Los niños son pura energía COMITÉ CIENTÍFICO Silvia Alderoqui Licenciada en Ciencias de la Educación egresada de la UBA. Especialización en didáctica de las ciencias sociales. Investigadora. Autora de libros sobre didáctica de las ciencias sociales. Nora Anllo Maestra Normal Superior. Maestra especializada en dificultades de aprendizaje. Especialización en las áreas de ciencias sociales y lengua. María Emma Barbería Profesora en Letras egresada de la UBA. Lexicógrafa, traductora, editora y correctora de estilo de publicaciones relacionadas con el campo educativo, las ciencias económicas y el periodismo. Evaristo Carriego Profesor de Filosofía egresado de la UBA. Posgrado en educación en la Universidad de San Andrés. Docente secundario y universitario. Investigador de FLACSO-Argentina. Ana Espinoza Licenciada en Ciencias Químicas egresada de la UBA. Doctorada en Didáctica. Docente de la cátedra Didáctica de nivel primario en la carrera de Ciencias de la Educación de la UBA. Asesora en el área de ciencias naturales. Alejandro Sruoga Ingeniero especializado en estudios y aplicación de la temática “Regulación de Empresas de Servicios Públicos Energéticos”. Profesor de posgrado en el ITBA. Ha sido Secretario de Energía y Minería de la Nación. Francesco Tonucci Investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología de la cognición del C.N.R. de Italia. Responsable del proyecto Internacional de “La ciudad de los Niños”. En la Argentina, es asesor de los consejos de niños de las ciudades de Buenos Aires y Rosario, entre otras. ÍNDICE INTRODUCCIÓN EDESUR y la escuela La energía en el desarrollo curricular Un recurso didáctico innovador Consideraciones sobre la propuesta de enseñanza PRESENTACIÓN DEL PROYECTO Materiales Concurso LA ENERGÍA Concepto de energía Formas en que se presenta La energía se transforma La electricidad en la naturaleza La tormentas eléctricas ¿Animales eléctricos? Y nosotros, las personas, ¿cómo “nos iluminamos”? Desarrollo sustentable o sostenible: un desafío para el futuro ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO 5 7 8 9 14 16 18 19 20 21 22 LA ELECTRICIDAD Una sociedad dependiente de la electricidad Uso racional y eficiente de la energía 30 33 ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO 34 LA ELECTRICIDAD DE VIAJE El recorrido desde las fuentes hasta el hogar Transporte, transformación y distribución Área de concesión de EDESUR ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO LA ELECTRICIDAD EN NUESTRA VIDA Pequeños cambios para el “gran cambio” Medidas de seguridad en el hogar 38 41 44 45 48 51 23 27 27 ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO 52 EDESUR Y LA ESCUELA El escenario actual de la producción de energía eléctrica, abierto al mercado y a los desafíos ambientales, representa para la escuela una ocasión importante para educar ciudadanos conscientes de los valores ambientales, sociales y económicos comprometidos en las decisiones que se toman en el marco energético de la vida de un país. La atención de los temas ambientales y la referencia específica a un desarrollo sustentable da cuenta de la adhesión de esta empresa de distribución de energía a los principios contenidos en el Pacto Global. El Pacto Global entre las Naciones Unidas y el empresariado mundial fue propuesto en 1999 por el Secretario General de las Naciones Unidas Kofi Annan en el Foro Económico Social de Davos, con el objetivo de salvaguardar un crecimiento económico duradero en el contexto de la globalización, mediante la promoción de un conjunto de valores universales que son considerados fundamentales para satisfacer las necesidades de la población mundial. La empresa EDESUR, convencida de que la actitud responsable del consumidor del futuro sólo se logrará con una educación seria en lo que respecta al tema energético, decide en esta oportunidad solicitar la colaboración de la escuela, ofreciendo a su vez su propia contribución a los docentes, para lograr que los alumnos adquieran conciencia de las problemáticas que están en juego, así como de las posibles soluciones que cada uno puede y debe brindar en lo que respecta a la energía. LA 5 FUERZA DEL AGUA EN UNA CATARATA EDESUR, una empresa creada en 1992, que distribuye y comercializa un servicio público esencial para la vida de las personas utilizando tecnología de última generación, brinda, a través del proyecto El viaje de la energía, un recurso didáctico que involucra a alumnos de entre 6 y 12 años, quienes, en tanto “consumidores sabios de electricidad” y conocedores de la realidad energética del país, se convierten en protagonistas del complejo sistema energético. Ello exige que la electricidad sea consumida en forma segura, eficiente y racional, pensando en las comodidades de hoy y en el bienestar de la sociedad del mañana. En lo que respecta al compromiso con el cuidado del medio ambiente, cada uno debe hacer su parte: la sociedad y quienes generan, transmiten y, distribuyen energía. A partir de su confianza en los jóvenes y en su rol de protagonistas dentro de su familia y en la sociedad, EDESUR decide contribuir mediante el presente recurso didáctico a una de las funciones más importantes de la escuela: desarrollar en los alumnos aquellas capacidades que se consideran necesarias para llegar a ser ciudadanos responsables y de pleno derecho. La electricidad es una de las formas de energía que se entremezcla con más intensidad en la vida cotidiana de hombres y mujeres. Hoy son increíbles los progresos tecnológicos que están detrás de la electricidad. Ésta se produce en grandes cantidades en lugares distantes de las grandes ciudades. Sin embargo, si bien la oferta de energía es cada vez más abundante y segura, los recursos que demanda son caros y escasos. A los docentes, empeñados en la tarea de formar a las jóvenes generaciones, EDESUR les desea un trabajo fructífero. CENTRAL COSTANERA 6 LA ENERGÍA EN EL DESARROLLO CURRICULAR La presente propuesta didáctica aborda la temática energética en tanto proyecto transversal para la Escuela Básica / Nivel Primario, y tanto la metodología como sus contenidos se encuentran presentes en las diferentes propuestas curriculares del país: (tradicionales y alternativas) para mitigar la posible contaminación en sus diferentes formas. Por otra parte, la temática de la educación para el consumo señala la utilización de bienes y servicios como aspectos constitutivos de la vida cotidiana, que implican derechos, responsabilidades y un uso racional por parte de los diferentes agentes económicos. • En el campo tecnológico, se plantea el cálculo del rendimiento del producto en directa relación con el consumo de energía. • En ciencias naturales, se promueve la comprensión de los procesos de continuidad y cambio en el medio natural, y de las interacciones entre los seres vivos y su hábitat, en relación con los intercambios y transformaciones de la materia y de la energía. • En ciencias sociales, se establecen relaciones sencillas entre las actividades económicas, el uso de los recursos naturales y las problemáticas ambientales. Al mismo tiempo se analizan situaciones concretas del entorno mediato para establecer relaciones entre ciencia, tecnología y sociedad. • En formación ética y ciudadana, a partir de los contenidos relacionados con la conciencia del valor del hábitat, se propone el reconocimiento del valor de los recursos naturales en la vida familiar y comunitaria. Dentro de esta perspectiva, el trabajo sobre el medio ambiente señala el correcto manejo de las energías Asimismo, el proyecto contempla los Núcleos de Aprendizaje Prioritarios (NAP) para la Escuela Básica / Nivel Primario: • Por un lado, refleja los contenidos relacionados con el área de Ciencias Naturales en relación con el mundo físico, donde los núcleos proponen el acercamiento a la noción de corriente eléctrica a través de la exploración de circuitos eléctricos simples y su vinculación con las instalaciones domiciliarias y la tipificación de diversas fuentes y clases de energía. • Por otra parte, en los contenidos relacionados con el área de Ciencias Sociales referidos a la organización de los espacios geográficos, los NAP proponen que el alumno tenga conocimiento de las principales condiciones ambientales de la Argentina y de América Latina, y pueda así establecer relaciones entre los principales usos y funciones de los recursos naturales con la producción de materias primas y energía. 