Ciencias Exactas y Naturales

PP-EN-121-AG Ciclo del agua: Una nube en una botella

Asesor: Zayda Maya Solis

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

Resumen

Es muy importante que los niños, desde pequeños, observen los procesos naturales de la vida, y que al mismo tiempo aprecien y valoren el cuidado de todos los recursos que nos brinda el medio ambiente. En esta ocasión trabajaremos en torno de un elemento básico para la vida: el agua, pero lo haremos mediante el proceso de formación de las nubes.  

Pregunta de Investigación

¿El agua es un elemento importante para la formación de las nubes y en qué benefician al clima la existencia de estas?

Planteamiento del Problema

El agua es uno de los recursos más importantes para la existencia de la vida. El 70% del  planeta esta cubierto de agua, solo el 3% de esta es dulce,  medida que el suministro de agua va disminuyendo las nubes están desapareciendo, los niveles sin precedentes de CO2 y el calentamiento de los océanos y de la atmósfera están provocando la disminución de las nubes.

Antecedentes

Para entender él por qué las nubes se forman es importante explicar primero que lleva a que estas se formen, por eso comenzaremos a explicar primero el ciclo del agua para entender mejor el tema.

 

¿Qué es el ciclo del agua?

El ciclo del agua o ciclo hidrológico es el proceso de circulación del agua en el planeta Tierra. Constituye uno de los ciclos biogeoquímicos más importantes, en el que el agua sufre desplazamientos y transformaciones físicas (por acción de factores como el frío y el calor) y atraviesa los tres estados de la materia: líquido, sólido y gaseoso.

Este ciclo está formado por etapas y procesos en los que el agua va cambiando su estado en un ciclo que se repite de forma continua e ilimitada. El agua es una sustancia fundamental para la vida en la Tierra (todos los seres vivos necesitan del agua para vivir y desarrollarse) y su ciclo es el que le permite circular por la hidrósfera y estar disponible.

El agua es una de las sustancias más abundantes del planeta y cubre la mayor parte de la Tierra. Se puede encontrar en su fase líquida en océanos o mares, en su fase sólida en los glaciares y en su fase gaseosa en el vapor de agua.

¿Cómo se distribuye el agua en el planeta Tierra?

 En estado líquido. Un 71 % de la superficie terrestre está cubierta por agua líquida, de la cual el 97 % es agua salada que forma los océanos.

 En estado sólido. Una fracción del agua en la Tierra está en estado sólido, es decir, acumulada como hielo. Los glaciares y casquetes polares, ubicados principalmente en Groenlandia y en la Antártida, ocupan el 10 % de la superficie del planeta y representan el 69 % del agua dulce disponible.

 En estado gaseoso. Una fracción menor de agua está en estado gaseoso, como vapor de agua, y forma parte de la atmósfera.

 

Algunas de las características del ciclo del agua son:

  • Es un ciclo hidrológico en el que el agua circula por el planeta Tierra en diferentes estados: líquido, sólido y gaseoso.
  • Está formado por cuatro etapas principales: evaporación, condensación, precipitación y recolección.
  • En el intervienen diversos factores ambientales, como el viento y la energía solar (que es la principal impulsora de este ciclo).

No tiene su inicio en un punto determinado, sino que se trata de una continuidad de procesos que se repiten sucesivamente. Sin embargo, para su estudio se usa el fenómeno de la evaporación como el inicio de este ciclo.

Es vital para el mantenimiento y la estabilidad del planeta porque es indispensable para la vida de los organismos y, además, regula el clima, la temperatura mundial y otras condiciones de la Tierra.

 

El ciclo del agua se compone de cuatro etapas principales que se dan de forma sucesiva:

Evaporación. El ciclo del agua comienza con la evaporación del agua desde la superficie hacia la atmósfera. El agua líquida de los océanos y otros cuerpos de agua se evapora y pasa de estado líquido a gaseoso, por la acción de la luz solar y el calentamiento de la Tierra. Los seres vivos también contribuyen al proceso de evaporación, a través de la transpiración (en el caso de las plantas) y de la sudoración (en el caso de los animales).

Condensación. Luego, el agua en la atmósfera se desplaza, por acción del viento, en distintas direcciones. Cuando el vapor de agua llega a altitudes mayores, las bajas temperaturas le permiten condensarse, es decir, recuperar su forma líquida y formar gotas de agua que se acumulan en las nubes. Las nubes se vuelven oscuras a medida que contienen mayor cantidad de gotas de agua.

