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LA CERÁMICA DE SAN JUAN DESDE SU CONTEXTO FÍSICO YQUÍMICO
DESDE LAS FUENTES: ACTIVIDADES DIDÁCTICAS
1ª ACTIVIDAD DIDÁCTICA: APLICACIÓN DE LA QUÍMICA EN LA INDUSTRIA
CERÁMICA
Para comprobar las aplicaciones de la química y física, que mejor manera que
estudiar la industria de nuestro entorno y próxima a nuestro centro educativo. En
esta primera actividad nos vamos a centrar en “La Cerámica Silió”. Lee
detenidamente el texto y responde a las preguntas con la búsqueda de
información si fuera necesario.
Lucio Zumel, buen conocedor de la historia de La Cistérniga, asegura que
durante siglos toda la parte de “Las Eras” parecía una laguna, por el agua
acumulada allí y que se aprovechaba para extraer barro para alimentar la
industria de materiales de construcción que ocupaban a gran parte de la
población y constituía la principal fuente de riqueza para la mayoría de sus
habitantes.
Tras muchos años de explotación, las preciadas arcillas plásticas que se
extraían de los barreros (canteras) de La Cistérniga quedaron prácticamente
agotadas, y con su desaparición también lo hicieron las numerosas fábricas
de ladrillos tan necesitadas de la mano de obra que aportaban en su día más
de 150 hombres en tareas como ENCAÑAR (introducir en el horno los ladrillos
para su cocción) DESENCAÑAR (sacar a mano los ladrillos recién cocidos),
HORNEROS, CARRETILLEROS, PEONES, CARGADORES.
Estas fábricas estuvieron trabajando durante muchos años a pleno
rendimiento en el término municipal y terrenos aledaños, y otras ubicadas en
Valladolid capital y que también extraían la arcilla de nuestros barreros, casos
de SILIÓ (fundada en 1908, con sus naves y su chimenea construidas de
ladrillo prensado perfectamente conservadas y que por exigencias
urbanísticas allá por 1975 fue trasladada a los pies del cerro SAN CRISTÓBAL
con el nombre de LA CERÁMICA).
En las canteras de La Cistérniga, N122, antigua carretera de Soria km 7,3 (a
la altura del polígono de LA MORA): podemos apreciar detalles de unidades
arcillosas y margosas.
CUESTIONES:
Define:
a- materia prima
b- arcilla
c- marga
d- barrero
Fuente:
http://lacisternigajafmon.blogspot.com/p/1-las-fabricas-de-tejas-y-ladrillos-en.html
2ª ACTIVIDAD DIDÁCTICA: COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS ARCILLAS
Lee la información que nos dan de la composición química general de las arcillas
y realiza las cuestiones:
La composición química de las arcillas está caracterizada por la presencia de
Si, Al y H2O, junto a cantidades variables de Mg, Mn, Fe, Ca, Na y K, formando
aluminosilicatos formados por Al2O3 y SiO2, Al₂ (SiO₃)₃ y otros óxidos.
CUESTIONES:
1) Haz una tabla clasificando las sustancias que aparecen en el texto de
arriba en elemento químico, compuestos y mezclas
ELEMENTO QUÍMICO COMPUESTO MEZCLA
2) Identifica los elementos químicos que aparecen en el texto en grupos o
familias según la tabla periódica
ELEMENTO QUÍMICO GRUPO O FAMILA
3) ¿De qué tipo de compuestos pueden estar compuestas las arcillas?
3ª ACTIVIDAD DIDÁCTICA: CLASIFICACIÓN DE LAS ARCILLAS
Lee los textos y realiza las cuestiones:
Fuente:
https://es.slideshare.net/iriasalas30/composicion-y-caracteristicas-de-la-arcilla
CUESTIONES:
Completa la siguiente tabla
ARCILLA COMPOSICIÓN
QUÍMICA
COLOR PUNTO DE
FUSIÓN
APLICACIONES
4ª ACTIVIDAD DIDÁCTICA: ANÁLISIS ELEMENTAL DEL COMBUSTIBLE
La técnica del análisis químico elemental permite determinar el contenido total
de carbono, hidrógeno, nitrógeno y azufre (C, H, N y S) presente en muestras
orgánicas e inorgánicas, tanto sólidas como líquidas, que no posean calcio ni
fósforo. Estos análisis permiten la determinación del contenido de estos
elementos en las muestras estudiadas, lo que es esencial para la determinación
de la composición química de los materiales. El análisis elemental de C, H, N y
S se basa en la volatilización de una muestra por combustión total en atmósfera
de oxígeno puro, liberándose los elementos a medir en forma de CO2, H2O, NOx
y SOx, respectivamente. Un proceso posterior de reducción transforma los NOx
y SOx en N2 y SO2, respectivamente. Todos los gases así formados (CO2, H2O,
N2 y SO2) son analizados cuantitativamente en un detector.
