convierte en líquido y forma
pequeñas gotas de agua alrededor de las
pequeñas partículas llamadas núcleos de
condensación. En lenguaje técnico, lo que
sucede es la condensación del agua en las
nubes o en la niebla. Las gotas de agua son tan
finas y ligeras que flotan libremente. Al ir
colisionando entre ellas, las gotas se unen,
formando gotas de mayor tamaño y más
pesadas, hasta que caen a la Tierra en forma de
gotas de lluvia.
Si el tiempo es suficientemente frío, las gotas de
las nubes se convierten en diminutos cristales de
hielo. Debido a los choques entre ellas, las gotas
de van uniendo, hasta que son grandes y
pesadas, y es precisamente este peso el que
las hace caer a la Tierra en forma de nieve.
Si los cristales de hielo se funden durante su
camino al suelo, se convierten de nuevo en
gotas de lluvia.
¿Lo sabías?
Humedad relativa
La humedad relativa. ( o humedad
relativa del aire) se mide como un
porcentaje.
Un tanto por ciento o porcentaje es un
centésima parte de un todo. Usando
porcentajes puedes expresar la máxima
cantidad de vapor de agua que contiene
el aire en un momento dado.
Si la humedad relativa es del 50% no
significa que la mitad del aire es agua.
Esta cifra significa que el aire ha
absorbido la mitad de agua, del total que
puede llegar a tener.
Dicha cantidad máxima depende de la
temperatura. El aire cliente puede
absorber más agua que el aire frío. Si
calientas el aire, sin añadir más agua, el
valor de la humedad relativa disminuirá.
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Experimento 6
Haz tus propias nubes
Materiales del kit: un recipiente de
plástico transparente
Materiales adicionales: cinta adhesiva,
agua, un termo o una jarra, una linterna,
toalla o paño
Procedimiento:
Te hará falta construir un recipiente
transparente para realizar diversos
experimentos de este kit. Para ello coge la
hoja de plástico transparente troquela.
Dóblala según muestran los dibujos.
Asegura bien los lados con cinta adhesiva
transparente para que el recipiente se
aguante de forma estable y escuadrado.
Coloca un termo vacío y sin tapón, en el
congelador durante una hora. Llena el
recipiente que has construido, hasta la
mitad con agua caliente. Coge ahora el
termo del congelador y tápalo rápidamente
con una toalla o un paño. Lleva
rápidamente el termo hasta el recipiente.
Ahora inclínalo como si trataras de verter
su contenido en el recipiente. Al hacerlo la
boca del termo debe estar casi tocando a
la superficie del agua. Observa muy de
cerca lo que ocurre en la superficie del
agua justo debajo de la boca del frasco.
¿Qué es lo que ves?
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Explicación:
El pesado aire frío del interior del termo, se
derrama sobre el aire caliente que está
sobre el agua del recipiente y lo enfría.
Cuando sucede esto, su capacidad de
absorber agua disminuye, por lo tanto una
parte del agua contenida en él se condensa
formando pequeñas nubes.. Podrás ver más
claramente estos mechones de nubes si, en
una habitación oscura, enfocas el haz de luz
de la linterna desde el lateral. Si no tienes un
termo puedes usar un frasco de mermelada.
Ponle la tapa enseguida que lo saques del
congelador y envuélvelo con un calcetín de
lana para aislarlo.
Las nubes de lluvia son especialmente
propensas a formarse cuando las masas de
aire frió se deslizan bajo las masas cálidas y
húmedas y las levantan. También sucede
cuando el aire húmedo del océano se eleva
y es enfriado por las montañas y colinas; e
incluso cuando el aire húmedo calentado
durante el día, es enfriado por la noche. Esto
es típico en las selvas tropicales.
Experimento 7
¿Cómo se forman las gotas de
Lluvia?
Materiales del kit: semiesfera, disco
negro de goma, placa de Petri
Materiales adicionales: cinta adhesiva,
sal de mesa, agua, lámpara, cucharilla,
copa o vaso
Procedimiento:
Disuelve una cucharadita de sal en una
copa o vaso con agua. Pon el recipiente
llamado placa de Petri sobre el disco negro
de goma y colócalos en una superficie
plana bajo el sol o una lámpara potente (de
60W o más). La distancia hasta la bombilla
debe ser de unos 10 cm. Llena ahora la
placa de Petri con un poco de agua salada,
justo que cubra la base. Cúbrelo con la
semiesfera transparente. Ahora, con un
trocito de cinta adhesiva debes tapar el
agujero de la esfera para tomar
mediciones y también los agujeros del eje.
Al cabo de un rato, por lo menos media
hora, el interior del domo quedará
empañado. Y se irán formando gotas, que
cada vez serán de mayor tamaño.
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Este tipo de nube en forma de yunque suele
ser un signo de tormenta
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Las gotas seguirán creciendo si mantienes la luz
a distancia para que el domo siga estando frío.
Cuando las gotas tengan el tamaño suficiente se
deslizarán por los laterales del domo. Prueba
ahora el agua de la condensación. ¿Todavía es
salada? Si tu experimento ha estado
funcionando el tiempo suficiente, se habrá
evaporado el agua totalmente y tan solo quedará
la sal en la placa Petri. Esta técnica puede ser
utilizada en situaciones de emergencia para
poder tener agua potable a partir del agua del
mar. Sin embargo ten en cuenta que el agua
evaporada y condensada carece de minerales
Explicación:
Solo el agua pura se evapora de los
océanos, dejando la sal tras de sí. El agua
condensa en el aire y se agrupa formando
grandes gotas, que eventualmente pueden
caer en forma de agua potable (lluvia). Por
ello el agua de lluvia nunca es salada,
aunque estés al lado del mar.
La evaporación no solo ocurre sobre los
cuerpos de agua, también sucede sobre la
tierra, el agua almacenada en el subsuelo, y
principalmente en las plantas. Este es el
motivo por el cual tienes que regar a menudo
el jardín en verano, cuando las temperaturas
son altas.
¿Lo sabías?
Llueve
La distribución de las masa de tierra firme
y de agua a lo largo de la Tierra determina
el régimen de lluvias. La lluvia también
viene determinada por las grandes
cadenas montañosas y las llanuras, y por
la presión.
En las zonas interiores de los continentes
prevalecen los climas secos, con las
noches y los meses de invierno fríos, y los
meses de verano calurosos.
El clima marítimo determina el tiempo en
las zonas costeras con inviernos suaves y
veranos calurosos. El clima desértico
generalmente prevalece sobre grandes
masas de tierras rodeadas por sierras
donde las nubes descargan su lluvia. . Por
ejemplo, La cadena montañosa de Sierra
Nevada en los Estados Unidos captura la
lluvia procedente del aire húmedo del
océano Pacífico, al circular hacia el este.
En el lado del océano puedes encontrar
espesos bosques y valles fértiles. En
cambio, en la vertiente este, es donde se
encuentra el cálido desierto de California.
Bastante diferente es el clima de la Sierra
Nevada española, en el sur de Andalucía
Reunión de nubes en Sierra Nevada
Formación de
nubes
Precipitación
Corriente de
aire
ascendente
Húmedo
Seco
Corriente
descendente
Disgregación de las
nubes
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Reserva de calor
Las características de una determinada área de
la superficie de la Tierra juegan un importante
papel en la evaporación y formación de nubes
en dicha zona. Por ejemplo, si está o no
cubierta de agua, cuanta vegetación hay y la
composición del suelo.
Pero la superficie de la Tierra tiene otro tipo de
impacto en el clima de la Tierra. El sol
suministra calor a la Tierra, océanos, mares y
ríos, pero también el suelo y el aire absorben el
calor solar durante el día. La cantidad de luz
solar que absorbe una determinada área está
determinada principalmente por su color. Los
objetos oscuros absorben mucho más calor que
los objetos claros, porque los claros reflejan la
luz, mientras que los oscuros la absorben.
Un experimento con tres diferentes paisajes te
mostrará que los cuerpos con distinta coloración
retienen distintas cantidades de calor.
Experimentos 8 – 10
Absorción del calor
Materiales del kit: semiesferas
transparentes, discos de paisajes (selva,
océano, hielo), termómetro, soporte del
globo, palito de madera
Materiales adicionales: cinta adhesiva,
plastilina, lámpara, reloj
Procedimiento:
Coloca el disco de la selva verde sobre el
disco de hielo blanco, juntos dorso con
dorso, desliza el disco de madera entre los
discos y asegura el montaje con unos
trocitos de cinta adhesiva a la derecha e
izquierda del palito de madera.