 Precipitación. Cuando las gotas de agua contenidas en las nubes son grandes y pesadas, rompen su estado de equilibrio y se producen las lluvias o precipitaciones. Por lo general, el agua cae en forma líquida, pero, en ciertas regiones donde las temperaturas son menores, puede hacerlo en forma más o menos sólida, como nieve, escarcha o granizo.

Recolección. Del agua que llega a la superficie terrestre, una parte alimenta (Acosta, 2022) (Acosta B. , 2022)los océanos y otros cuerpos de agua y otra es directamente aprovechada por los seres vivos. Una tercera fracción del agua que precipita se filtra a través del suelo y se acumula formando acuíferos o capas de agua subterránea. Esta agua, eventualmente, puede volver a emerger en forma de fuentes o formando parte de distintos cuerpos de agua (como arroyos o ríos) o volver al océano a través del flujo subterráneo. Tarde o temprano, el agua vuelve a evaporarse y el ciclo vuelve a comenzar

Una vez explicado el ciclo del agua comenzaré por mencionar el tema referente a este experimento.

Las nubes

Son estructuras conformadas por pequeñas partículas de agua o cristales de hielo, pueden albergar hasta mil partículas por centímetro cubico. Se forman a través de dos procesos: condensación (de vapor de agua a agua líquida) o por sublimación (de vapor de agua a cristales de hielo).

¿Qué son?

Las nubes son masas de partículas de agua o cristales de hielo que se encuentran suspendidas en el aire. Se forman gracias al vapor de agua que se agrupa producto de un núcleo de condensación (partículas higroscópicas) y bajas temperaturas que ayudan al vapor de agua a transformarse en pequeñas gotas de agua. Asimismo, las nubes pueden ser frías, las cuales se encuentran a una gran altura y están compuestas por cristales de hielo. Existen también las nubes mixtas, que se componen por cristales de hielo y agua, o también nubes cálidas compuestas por agua a una altura muy baja. Las nubes pueden extenderse de forma vertical u horizontal, y se clasifican dependiendo de su forma.

¿Cómo se forma  las nubes?

  • El agua es calentada: esto se debe ala energía procedente del Sol, produciendo la evaporación de grandes cantidades de agua de los mares, océanos, ríos y lagos.
  • Las plantas emiten vapor de agua a la atmósfera: al absorber la humedad del terreno tiene lugar este fenómeno, que se produce paralelamente al proceso mencionado en el primer punto.
  • El aire se convierte en aire húmedo y caliente: es decir, el aire húmedo absorbe más calor y asciende hacía las capas más altas de la atmósfera, enfriándose durante su ascenso.
  • Llegado un punto, el vapor de agua se condensa: de esta manera se forman gotitas de tamaño microscópico.

¿Qué hay en las nubes?

Una nube es un hidrometeoro que consiste en una masa visible compuesta de cristales de hielo o de gotas de agua microscópicas suspendidas en la atmósfera. Considerando que las nubes son gotas de agua sobre polvo atmosférico y dependiendo de algunos factores, las gotas pueden convertirse en lluvia, granizo o nieve.

 

¿Cómo se clasifican?

Actualmente se distinguen diez géneros principales de nubes: cirros, cúmulos, estratos, cirroestratos, cirrocúmulos, estratocúmulos, nimboestratos, cumulonimbus, altoestratos y altocúmulos.  Por su altura las nubes pueden ser altas, medias bajas y de desarrollo vertical.

Cirriformes: Penachos de nubes muy elevados de forma haz.

Estratiformes: Son capas de nubes redondeadas paralelas a la superficie terrestres que son formadoras de nieve.

Nimbiformes: Nubes que se formar en sentido vertical a la superficie y son capaces de formar precipitaciones por lo que se los considera nubes de tormentas.

Cúmuliformes: Nubes hinchadas de base plana que cruzan el cielo en el verano, tienen un sentido vertical.

Por otro lado, en función de los vientos se diferencian nubes altas, medias o bajas:

 

Nubes altas 

Son nubes que se originan a alturas entre los 7 km y los 13 km en la atmósfera. Estas nubes no forman precipitaciones, pero pueden indicar un cambio de tiempo. Entre las nubes altas, podemos encontrar cirros, cirrocúmulos o cirroestratos.

Nubes medias

Son nubes que se forman a alturas entre 3 km y 6 km y no originan precipitaciones, es decir, son aquellas nubes que cubren total o parcialmente el cielo. Además, las nubes medias son de aspecto uniforme.