7 UN RECURSO DIDÁCTICO INNOVADOR A través de un acceso original al conocimiento de la energía, el proyecto pone en juego la imaginación, exige sentido de responsabilidad, espíritu de iniciativa, autonomía y participación, así como el establecimiento de relaciones entre ideas y conceptos de ámbitos diferentes: las ciencias, las artes, los saberes cotidianos. El conocimiento se construye con el aporte de todos los miembros de la clase. Por este motivo, muchas actividades están pensadas para que los alumnos trabajen en grupo, adopten puntos de vista diferentes del propio, sostengan sus argumentos, se pongan de acuerdo a la hora de tomar decisiones, asuman responsabilidades conjuntas y desarrollen así su capacidad de colaboración y concertación. y relacionar la información que proporciona con situaciones prácticas y actuales de la vida cotidiana – personal y social – de los alumnos. Los alumnos podrán aprender activamente, en la exploración de un conocimiento individual y socialmente significativo, no sólo la información que contiene el material, sino el material en sí mismo, que es también un mensaje. Este material curricular incluye también a las familias, que, de este modo, podrán colaborar desde sus casas ayudando a los chicos y apoyando la tarea de la escuela y de los maestros. El material sugiere estrategias organizativas que vinculan al conjunto del equipo docente de una escuela y provoca tareas de interacción comunicativa entre alumnos de diferentes niveles educativos. La presencia de este material en la escuela representará un “pequeño acontecimiento” que podrá dar lugar a la organización de actividades conjuntas de toda la escuela: por ejemplo, podrá establecerse “una semana del uso eficiente de la electricidad” o una semana del “análisis de la energía solar”. Asimismo, El viaje de la energía fomenta la investigación en la escuela, la flexibilidad y apertura a las temáticas de la vida cotidiana, la conexión y el aprovechamiento didáctico de los recursos del entorno, el aliento a la iniciativa de los alumnos, la interrelación de diversos ámbitos de conocimiento, el protagonismo y la cooperación entre los docentes. Por otra parte, presenta un tratamiento de los temas, en los que la controversia y el conflicto están presentes en el modo de elaboración del conocimiento, y permite un empleo diferenciado en función del contexto cultural, social y ambiental de aplicación. Finalmente, el recurso didáctico El viaje de la energía es un proyecto que procura que alumnos y alumnas se sientan parte de la compleja red de relaciones entre la sociedad y la naturaleza, y tomen conciencia de que las acciones propias tienen efecto y repercuten en el ambiente. El material permite conectar con experiencias de aprendizajes realizadas fuera de la escuela 8 CONSIDERACIONES SOBRE LA PROPUESTA DE ENSEÑANZA Para aprender, un alumno necesita transitar por situaciones en las que pueda observar, describir en forma oral y escrita, interpretar datos y experimentos, anticipar, cuestionar, argumentar, así como ubicar un conocimiento en el contexto histórico y social que le dio origen. Es posible que los alumnos hayan analizado previamente situaciones relacionadas, por ejemplo, con el concepto de desarrollo sustentable, que el docente podrá retomar desde una nueva perspectiva. A saber, la tala de árboles es una necesidad vinculada a la construcción de muebles, viviendas, papel, etc., que requiere utilización de energía para el transporte, las maquinarias y el trabajo humano. En parte, la madera puede ser reemplazada por otros materiales y el papel puede ser reciclado. Como, además, los árboles contribuyen a mantener la composición del aire atmosférico y la humedad del ambiente y disminuyen la erosión de los suelos, emplear el recurso de manera sustentable implica analizar el impacto ambiental que provocan las decisiones actuales y considerar especialmente la posibilidad de reforestar en cada oportunidad que sea posible, para evitar comprometer la situación de las generaciones futuras. Entendiendo que aprender es una actividad intelectual exigente, es necesario acompañar a los alumnos ofreciendo situaciones lo suficientemente cercanas como para que puedan entenderlas, pero que a su vez constituyan un desafío. Cualquiera sea la actividad de enseñanza, el docente debería gestionar un clima de trabajo que permitiera a los alumnos expresar sus ideas con seguridad y confianza, que puedan discutirlas entre ellos, se escuchen, busquen argumentos, expresen acuerdos y desacuerdos. Entre los diferentes aspectos que contribuyen a instalar este clima, es indispensable que el docente no intervenga en cada oportunidad suscribiendo quién tiene razón y quién está equivocado. LÍNEA DE AT 9 La interpretación de gráficos constituye una actividad difícil al mismo tiempo que importante para la formación de los alumnos. Por estas razón conviene iniciar el trabajo con este modo de comunicar la información desde edades tempranas para que los alumnos se vayan familiarizando con ellos y aprendan a extraer cada vez más información en su lectura, aunque seguramente requerirán ayuda del docente. Una manera de colaborar en este sentido es hacerles calcar y recortar uno de los sectores y ponerlo sobre los otros para poder comparar su tamaño relativo. Se puede sugerir también la búsqueda de ejemplos de las diferentes maneras en que se usa la energía eléctrica en los diferentes sectores a los que refiere el gráfico circular sobre consumo eléctrico en la Argentina. Como todo gráfico circular, el esquema propuesto en este material hace referencia a proporciones y no da información sobre el total de la población. Pero, dado el nivel de escolaridad, en el material para el alumno no se dirige la atención en este sentido y sólo se orienta hacia el tamaño de los sectores para sacar conclusiones. La interpretación de un texto, situación dentro de la que se incluye la lectura de gráficos y esquemas, es, como toda actividad de aprendizaje, una construcción en la que intervienen fuertemente los conocimientos que posee el lector y las condiciones en las que se propone la lectura. Para favorecer una buena aproximación a los contenidos que se intenta enseñar, PLATAFORMA DE MT/BT 10 TURBINAS muchas veces es posible propiciar una discusión sobre esos contenidos con anterioridad al acto de lectura para que ayude a los alumnos a involucrarse en la propuesta e incluso formularse preguntas sobre los temas tratados. Conviene además que el docente intervenga durante la lectura indagando acerca de las interpretaciones que los niños realizan con la finalidad de favorecer el intercambio de ideas entre ellos y ampliar la información que desarrolla el texto. Cuando el docente propone realizar un experimento, habitualmente se espera que el alumno observe aquellos datos que servirían para concebir una explicación del fenómeno. Para quien dispone de la explicación, resulta difícil distanciarse de lo que él conoce para imaginar las interpretaciones que podría hacer un niño no familiarizado con esas ideas. Desde la enseñanza es importante entonces analizar de qué manera se propone un experimento, qué comunicarle al alumno acerca de lo que de él se espera, para que tenga oportunidad de entender hacia dónde se dirige la propuesta de enseñanza, pero no tanto como para anticiparle la respuesta para la situación que se le plantea. Atendiendo a este problema, se sugiere proponer a los alumnos el armado del circuito eléctrico sin ofrecerles la explicación para ello. De esta manera, dados los materiales, probarán si logran encender la lamparita mediante ensayo y error. Así, podrán discutir entre ellos y encontrar distintas soluciones al problema que se les plantea. 11 DE LA CENTRAL EL CHOCÓN TRABAJOS EN LÍNEA AÉREA DE AT PRESENTACIÓN DEL PROYECTO El proyecto El viaje de la energía acerca a los estudiantes al tema de la energía eléctrica a través de la comprensión del concepto de energía en tanto necesidad general de los seres vivos. Luego se analiza el viaje de la electricidad desde las fuentes hasta el hogar. Por último se aborda específicamente la temática de la energía eléctrica como recurso fundamental para nuestro bienestar. La propuesta intenta estimular a los docentes de una manera amena e interesante a tratar los contenidos correspondientes teniendo presente el objetivo, que es educar a las jóvenes generaciones en el uso racional, seguro y eficiente de la energía. El proyecto El viaje de la energía ha sido declarado de interés educativo por el Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la Nación. El material está articulado en dos niveles diferentes de acuerdo a la edad de los estudiantes. El primer nivel corresponde a alumnos de 6 a 8 años. El segundo nivel corresponde a alumnos de 9 a 12 años. Los contenidos fundamentales son idénticos, pero varían las propuestas didácticas para los docentes, así como la articulación y profundización de las temáticas y el diseño gráfico de los cuadernillos. MATERIALES El kit ofrece: • una guía para el docente, que contiene una parte temática, en la cual se desarrollan los temas principales a través de sus conceptos esenciales y se ofrecen pautas para profundizar en la información, así como esquemas gráficos, datos y sugerencias para experimentos y actividades ulteriores; una parte metodológico-didáctica con sugerencias para la conducción de la actividad y una parte operativa, que ofrece propuestas de actividades que remiten a los cuadernillos de los alumnos. • un cuadernillo para el alumno reproduce el esquema proporcionado a los docentes poniendo mayor atención en las vivencias concretas y cotidianas de los niños. Las actividades se presentan de manera atractiva y buscan despertar la curiosidad de los niños. El alumno encontrará en el cuadernillo propuestas de experimentos fáciles de realizar, curiosidades que querrá compartir con su familia, chistes y adivinanzas. • un calendario para la familia que incluirá mes a mes temas significativos tales como uso racional, seguro y eficiente de la energía. De esta forma la familia participará del proyecto sensibilizándose con la temática y podrá interactuar con los propios hijos acompañándolos en la experiencia didáctica que desarrollan en la escuela. 