Pon el disco dentro de una semiesfera,
pon las dos semiesferas juntas y coloca el
montaje completo sobre el soporte del
Globo.
Sitúa el aparato completo bajo el sol
directo o bajo una bombilla de 60W o más,
de forma que el disco de hielo blanco
quede directamente iluminado. Pasa el
termómetro a través del agujero de
medición y séllalo con un poquito de
plastilina. Cierra el otro agujero también
con plastilina. Debes asegurar el extremo
del termómetro que queda fuera de la
esfera, para evitar que pueda caer y
romperse. Pon algo debajo que lo
sustente, un libro, un vaso, un taco de
madera... y si es necesario sujétalo con
plastilina o cinta adhesiva.
Lado superior
Lado inferior
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Ves anotando la hora y la temperatura
correspondiente, hasta que la temperatura se
estabilice y deje de subir. Esto puede tardar unos
10 o 20 minutos. Entonces debes retirar el
termómetro y esperar a que indique la misma
temperatura que antes de empezar el
experimento. Cuando esto suceda, gira la esfera
y repite el mismo experimento pero con el disco
de la selva.
Finalmente repite el experimento con el disco del
océano colocado sobre uno de los otros discos.
Comprueba como la superficie más oscura es la
que alcanza la temperatura más alta.
Explicación:
La energía llega a la Tierra desde el sol en
forma de radiación. La luz es la porción
visible de la radiación. Otras formas son la
radiación infrarroja (IR) y la ultravioleta
(UV), que son las responsables de las
quemaduras solares. En la Tierra, dichas
radiaciones son convertidas en otra forma
de energía llamada calor.
Este proceso de convertir la radiación en
calor es conocido como absorción. Cuanto
más oscura es una substancia mejor es su
capacidad de absorción y por lo tanto se
calienta más.
La superficie de la Tierra es realmente de
muy distintos colores. Sin embargo, Si
miras la Tierra desde una gran distancia
desaparecen las grandes diferencias de
color. Desde el espacio, los océanos
aparecen de un uniforme color azul oscuro,
las regiones heladas aparecen blancas y
los otros paisajes se ven de color amarillo,
marrón o verde oscuro.
¿Lo sabías?
La Tierra almacena energía
La mayor parte de la Tierra está recubierta
por los océanos. El agua es muy buena
para almacenar calor. La radiación solar
que incide en la superficie de los océanos
es casi absorbida en su totalidad y el calor
puede ser almacenado en el agua por un
período de tiempo mayor que en la la tierra.
Por esta razón los océanos son almacenes
gigantes de energía.
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Viento - El movimiento del aire sobre la Tierra
El aire en la atmósfera no es rígido como un
caparazón. Sus gama de movimientos va desde
una suave brisa hasta un fuerte tormenta. La
principal causa de los vientos son la diferencias
de presión entre las grandes masas de aire. Las
masas de aire están siempre intentando alcanzar
un estado en el que las presiones del aire se
igualen. Las partículas de aire de una zona con
una presión más alta (región de lata presión)
fluyen hacia una zona de presión baja (regiones
de baja presión). Piensa en este ejemplo:
Cuando 30 personas de una fiesta están en una
habitación abarrotada y se abre la puerta de la
habitación adyacente vacía, la gente
probablemente se moverá a la segunda
habitación para equilibrar el espacio.
Cuanto mayor sea la diferencia entre las
presiones de aire, más potente será el
movimiento de masas de aire y por lo tanto,
más fuerte será el viento.
¿A qué se deben estas diferencias de presión?
Las presiones de aire surgen debido al peso
de la columna de aire sobre la superficie de la
Tierra. Los cambios en la presión del aire son
causados por las diferencias de temperatura
entre las masas de aire y los movimientos de
dichas masas
La temperatura marca la diferencia
Como todos los cuerpos, el aire reacciona al ser
calentando expandiéndose. Así, si el aire es
calentado sus moléculas requieren más espacio
y su densidad disminuye. A la inversa, el
volumen de un cuerpo de aire disminuye cuando
se enfría y su densidad se incrementa. Por
consiguiente el aire frío es es más pesado que el
aire caliente, porque en el mismo volumen hay
más moléculas en el aire frío que en el aire
caliente
Experimentos 11 – 12
Aire caliente y aire frío
Materiales del kit: globo
Materiales adicionales: botella de plástico
vacía, agua
Procedimiento:
Coloca el globo alrededor de la boca de la
botella de plástico vacía (ver figura) y pon la
botella bajo el chorro de agua caliente. Al cabo
de poco el globo se expandirá.
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Podrás ver el efecto
contrario si colocas el
tapón bien apretado
en la botella vacía y
la dejas toda la noche
en el congelador. A la
mañana siguiente la
botella estará
arrugada. Guarda el
globo para otros
experimentos.
Corrientes térmicas
Si un determinado paisaje es calentado por el sol
mucho más que la zona que lo circunda, el aire
caliente subirá, porque es más ligero que el aire
más frío de su alrededor. Esto puede suceder,
por ejemplo, en los bordes de un campo de
cereales, junto a un bosque. A nivel del suelo, el
aire frío sigue el aire caliente, y a su vez se
calienta y asciende. De esta forma un túnel
constante de aire caliente ascendente. Esto se
conoce como una corriente de aire ascendente o
corriente térmica. Los pájaros y los
planeadores se aprovechan de las corrientes
térmicas para tener una elevador gratis para
subir a las alturas
Experimento 13
El aire caliente sube
Materiales del kit: conos de incienso, palito
de madera, plastilina
Materiales adicionales: un calcetín negro
de lana, encendedor, hoja de papel blanco
Procedimiento:
Coloca el calcetín negro de lana sobre una
hoja de papel blanco y déjalo durante un
cuarto de hora al sol o bajo una lámpara
Explicación:
El aire de la botella, es calentado por el agua
caliente del grifo. El aire caliente se expande y
penetra en el globo, el cual ofrece resistencia y
se tensa.
Cuando el aire se enfría su volumen disminuye.
Por ello la botella que has dejado en el
congelador, hace el vacío en su interior y sus
paredes se deforman hacia dentro.
¡ PRECAUCIÓN !
Ver las instrucciones de seguridad sobre
los conos de incienso en la página 24 de
este manual.
con bombilla de 60 W. Con la ayuda de una
pieza de plastilina, fija firmemente el extremo
plano de un cono de incienso en un palito de
madera. El palito te permitirá sostener el cono
de incienso a una distancia segura sin
quemarte los dedos y te permitirá mantener las
manos lo suficientemente alejadas para evitar
el humo arremolinado. Enciende ahora el cono
de incienso. Muévelo lentamente sobre el
papel y el calcetín de lana.
Observa bien cómo se
mueve el humo.
Luego apaga el cono
con un poco de agua
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Explicación:
El humo asciende. Sobre el papel blanco, hace
pequeños remolinos, mientras que sobre el
calcetín negro dispara brotes de humo que
suben rápidamente en línea recta.
El calcetín oscuro absorbe mucho más calor
que la superficie clara del papel también emite
más calor. El humo asciende hacia arriba con
el aire caliente de las corrientes térmicas
emanadas por el calcetín.
Los planeadores a vela se sirven de
las corrientes térmicas para ganar
altura.
Sistemas de vientos locales
Debido a que las montañas y valles tienen
diferencias de alturas y temperaturas, también
tienen diferencias en la presión del aire. Cuando
las masas del aire fluyen sobre una sierra de
montañas, las diferencias en las presiones del
aire usualmente causan lo que se conoce como
viento de otoño, que no es otra cosa que un
intercambio entre aire frío y caliente y sucede,
por ejemplo, a lo largo de las zonas costeras, en
las que la tierra es montañosa y más fría que el
mar. Dichos vientos, que son típicos de algunas
regiones, a menudo tiene nombres propios.
El mistral , por ejemplo, sopla desde los Alpes
franceses, bajando por el valle del Ródano,
hacia el Mediterráneo y es un viento muy
fuerte. A lo largo de la costa Adrática de
Croacia, el Bora sopla desde las montañas al
mar. La Tramuntana es un viento frío y
turbulento del nordeste o norte que en España
sopla sobre las costas de las Baleares y
Catalunya, desde los Pirineos. Los vientos de
otoño que soplan de noche desde las
montañas descendiendo por valles y llanuras,
se irán de nuevo a dormir en cuanto el sol brille
de nuevo.
