CUADRANTE 1 Producción de un ambiente de motivación vía la

CUADRANTE 1
Producción de un ambiente de motivación vía la gestión de preguntas de interés en el estudiante y en la construcción de estructuras
jerárquicas o árboles de expansión
Tiempo de desarrollo sugerido: 2 sesiones
¿Quién diría?
(…)
Aquellos que allí ves, respondió su amo, de los brazos largos, que los suelen tener algunos de casi dos leguas. Mire vuestra
merced, respondió Sancho, que aquellos que allí se parecen no son gigantes, sino molinos de viento, y lo que en ellos parecen
brazos son las aspas, que volteadas del viento hacen andar la piedra del molino. Bien parece, respondió Don Quijote, que no estás cursado
en esto de las aventuras; ellos son gigantes, y si tienes miedo quítate de ahí, y ponte en oración en el espacio que yo voy a entrar con ellos
en fiera y desigual batalla. Y diciendo esto, dio de espuelas a su caballo Rocinante, sin atender a las voces que su escudero Sancho le daba,
advirtiéndole que sin duda alguna eran molinos de viento, y no gigantes aquellos que iba a acometer. Pero él iba tan puesto en que eran
gigantes, que ni oía las voces de su escudero Sancho, ni echaba de ver, aunque estaba ya bien cerca, lo que eran; antes iba diciendo en
voces altas: non fuyades, cobardes y viles criaturas, que un solo caballero es el que os acomete. Levantóse en esto un poco de viento y las
grandes aspas comenzaron a moverse, lo cual visto por Don Quijote, dijo: pues aunque mováis más brazos que los del gigante Briareo, me lo
habéis de pagar (…)
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El ingenioso hidalgo Don Quijote de la Mancha, Miguel de Cervantes Saavedra, El mundo.es,
http://www.elmundo.es/quijote/capitulo.html?cual=8
recuperado el l 21 de julio de 2009
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¿Recuerdas este fascinante fragmento de Don Quijote de la Mancha, del afamado Miguel de Cervantes Saavedra? Seguramente sí, y por
supuesto te imaginaste los grandes molinos de viento con cara de gigantes moviéndose en tu cabeza pero te preguntarás, ¿que tiene que
ver esto con la Física?, ¿tienes alguna idea?, ¿sería acaso, que la velocidad que llevaban las aspas era de tal magnitud que al impactarse Don
Quijote con ellas, recorrería una gran distancia volando?, ¿tú que opinas?
Quizá te acercaste, aunque en realidad su relación reside en que estos molinos de viento que Saavedra retratara en su obra y que se
emplearan para moler maíz o acarrear agua ante la carencia de motores, combustibles o energéticos, fueron la base para diseñar lo que
ahora se conoce como aerogenerador, que a diferencia de los molinos son utilizados para generar energía eléctrica, uno de los objetos de
estudio de la Física.
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La característica principal, tanto del molino como del aerogenerador, es que ambos se construyeron para aprovechar la energía del
viento, solo que en la actualidad, éstos últimos son una alternativa para evitar el deterioro ambiental que se ha causado con el
funcionamiento de otras Centrales Eléctricas (Ir a lectura sobre centrales eléctricas) MANTENER COMO HIPERVÍNCULO PARA QUE LOS
ALUMNOS PUEDAN IR A LA LECTURA que se encargan de generar la tan necesaria electricidad que nos permite llevar a cabo nuestras
actividades diarias y que sería muy difícil suplir. ¿Quién diría que la energía del viento, o energía eólica, que hacía funcionar un molino es en
la actualidad una fuente para generar energía eléctrica?
Una de las muchas ventajas que trae emplear este tipo de energía es que es renovable, y por tanto no produce residuos
contaminantes, como lo hacen las Centrales Termoeléctricas, Geotermoeléctricas, Carboeléctricas y Nucleoeléctricas.
Una Central Eolo-eléctrica es una instalación, de muy grandes dimensiones, provista de una infraestructura apropiada para producir
electricidad a partir de la dinámica producida por el flujo de los vientos, y para ello utiliza los llamados aerogeneradores. Cuando entró en
funcionamiento en 1994 la primera Central en México, ubicada en el ejido de La Venta, en Juchitán de Zaragoza, Oaxaca, la velocidad del
viento alcanzaba hasta 30 m/seg., y para aprovechar dicha velocidad se instalaron 7 aerogeneradores.
INSERTAR IMAGEN DE CENTRAL EOLO-ELÉCTRICA Y PIE DE IMAGEN
La estructura de cada generador consiste en una torre tubular de 31.5 m de altura, en cuyo extremo superior se encuentran 3 álabes o aspas
con un diámetro de giro de 27 metros, las cuales se diseñaron para aprovechar la energía del viento en un rango de 5 a 25 metros por
segundo; a su vez éstos álabes se encuentran conectados a un rotor que lleva acoplado un generador eléctrico, con un cálculo de
producción de 149.6 Mw (megawatts). Cada aerogenerador tiene una capacidad de producción de 225 Kw (kilowatts), siendo su capacidad
total de 1,575 Kw, permitiendo suministrar energía eléctrica a las poblaciones oaxaqueñas de El Porvenir, Unión Hidalgo y La Venta, que en
conjunto tienen aproximadamente 2,100 viviendas. Es muy difícil imaginarlo, ¿verdad?, pero es mejor comprobarlo.
INSERTAR IMAGEN DE AEROGENERADOR Y PIE DE IMAGEN
Hasta este momento has leído un poco acerca de los aerogeneradores que se emplean como un recurso para la generación de energía
eléctrica, pero si en tus manos estuviera seguir impulsando su uso, de tal manera que las personas sean conscientes de su beneficio, ¿cómo
lo harías?
Una sugerencia es que argumentes sobre: ¿Cómo se fundamenta mediante la Física la construcción y funcionamiento de una
Central Eolo-eléctrica?
A partir de este momento trabajarán de forma colaborativa. Formen equipos de trabajo de 5 integrantes y comenten sobre qué
necesitarían saber para responder esta interrogante. Tomen en cuenta que existen diversas ramas de la Física, que hay sistemas de unidades
y magnitudes específicas, y que puede presentarse la necesidad de convertirla posibilidad y/o necesidad de convertir diversas unidades de
medida para realizar los cálculos técnicos.
Ante un problema como éste, al igual que cuando tienen alguna duda en otros temas, es necesario que recurran a fuentes de
información para tratar de ampliar su conocimiento sobre un tema; sin embargo para poder hacerlo, necesitan delimitar lo que quieren
saber. Una manera de hacerlo es planteando preguntas derivadas o secundarias, las cuales como su nombre lo indica se derivan de la
pregunta problema. Les proponemos, por ejemplo, las siguientes:
INSERTAR ELEMENTO GRÁFICO (EG) CUESTIONARIO