14 • tres afiches: 1) un esquema del proyecto, para exponer en los corredores, pasillos o espacios de uso común de la escuela, que sintetiza el recurso didáctico y, por lo tanto, el viaje de la energía; 2) un afiche igual para el aula; 3) un afiche relativo al concurso que presenta las bases y el reglamento. • un video que acompaña en el recorrido de instalaciones eléctricas y un CD-ROM que contendrá información sobre los cambios en la electricidad a lo largo de la historia e incluirá un glosario de términos y una casa virtual. El CD-ROM reproducirá además el material que reciben docentes y alumnos. 15 CONCURSO El proyecto se enriquece con un gran concurso, y se invita a todas las escuelas a participar. Se otorgarán importantes premios a escuelas, docentes y alumnos. Los alumnos podrán demostrar el nivel de conocimiento adquirido sobre el mundo de la energía eléctrica y tornarse protagonistas de un proyecto destinado a brindar información sobre la generación y la distribución de la energía eléctrica. Las obras ganadoras serán publicadas por EDESUR. Para participar en el concurso, los alumnos se dividirán en dos categorías: 6 a 8 y 9 a 12 años. El concurso representará un momento más del aprendizaje. Permitirá estimular la imaginación, aplicar lo aprendido y consolidar el trabajo en equipo. Por otra parte, posibilitará que alumnos y alumnas se conviertan en transmisores de mensajes relativos a la valorización de la electricidad, como recurso fundamental para el bienestar de las personas y el desarrollo de la sociedad. Los trabajos serán evaluados por un jurado de expertos de acuerdo con criterios relacionados con la pertinencia, el empeño, la coherencia, la creatividad y la elección de la forma expresiva. Se otorgarán premios a escuelas, docentes y alumnos ganadores. Para cada categoría habrá tres premios. PRIMER PREMIO Escuela: televisor y videograbadora Docente: computadora Curso: mochila (una para cada alumno) Autor/es: recibirán un certificado de premiación y la publicación del trabajo. SEGUNDO PREMIO Escuela: videofilmadora Docente: cámara fotográfica digital Curso: cartuchera (una para cada alumno) Autor/es: recibirán un certificado de premiación. TERCER PREMIO Escuela: equipo de música Docente: microcomponente Curso: lapicera (una para cada alumno) Autor/es: recibirán un certificado de premiación. Los trabajos deberán ser enviados al Centro de Coordinación El viaje de la energía. Maipú 645 4º “9” 2º cuerpo (C1006ACG) C. A. de Buenos Aires. La fecha límite para el envío de los trabajos será el 30 de septiembre de 2006 (fecha de correo). 16 Todos los cursos que presenten trabajos recibirán un certificado de participación. LA ENERGÍA CONCEPTO DE ENERGÍA. FORMAS EN QUE SE PRESENTA La energía es la capacidad para realizar un trabajo, un esfuerzo, una actividad. La palabra energía deriva del griego “energeia” que significa: “en acción”. No hay ningún cambio, ninguna modificación, en la que no intervenga la energía. La circulación de la sangre, la respiración, el crecimiento de los seres vivos, el pensamiento humano son procesos que la involucran. Sin ella, no sería posible la vida. El proceso, mediante el cual los organismos obtienen la energía que pueden utilizar, recibe el nombre de “respiración celular”, ya que ocurre en todas y cada una de las células. La energía se manifiesta de diferentes maneras a través de los cambios en los que interviene y es mediante sus efectos que nosotros, los seres humanos, nos contactamos con ella. Cuando observamos el recorrido de las hojas secas impulsadas por el viento, cuando encendemos un aparato eléctrico, no vemos la energía, sino los cambios producidos por ella: el movimiento de las hojas, el aparato funcionando… La energía se presenta bajo diversas formas: luz, calor, movimiento, electricidad, etc. Debido a ello recibe diferentes denominaciones. Energía lumínica: se manifiesta por medio de la luz. Energía calórica o térmica: se percibe a través de la emisión de calor. Energía química: es una forma de energía almacenada en las sustancias. Los seres vivos transforman la energía química almacenada en los alimentos para poder utilizarla en la realización de todas sus funciones. Energía mecánica: está relacionada con la posición (energía potencial) o el movimiento (energía cinética) de los objetos. • Energía potencial: es el resultado de las interacciones de un objeto con otros. Por ejemplo, un libro ubicado en el estante superior de una biblioteca tiene mayor energía potencial que si estuviera en un estante inferior, porque la interacción con el objeto Tierra es diferente en cada caso. Si un libro ubicado en un estante perdiera su apoyo, caería, y, durante el trayecto, la energía potencial se transformaría en energía cinética. El libro ubicado en el estante superior alcanzaría una mayor velocidad, una mayor energía cinética y produciría un impacto mayor al chocar contra el piso. • Energía cinética: es la energía de un cuerpo en movimiento. Energía eléctrica: se pone de manifiesto cuando, por ejemplo, se transforma en luz y calor, en un circuito eléctrico, al hacer funcionar artefactos domésticos. 18 LA ENERGÍA SE TRANSFORMA Permanentemente, a nuestro alrededor, se producen transformaciones de un tipo de energía a otro: las plantas, por ejemplo, son productoras de su propio alimento a través del proceso de fotosíntesis. Utilizan para ello la energía lumínica del Sol, presente en la clorofila, el dióxido de carbono del ambiente y el agua. Si el vegetal es, a su vez, consumido por un animal herbívoro, éste incorporará la energía almacenada en el alimento y la transformará dentro de su cuerpo al hacer todas sus actividades. PUERTO MADERO. CIUDAD AUTÓNOMA DE El desarrollo tecnológico permitió emplear la energía presente en la naturaleza y transformarla, según las necesidades de la sociedad actual, para el avance de las comunicaciones, el transporte, la medicina y la producción de bienes y servicios, como es el caso de la electricidad que se usa diariamente. BUENOS AIRES 19 LA ELECTRICIDAD EN LA NATURALEZA LA NATURALEZA ELÉCTRICA DE LA MATERIA Thales de Mileto (630-550 a. C.) descubrió que, si se frotaba una varilla de ámbar sobre una tela, la varilla atraía partículas pequeñas, como polvo, plumas o hilachas. Actualmente, se conoce que la materia está formada por unidades invisibles al microscopio, denominadas átomos. Los átomos poseen un núcleo compuesto por protones y neutrones, y una región externa, en la que otras partículas, los electrones, se mueven alrededor del núcleo. Los protones tienen carga eléctrica positiva y los electrones, negativa. Los neutrones son eléctricamente neutros. El término “electrón” proviene del griego electrón, que significa “ámbar”. TO EXPERIMEN ateriales idad de los m ic tr c le e la r ia illo. Para estud erimento senc p x e n u r a liz a aza. podemos re lo con la carc ó s e rs a d e u q ome y Tomar una bir la de plástico.) g re a n u n ié b e tam algunos (Puede utilizars y acercarla a la te a n u a tr n carcaza Frotarla co tes de que la n a n rá ve o m s se garse papelitos. Esto arán hasta pe rc e c a e s y , n toque o la regla los a ellas. 20 LAS TORMENTAS ELÉCTRICAS Mediante distintos procesos, naturales o provocados, los átomos que constituyen un material pueden ganar o perder electrones. De esta manera, el material, que normalmente es eléctricamente neutro, adquiere carga eléctrica. Cuando un material está cargado de electricidad, espontáneamente las cargas se desplazan desde el material con exceso de electrones a otro, al que le faltan. Este fenómeno ocurre durante las tormentas eléctricas. Las nubes del tipo cumulus nimbus producen descargas eléctricas. La descarga de esta energía eléctrica es el rayo, que sigue un camino y se ramifica. A su vez, produce un estruendo que es el trueno. • Durante una tormenta eléctrica, lo aconsejable es permanecer en el interior de una casa o de un edificio. • Si una persona es sorprendida en un automóvil, no debe tocar objetos metálicos, como picaportes o perillas, porque los metales son conductores de electricidad; y en caso de ser alcanzada por un rayo permitirá que éste se desplace por el camino que le opone menos resistencia hasta llegar al suelo. • Galerías o paradas de colectivos no dan la suficiente protección contra los rayos. TRAZADOR Y RAMIFICACIONES EN UNA TORMENTA ELÉCTRICA. BENJAMIN FRANKLIN (1706-1790). FILÓSOFO, POLÍTICO Y CIENTÍFICO CÓMO FUNCIONA UN PARARRAYOS Los pararrayos son aparatos cuya función es proteger construcciones y, por ende, vidas humanas. Ya que los metales son buenos conductores de electricidad, las corrientes eléctricas circulan con facilidad por ellos. Por ese motivo, los pararrayos están construidos con ese tipo de material, que favorece que las descargas eléctricas caigan y circulen por ellos, y no sobre el edificio o las estructuras que están protegiendo. El inventor del pararrayos fue Benjamin Franklin, nacido en Boston en 1706 y muerto en Filadelfia en 1790. 21 ¿ANIMALES ELÉCTRICOS? En los abismos del mar, adonde no llega la luz del Sol, viven animales que producen su propia luz por medio de órganos corporales, los cuales generan sustancias químicas que brillan. Este fenómeno se denomina bioluminiscencia y, en los ambientes aeroterrestres, puede observarse en las luciérnagas. En las profundidades oceánicas, la luz producida por algunos animales marinos es proporcionalmente superior a la de una lámpara fluorescente. El pez víbora atrae a sus presas con trescientos cincuenta lucecitas aproximadamente; el pez dragón tiene un órgano luminoso, bajo cada ojo, que usa a manera de linterna para buscar sus presas. ANIMALES 22 LUMINISCENTES Y NOSOTROS, LAS PERSONAS, ¿CÓMO “NOS ILUMINAMOS”? Desde tiempos prehistóricos, los hombres empleaban el fuego, que no sólo les servía para alumbrar sus cuevas, sino para alejar a los animales salvajes y para calentarse. Había que tener la precaución de no dejar que se apagara, ya que encenderlo nuevamente era un arduo trabajo. La antorcha permitió el traslado del fuego y la iluminación en las excursiones nocturnas. En la Antigua Roma ya se usaban velas de cera de abeja. A mediados del siglo XIX comenzó a utilizarse el petróleo con cuyos derivados, como el querosén, la iluminación llegó a muchos más hogares. Los grandes avances tecnológicos del siglo XIX trajeron la electricidad y, con ella, la practicidad y el confort para las personas. CÓMO TRANSFORMA EL HOMBRE LA ENERGÍA QUE LE BRINDA LA NATURALEZA El ser humano utiliza distintas fuentes de donde extrae la energía que necesita para protegerse del frío, hacer funcionar máquinas, autos, aviones, o iluminar sus casas y las calles. Estas fuentes pueden ser renovables o no renovables. FUENTES RENOVABLES Son aquellas que están siempre disponibles, como el Sol, o aquellas cuyo agotamiento podría evitarse si el hombre tomara conciencia de ello, como sería el caso de la leña, si se tuviese la precaución de plantar un árbol cada vez que se derriba uno. el Sol energía solar el viento energía eólica el agua energía hidráulica el mar energía mareomotriz la materia orgánica energía de biomasa el calor de la Tierra energía geotérmica 23 ENERGÍA SOLAR La principal fuente de energía de la Tierra es el Sol, ya que, además de ser indispensable para la vida en nuestro planeta, influye directa o indirectamente en todas las otras formas de energía que el hombre puede aprovechar. La energía solar se considera inagotable, a pesar de que el Sol tiene un determinado tiempo de vida estimado en 5.000 millones de años. Es una energía limpia, ya que no genera residuos ni contaminación ambiental. ENERGÍA EÓLICA Es la energía generada por los vientos. Puede transformarse en energía eléctrica mediante el uso de turbinas que funcionan accionadas por las aspas de los molinos. De manera semejante puede extraerse agua de las napas subterráneas. Aunque presenta el inconveniente de que los vientos no siempre son continuos, es una energía limpia y muy útil en zonas ventosas o en regiones aisladas adonde la electricidad no llega. La Patagonia, en nuestro país, tiene un gran potencial eólico. ENERGÍA HIDRÁULICA Es la energía proporcionada por las aguas: ríos, lagos. Se aprovecha para generar electricidad a través de la utilización de saltos o desniveles naturales o artificiales. Esta caída de agua acciona turbinas que transforman la energía hidráulica en energía eléctrica aprovechable. En la Argentina existen más de 70 centrales hidroeléctricas en funcionamiento que participan del consumo total de todo el país con el 12,1%. Los complejos más importantes son: El Chocón-Cerros Colorados, en Neuquén y Río Negro; Futaleufú, en Chubut; El Nihuil, en Mendoza. ENERGÍA MAREOMOTRIZ Aprovecha la diferencia de altura producida por las mareas para generar electricidad. Constituye un tipo de energía muy limpia. ENERGÍA DE BIOMASA Es la generada cuando se emplean como combustibles la leña, los productos de la caña de azúcar, los residuos de animales, los residuos de vegetales, etc. Las cenizas de los residuos vegetales también pueden ser empleadas como fertilizantes. ENERGÍA GEOTÉRMICA Es la energía calórica acumulada en el centro de la Tierra. En algunas partes del mundo se utiliza para generar electricidad. En ciertas zonas, el agua subterránea pasa sobre las rocas calientes que están bajo la superficie terrestre y se origina vapor. Éste se recoge en la superficie y se usa para mover las turbinas que generarán energía eléctrica. Nuestro país tiene un potencial considerable para utilizar este recurso. 24 FUENTES NO RENOVABLES gas - carbón – petróleo Las fuentes no renovables son aquellas que tardan muchísimos años uranio en formarse y no se regeneran. ENERGÍA FÓSIL Si el hombre las utiliza en exceso, no hay CARBÓN PETRÓLEO posibilidad de recuperarlas Es un combustible fósil y sólido, formado en el período carbonífero de la Era Primaria a partir de la materia orgánica de los bosques. energía fósil energía nuclear Es un combustible fósil y líquido, surgido de la mezcla de hidrocarburos (compuestos de carbono e hidrógeno) de los restos de organismos y de gran cantidad de impurezas. También puede acarrear problemas ambientales por la liberación de dióxido de carbono al ambiente, cuando es utilizado como fuente energética, debido a que debe ser empleado en combustión. Es el principal recurso energético usado en el mundo, tanto para los transportes como para la industria. Mundialmente, ya no es un recurso abundante. Las reservas comprobadas en la Argentina alcanzarían para 10 años. GAS NATURAL Se encuentra en los yacimientos en forma gaseosa y está compuesto, principalmente, por metano. Se utiliza, mayormente, como combustible en la generación de electricidad. El impacto ambiental que produce es menor que el del petróleo y que el del carbón. Las reservas comprobadas en la Argentina alcanzarían para 10 años. El gas de yacimientos, el carbón y el petróleo son combustibles fósiles. Se denominan así porque El 80 % de su las sustancias que los producción se destina componen se produjeron a la generación termoeléctrica. en la corteza terrestre a partir de restos Sin embargo, de organismos puede acarrear problemas ambientales que vivieron hace por la emisión de dióxido millones de años. de carbono, de dióxido Estas sustancias tienen de azufre y de cenizas que llegan a la atmósfera. la propiedad de entrar en combustión con el oxígeno. En nuestro país, las principales reservas de gas y petróleo se encuentran en las provincias de La Pampa, Mendoza, Neuquén y Río Negro. FUENTE: CUADERNILLO DE ILUMINACIÓN EFICIENTE (FUNDACIÓN ECOLÓGICA UNIVERSAL). Extraer la energía de estos recursos, además del desgaste ambiental que produce, implica la construcción de obras de gran importancia, que si no se desarrollan responsablemente, pueden afectar el ambiente. 25 ENERGÍA NUCLEAR El término “nuclear” hace referencia al núcleo de los átomos. El núcleo del átomo de un tipo particular de uranio libera una enorme cantidad de energía. Un kilo de uranio posee la energía de 100 toneladas de carbón. TORRE La energía nuclear es la fuente energética de mayor poder, pero no la más rentable. Sus dos problemas principales son: • genera desechos radiactivos de larga duración. • necesita controles para prevenir potenciales accidentes. DE ENFRIAMIENTO DE AGUA DEL CIRCUITO DE REFRIGERACIÓN 26 DESARROLLO SUSTENTABLE O SOSTENIBLE: UN DESAFÍO PARA EL FUTURO El ser humano necesita explotar los recursos provenientes de la naturaleza, pero debe tomar conciencia de la necesidad de hacerlo de una forma racional que garantice la sustentabilidad del ambiente. en las que el conocimiento y el desarrollo tecnológico se utilicen para minimizar los impactos ambientales. Desarrollo sustentable: es el que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades (Comisión Brundtland, 1987). Debe cumplir con tres objetivos para ser definido como tal: crecimiento económico, equidad social y conservación de recursos. Sustentabilidad: es la posibilidad que tiene la sociedad de elevar la calidad de vida de sus miembros, promoviendo el menor impacto ambiental y el uso racional de los recursos, teniendo en cuenta el futuro. Esto requiere decisiones políticas ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO A través de la lectura de los textos y de las actividades presentadas, se espera que los niños se aproximen a la comprensión del concepto de energía, mediante el reconocimiento de los distintos tipos de energía y sus transformaciones, y de las fuentes de energía presentes en la naturaleza. Las actividades pueden realizarse en forma individual o grupal, según el criterio del docente. TRABAJO PARA DETECTIVES Se espera que, en forma oral o escrita, en grupos o individualmente, los niños puedan establecer relaciones de causa-efecto respecto de la situación planteada: el ventilador gira por causa de la energía eléctrica, la energía del viento generado por el ventilador desparramó los papeles e hizo rodar el lápiz, la silla elevó la temperatura debido a la energía calórica del sol, etc. 27 Puede pedírseles, también, que ejemplifiquen otros efectos producidos por la energía, que observen en sus actividades cotidianas, y elaboren registros sencillos a partir de ello. ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO RESPUESTAS A LAS ADIVINANZAS de la barcaza permite suponer que hay viento, lo mismo sucede con el humo que se ve en el fondo de la primera obra. En las pinturas propuestas para el segundo ciclo puede guiarse a los alumnos con preguntas referidas a las sombras de los personajes, al vuelo de las aves, a la carreta tirada por caballos que se ve sobre el puente, etc. El análisis de los detalles y el planteo de situaciones hipotéticas permitirán a los niños realizar inferencias relacionadas con el contenido propuesto. El rayo y el viento. OBSERVACIÓN DE OBRAS DE ARTE Mediante la observación de estas pinturas se espera que los niños puedan reconocer o predecir los distintos tipos de energía presentes en las situaciones representadas. Puede ser útil inducirlos a relacionar los tipos de energía que descubran en los cuadros con el concepto de desarrollo sustentable. En las pinturas presentadas para el primer ciclo aunque no aparezca el sol, por ejemplo, se puede inducir a los niños a sacar conclusiones basándose en las sombras de los objetos y personajes, preguntándoles si es de día o de noche, etc. En la pintura de Van Gogh, la posición de la bandera SOLUCIÓN DEL ACERTIJO ¿Qué se necesitaría para que cinco personas no se mojaran con un solo paraguas? QUE NO LLOVIERA. 28 LA ELECTRICIDAD UNA SOCIEDAD DEPENDIENTE DE LA ELECTRICIDAD Habitualmente no nos detenemos a pensar en el proceso que se genera ni en los elementos que intervienen cuando encendemos la luz de nuestra casa, cuando nuestra heladera está funcionando o cuando utilizamos un electrodoméstico. La sociedad actual no puede prescindir de la electricidad: la industria, el trabajo, las actividades recreativas, la medicina, la producción y la conservación de los alimentos dependen de ella. Es imprescindible entonces que la energía eléctrica llegue a los lugares donde será consumida, y, para que esto ocurra, es necesario que los sistemas de distribución se ubiquen en un lugar cercano a aquél donde se encuentra la población usuaria. CORRIENTE ELÉCTRICA Al hablar sobre la naturaleza eléctrica de la materia, mencionamos que los elementos de la naturaleza están compuestos por átomos que poseen una región externa con partículas denominadas electrones. Los electrones se pueden desplazar de un átomo a otro, incluso entre materiales diferentes, formando corrientes eléctricas que recorren miles de kilómetros por segundo. La corriente eléctrica es un flujo de electrones que circulan a lo largo de un conductor. Su intensidad se mide en Amperes. Se produce por la diferencia de tensión (potencial) entre dos puntos. La tensión, denominada comúnmente voltaje, se mide en Volts o voltios, y en nuestros hogares es de 220 V. Todos los materiales conocidos, en mayor o menor grado, permiten el flujo de corriente eléctrica a través de ellos. Sin embargo, en todos los casos, también presentan una resistencia al paso de dicha corriente. Mientras menos resistencia eléctrica presente un material, se considera un mejor conductor y mientras más resistencia presente, será un mejor aislante. Los mejores conductores de electricidad son los metales, como el oro, la plata, el cobre o el aluminio, y los mejores aislantes son el vidrio y algunos materiales sintéticos. Entre los dos extremos, están todos los otros materiales que conocemos y su conductividad o resistencia puede variar, dependiendo de muchas condiciones. Por ejemplo, el agua salada es mucho mejor conductor que el agua pura, la arcilla es mejor conductor que la arena y la piel humana es mejor conductor cuando está húmeda. Existen dos tipos de corriente eléctrica: continua y alterna. La corriente eléctrica continua es aquella cuyo sentido de circulación permanece invariable. Es el caso de los circuitos eléctricos más sencillos, y en lo que respecta a los equipos domésticos, generalmente los de menor tamaño; por ejemplo, los que se utilizan en el diseño de una linterna o un reproductor de CD. Se trata de una circulación de electrones, impulsada por la energía que aporta la pila que fluye en un solo sentido. La corriente eléctrica alterna, que es diferente de la corriente continua porque cambia de sentido una determinada cantidad de veces por segundo, es la que se utiliza en los sistemas 30 de distribución de la Argentina, debido a la mayor facilidad con la que se puede transportar en virtud de las diferentes tensiones en la que puede ser transformada. El cambio de sentido de la corriente alterna se denomina frecuencia y en la Argentina es de 50 veces por segundo. Cualquier equipo que es conectado a la red eléctrica produce un “consumo” energético que el medidor instalado en nuestros domicilios contabiliza y luego factura a los usuarios. Amperio: Unidad de intensidad de la corriente eléctrica. Vatio: Unidad de potencia que cuantifica la cantidad de energía que fluye por unidad de tiempo. Kilovatio: Medida de potencia equivalente a mil vatios. Kilovatio-hora: Medida de energía equivalente a la transferida cuando fluye un kilovatio durante una hora. Voltio: Unidad de potencial eléctrico. Diferencia de potencial entre dos puntos. LÍNEA AÉREA DE AT Cuando se genera, se transmite o se usa electricidad, se crean campos electromagnéticos. Éstos son inherentes al fenómeno eléctrico. Sus efectos pueden comprobarse si se arma un circuito eléctrico simple y se le acerca una brújula. La aguja de ésta se moverá y permitirá deducir que en las cercanías del cable se ha creado un campo electromagnético (CEM). La intensidad del CEM disminuye a medida que nos alejamos del artefacto eléctrico, como podrá comprobarse si se aleja la brújula del circuito eléctrico. Los campos eléctricos están presentes siempre aunque no haya consumo. Los campos magnéticos dependen del consumo, o sea que requieren que haya flujo. Los campos magnéticos se propagan en forma de ondas. Cuanto menor es la longitud de onda, mayor es la frecuencia de su propagación y mayor, la energía que posee el campo. Los rayos X, por ejemplo, tienen frecuencias muy altas, tanto es así que pueden dañar 31 el material genético; en cambio, los campos que crea la energía eléctrica, no. La Tierra también produce CEM, pero en forma de corriente continua. Se cree que esta corriente eléctrica se origina en los estratos más profundos del planeta. Durante las tormentas es común que se produzcan, a su vez, campos eléctricos. Los campos magnéticos se miden en microteslas. La microtesla es una unidad convencional empleada para medir el campo magnético existente por m2. en tren eléctrico, o en subte. Allí donde circula corriente eléctrica (en cables, tubos fluorescentes, motores, heladeras, etc.), hay campos electromagnéticos. Todos los artefactos eléctricos de uso diario generan campos electromagnéticos. En la siguiente tabla se indican los campos magnéticos generados por los electrodomésticos a la distancia que habitualmente son utilizados. La OMS aclara que no representan un riesgo para la salud. En el interior de una casa estamos permanentemente expuestos a campos electromagnéticos; o cada vez que viajamos La Organización Mundial de la Salud (OMS) indica que cumpliendo con el valor guía del Instituto Internacional de Protección contra Radiaciones No Ionizantes que es de 100 microteslas para los campos magnéticos, no hay riesgos para la salud de la población. Este valor (100 microteslas) es el adoptado por la mayor parte de los países. En la Argentina la normativa adoptada es aún más exigente: las autoridades nacionales del sector eléctrico, luego de un estudio del que también participaron científicos de la salud y de la seguridad, establecieron un valor de 25 microteslas como el límite de exposición para poblaciones vecinas a instalaciones eléctricas, cuatro veces más exigente que la normativa internacional. Es decir, que todas las instalaciones eléctricas presentes en nuestros barrios (subestaciones, transformadores, líneas) deben generar un campo magnético inferior a 25 microteslas para que no se produzcan riesgos en la salud. EDESUR cumple con ésta y toda la legislación ambiental. Secador de pelo Desde 6 hasta 2.000 microteslas Afeitadora eléctrica Desde 15 hasta 1.500 microteslas Aspiradora Desde 2 hasta 20 microteslas Tubo fluorescente Desde 0,5 hasta 2 microteslas Horno microondas Desde 4 hasta 8 microteslas Lavarropas Desde 0,15 hasta 3 microteslas Plancha Desde 0,12 hasta 0,3 microteslas Computadora < 0,01 microteslas Heladera Desde 0,01 hasta 0,25 microteslas TV Color Desde 0,04 hasta 2 microteslas FUENTE: ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD SUBESTACIÓN PERITO MORENO 32 USO RACIONAL Y EFICIENTE DE LA ENERGÍA Una manera de contribuir con el ahorro energético y al desarrollo sustentable de los recursos sería mejorar u optimizar la eficiencia en la obtención y en el uso de la energía. Esto se logra reduciendo la utilización del petróleo y de combustibles fósiles, que son fuentes que poco a poco se agotan. Por lo tanto es necesario, por un lado, potenciar el uso de fuentes alternativas y renovables, y, lo que es aún más importante, aprender a usar eficientemente la energía, cuestión en la que todos tenemos igual responsabilidad. El ahorro de energía puede favorecerse: • Elaborando productos más “eficientes” que