Este árbol ha crecido de
forma inclinada debido al
viento constante.
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¡ PRECAUCIÓN !
En los experimentos siguientes aprenderás
algunas cosas sobre la circulación del aire,
lo cual es muy importante para la Tierra y
su clima. Los experimentos no son muy
fáciles y los resultados pueden ser sutiles.
No te rindas si no funciona a la primera,
mantén la calma e inténtalo de nuevo.
Para hacer visible el movimiento de las
masas de aire usarás un cono de incienso.
Deberá estar siempre presente una persona
adulta para ayudarte en estos
experimentos. Debes ser extremadamente
cuidadoso para que nadie se queme, ni
nada se incendie.
Para estar seguro, también debes tener
siempre cerca de ti un vaso con agua, para
que en caso necesario puedas apagar
rápidamente los conos de incienso. Es
necesario realizar los experimentos en una
zona bien ventilada, puesto que el incienso
crea un cierto aroma y un poco de humo.
Debes airear bien la habitación al acabar el
experimento, y / o hacerlo con la ventana
Abierta.
Si eres demasiado sensible al humo o al
olor de incienso, deja de usarlo
Inmediatamente.
Solamente necesitarás usar el incienso
durante poco rato para lograr el efecto
deseado, en cuanto lo consigas apágalo
sumergiendo inmediatamente el extremo
encendido del incienso en agua. Cuando el
incienso se seque, simplemente raspa un
poco el extremo quemado y puedes usarlo
de nuevo
Experimento 14
La caída del viento
Materiales del kit: caja del kit de
experimentos, rampa negra de la hoja
troquelada, ventana de plástico transparente,
una cazoleta de veja de té con un cubito de
hielo, una cazoleta de vela de té con agua
caliente, una cazoleta de vela de té vacía,
cono de incienso.
Materiales adicionales: tijeras,
encendedor, cinta adhesiva transparente,
pegamento, vaso de cristal, linterna, cuchillo.
Procedimiento:
Llena con agua una de las cazoletas y
colócala en el congelador. Utiliza un cuchillo
para cortar y abrir la caja a lo largo de la
línea continua de la parte posterior. Dobla
el rectángulo hacia el el interior a lo largo
de la línea de puntos. Esto formará una
abertura en la que deberás pegar la hoja
de plástico transparente a modo de
ventana. Fíjate en las ilustraciones de la
parte inferior de la página 25,
Apoya la caja en su lado más largo y
estrecho, abre la ventana doblando el lado
pequeño hacia dentro, tal como muestra
en la ilustración.
Retira la larga tira negra y el pequeño
rectángulo de la hoja de cartón troquelado
y dóblalos a lo largo de las líneas de
plegado. Primeo dobla la barra larga
longitudinalmente (las superficies negras
en el interior). Luego dobla la pequeña
parte cuadrada que sobresale como un
escalón. Observa la ilustración. Dobla el
pequeño rectángulo por la mitad y pégalo
con cinta adhesiva o pegamento debajo
del escalón cuadrado y detrás de la barra
lateral. Observa la ilustración del principio
de la pag. 25
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Los otros bordes del rectángulo y de la barra
deben de estar alineados, para que
mantengan la rampa escuadrada. El
pequeño escalón será tu depósito de hielo.
Más adelante colocarás aquí la cazoleta que
ahora tienes en el congelador.. Cuando se
haya secado el pegamento, desliza dentro
de la caja, la barra con la cazoleta llena de
hielo, hasta que la zona que contiene la
cazoleta con hielo esté descansando detrás
de la ventana de la caja. Ahora la barra
quedará aposentada de forma segura en la
parte superior y no podrá deslizarse hacia
abajo. Esta será la pendiente de tu montaña.
Cuando el agua de la cazoleta que tenias en
el congelador se haya congelado (quizás
después de una o dos horas), llena otra
cazoleta con agua caliente. Coloca la
cazoleta con hielo en la zona
correspondiente de la barra y la cazoleta con
agua caliente en el suelo de la caja, al pié de
la rampa negra, que representa la
pendiente de la montaña. Coloca ahora la
tercera cazoleta vacía y pon un cono de
incienso dentro. Para estar seguro,
asegura la cazoleta a la caja con un poco
de cinta adhesiva debajo.
Enciende el cono de incienso y cierra las
solapas de la caja con mucho cuidado para
que nada se vuelque. Ahora observa lo que
sucede a través de la venta. Podrás ver
mucho mejor los efectos en una habitación
oscura e iluminando lateralmente la
ventana.
¡ PRECAUCIÓN !
Lee todas las advertencias de la página
anterior. Ten mucho cuidado que ninguna
cazoleta con incienso, ni la caja, puedan
volcar. Cuando hayas finalizado el
experimento es mejor que antes de abrir la
caja abras una ventana, porque saldrá
mucho humo del interior de la caja. Tan
pronto como abras la caja debes apagar el
cono de incienso.
Caja del kit
Doblez en la
ventana
Rampa
Cubito
de hielo
Sección transversal
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Explicación:
Observando el humo a través de la ventana
habrás visto como el pesado aire frío fluye
por la pendiente hacia abajo. Mediante el
cubito de hielo y el agua caliente estás
haciendo una réplica en miniatura de las
relaciones que se establecen en la
naturaleza, cuando el mar actúa como un
almacén de calor, capaz de absorber una
gran cantidad de calor y guardarlo durante
mucho tiempo. En las montañas, el aire se
enfría rápidamente y se nota una notable
diferencia de temperaturas entre la fría
montaña y la calidez del valle y el mar. Al
llegar la noche el aire frío baja desde la
cima de la montaña hasta el valle,
desplazando al aire caliente que
ascenderá. Por la mañana, cuando el sol
calienta la montaña de nuevo, el viento
generalmente se calma.
Circulación Global
El aire no solamente circula en zonas
pequeñas. Si observas la Tierra de forma
global, puedes observar patrones de viento
a gran escala extendiéndose alrededor de
todo el planeta. Esto se conoce como
circulación global.
La fuente de energía de estos movimientos
del viento es, de nuevo, el sol. Al principio
has aprendido que debido a la forma
esférica de la Tierra, la radiación global del
sol disminuye a medida que te acercas a
los polos. Siendo el Ecuador donde es
mayor. Así en las áreas próximas al
ecuador el sol entrega una gran cantidad
de energía, siendo poca la que reciben los
Polos.
El aire caliente ascienden en el ecuador. Al
nivel del suelo se desarrolla una zona de
baja presión y las zonas de alta presión se
desarrollan a mucha más altura. En los
polos el aire frío y pesado se encuentra
en el suelo, formándose una zona de altas
presiones, que a su vez provoca una área
de baja presión por encima de ella. Así, el
gradiente de temperatura entre los trópicos
ecuatoriales y los polos da lugar a una
diferencia de presión, llamada gradiente
de presión, que es igualada por los
movimientos de los vientos a gran
escala. El aire caliente se mueve cerca del
suelo, desde los polos al ecuador y
asciende al llegar al ecuador. Al ascender
se enfría y se mueve a gran altura de
nuevo hacia los polos donde se hunde de
nuevo. Dichos movimientos de aire crean el
intercambio de las masas de aire del
sistema global de vientos.
En el próximo experimento podrás observar
este tipo de flujos de aire. La banda negra
corresponde al caliente cinturón ecuatorial,
mientras que los discos de hielo
representan los casquetes polares
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Circulación planetaria
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Experimento 15
El sistema global de vientos
Materiales del kit: esfera de poliestireno
blanca (completa), dos semiesferas, dos
cazoletas de luz de té, palito de madera, cono
de incienso, tres alfileres, tira de espuma de
caucho negra, pajita para beber, soporte de la
hoja troquelada, plastilina
Materiales adicionales: agua, encendedor,
lámpara, tijeras, copa de agua
Procedimiento:
La noche anterior a cuando quieras
realizar este experimento deber hacer dos
“polos” de hielo con tus cazoletas de
lámpara de té. Corta dos tramos de 2 cm
cada uno, de la pajita para beber, sella el
extremo inferior de cada trocito, con una
bola de plastilina. Asienta cada una de
ellas, en posición vertical en el centro de
una cazoleta vacía. Llena de agua las
cazoletas, hasta alcanzar unos 5
milímetros. La plastilina tiene que evitar
que el agua se meta en la pajita. Coloca
ambas cazoletas en el congelador. Debes
ser cuidadoso para que las pajitas no
hagan volcar la cazoleta.