COMBUSTIBLE: CARBÓN
Tabla 4.1. Análisis elemental de carbón
1) Indica reactivos y productos en las siguientes reacciones de combustión
de la muestra de carbón, así como su estado de agregación y ajústalas:
𝐶+𝑂2 =𝐶𝑂2 (1)
𝐶+𝑂2 =𝐶𝑂 (2)
𝐶𝑂+𝑂2 =𝐶𝑂2 (3)
𝐻+𝑂2 =𝐻2 (4)
𝑆+𝑂2 =𝑆𝑂2 (5)
COMBUSTIBLE: GAS NATURAL
2) Indica reactivos y productos en las siguientes reacciones de combustión
de la muestra de gas natural, así como su estado de agregación y
ajústalas:
𝐶𝐻4 +𝑂2 =𝐶𝑂2 +𝐻2𝑂 (1)
𝐶2𝐻6 +𝑂2 =𝐶𝑂2 +𝐻2𝑂 (2)
𝐶3𝐻8 +𝑂2 =𝐶𝑂2 +𝐻2𝑂 (3)
𝐶4𝐻10 +𝑂2 =𝐶𝑂2 +𝐻2𝑂 (4)
𝐶5𝐻12 +𝑂2 =𝐶𝑂2 +𝐻2𝑂 (5)
Tabla 4.2. Composición del gas natural.
Fuente:
- Herce, C., De Capraris, B., Stendardo, S., Vedona, N., De Filippis, P., 2014.
Comparación de modelos globales de desvolatilización de carbón sub-
bituminoso mediante análisis termogravimétrico. Journal of Thermal Analysis
and Calorimetry, 117 (1), 507-516.
- Labte, 2019. (http://www.labte.es/index.php/es/2013-11-03-19-54-
23/analisiselemental; acceso 7 de mayo de 2019)
- Unam, 2019 (http://profesores.fi-
b.unam.mx/l3prof/Carpeta%20energ%EDa%20y%20ambiente/Gas%20Natural.p
df; acceso 7 de mayo de 2019)
5ª ACTIVIDAD DIDÁCTICA: PROCESOS FÍSICO-QUÍMICOS
Algunos de los procesos que tienen lugar en la fabricación de ladrillos son los
siguientes:
Tabla 5.1. Procesos físico-químicos en la fabricación de ladrillos.
1) Define: proceso físico y proceso químico
2) Escribe en qué etapas intervienen procesos físicos
3) Escribe en qué etapas intervienen procesos químicos
Fuente:
https://es.slideshare.net/papo622/ladrillera-21171957
6ª ACTIVIDAD DIDÁCTICA: DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES
En la actualidad, solamente se conserva el edificio histórico de lo que otrora fue
la “Cerámica de San Juan” y la chimenea de salida de humos, ver Figura 1.1.
Figura 6.1. Chimenea antigua Cerámica Silió.
Las chimeneas funcionan como fuentes puntuales de contaminación atmosférica,
ya que su origen es antropogénico. Para que la dispersión de los contaminantes
es necesaria una fuente de aire suficientemente grande. Se deben expulsar a
una cierta altura, para que la inmisión, es decir la concentración en el suelo sea
baja. El diseño de las chimeneas se basa fundamentalmente en:
- Cantidad másica de gases
- Temperatura salida de gases
- Tamaño de partículas evacuadas
- Tiro de la chimenea (capacidad de impulsión vertical de los
contaminantes)
Investiga empleando las TICs qué contaminantes pueden generarse durante el
proceso de cocción y cuáles son sus efectos sobre el medio ambiente, sabiendo
que la cerámica empleó como combustibles en la caldera inicialmente carbón
bajo en cenizas, después oxígeno líquido para favorecer el proceso de
combustión y por último, gas natural, aunque esta última instalación no llegó a
ponerse en funcionamiento. Determina los contaminantes que podrían generarse
para cada uno de los combustibles empleados y sus efectos nocivos en el medio
ambiente.
Fuente: Universidad Pablo de Olavide, 2019.
(https://www.upo.es/depa/webdex/quimfis/docencia/CA/Pract/Practica1.pdf;
acceso 4 de mayo de 2019)
7ª ACTIVIDAD DIDÁCTICA: TERMINOLOGÍA
En cualquier actividad industrial se genera contaminación atmosférica. En el caso
que nos ocupa, la “Cerámica de San Juan”, se dispone de una instalación de tipo
industrial que llegó a fabricar diferentes productos de tipo cerámico.
Figura 7.1. S.A. La Cerámica (anteriormente E. Silió).