puedan repararse o reciclarse y que generen un mínimo de desechos. • Realizando un consumo eficiente de la energía (transporte, iluminación, consumo de agua). Se denomina “producción limpia” a la aplicación de una estrategia ambiental preventiva e integradora aplicada a los procesos, productos y servicios, de modo de aumentar la eficiencia y reducir los riesgos para la salud y el medio ambiente. La “producción limpia” genera los siguientes beneficios: • AMBIENTALES: reducción de residuos, gases contaminantes, etc. • ECONÓMICOS: ahorro por menor uso de energía. • SOCIALES: crecimiento del país, posibilidad de exportación de electricidad y acceso al consumo energético por parte de sectores que no cuentan con este recurso. CONSUMO ENERGÉTICO EN LA INDUSTRIA El proceso de motorización y mecanización implica un uso cada vez mayor de la energía en la industria. En la generación de esta energía se utiliza mayormente petróleo y carbón, que, como hemos visto, son fuentes de energía no renovables. Las últimas medidas en edificación están enfocadas a promover la mejora en los niveles de aislamiento térmico, el empleo de calderas de calefacción y agua caliente eficientes y el uso de lámparas de bajo consumo. CENTRAL EL CHOCÓN 33 ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO Se espera que, a través de la realización de las actividades propuestas, ya sea en forma individual o grupal, los chicos puedan reflexionar acerca de la importancia de la electricidad en la vida diaria, no sólo en lo referente a la iluminación, sino también en otros aspectos como la conservación de los alimentos, el uso en las industrias y comercios, en la medicina, en el confort diario gracias al uso de electrodomésticos, etc. Por otra parte las actividades pretenden explicar por qué es necesario que los centros de distribución estén ubicados en los lugares donde la electricidad será consumida y que se comprendan los conceptos de producción limpia y desarrollo sustentable a través del uso racional y eficiente de la energía. RESPUESTAS A LOS ACERTIJOS LECTURA DE GRÁFICOS Los acertijos pueden trabajarse en forma general, con toda la clase, para conocer las opiniones de los chicos, dándoles un tiempo para pensar, discutir y, por último, observar sus reacciones ante una respuesta tan sencilla: ¿Qué se necesita para encender una luz? Que esté apagada. Sería interesante que, a partir de la lectura de los gráficos presentados, los chicos pudieran reflexionar acerca de los pros y los contras del mayor consumo eléctrico, de las posibles causas del aumento del consumo de electricidad para la industria y llegaran a conclusiones orientadas a las transformaciones tecnológicas del sector, a la importancia de la menor utilización de los derivados del petróleo y del gas natural y sus posibles consecuencias. Para preguntarle a toda la clase: ¿Qué es lo primero que hace una vaca cuando sale el sol?: Sombra ¿Cuál es el colmo de un electricista? Tener que cortarle la corriente a un río. Comprobar que nadie le sigue la corriente. 34 ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO ARMADO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS Para trabajar el tema “Corriente eléctrica” pueden armarse sencillos circuitos eléctricos: Para generar una corriente eléctrica hay que suministrar energía. La manera más sencilla de lograrlo es utilizar una pila (1,5 voltios) o batería (9 voltios), de las que se venden para linternas, radios, etc. La pila está construida de forma tal que puede almacenar energía química. Cuando la pila se conecta a hilos metálicos, especialmente cobre, plata u oro, la energía química se transforma en energía eléctrica, siempre y cuando se arme un circuito cerrado. Si el circuito está abierto, la corriente no circula porque el aire es un buen aislante de la electricidad y la pila no tiene potencia suficiente como para hacer saltar una chispa eléctrica. Justamente, por el tipo de materiales con los que se trabaja, se puede tocar el circuito sin que haya peligro para el operador. No obstante se recomienda que los niños realicen el experimento en presencia de un adulto. El circuito más simple consiste en un hilo de cobre que tiene un extremo unido a uno de los polos de la pila (no importa cuál) y el otro extremo, al otro. En estas condiciones, la corriente circula y esto puede percibirse por el aumento de temperatura del hilo de cobre o de la pila. Si en lugar de utilizar un solo cable conductor, se utilizan dos y, entre ambos, se conecta 35 una lamparita de las que se utilizan para las linternas, se consigue armar un circuito por donde la electricidad circula y enciende la lamparita. Los cables deben ser pelados en sus extremos para que quede expuesto el hilo de cobre. Uno de los extremos de un cable se adhiere con cinta a uno de los polos de la pila; el otro extremo se adhiere al metal que está en la base de la lamparita. El segundo cable se pega con cinta a la parte lateral metálica de la lamparita y el otro extremo, al otro polo de la pila. En este circuito, la energía química de la pila se transforma en energía eléctrica y, en la lamparita, la energía eléctrica se transforma en lumínica y también en calórica, lo que disminuye la eficiencia del sistema de iluminación, ya que hay pérdida de energía en forma de calor. Es interesante también el desarmado de cables para que los chicos observen los materiales que lo conforman y puedan inferir por qué los cables están recubiertos con plástico o goma, por qué en el interior hay un hilo de cobre, etc. Puede consultarse la siguiente página que contiene experimentos fáciles de realizar: www.experimentar.gov.ar TRABAJOS EN PLATAFORMA MT/BT LA ELECTRICIDAD DE VIAJE EL RECORRIDO DESDE LAS FUENTES HASTA EL HOGAR Desde 1886, con la construcción de la primera usina en la ciudad de La Plata, la industria eléctrica ha avanzado enormemente en la Argentina. Este servicio público ha mejorado la calidad de vida de la población y ha contribuido al desarrollo industrial, comercial y social del país. Pero ¿cómo se genera y “viaja” la energía desde las fuentes energéticas hasta nuestro hogar, nuestro trabajo, nuestras calles? Son cuatro los procesos que permiten que la energía llegue desde las fuentes hasta la población para ser aprovechada en forma de electricidad: la generación, el transporte, la transformación y la distribución. GENERACIÓN Así como en la naturaleza hay distintas fuentes de energía, también existen diferentes tipos de centrales que toman la energía y la transforman en electricidad. De acuerdo con la fuente de energía que utilicen, las centrales pueden ser: térmicas, hidráulicas, solares, eólicas o nucleares. Existen dos tipos de centrales térmicas o termoeléctricas. En las denominadas turbinas de vapor o TurboVapor, el agua se calienta hasta llegar a vapor de elevada presión y temperatura, utilizando combustibles fósiles (gas natural y derivados del petróleo). El vapor acciona la turbina y se genera electricidad. En la ciudad de Buenos Aires hay centrales de este tipo en Puerto Nuevo o en la Costanera, por ejemplo, que usan mayormente gas natural para llevar a cabo el proceso de generación eléctrica. El segundo tipo de central termoeléctrica es la conocida como turbina de gas o TurboGas; en ella, el combustible, que puede ser gas natural o gasoil, combustiona y el producto de esa combustión se aplica directamente a los alabes de la turbina, que son como las aspas de un ventilador o de un molino de viento; el movimiento obtenido se transforma luego en electricidad mediante un generador que se CENTRAL COSTANERA 38 acopla directamente al eje de la turbina. En los últimos años, tuvieron amplia difusión en la Argentina los sistemas de generación eléctrica, llamados ciclos combinados, que comprenden una o dos turbinas de gas junto con una turbina de vapor. Se utiliza el combustible en la turbina de gas y luego la energía remanente de los gases de la combustión se emplea para generar vapor sin tener que quemar más combustible. Las centrales hidráulicas o hidroeléctricas aprovechan la diferencia de nivel entre el embalse y la restitución de aguas debajo de la represa en el cauce natural del río; la represa se intercala en el curso del río, y, si bien permite que el agua del río fluya en su dirección natural, crea la diferencia de alturas, que luego se transforma en energía cinética por medio de las turbinas hidráulicas. Finalmente, el movimiento se aprovecha como electricidad mediante el acople de un generador eléctrico al eje de la turbina. En la Argentina existen varias centrales de este tipo entre las que podemos mencionar: Salto Grande, Yacyretá, El Chocón, Piedra del Águila, Alicurá. CICLO COMBINADO TURBINA 39 En las centrales nucleares, el agua se calienta, mediante la utilización de combustible nuclear, hasta que se convierte en vapor; la energía calórica para lograr el vapor se obtiene bombardeando el núcleo del uranio (combustible nuclear) con neutrones hasta su ruptura y luego captando con agua la gran cantidad de energía liberada por el proceso de fisión nuclear logrado. A partir de este momento, para producir electricidad, se emplea el mismo procedimiento que en las centrales termoeléctricas. En la Argentina operan dos centrales nucleares: Atucha I, en Buenos Aires, y Embalse Río Tercero, en Córdoba. CALDERA 40 DE CICLO COMBINADO TRANSPORTE, TRANSFORMACIÓN Y DISTRIBUCIÓN Desde las centrales, es necesario transportar la energía hasta las ciudades y pueblos en los que será consumida. Para poder transmitir la energía eléctrica y lograr una mayor eficiencia, reducir pérdidas de energía y minimizar los posibles impactos ambientales, se han desarrollado las redes de alta tensión (500.000 / 220.000 / 132.000 voltios). ESQUEMA DE TRANSFORMACIÓN DE LA TENSIÓN DE GBA Y C.A. BS. AS. Referencias: Líneas de 500 kV Líneas de 220 Kv Líneas de 132 kV 41 Dichas redes, cuando están próximas a los centros de consumo, se conectan a las subestaciones transformadoras, donde la tensión será disminuida a 13.200 voltios, o sea que se transformará en media tensión. Hay dos tipos de subestaciones: 1. Las de transmisión, que se intercalan en la red de 220.000 / 132.000 voltios, y permiten operar los grandes volúmenes de electricidad que se transmiten por dicha red. 2. Las de subtransmisión, que se encuentran conectadas en forma radial a la red. En las mismas se produce la transformación de la Alta Tensión (220.000/132.000 voltios) en tensión de distribución denominada media tensión (13.200 voltios). Además, estas subestaciones están vinculadas entre sí a través de la red de Media Tensión, situación que le da una seguridad adicional a la operación de todo el sistema. Dado que como ya comentamos estas SSEE deben estar ubicadas en cercanías de los centros de consumo, existen muchas más en la Capital que en el gran Bs. As. Desde las subestaciones de subtransmisión, la energía eléctrica es desplazada hacia los centros de transformación o cámaras; en ellas, la tensión se reduce de 13.200 voltios a 380/220 voltios. Se conoce como baja tensión y es la tensión en que se conectan la mayoría de los usuarios finales del servicio eléctrico. Estas cámaras suelen ser subterráneas o estar dentro de edificios. En la provincia de Buenos Aires existen las denominadas Plataformas que son aéreas y están a la vista de todos. El tramo final de este viaje es desde estos Centros de Transformación hasta los denominados puntos de suministro: las casas, la escuela, el supermercado, las fábricas. Los cambios en los niveles de tensión son ejecutados por unos equipos que se denominan Transformadores. En la industria eléctrica, para el adecuado funcionamiento de los transformadores, es muy importante mantener su temperatura interna. Para ello se utilizan aceites minerales o siliconados que deben ser buenos aislantes eléctricos. En nuestro país, durante los años 60 y 70, se comenzó a utilizar como refrigerante, en algunos transformadores, un compuesto químico conocido por su sigla PCB (Bifenilos policlorados). Esta sustancia se caracteriza por ser no inflamable, buen aislante eléctrico y buen conductor térmico. El PCB ha sido utilizado desde entonces hasta finales de los años 70, cuando se comenzó a indagar acerca del posible impacto que esta sustancia podía tener sobre el medio ambiente y la salud humana. Por esta razón se reglamentó la prohibición de su fabricación y se impusieron plazos para su erradicación y reemplazo por otros materiales de menor riesgo ambiental. Internacionalmente se acordó fijar como fecha límite para el uso de transformadores con PCB el año 2025, estableciéndose un máximo de 50 partes por millón (PPM) para considerar un equipo como libre de PCB. La Argentina es uno de los países más 42 adelantados en la materia por poseer la ley nacional N° 25.670, que establece como fecha límite para la utilización de transformadores con más de 50 PPM de PCB el 31/12/2009. EDESUR ya eliminó el 99.9% del PCB que heredó de la anterior empresa estatal y, actualmente se está trabajando para eliminar lo que resta antes de los plazos legales vigentes en el país. Cabe aclarar que, en condiciones normales, los aceites refrigerantes que contienen los transformadores no entran en contacto con el medio ambiente por tratarse éstos de recipientes herméticamente cerrados. De todos modos, ante una eventual pérdida, las empresas eléctricas, en el marco de sus responsabilidades, poseen planes de contingencia especialmente diseñados para reparar inmediatamente los transformadores, evitando cualquier tipo de contaminación. Es importante remarcar que, según un estudio realizado en los Estados Unidos, quedó demostrado que, para que el PCB dañe la salud humana, éste debe ser ingerido o inhalado en grandes cantidades durante un período muy prolongado de tiempo. En nuestro país y hasta tanto no finalice el proceso de erradicación de PCB, la cantidad que contienen nuestros transformadores es tan pequeña que, de ninguna manera puede constituir un peligro para la salud de la población. EDESUR es una de las mayores distribuidoras de energía de la Argentina. Como empresa distribuidora de energía eléctrica tiene las siguientes funciones: • La transformación de electricidad de alta tensión a media tensión en las subestaciones. • La distribución de media tensión hasta los transformadores locales. • La transformación de media tensión a baja tensión en los centros de transformación. • La distribución de electricidad a los usuarios finales del servicio eléctrico. PLATAFORMA MT/BT 43 ÁREA DE CONCESIÓN DE EDESUR EDESUR cuenta con 2.164.581 clientes (a Dic. ’05), de los cuales el 86% corresponde al sector residencial, el 13,7%, al sector general (comercios, pequeñas industrias, escuelas, etc.) y el 0,3%, a grandes clientes (aquellos cuya demanda contratada es superior a los 50kW). Población que abastece EDESUR: 6.100.000 habitantes aproximadamente. Extensión de las redes eléctricas: 30.000 km aproximadamente. (Equivale a 3 viajes en avión de Bs. As. a Italia). En la actualidad, el Estado Argentino no subsidia a las empresas de distribución aunque sí a las de generación con el objetivo de no encarecer excesivamente el costo del servicio eléctrico para los usuarios finales. FOTO AÉREA DE ÁREA DE CONCESIÓN: 3.309 KM2 ZONA SUR DE LA CAPITAL FEDERAL Y DOCE PARTIDOS DE LA PROVINCIA DE BUENOS AIRES: ALMIRANTE BROWN, AVELLANEDA, BERAZATEGUI, CAÑUELAS, ESTEBAN ECHEVERRÍA, EZEIZA, FLORENCIO VARELA, LANÚS, LOMAS DE ZAMORA, PRESIDENTE PERÓN, QUILMES Y SAN VICENTE. ARROYITO IMPORTANCIA DEL TRANSPORTE El mercado eléctrico argentino tiene como característica principal que sus mayores centros generadores se encuentran a una gran distancia de los centros más importantes de la demanda. El transporte de energía eléctrica vincula los centros de generación con los centros consumidores, materializando de esta manera el mercado eléctrico. Posibilita, además, una mejor utilización de los recursos energéticos del país, trasladando este beneficio a todos los consumidores. 44 TURBINAS DE ARROYITO ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO El objetivo para el desarrollo de los contenidos abordados en “La electricidad de viaje” es que los niños comprendan el proceso que involucra la llegada de la electricidad hasta su hogar. REVISIÓN DEL RECORRIDO DE LA ELECTRICIDAD que se van produciendo a lo largo del proceso. En el caso de los chicos más grandes se incluye, además, un cuadro que les permitirá comparar el costo diario de electricidad con algunos de los consumos más corrientes. La actividad planteada implica reconocer el recorrido, aunque en sentido inverso, es decir, desde la casa hasta las fuentes de energía, y las distintas transformaciones 45 ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO TRABAJO CON MAPAS RESPUESTAS A LAS ADIVINANZAS PARA EL PRIMER CICLO El sol y la electricidad, respectivamente. Si ya se ha abordado la temática relativa a las condiciones del relieve y el clima de las diferentes zonas de la Argentina, puede realizarse una integración proponiendo la caracterización de las zonas por donde pasan las líneas de transmisión de la electricidad. COMPUERTAS DE ARROYITO 46 LA ELECTRICIDAD EN NUESTRA VIDA PEQUEÑOS CAMBIOS PARA EL “GRAN CAMBIO” Los hombres y las mujeres del mundo deberían preguntarse: ¿Cómo podríamos ayudar, cada uno desde nuestro rol, a alcanzar el desarrollo sustentable? ¿Cómo podemos economizar y colaborar con aquellos que necesitan nuestra ayuda? Teniendo en cuenta que se emplea energía eléctrica diariamente, habría que ejercitarse en el cambio de hábitos y actitudes para lograr un uso más eficiente, sobre todo si se considera que sólo un 10% de la energía utilizada proviene de fuentes renovables. En el área metropolitana, por ejemplo, según cálculos de la Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable, cada habitante consume un promedio de 250 litros de agua al día para la higiene personal, para la limpieza de la casa, para el riego, etc. Desperdiciar agua implica derrochar energía, ya que el agua debe ser extraída, purificada y vuelta a incluir en la red hídrica, y esos procesos requieren energía eléctrica. Si a esto se suma el derroche de electricidad debido al uso ineficiente de los artefactos en cada casa, se puede concluir que cambios de hábitos sencillos, que incluso no afectarían nuestro modo de vida, junto a decisiones políticas en el mundo, tendientes a promover el cuidado de los recursos y del ambiente, producirían el “gran cambio”. 