Al día siguiente, enrolla la tira negra
alrededor del ecuador de la esfera de
poliestireno y fíjala en su sitio con un par
de alfileres. Clava ahora el palito de
madera atravesando la bola, a modo de eje
de la Tierra. Usarás el eje para girar la
esfera dentro del globo creado con las dos
semiesferas transparentes. Coloca la bola
de poliestireno con la tira negra bajo el sol
directo o bajo una lámpara de 60W o más,
para que se caliente la tira negra del
ecuador. Ves girando la bola, para que se
caliente la tira completa.
Ahora coge los dos cazoletas heladas del
congelador y saca los bloques de hielo de
las cazoletas, desliza un bloque de hielo en
cada extremo del palito de madera, de
forma que el extremo de la pajita que
sobresale apunte hacia afuera de la bola,
cuando hayas hecho esto retira la plastilina
de la caña. Los dos bloques de hielo
encajarán en las dos hendiduras de la bola
de poliestireno. Coloca tu Tierra con el
palito de madera en una de las
semiesferas. Junta la otra semiesfera
hasta que ajuste perfectamente como una
sola carcasa esférica, y coloca el conjunto
en el soporte, de forma que el eje quede
horizontal. Lo ideal es que la longitud de
las pajitas sea la suficiente para que la
esfera de poliestileno no tenga
desplazamiento lateral dentro de la
carcasa transparente.
Sección transversal
Esfera
Pajita de 2 cm
Palito
Hielo
Tira negra
Esfera de poliestireno
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A continuación cierra con plastilina el
menor de los dos taladros para mediciones.
Ahora clava un alfiler en la base de un
cono de incienso. Sujeta el extremo libre
del alfiler, enciende el incienso y mantenlo
durante unos segundos en el agujero de
mediciones que está abierto, para llenar el
interior con un poco de humo. Sujetándolo
por el extremo del alfiler para no quemarte.
¡ PRECAUCIÓN !
¡ No dejes que la punta encendida del cono
toque los bordes del agujero de
mediciones!
Lee las advertencias adicionales de la
página 24.
Espera que se inicie el flujo de aire.
Al cabo de pocos segundos, las volutas de
humo mostrarán las corrientes de aire
superiores e inferiores. Este efecto es más
fácil de observar con la luz apagada e
iluminando lateralmente con una linterna.
Cuando hayas podido observar bien las
corrientes de aire, abre la carcasa y retira
las piezas de hielo. De lo contrario se
fundirán y mojarán tu espacio de trabajo.
Guarda el montaje para el próximo
experimento.
Explicación:
El aire caliente asciende sobre la tira negra
caliente (tu ecuador). En cuanto se enfría
desciende sobre los discos de hielo.
El proceso completo da lugar a un ciclo
comparable al intercambio a gran escala,
de las grandes masas de aire alrededor de
la Tierra.
Ni el eje de la tierra ni los polos se
encuentran en realidad en posición
horizontal, como ocurre en tu experimento.
Los polos están orientados al norte y al sur
con una inclinación de 23º. Hemos
preparado este experimento con el modelo
de la Tierra “tumbado” para que puedas
hacerlo más fácilmente.
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¿Lo sabías?
¿Desde donde soplan los vientos ?
Los vientos siempre se identifican por la
dirección de la que proceden. Así un viento
del oeste procede del oeste y sopla hacia el
este. Y un viento del norte viene del norte y
sopla hacia el sur. En cambio, las rutas de
los barcos y las corrientes oceánicas se
nombran de forma opuesta, es decir, por la
dirección hacia la que se desplazan. Una
corriente oceánica del sudoeste, fluye desde
el noreste hacia el sudoeste.
Este experimento te ha mostrado como
funciona el principio de las corrientes de
aire globales. Según este principio, en el
hemisferio norte y cerca del suelo solo
tenemos vientos del norte y en el
hemisferio sur solo vientos del sur. Pero en
el experimento , hemos ignorado el hecho
de que la tierra gira alrededor de su propio
eje...
La Tierra gira de oeste a este, esto provoca
que las corrientes de aire sean empujadas
en la misma dirección del movimiento. Una
masa de aire circulando hacia el ecuador
será convertida en un viento noreste en el
hemisferio norte o sureste en el hemisferio
sur.
La fuerza responsable de ello esconocida con el
nombre de fuerza de Coriolis. A grandes
altitudes, en las regiones de latitudes bajas o
medias, entre el polo y el ecuador, también
recibimos corrientes de aire opuestas. Las causas
también son las fuerzas de Coriolis. Los vientos
son desviados de las líneas
paralelas a las de latitud en una corriente
de viento muy fuerte del oeste, llamada
corriente en chorro (jet stream, en inglés)
¿Lo sabías?
Corrientes en chorro – Jet streams
Si alguna vez has viajado en avión,
posiblemente has oído hablar del “jet
stream”. Quizá también te ha llamado la
atención que el tiempo de vuelo necesario
para llegar a destino, puede ser distinto que
el tiempo necesario para regresar. En los
vuelos de larga distancia, como los
transoceánicos entre América y Europa, el
efecto de la corriente en chorro es
claramente perceptible. En ciertas rutas
aéreas, pueden usar la corriente en chorro
como viento de cola, así consiguen una
mayor velocidad, gastando menos
combustible. Naturalmente hay que evitarla
como viento en contra. Por ello las
compañías aéreas ajustan sus rutas de
vuelo en función de la altura y la dirección de
las corrientes en chorro.
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En típico huracán tropical girando en sentido antihorario
La corriente en chorro es un viento fuerte
de bastante altitud, y que tira de las capas
bajas de aire, causando turbulencias. Esto
da lugar a zonas dinámicas de altas y
bajas presiones, que influencian la
meteorología. En los mapas
meteorológicos puedes verlas.
Las regiones de altas presiones se llaman
anticiclones, mientras que las regiones de
bajas presiones se llaman ciclones. Giran
en de manera prácticamente circular. Si los
observamos desde el espacio, los ciclones
en el hemisferio norte giran el el sentido
antihorario (contrario al de las agujas del
reloj), mientras que los anticiclones giran
en sentido opuesto.
Experimento 16
Vientos y vórtices
Materiales del kit: el montaje del
experimento anterior, una cazoleta con hielo,
pajita de bebida.
Materiales adicionales: tijeras
Procedimiento:
Para llevar a cabo este experimento
necesitas el mismo montaje que has usado
en el anterior, excepto que esta vez
deberás orientar el eje de la Tierra en
sentido vertical (o sea como la orientación
real), pero sin el polo inferior (cubito de
hielo). En lugar de él inserta un segundo
tramo de pajita sobre el palito de madera
de abajo, para que la Tierra de poliestireno
se mantenga en el centro de la carcasa
transparente. Ahora debes introducir, como
en el experimento anterior, un poco de
humo en el interior de la cubierta y esperar
a que se las volutas de humo circulen
desde abajo a arriba y regresen de nuevo.
Luego saca el cono de incienso del agujero
y apágalo con un poco de agua.
Ahora gira lentamente la Tierra sobre su
eje y observa lo que le sucede al humo.
Tendrás algunas turbulencias
correspondientes a los altos y bajos en el
actual clima a gran escala. Para evitar
reflexiones de los contornos de la cubierta
transparente, puedes apagar la luz de la
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habitación y observar lo que sucede
iluminando lateralmente con una linterna.
Explicación:
En este experimento, puedes observar la
influencia de la rotación de la Tierra o la
fuerza de Coriolis en las corrientes de aire,
Si la Tierra se detiene, las volutas de humo
irán paralelas a los ejes de rotación, de
abajo a arriba, pero si la Tierra reinicia el
giro, las volutas de humo son tiradas por él
y empiezan a arremolinarse.
Los modelos actuales de la atmósfera son fácilmente reconocibles
desde el espacio, por las formas de las nubes.
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Corrientes oceánicas
No se trata solo de masas de aire que se
mueven debido a las diferencias de
temperatura y densidad. Las masas de
agua calentadas en los océanos también
circulan hacia las zonas más frías a lo largo
varias rutas globales. Además, estas
corrientes están impulsadas por las
diferentes concentraciones de sal en el
agua. Una de las corrientes oceánicas más
potentes es la conocida como la corriente
del Golfo. Ésta empieza como una
corriente superficial en el golfo de México,
donde el Atlántico absorbe grandes
cantidades de calor de la atmósfera y la
transporta hacia el norte a lo largo de la
costa este de Norteamérica. La corriente
del Golfo continúa como la corriente del
Atlántico Norte, fluyendo más allá de
Irlanda e Inglaterra al mar de Norte
europeo. Allí el agua es enfriada por las
masas de aire del Ártico.