¿Cuáles son las ramas de la Física y cuáles de ellas intervienen para lograr que una Central Eolo-eléctrica funcione?

¿Qué fundamentos teóricos (en Cinemática, en energía) crees que tuvieron que considerar los proyectistas para elegir el lugar
adecuado para instalar la Central Eolo-eléctrica?

¿Cuáles son las propiedades de la materia y cuáles debieron ser consideradas con respecto a la estructura de la construcción de una
Central Eolo-eléctrica?

¿Qué es un Sistema de Unidades, y cuáles son los que se emplean en una Central Eolo-eléctrica?

¿Qué es una magnitud en Física, y cuáles se emplean para el establecimiento y funcionamiento de una Central Eolo-eléctrica?

¿Cuáles de ellas son magnitudes fundamentales y cuáles son derivadas?

¿Qué conversiones de unidades se necesitan llevar a cabo cuándo se habla de una Central Eolo-eléctrica?

Si fuera necesario utilizar equipos de diferente procedencia, ¿cuáles serían las más usuales?

¿Cómo se convierten 30 m/seg a Km/hr; 31,5 m. a cm; 25 metros por segundo a km/hr; 149.6 Megawatts a Kilowatts; 1,575 Kilowatts
a watts?

¿A qué magnitud corresponden los siguientes datos: 70 Kw/hr, 20 metros, 12 horas, 45º, 3 transformadores, 4 aerogeneradores?

¿A qué magnitud corresponden los siguientes datos: 150 Km/hr, 38 metros/seg., 45 kgf (kilogramos fuerza)?

Ahora, desde tu perspectiva indica: ¿cuáles son las aplicaciones actuales de dichas mediciones?

¿Cómo ha evolucionado la tecnología para lograr nuevos equipos de medición? Da algunos ejemplos.
Si ustedes tratan de contestarlas en estos momentos es muy probable que solo obtengan un primer acercamiento a lo que correcto, por ello
es importante que busquen más información. Los conceptos señalados con negritas son clave para la resolución de las preguntas. Con su
equipo realicen una lista con ellos, y traten de relacionarlos y darles un orden. Para establecer un orden o jerarquía de los conceptos, se les
sugiere que tomen en cuenta los siguientes puntos:

la idea o concepto principal

las ideas secundarias o conceptos auxiliares

Las ideas terciarias o atributos.
El número de conceptos auxiliares y de atributos que deriven es abierto, pero se sugiere no manejar demasiados, el número ideal es de tres.
También es importante tener en cuenta que el desarrollo de estas relaciones debe ser de lo general a lo particular y en orden de
importancia; definan cuál concepto es el que se considera más importante para ser tomado como el eje principal del tema que se va a
desarrollar y desde ese considerar cuáles se derivan.
Elaboren su esquema: puede ser un mapa conceptual, cuadro sinóptico o mapa mental. Si desean darle presentación, diséñenlo
posteriormente en un computador y compártanlo con los demás equipos e intercambien comentarios sobre la jerarquía y relación que
establecieron entre los conceptos.
Cápsula 1
Algunas páginas electrónicas que pueden consultar para guiarse en su construcción jerárquica son:

http://wwwfleming.cl/fleming/archivos/prganizadores%20graficos.ppt

http://www.eduteka.org/modulos.php?catx=4&idSubX=86
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Para tener una constancia del trabajo que están elaborando, armen un portafolio de evidencias, solo necesitan un fólder o sobre para
guardar los trabajos que van realizando. Con este portafolio ustedes y su profesor(a) podrán tener un control de su evaluación y aprendizaje.
Si ya tienen su sobre o fólder guarden en él su primer trabajo, es decir, el esquema que diseñaron en equipo. Si prefieren, también
pueden hacer un portafolio de evidencias electrónico.
Cápsula 2
En Google es posible crear un portafolio electrónico, solo necesitan tener una cuenta en Google. Una vez que la tengan accedan a http://www.slideshare.net/calimano/portafolioelectronico-para-estudiantes en donde encontrarán los pasos para crear uno.
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