48 EL AHORRO EN EL HOGAR En el hogar, casi el 30% de la energía eléctrica consumida se destina a la iluminación y se podría reducir hasta un 15 % utilizando el suministro de manera eficiente y racional si tuviéramos en cuenta algunas medidas de ahorro: • Aprovechar al máximo la iluminación natural y, por las noches, apagar las luces en las habitaciones vacías. • Reemplazar las lámparas incandescentes, que se usen más de tres horas al día, por las lámparas fluorescentes compactas (conocidas como lámparas de bajo consumo) para lograr una iluminación eficiente, es decir, para tener buena luz a menor costo. • Pintar los techos y paredes en tonos claros para aprovechar la luz al máximo. Una lámpara de bajo consumo de buena calidad puede reemplazar una incandescente de similar nivel de intensidad lumínica y ahorrar un 75% en el consumo de energía, con la ventaja adicional de que su vida útil es seis veces mayor. Se puede elegir el color de la luz de las lámparas de bajo consumo. En el mercado existen lámparas de: luz cálida: su luz es similar a la luz emitida por las lámparas incandescentes; luz fría: son de color blanco y la luz es similar a la de los tubos fluorescentes; luz ultra fría: son de un color blanco más azulado. LÁMPARA DE BAJO CONSUMO En el mercado existen distintos tipos de lámparas: las incandescentes (llamadas comúnmente “bombitas” o “lamparitas”), los tubos fluorescentes y las lámparas fluorescentes compactas o de bajo consumo. REEMPLAZOS CONVENIENTES Si se utilizan lámparas incandescentes de… Sustituirlas por lámparas de bajo consumo de… 60 watts 75 watts 100 watts 11 watts 15 watts 18 watts 49 Es posible disminuir el consumo de algunos de los aparatos eléctricos y, al mismo tiempo, prolongar su vida útil, teniendo en cuenta los siguientes consejos: LA FACTURA DE ELECTRICIDAD. Información que brinda En la factura de electricidad se pueden leer los siguientes datos: Heladeras y freezers • Controlar que las puertas cierren bien y que los burletes estén en buen estado. • Ubicar estos artefactos a 15 cm respecto de la pared de atrás y lejos de fuentes de calor. • No colocar en su interior comidas ni líquidos calientes. • Evitar acumulación de hielo. Televisores, computadoras y equipos de audio • Desenchufarlos si se va a estar ausente por un período prolongado. • Apagarlos si no se los está utilizando. Plancha • Acumular la ropa para plancharla en una sola tanda. • Rociar la ropa ligeramente, sin humedecerla, antes de comenzar a planchar. Aire acondicionado • Asegurar que puertas y ventanas estén cerradas y no dejarlo encendido si se retiran del ambiente. • Utilizar a una temperatura que asegure el confort con el menor consumo de energía. • Recordar que un equipo de aire acondicionado encendido 5 horas por día, puede duplicar el consumo promedio de una casa de familia. 1 Datos sobre la empresa prestadora del servicio. 2 Número de factura. 3 Datos del cliente (nombre, dirección, número de cliente). 4 Evolución del consumo. 5 Teléfonos útiles. 6 Libre deuda. 7 Categoría de usuario (residencial, mediano o grande). 8 Fecha del primer y segundo vencimiento y de la próxima factura. 9 Detalle del consumo • Total de energía consumida en el período: es la diferencia entre lo que marca el medidor actual y el anterior. • Cargos fijos (o abono básico): se calcula de acuerdo con la cantidad de días del período. Es independiente del consumo. • Cargo variable: corresponde al precio unitario (kWh), multiplicado por la cantidad de energía consumida 10Detalle de cuenta • Subtotal por servicio eléctrico. • Subtotal de cargas impositivas. 11 Total a pagar en fecha y con recargo. 12Talón de pago. En el ámbito de la promoción social y los derechos del niño, EDESUR colabora con Missing Children de la Argentina en la búsqueda de chicos perdidos. De 34 fotos publicadas en las facturas de EDESUR se resolvieron favorablemente 27 casos. 50 MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL HOGAR • Realizar el mantenimiento de la instalación eléctrica: los electricistas matriculados son los únicos que pueden asegurar que las instalaciones eléctricas están en perfecto estado y, al mismo tiempo, evitar problemas mayores efectuando trabajos de prevención. • No enchufar jamás un aparato eléctrico en las cercanías de la bañadera mientras se la está utilizando. • Recordar que, durante el baño, el vapor humedece cerámicos, paredes y tomacorrientes. • Jamás emplear agua para apagar el incendio de una instalación o de un aparato eléctrico. • Inculcar en los niños el respeto por la electricidad y colocar protectores en los enchufes que estén a su alcance. • Verificar si su casa está equipada con interruptores diferenciales y llaves térmicas; de no tenerlos, debería instalarlos ya que el corte automático evita accidentes que pueden ser graves. • Recordar que si los fusibles se queman (saltan los tapones) es porque hay algún problema en la instalación; no los refuerce, ya que pueden provocar incendios. • Tener enchufes de tres patas y contar en la instalación con cable a tierra para proteger las instalaciones, las heladeras y similares electrodomésticos. • No utilizar triples ya que pueden generar sobrecargas que deterioran sus componentes internos. • No tocar los artefactos eléctricos con los pies descalzos, ni con las manos mojadas o húmedas. • No tirar del cable para desenchufar los artefactos. • Antes de hacer cualquier reparación, por más sencilla que sea (como cambiar o limpiar una lamparita) cortar la llegada de electricidad a través del disyuntor o la llave térmica y utilizar herramientas y materiales aislados (fabricados bajo normas IRAM o normas internacionales) comprados en casas especializadas. 51 Para mayor información sobre uso racional y seguro de la electricidad puede consultarse la siguiente página: www.medioambiente.gov.ar EL HURTO DE ELECTRICIDAD ESTA PENADO POR LA LEY Y ES LA MAYOR CAUSA DE ACCIDENTES ELÉCTRICOS, PUDIENDO ADEMÁS AFECTAR LAS INSTALACIONES DEL HOGAR Y EL SERVICIO DE LOS VECINOS. NO SÓLO ES UN DELITO, SINO QUE ES UN RIESGO LATENTE PARA LA INTEGRIDAD FÍSICA DE LAS PERSONAS. ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO Los contenidos propuestos para este apartado intentan que los niños se aproximen al concepto de eficiencia energética y tomen conciencia de que a partir de pequeños cambios en hábitos cotidianos pueden colaborar con el ahorro de energía. En el segundo ciclo, se abordan, además, cuestiones relacionadas con las medidas de seguridad en lo referente a electricidad. ANALISIS DE VIÑETAS Los alumnos podrán analizar, en las viñetas, situaciones referidas al inadecuado aprovechamiento de la energía. Podrían planteárseles consignas como: o los pasillos de la escuela. En este último caso, se les puede pedir a los niños que, debajo de cada viñeta, escriban un consejo que concientice a sus compañeros de otros grados acerca de la importancia del ahorro de energía. EXPLICAR EN CADA RECUADRO POR QUÉ ESTÁN DERROCHANDO ENERGÍA Y QUÉ DEBERÍAN HACER PARA AHORRARLA. PROPUESTA PARA DIVULGAR CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS Preparar campañas en la escuela a través de afiches, para ser colocados en los pasillos, por ejemplo, puede ser una de las formas en que otros alumnos del colegio tengan en cuenta estas medidas de ahorro y de prevención y puedan, además, comunicarlas a los adultos con quienes conviven. SI HAY ALGÚN RECUADRO EN QUE ESTÉN HACIENDO LAS COSAS BIEN, EXPLICAR POR QUÉ. DIBUJAR DOS VIÑETAS EN LAS QUE HAYA PERSONAS QUE AHORRAN ENERGÍA. Es una actividad ideal para ser realizada en pequeños grupos de trabajo ya que las discusiones enriquecerán las conclusiones a las que se arriben y reforzarán los contenidos trabajados. Puede concluirse con una puesta en común, en la que cada grupo justifique las respuestas dadas. Las viñetas de creación personal o colectiva, según el criterio del docente, pueden pegarse en papel afiche para decorar el aula 52 LECTURA DE LA FACTURA A partir del estudio de la factura de electricidad y de la aplicación de algunas de las medidas de ahorro mencionadas, podrán observarse las futuras variaciones en el consumo de kW y, por ende, en el precio a abonar por el consumidor al término del período. ACTIVIDADES PRESENTADAS EN EL CUADERNILLO SOLUCIONES AL MISTERIO DE LA LAMPARITA RESPUESTAS A LOS ACERTIJOS ¿Cuál es el colmo de una aspiradora? Ser alérgica al polvo. Llamamos a los interruptores A, B y C. 1º Conectamos el interruptor A y lo dejamos encendido un buen rato. 2° Apagamos el interruptor A. 3° Encendemos el interruptor B y entramos en la habitación. Si la lamparita está encendida es el B. Si está apagada y caliente, es el A. Si la lamparita está apagada y fría, es el C. 53 54 El viaje de la energía es una propuesta lúdico-didáctica multimedial promovida por EDESUR para la escuela básica. Proyecto general Mirella Adamo Susana Bauer Alberto Merlati Coordinación general Gerencia de Comunicación de EDESUR Realización editorial La Fabbrica Realización CD-ROM NAL Educativa Realización VHS OGILVY Dirección creativa Guglielmo Incerti Caselli Coordinación editorial Mirella Adamo Susana Bauer M.Eugenia Staffolani Ilustraciones Nora Anllo Libero Gozzini Koriolis Francesco Tonucci Impresión E.G. Impresores 55