Utilizando el Anexo I del BOE de 18 de octubre de 1976 sobre prevención y
corrección de la contaminación industrial de la atmósfera, define los siguientes
términos relativos a contaminación atmosférica:
- Nivel de emisión
- Nivel máximo de emisión
- Inmisión
- Nivel de inmisión
- Niebla fotoquímica o smog fotoquímico
- Humo
- Inversión térmica
- Humos pardos
- Hollín
- Suspensión
-
Fuente: BOE de 18 de octubre de 1976
(https://www.boe.es/boe/dias/1976/12/03/pdfs/A24097-24117.pdf; acceso 4 de
Mayo de 2019)
8ª ACTIVIDAD DIDÁCTICA: CONCENTRACIÓN DE CONTAMINANTES
El cierre de la fabricación de gres en la “Cerámica de San Juan” data de finales
de los años 80 o principios de los 90 como consecuencia de una fuerte
movilización vecinal, que se quejaba de la contaminación emitida por la fábrica.
No obstante, hasta 1992 no cesa la actividad de la fábrica. La concentración
máxima de contaminantes la fija el Ministerio de Industria, quedando recogida en
el BOE. En dicha época, el BOE que recogía las concentraciones máximas de
contaminantes fue:
“Orden de 18 de octubre de 1976 sobre prevención y corrección de la
contaminación industrial de la atmósfera”.
• Fecha de disposición: 18/10/1976
• Fecha de publicación: 03/12/1976
• Entrada en vigor: 4 de diciembre de 1976.
• Fecha de derogación: 30/01/2011
Datos relativos a inmisión:
Figura 8.1. Concentraciones máximas de contaminantes.
Investiga con la ayuda de las TICs si la concentración máxima permitida de los
contaminantes atmosféricos ha sufrido alguna variación respecto a la orden de
18 de octubre de 1976 con respecto a las exigencias actuales. A continuación se
dan los enlaces a los BOE correspondientes al año 1976 y 2013, que se
encuentra en vigor:
- https://www.boe.es/boe/dias/1976/12/03/pdfs/A24097-24117.pdf
- https://www.boe.es/boe/dias/2013/10/19/pdfs/BOE-A-2013-10949.pdf
9ª ACTIVIDAD DIDÁCTICA: ENERGÍA HIDRAÚLICA. UNA FUENTE DE
ENERGÍA RENOVABLE
Se denomina energía hidráulica a la energía cinética del agua en movimiento. Si
bien históricamente se aprovechaba directamente la corriente de los ríos, hoy lo
más usual es retener el agua en embalses para liberarla aguas abajo,
transformando así la energía potencial gravitatoria en energía cinética. El agua
en movimiento se utiliza para generar electricidad al hacer girar las turbinas
acoplada a generadores.
La “Cerámica de San Juan” tuvo un pequeño salto de agua en el río Esgueva,
ver Figura 4.1, que fue muy beneficioso desde un punto de vista económico, ya
que fue objeto de una compensación económica tras ser clausurado.
Figura 4.1. Desembocadura del rio Esgueva.
Sabiendo que el caudal medio del Esgueva es de 0,4 m3/s de agua, determina la
potencia del salto de agua que será de unos 3 m, suponiendo un 5% de pérdida
en la canalización y un 80% de aprovechamiento de las turbinas.
Fuente:
Santaroca, J. Desembocadura del Esgueva, 2019.
(https://jesusantaroca.wordpress.com/tag/desembocadura-esgueva/; acceso 7
mayo de 2019)
10ª ACTIVIDAD DIDÁCTICA: ARQUITECTURA INDUSTRIAL Y
NECESIDADES DE CALIDAD DEL AIRE
La “Cerámica de San Juan” muestra rasgos similares a la arquitectura industrial
de los Paises Bajos, como puede observarse en las formas escalonadas. Por
tanto, puede decirse que la “Cerámica de San Juan” es una muestra viva de la
arquitectura escalonado holandesa.
Figura 10.1. Steenfabriek Scheemda, Groningen, Paises Bajos.
Estas construcciones conservan a día de hoy un valor arquitectónico, sin
embargo, adolecían de sistemas de extracción de polvo. Actualmente, estos
sistemas permiten la captura de partículas sólidas que se encuentran en
suspensión en el ambiente. ¿Qué son las partículas PM2.5 y PM10? Indica
cuáles son los valores que se consideran adecuados para la calidad del aire en
base a partículas PM2.5 y PM10. ¿Qué otras sustancias se emplean para
determinar la calidad del aire? Para resolver esta actividad puedes emplear la
Orden TEC/351/2019, de 18 de marzo, por la que se aprueba el Índice Nacional
de Calidad del Aire:
https://www.boe.es/boe/dias/2019/03/28/pdfs/BOE-A-2019-4494.pdf
Figura 6.2 . “Cerámica San Juan”.
ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Este cuaderno de actividades didácticas es aplicable en los cursos 3º y 4º de ESO,
ya que estos contenidos se tratan en ambos cursos.
En 3º ESO, en el Bloque II “Los cambios” se tratan los siguientes contenidos:
- La química en la sociedad.
- La química y el medioambiente: efecto invernadero, lluvia ácida y destrucción
de la capa de ozono.
- Medidas para reducir su impacto.
- La reacción química. Representación esquemática. Interpretación.
Y en el Bloque IV “La energía”:
- Fuentes de energía convencionales frente a fuentes de energías alternativas.
En 4º ESO, en el Bloque III “Energía” se tratan los siguientes contenidos:
- Energías cinética y potencial. Energía mecánica. Principio de conservación.
El Bloque IV “La materia”:
- Formulación y nomenclatura de compuestos inorgánicos según las normas
IUPAC.
Y el Bloque V “Los cambios”:
- La relación entre la química, la industria, la sociedad y el medioambiente.
En concreto, este cuaderno de actividades se puede aplicar a los contenidos
referidos a reconocimiento de sustancias químicas, medio ambiente y energía que
se abordan en ambos cursos, a través de un enfoque “investigador”, debido al perfil
de las actividades propuestas. Como es evidente se utilizará el bloque del Método
Científico tanto para 3º ESO como para 4º ESO.
El cuaderno de actividades didácticas presenta una amplia variedad de ejercicios
propuestos que se pueden relacionar con los siguientes estándares de evaluación:
1º Actividad didáctica: (3º ESO)
- 5.1. Selecciona, comprende e interpreta información relevante en un texto de
divulgación científica y transmite las conclusiones obtenidas utilizando el lenguaje
oral y escrito con propiedad
- 6.1. Clasifica algunos productos de uso cotidiano en función de su
procedencia natural o sintética.
- 6.2. Identifica y asocia productos procedentes de la industria química con su
contribución a la mejora de la calidad de vida de las personas.
2º Actividad didáctica: (4º ESO)
- 2.2. Distingue entre metales, no metales, semimetales y gases nobles
justificando esta clasificación en función de su configuración electrónica.
- 3.1. Escribe el nombre y el símbolo de los elementos químicos y los sitúa en
la Tabla Periódica.
3º Actividad didáctica: (3º ESO)
- 5.1.Selecciona, comprende e interpreta información relevante en un texto de
divulgación científica y transmite las conclusiones obtenidas utilizando el lenguaje
oral y escrito con propiedad
- 6.1. Clasifica algunos productos de uso cotidiano en función de su
procedencia natural o sintética.
- 6.2. Identifica y asocia productos procedentes de la industria química con su
contribución a la mejora de la calidad de vida de las personas.
4º Actividad didáctica: (3º ESO)
- 2.1. Identifica cuáles son los reactivos y los productos de reacciones químicas
sencillas interpretando la representación esquemática de una reacción química.
- 4.1. Reconoce cuáles son los reactivos y los productos a partir de la
representación de reacciones químicas sencillas, y comprueba experimentalmente
que se cumple la ley de conservación de la masa.
- 5.1. Selecciona, comprende e interpreta información relevante en un texto de
divulgación científica y transmite las conclusiones obtenidas utilizando el lenguaje
oral y escrito con propiedad.
5ª Actividad didáctica: (3º ESO)
- 1.1. Distingue entre cambios físicos y químicos en acciones de la vida
cotidiana en función de que haya o no formación de nuevas sustancias.
- 5.1.Selecciona, comprende e interpreta información relevante en un texto de
divulgación científica y transmite las conclusiones obtenidas utilizando el lenguaje
oral y escrito con propiedad.
6ª; 7ª; 8ª; 10ª Actividad didáctica: (3º- 4º ESO)
- 5.1.Selecciona, comprende e interpreta información relevante en un texto de
divulgación científica y transmite las conclusiones obtenidas utilizando el lenguaje
oral y escrito con propiedad
- 7.1. Describe el impacto medioambiental del dióxido de carbono, los óxidos
de azufre, los óxidos de nitrógeno y los CFC y otros gases de efecto invernadero
relacionándolo con los problemas medioambientales de ámbito global.
- 8.2. Justifica la importancia de las reacciones de combustión en la generación
de electricidad en centrales térmicas, en la automoción y en la respiración celular.
9ª Actividad didáctica: (4º ESO)
- 1.1. Resuelve problemas de transformaciones entre energía cinética y
potencial gravitatoria, aplicando el principio de conservación de la energía mecánica.
- 1.2.Argumenta con espíritu crítico el grado de rigor científico de un artículo o
una noticia, analizando el método de trabajo e identificando las características del
trabajo científico