El agua fría es más densa y más pesada
que el agua caliente. El agua enfriada se
hunde a dos o tres kilómetros de
profundidad y empuja para regresar al mar
del Caribe. De esta manera se forma un
movimiento rotacional gigante, que lleva el
agua caliente de la superficie del golfo de
¿Lo sabías?
La Corriente del Golfo
Cada segundo la corriente del Golfo
transporta alrededor de 150 millones de
metros cúbicos de agua caliente ecuatorial
al norte y luego regresa de nuevo. Son
más de cien veces el agua de todos los ríos
del mundo juntas. Con una velocidad de
2,5 metros por segundo, la corriente del
Golfo es una de las corrientes oceánicas
más potentes del mundo. En algunas
partes es tan fuerte que los yates que
intentan navegan contra corriente no
pueden avanzar, ni tan solo con la ayuda
de un fuerte viento a favor.
México al norte de Europa y devuelve el
agua profunda una vez enfriada.
La corriente del Golfo tiene gran influencia
sobre el clima de la Europa central y deja
allí su huella en la flora y la fauna. Si no
existiera la corriente del Golfo, el promedio
de temperaturas de la región sería algunos
grados más fría. Gracias a ella es posible,
por ejemplo, que en el sur de Inglaterra
puedan crecer palmeras, que de otra forma
solo podrían vivir en países de zonas
climáticas mucho más cálidas.
corriente cálida
corriente profunda y fría
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Experimento 17
La corriente del Golfo en un
recipiente
Materiales del kit: recipiente transparente
de plástico, dos clips para papel, dos cubiletes
para velas de té con hielo, pipeta
Materiales adicionales: tinta o colorante
alimentario, lámpara, recipiente, hielo
Procedimiento:
Prepara un soporte para el cubito de hielo
doblando dos clips para papel, tal como
muestra la ilustración, de forma que la
cazoleta con el hielo encaje bien en ella.
Llena con agua varias cazoletas para velas
de té y ponlas en el congelador. Coloca
ahora el recipiente transparente dentro de
otro recipiente más ancho y poco profundo,
como por ejemplo una cacerola, cuenco o
palangana. Ponlo cerca de una lámpara de
sobremesa. Sitúa una hoja de papel blanco
debajo del recipiente transparente y
dóblala en la parte superior de atrás Te
ayudará a observar mejor el experimento
(puedes ahorrarte esto si el recipiente es
blanco por dentro).
Llena con agua un poco más de la mitad
del recipiente. Apunta la lámpara de
sobremesa al agua en uno de los extremos
del recipiente, desde una distancia de unos
pocos centímetros. Este será tu golfo de
México. Debes ser cuidadoso, el agua no
debe tocar la lámpara, bajo ninguna
Circunstancia!!
Ahora cuelga el soporte del cubito de hielo
en el extremo opuesto del recipiente, este
lado será el frío mar del Norte. Cuando
hayan transcurrido cinco minutos coloca el
cubito de hielo (sin su cazoleta). Debe
flotar. Para sacarlo de la cazoleta
manos. Has de tener preparados el
segundo y tercer cubito de hielo, porque el
hielo se funde muy rápidamente.
Añade, con la pipeta, una o dos gotas de
tinta (o de colorante alimentario) a la
superficie del agua, justo debajo de la
lámpara. Una parte puede que se hunda
hasta el fondo, pero el resto se quedará en
la superficie y se moverá hacia el “norte”,
(hacia el cubito de hielo), formando vetas
junto con la parte invisible de la corriente.
La corriente inicia su inmersión frente al
hielo y entonces fluye, desde un nivel más
profundo de regreso al “ecuador”, es decir,
al calor. Dentro de poco la tinta se
extenderá a través de la corriente total y se
volverá más transparente. Tras unos
minutos se formará una frontera clara a
media profundidad, entre la corriente que
va y la que regresa.
Esto es lo que sucede en la corriente del
Golfo. Para poder observar el ciclo mas
claramente y por completo, puedes poner
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unas gotas de tinta también en otras zonas
del recipiente. Pronto todos se moverán
por el mismo camino.
Explicación:
El agua que está bajo la lámpara es
calentada y fluye cerca de la superficie
hacia el agua fría. El agua que está bajo el
cubito de hielo se enfría y se hunde y
entonces fluye de regreso por la parte
inferior. La circulación seguirá realizándose
mientras se mantenga la diferencia de
temperaturas.
¿Lo sabías?
Navegando sumergido en la
corriente del Golfo
En 1969, el submarino Ben Franklin (PX-15)
fue a una misión de investigación para
explorar las profundidades de la corriente del
Golfo. La nave navegaba sumergida en las
costas de Florida y emergió de nuevo a unos
500 km al sur de Halifax en Nueva Escocia,
tras 30 días y 11 horas de navegación.
Durante este tiempo la nave montó la
corriente durante 2.400 km a una
profundidad de inmersión de 200 a 600
metros.
Hay otra fuerza impulsora que ayuda a
mantener este tipo de corrientes marinas:
las diferencias en la concentración de sal.
En el próximo experimento veremos como
funcionan dos mecanismos distintos.
Si tenemos dos volúmenes de agua con
distintas concentraciones de sal, el agua
intentará igualar las concentraciones por
ello se iniciará el proceso de mezcla. Este
proceso es conocido como difusión. Pero
los diferentes “pesos” (densidades) de los
dos volúmenes de agua tienen un efecto
aún más fuerte. El agua con mayor
concentración de sal tiene un mayor peso.
Cuanto mayor sea la diferencia entre las
concentraciones y densidades, mayor
necesidad tendrá el agua de igualarse y
más fuerte será la corriente.
El término general para designar este
fenómeno es el de circulación
termohalina (CTH). El término “termo” se
refiere al calor, y “halina” a la sal.
Experimento 18
La sal es como un motor
Materiales del kit: recipiente transparente
de plástico, soporte de clips para el hielo,
esponja, pipeta
Materiales adicionales: tinta o colorante
alimentario, agua, sal de mesa
Procedimiento:
Llena el recipiente transparente de plástico
con agua fría del grifo hasta el clip que
sostiene el hielo.
Disuelve una cucharadita colmada de sal
en medio vaso de agua fría.
Sumerge la esponja en esta solución
salina, escúrrela un poco (no totalmente)
para evitar que gotee. Ahora colócala en el
soporte para el hielo, de manera que
apenas toque el agua. Echa unas gotas de
tinta o colorante alimentario en algunos
puntos de la superficie del agua.
¿Puedes ver las trayectorias que dejan los
hilos de tinta?
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Explicación:
Los hilos de tinta fluyen hacia la sal. Tal
como ocurre con la temperatura, una
diferencia en la concentración de sal
causa que el agua se esfuerce en alcanzar
el equilibrio.
La concentración de agua salada en la
esponja intenta diluirse ella misma, tirando
del agua dulce hacia ella. Por otro lado el
agua salada es más pesada que el agua
dulce, por lo que se sumerge por debajo de
la esponja y se desplaza a través de la
parte inferior del recipiente. Si observas
con detenimiento, podrás ver el agua
salada descendiendo bajo el agua dulce.
Esto da lugar a una corriente circular en el
recipiente. El movimiento se detendrá en
cuanto los contenidos de sal se hayan
Igualado.
Hasta ahora has estado aprendiendo
muchas cosas acerca de la Tierra y su
clima. También has visto cuan grande es la
influencia de las temperaturas sobre la
climatología y los modelos meteorológicos.
Ahora volveremos sobre el cambio
climático y, específicamente sobre la
influencia de los humanos sobre el clima.
La influencia de los humanos sobre el clima
– El efecto invernadero
Probablemente habrás oído hablar del
efecto invernadero relacionado con el
cambio climático. A menudo se reclama
que el efecto invernadero está causado por
las personas. Pero ésta no es toda la
historia. Existe un efecto invernadero
natural que funciona en nuestro beneficio y
sin el cual no seria posible la vida en la
tierra tal como la conocemos.
El efecto invernadero natural es el
responsable de que el calor reflejado por la
superficie de la Tierra no salga fuera de la
atmósfera. En lugar de ello es absorbido
por los “gases traza” de la atmósfera,
conocidos como gases invernadero, y
también por las nubes.
Estos gases traza y nubes ceden una parte
de su energía al espacio, pero también
radian una parte de ella en dirección a la
superficie de la Tierra, que de esta forma
aprovecha de nuevo parte de este calor,
radiándolo de nuevo a la atmósfera, que a
su vez enviá de nuevo energía sobre la
Tierra, y así sucesivamente.
La acumulación de calor producido de esta
manera en la parte baja de la atmósfera es
conocido como efecto invernadero natural.
Sin él la temperatura en la Tierra sería
mucho más fría y la vida actual no sería
posible. El promedio de temperaturas sería
de -18ºC en lugar de 15ºC. ¿Bastante frío
verdad? Pues ya ves que el efecto
invernadero natural es una buena cosa.
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Desde que empezó la revolución industrial,
los humanos han incrementado las
concentraciones de los gases invernadero
naturales, como dióxido de carbono (CO2),
metano (CH4), óxido de nitrógeno (N2O,
conocido como el gas de la risa) y ozono
(O3), y se han añadido nuevos gases de
efecto invernadero en forma de CFCs. Ello
ha intensificado el efecto invernadero
dejando un notable incremento de la
temperatura en la superficie de la Tierra,
conocido como calentamiento global.
El efecto invernadero natural funciona desde
que existen la Tierra y su atmósfera, y tiene
su propio sistema de autoregulación. Las
variaciones de temperatura naturales, tanto
los incrementos como las reducciones
causadas por el efecto invernadero natural ,
solo se producen durante periodos de
tiempo muy largos. La naturaleza ya
encuentra las maneras de reaccionar y
Ajustarlas.
El efecto invernadero llamado
antropogénico (causado por actividades
humanas), que han surgido en un periodo
de tiempo extremadamente corto, es el
causante de cambios en nuestra
climatología que podrían tener serias
consecuencias que se sentirán claramente
en los próximos años y décadas. Si se
toman muy rápidamente medidas
exhaustivas contra ello, las consecuencias
podrían ser controladas a largo plazo.
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El más importante gas de efecto invernadero: Dióxido de carbono
La forma como la humanidad más ha
contribuido a cambiar la composición de la
atmósfera ha sido mediante la quema de
combustibles fósiles, como carbón, petróleo
y gas natural. El proceso de combustión
libera dióxido de carbono a la atmósfera. La
deforestación y los cambios en el uso del
suelo debido a la agricultura y la ganadería
intensivas, liberan otras importantes gases
causantes del efecto invernadero como es el
metano, haciendo de dichas prácticas otra
de las causas.
Los más grandes y más importantes
cambios en la atmósfera se refieren al
contenido en dióxido de carbono, que
también se conoce por su fórmula química:
C02. Durante los últimos 100 años, la
concentración de CO2 en la atmósfera se ha
incrementado en más de un tercio. Los
niveles actuales son los más altos de los
últimos 650.000 años. Se cree que que el
dióxido de carbono es responsable de más
de la mitad (60%) de la parte del efecto
invernadero producido por la actividad
humana. Vamos a ser los investigadores del
clima y a observar de cerca los efectos del
dióxido de carbono.
Preparación del experimento 18
Estación de mediciones climáticas
Materiales del kit: soporte de la esfera, dos
semiesferas transparentes, plastilina,
termómetro, tira espaciadora a rayas (de la
hoja troquelada)
Materiales adicionales: dos piezas de 15 x
15 cm de plástico para envolver, cinta
adhesiva.
Procedimiento:
Antes de empezar cada uno de los
experimentos 19 al 21, deberás leer toda la
explicación para tener una idea de todo el
funcionamiento, ya que una vez iniciado el
experimento tendrás que actuar con gran
Rapidez.
Tapa los pequeños agujeros para el eje de
las semiesferas con una pequeña tira de
cinta adhesiva. Retira la tira espaciadora
del la hoja troquelada y haz una anilla
cerrada uniendo los extremos con cinta
adhesiva. Corta dos cuadrados de 15 por
15 cm de plástico para envolver y estíralos,
de manera que cada uno tape la boca de
una semiesfera. Sitúa una de las
semiesferas frente a ti y coloca la anilla
espaciadora en el centro del plástico para
envolver. Ahora fija firmemente ambas
semiesferas juntas, con la anilla
espaciadora entre ellas, de forma que los
dos agujeros medidores queden al mismo
nivel y tengas dos cámaras de medición
separadas.
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Recorta el plástico de envolver sobrante
del borde de cada esfera. Coloca la esfera
en la depresión de la base, de manera que
los agujeros de medición apunten hacia
arriba. Puedes unir ambas semiesferas con
cinta adhesiva en algunos puntos. Ten
preparado el termómetro y la plastilina. Tu
estación de medición está lista.
El dióxido de carbono se produce durante
la combustión. Pero también es muy fácil
de producirlo mediante una simple reacción
química. Haremos esto porque
necesitaremos dióxido de carbono para un
experimento importante.
Inserta el termómetro en uno de los
agujeros de medición en el centro de la
cubierta de plástico. Usa un poco de
plastilina para sellar el agujero alrededor
del termómetro (mira la ilustración de la
página 40). Mientras estés realizando los
experimentos con la esfera asegúrate que
no cae. Si es necesario, realiza un soporte
para el termómetro con libros o bloques, tal
como hiciste en los experimentos 8-10.
Experimento 20
Vamos a producir CO2
Materiales del kit: globo, tapón de corcho,
Plastilina
Materiales adicionales: Levadura en polvo,
vinagre, cucharita, hoja de papel, tijeras,
pegamento
Procedimiento:
Este experimento es mejor realizarlo en el
fregadero. Hincha el globo para estirar la
goma y luego deja escapar el aire. Sella la
abertura del tapón con una pequeña bola
de plastilina y guarda el tapón preparado.
Recorta un círculo en la hoja de papel y
luego corta un radio (desde el extremo
hasta el centro). Dobla el papel sobre si
mismo a lo largo del corte y obtendrás un
embudo de forma muy sencilla. Sólo tienes
que poner un poco de cinta adhesiva para
fijarlo y luego cortar la punta del cono.
Para realizar los siguientes pasos será
mejor que te ayuden dos personas. La
primera persona deberá sostener el globo
abierto con la boca hacia arriba. La otra
persona debe usar el embudo para
introducir en el globo dos cucharaditas de
levadura en polvo.
Cortar
Cortar
doblar
Cinta
adhesiva
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Ahora, mientras la primera persona todavía
sostiene el globo abierto, la segunda
persona debe llenar con vinagre, por lo
menos, hasta la mitad del globo.
Inmediatamente se oirán sonidos de
efervescencia y silbidos procedentes del
interior del globo. También saldrá del globo
un poco de espuma, incluso burbujas.
Cierra rápidamente la boca del globo con el
tapón. Se cuidadoso para que el tapón
cierre realmente de forma hermética.
Dentro del globo se acumulará mucha
presión que podría expulsarlo.
El globo se hinchará bastante. Si esto no
sucediera, intenta añadir un poco más de
levadura o de vinagre. Es importante no
tener el globo abierto durante mucho rato ni
taparlo lentamente.
Pasa inmediatamente al siguiente
experimento.
Experimento 21
La influencia del CO2 sobre la
Temperatura
Materiales del kit: estación de mediciones,
globo lleno de CO2 del experimento anterior,
termómetro, plastilina, tubo
Materiales adicionales: Lámpara, reloj
Procedimiento:
Debes proceder a realizar inmediatamente
las mediciones con el globo hinchado.
Trabaja rápidamente.
Inserta el tubo flexible en el agujero de
mediciones libre, el otro está ocupado por
el termómetro. Sella con un aro de
plastilina el espacio que queda alrededor
del tubo. No aprietes demasiado fuerte la
plastilina para no cerrar el paso del tubo.
Ahora tienes que quitar rápidamente la
plastilina que cierra el tapón de corcho del
globo y clavar el extremo del tubo y sellarlo
con plastilina. La plastilina alrededor del
tubo tiene que formar una buena junta
estanca con el corcho, pues de lo contrario
el CO2 se escapará. El CO2 empezará
ahora a fluir a través del tubo hacia la
cámara de mediciones.
¡ PRECAUCIÓN !
El termómetro es de cristal y puede
romperse si está sometido a una presión
muy elevada.
¡Debes ser muy cuidadoso con él!
¡Podrías lesionarte!
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Agita un poco el globo, para ayudar a la
reacción que forma el CO2. Deja que el gas
siga fluyendo desde el globo hacia la
cámara de mediciones. Como el CO2 es
más pesado que el aire, descenderá al
fondo de la cámara de mediciones donde
se acumulará.
Puedes ayudar a sacar todo el CO2 del
globo, presionándolo suavemente. Al hacer
esto, procura que no entre líquido dentro
del tubo, aunque no importa si entra solo
un poquito. Cuando el globo ya esté flácido
y solo quede líquido en él, saca el tubo de
la estación de mediciones y tapa
inmediatamente el agujero con un poco de
Plastilina
Ahora tienes aire normal es una de las
cámaras de mediciones y CO2 en la otra.
En la cámara con termómetro puedes
observar como se calienta el aire normal.
Coloca el aparato bajo el sol directo o bajo
una lámpara con bombilla de 60 W situada
a unos 10-20 cm de distancia, de manera
que el plástico de envolver que separa las
cámaras quede alineado con el sol o
lámpara y las dos semiesferas reciban la
misma cantidad de luz. Ves anotando la
hora y la temperatura y espera hasta que
la temperatura de la primera cámara de
mediciones (que contiene aire normal)
haya acabado de subir y se estabilice.
Ahora inserta el termómetro en la otra
cámara de mediciones. Hazlo
rápidamente. Primero retira la plastilina
que tapa el agujero de medición, inserta el
termómetro hasta que alcance el centro de
la esfera y séllalo de nuevo con plastilina.
Ahora observa lo que le sucede a la
temperatura en la cámara llena de CO2.
Explicación:
El CO2 se calienta considerablemente más
que el aire normal. En este experimento
suelen obtenerse diferencias de
temperatura de 1,5 o 2ºC, incluso a veces
más. Este experimento revela el efecto de
la contaminación en el aire de la Tierra.
La proporción de CO2 en la atmósfera está
creciendo cada vez más. Cuanto más CO2
hay en el aire, más alta es la temperatura
de éste.
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El calentamiento global no es sólo en el aire
Junto con la atmósfera, también el agua de
toda la Tierra se calienta excesivamente. El
agua se expande al ser calentada y, como
consecuencia, se hace más ligera. La
concentración de sal disminuye, ya que la
misma cantidad de minerales queda
repartida en un mayor volumen de agua.
Otra razón que determina la disminución de
la concentración de sal en los océanos es
la invasión de agua dulce fundida,
sobretodo de Groenlandia con kilómetros
de grosor de masas de hielo. Los
investigadores ya han sido capaces de
determinar el descenso del contenido de
sal en el mar del Norte de Europa.
Pero si cambian la densidad y el contenido
de sal en el agua del mar, ésta ya no
puede sumergirse en las profundidades tan
fácilmente o en cantidades tan grandes.
Al perturbar el ciclo global de las corrientes
oceánicas tendremos consecuencias de
largo alcance para el balance energético de
la Tierra. Si la corriente del Golfo
disminuye, podría desencadenar una ola
de frío masiva en el oeste y en el norte de
Europa, que sería más severa que un
simple descenso de temperaturas. Los
científicos tienen diferentes opiniones
sobre ello y ya están intentando llegar a
predicciones más objetivas sobre lo que
podría suceder.
Experimento 22
El fin de la corriente del Golfo
Materiales del kit: experimento de la cubeta
con el soporte para el cubito de hielo
Materiales adicionales: agua, sal de mesa,
una servilleta de papel, lámpara, cubilete.
Procedimiento:
En este experimento de la corriente del
Golfo omitiremos el hielo. El ciclo seguirá
funcionando aunque más débilmente.
Llena la cubeta hasta el soporte para el
hielo con agua, en la que habrás
previamente disuelto un cucharadita rasa
de sal. Dobla una servilleta de papel o un
trozo de tejido, en varias capas formadas
por tiras de unos 3 cm por 1 cm.
Empapa la tira en agua sin sal y cuélgala
del clip de la cubeta, de forma que apenas
toque el agua.
Enciende la lámpara durante unos minutos
en el otro extremo de la cubeta, añade
unas cuantas gotas de tinta a la superficie
de agua y espera hasta que se note un
ciclo
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Iceberg derritiéndose
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Entonces, deberás verter una cucharadita
de agua dulce para que fluya a través de
las tira de papel y se filtre a través de la
superficie del agua hasta dentro de la
cubeta. Observa con atención. La corriente
se rompe. Si esto no sucede, prueba de
verter un poquito más de agua del grifo,
pero se cuidadoso para que no cree
ninguna turbulencia al verter el agua.
Explicación:
Tal como ocurre con la corriente del Golfo,
la circulación del agua en tu cubeta es un
sistema sensible que solo trabaja en unas
determinadas condiciones referentes a la
concentración de sal y temperatura. Al
añadir agua dulce y fría, el ciclo se rompe.
Consecuencias del cambio climático
En la actualidad ya pueden verse algunos
efectos del calentamiento global, como la
descongelación de glaciares, la reducción
de las tierras cubiertas por la nieve,
cambios en la meteorología y aumento del
nivel de los mares. A través de las
mediciones de temperaturas se
constata la evidencia del cambio climático.
Estos cambios en el entorno no solo
impactarán en las actividades humanas,
También tendrán graves consecuencias en
los ecosistemas alrededor de todo el
mundo.
Árbol seco
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Efectos sobre las personas
El cambio climático tendrá muchos efectos
en la humanidad. Incrementará los riesgos
de la salud debido a las altas temperaturas
del aire y el aumento de frecuencia de las
olas de calor.
Las personas mayores son particularmente
sensibles a las altas temperaturas. Algunos
investigadores predicen que cada vez más
personas morirán en verano a
consecuencia de las temperaturas
extremas. Además las plagas de insectos y
gérmenes amantes del calor se
diseminarán en regiones donde nunca
antes habían existido.
A partir del aumento de los promedios de
temperaturas globales, también se
incrementará la evaporación. Esto dará
lugar a sequías e incrementará la
frecuencia de las grandes precipitaciones.
En algunas zonas esto significará sequías
más largas y más serias que antes,
mientras que en otras zonas ocurrirán
fuertes inundaciones. El aumento de las
temperaturas del mar conducirá también a
la modificación de los patrones de las
precipitaciones y podría, por ejemplo,
conllevar sequías mucho más frecuentes y
más extremas en África.
Durante varias décadas se ha detectado
un aumento en el poder destructivo de las
tormentas tropicales y los huracanes . Esto
puede estar directamente vinculado al
aumento de las temperaturas del océano,
debido al calentamiento global y lo que
aumenta la amenaza a las personas que
residen en muchas áreas costeras.
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Destrucción tras el paso de un huracán
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Efectos en los ecosistemas
El término “ecosistema” se refiere a los
diversos hábitats de la Tierra y sus
habitantes. Hábitats tales como: bosques,
llanuras, desiertos, montañas, cuerpos de
agua, y muchos otros.
Los riegos de los ecosistemas frente al
calentamiento de la Tierra se incrementan
considerablemente según van subiendo las
temperaturas. Incrementar las temperaturas
perjudicará a determinadas especies de
animales y plantas que podrían desaparecer,
debido a que sus hábitats ya no estarán
preparados para satisfacer sus necesidades
de vida, pero otras especies saldrán
favorecidas porque encontrarán mejores
condiciones para multiplicarse en el nuevo
entorno. Con un calentamiento significativo
(se estima un incremento de 3ºC de
promedio global), ecosistemas enteros
estarían bajo la amenaza de colapso total.
Las consecuencias previstas por los
investigadores incluyen, entre otras, la
reducción de la selva tropical del Amazonas,
y el deshielo del permafrost (suelo
congelado permanentemente) en la tundra.
Además de todo lo dicho, tampoco deben
ser subestimadas las consecuencias para el
ecosistema de océanos, porque los océanos
contribuyen en gran medida al equilibrio
global. Los océanos no solo se calientan,
sino que absorben mas cantidad de dióxido
de carbono de la atmósfera. Ello
representaría una amenaza para el bienestar
de corales y otros microorganismos y dado
que dichos organismos están en la base de
la cadena alimentaria de los océanos,
significa que sustentan a los organismos
superiores, por lo que los efectos en los
ecosistemas marinos pueden ser muy
considerables, conduciendo no solo a una
brusca reducción en la diversidad de las
especies, sino también a una reducción en
la población total de peces.
En las últimas décadas los niveles de los
océanos han aumentado entre uno y dos
milímetros por año. Actualmente el
promedio es de 3 mm al año, y algunos
investigadores predicen un mayor aumento
en el futuro. Esta evolución representa una
seria amenaza a la gente que vive en las
regiones costeras. El próximo experimento
te ilustrará sobre este punto.
Experimento 23
El aumento del nivel de los
Océanos
Materiales del kit: inserto de poliestireno,
recipiente para experimentar, soporte de
cubitos de hielo, imagen costera de las hojas
troqueladas, dos o tres cubiletes con hielo
Materiales adicionales: lámpara
Procedimiento:
Prepara un par o tres de cubitos de hielo,
rellenado con agua los cubiletes para velas
de té y colocándolos en el congelador.
Coloca tu recipiente transparente en la
rampa de la bandeja de poliestireno del kit,
y luego separa la imagen costera de la
hoja troquelada y ponla debajo del
recipiente. De esta forma tendrás un
modelo esquemático de un paisaje costero
en un extremo y un paisaje helado de
Groenlandia en el otro extremo.
Llena el recipiente con agua, justo hasta
que el agua alcance la linea costera de la
imagen. Coloca ahora uno o dos cubitos
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Recipiente para experimentar
Imagen costera
Parte de la bandeja de
poliestireno del kit
Cubito de hielo en
su soporte
de hielo en su soporte del lado más
hondo del recipiente. Para acelerar la
fusión de tu “hoja de hielo”, calienta el
hielo con la lámpara.
Explicación:
La fusión de los cubitos de hielo provoca
un aumento en el nivel del agua, con lo
cual las ciudades costeras !se inundarán!
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Inundaciones en la India
Consecuencias económicas
De acuerdo con las estimaciones actuales,
las consecuencias económicas del
calentamiento climático serán
considerables. Reparar los daños de la
climatología extrema, como son los
huracanes y las inundaciones, tiene un
coste muy elevado. Al mismo tiempo, tanto
la prevención como la propia protección
frente a dichos fenómenos también cuesta
un montón de dinero.
Un aumento de sucesos como las crisis de
alimentos y de agua, especialmente en los
países en desarrollo, pueden desembocan
en graves conflictos políticos. Este será un
gran desafío y vale la pena intentar de
reducir sus consecuencias.
En definitiva es conveniente que
empecemos ya a intentar reducir el
calentamiento global, a pesar de que el
esfuerzo para lograrlo sea alto.
El costo que conllevaría dejar que el
cambio climático continúe su curso actual,
al final, todavía resultaría mucho más
caro . Pero, ¿Qué podemos hacer
nosotros?
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¿Cómo podemos proteger el clima?
Los científicos y los políticos están
trabajando duramente para averiguar cómo
podemos reducir las posibles
consecuencias del calentamiento global, o
al menos, cómo podrían ser disminuidas.
En 1997, adoptando un marco conocido
como Protocolo de Kyoto, los países
industrializados, excepto los Estados
Unidos de Norteamérica, se
comprometieron que a partir de 2005
empezarían a reducir sus respectivas
emisiones de gases de efecto invernadero.
Hasta el momento el resultado obtenido ha
sido escaso. Las concentraciones de los
gases de efecto invernadero más
significativos en la atmósfera siguen en
Aumento.
La industria debe buscar nuevas formas
para ahorrar energía y encontrar la forma
de usar las nuevas tecnologías para reducir
sus emisiones de dióxido de carbono. Las
nuevas naciones industrializadas, como
China e India, deben aprender de la
experiencia en la era industrial y trabajar
para prevenir la irreflexiva producción
desbocada, que no intenta controlar la
producción de los gases de efecto
invernadero. Desde un punto de vista
técnico, hay varias posibilidades de reducir
la producción de gases de efecto
invernadero. Las fuentes de energía
renovables pueden jugar un papel especial
al respecto.
La tecnología de las energías renovables
usa procesos que ya se están
implementado en el entorno extrayendo
de él energía para uso humano. Esto limita
considerablemente el consumo de materia
prima y la producción de gases de efecto
invernadero (potencialmente debe tender a
CERO!!). Las fuentes renovables de
energía se refieren a luz solar, calor solar,
energía eólica, energía hidráulica, biomasa
y energía geotérmica (calor almacenado en
la Tierra). Naturalmente que es caro
construir estas plantas y este tipo de
instalaciones, pero tampoco son baratas
las de las otras fuentes no renovables que
además son más contaminantes y
peligrosas. Actualmente su alto precio
todavía impide el uso generalizado de
estas nuevas tecnologías.
Aerogeneradores para la producción de electricidad
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Además de las posibilidades tecnológicas ,
cada uno de nosotros podemos contribuir
a proteger el clima ajustando nuestro
comportamiento y cambiando nuestras
pautas de consumo.
Por ejemplo, todos nosotros podemos
ahorra energía apagando las luces y los
aparatos que en un momento dado no sean
necesarios. Cuando vamos a comprar un
aparato eléctrico, como un refrigerador,
debemos escoger los modelos más
eficientes. Cuando compremos una
bombilla, tengamos en cuenta que las de
bajo consumo y sobretodo las de LED usan
mucha menos energía que una bombilla
incandescente normal.
Para muchos el uso del coche es
imprescindible, pero incluso pare recorrer
una distancia corta el coche produce
demasiado dióxido de carbono. Aquí la
mayoría de nosotros podemos hacer
mucho por el clima, usando medios de
transporte respetuosos con el medio
ambiente como los autobuses y otros
transportes públicos colectivos, o mejor
aún, circular a pié o en bicicleta. Las
bicicletas son muy divertidas, y además es
lo mejor para tu propia salud!!
Pero si realmente necesitas comprar un
automóvil, es muy importante que prestes
atención si es eficiente en su consumo de
combustible. Piensa que si conduces
rápido también gastas mucho combustible.
Cuando compres cosas, es importante dar
prioridad a productos hechos o crecidos en
nuestra propia región, pues evitan tener
que recorrer grandes distancias para
trasladarlos hasta aquí. Después de todo
el transporte de mercancías también
produce gases de efecto invernadero. Lo
mejor es comprar productos de proximidad,
es decir, que en lugar de comprar una fruta
que ha tenido de venir volando, viajando
por casi medio mundo, es mucho más
eficiente a nivel energético comprar un
fruto que ha crecido en tu misma zona.
Además será más sabroso, al ser
recolectado más maduro.
Finalmente, cada uno de nosotros puede ir
pensando como hacer el cambio a
energías renovables, pues cada vez es
más posible.
Incluso si el cambio climático ya ha
empezado, como señalan los científicos,
todos nosotros debemos intentar reducir
sus consecuencias, tanto como sea
posible. Y cada uno de nosotros tenemos
un papel que jugar en esta partida!
NOTA : Este kit esta recomendado para niños a partir de 12 años, siempre acompañado
por un adulto
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Primeros auxilios en caso de accidente
En caso de lesión pida ayuda médica inmediatamente.
1. En caso de contacto con los ojos: Debe enjuagarlos con agua abundante, si es
necesario sostenga el párpado para mantener el ojo abierto. Enjuague desde la parte
más cercana a la nariz, hacia el exterior. Solicite inmediatamente ayuda médica.
2. En caso de atragantarse: Enjuague la boca con agua y luego beba agua potable.
No provoque el vómito. Solicite inmediatamente ayuda médica.
3. En caso de inhalación: Lleve a la persona a un sitio con aire fresco (por ejemplo,
a otra habitación con la ventana abierta).
4. En caso de contacto con la piel o en caso de quemaduras: Aclare, durante 5
minutos, la zona afectada de la piel con mucha agua. A continuación cúbralo con un
vendaje. Nunca aplique aceite.
5. En caso de cortes: No los toque ni lave con agua. No aplique ungüentos, polvos ni
cosas por el estilo. Hay que aplicar una gasa estéril sobre la herida y una venda.
Cualquier objeto extraño (por ejemplo esquirlas de cristal) debe ser retirado por el
médico. Solicite el consejo del médico si siente un dolor agudo o punzante.
Si persisten los síntomas, acuda al médico sin demora. En los accidentes con productos
químicos, lleve siempre el producto químico en su envase original al acudir al médico, o
dígale el nombre completo del producto químico.
En caso de emergencia contacte con:
Teléfono del SIT (Servicio de Información Toxicológica) (España):
91 562 04 20
Teléfono centralizado para todo tipo de emergencias (toda Europa):
112
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