Nubes bajas

Son nubes que se forman por debajo de los 3 km y son las que originan las precipitaciones si están a muy baja altura. Son nubes de desarrollo vertical, entre las que podemos encontrar estratos, cúmulos y cumulonimbos. Este tipo de nubes posee un aspecto algodonoso.

Objetivo

Conocer cómo se forman las nubes y su importancia para identificar y comprender los procesos naturales que llevan a su formación

Justificación

El motivo por el cual decidí realizar este proyecto es porque quiero saber  si el agua interviene en la creación de las nubes y porque cada nube tiene forma diferente y si estas son o no  responsables de que se produzca la lluvia que hace que me moje y no pueda salir a jugar.

Hipótesis

Método (materiales y procedimiento)

Para este proyecto se utilizó el método documental y experimental.

Materiales:

  • Botella de cristal con tapa
  • Agua Caliente. .
  • Pintura vegetal azul.
  • 5 hielos.
  • Desodorante en aerosol.

 

Procedimiento:

  1. Primero debes poner a calentar 1Lt de agua.
  2. Una vez que tengas el agua caliente la vertiras en tu frasco de cristal.
  3. Ya colocada el agua caliente en el frasco de cristal agregaremos unas gotas del color vegetal azul, esto es para tener una mejor apreciación del experimento.
  4. Taparemos el frasco y colocaremos hielos en la tapa y dejaremos reposar por dos minutos.
  5. Comenzaremos a observar cómo el agua va formando gotas de vapor, es en este momento que rápidamente quitaremos la tapa y rociaremos el aerosol en el interior del frasco y cerraremos nuevamente el envase para evitar que se escape nuestro gas.
  6. Observamos como se condensa el gas y en ese momento quitaremos la tapa y observaremos cómo sale gas que es el que forma la nube .

 

 

 

 

Galería Método

Resultados

¿Qué es lo que ocurrió?

Al llenar la botella con agua caliente  se desprende vapor de agua que en realidad es gas, cuando tapamos el frasco y colocamos los hielos lo que realizamos es la condensación del gas, al agregarle un acelerado como es el aerosol estamos espesando este vapor y enfriándolo al mismo tiempo al destapar la botella liberamos el gas y por consecuente damos paso a la creación de nuestra nube.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

El presente experimento me llevó a comprender la importancia presencia de la lluvia y las nubes y en cómo benefician al planeta y a los seres vivos. Si no hay nubes no hay lluvia, ni hielo, ni nieve. Eso significa que los suministros de agua potable jamás se repondrían, lo que nos provocaría aún más la escasez del agua.

Las nubes son importantes por su actividad, ya que contribuyen al ciclo del agua, lo que beneficia a a la formación de agua dulce y salada y esto a su vez genera una cadena de suministro.  Igualmente, gracias a la forma de las nubes se puede predecir las condiciones climáticas. Las nubes son clave para regular la temperatura media del planeta. Asimismo, ayudan a extender la energía del sol de forma uniforme por el planeta (dado a que las tormentas transportan la energía desde las zonas geográficas cálidas hacia las zonas frías) y también ayudan a filtrar los rayos del sol lo que beneficia tanto a las plantas como a los humanos.

Bibliografía

Esto es lo que pasaría si desaparecieran todas las nubes del planeta. (6 de marzo de 2022). Recuperado el 1 de mayo de 2022, de Business inside: https://www.businessinsider.es/pasaria-desaparecieran-todas-nubes-planeta-822311

etapas, Q. e. (18 de agosto de 2019). significados. (A. Z. Fernandes, Ed.) Recuperado el 8 de mayo de 2022, de significados: https://www.significados.com/ciclo-del-agua/

¿Qué son las nubes? Cómo se forman las nubes, tipos principales y características. (21 de diciembre de 2021). Recuperado el 21 de marzo de 2022, de Eres Medio Ambiente: https://eresmedioambiente.com/nubes/

¿Qué Son Las Nubes? . (12 de enero de 2021). Obtenido de youtube : https://www.youtube.com/watch?v=iQtaZV9ADw0

Ciclo del Agua para miños  | Videos Educativos para Niños (21 de julio de 2015). Youtube.    Obtenido de happy learning: El Ciclo del Agua | Videos Educativos para Niños  https://www.youtube.com/watch?v=QDCohXW6blg

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography