Guía para el Educador, Actividad 2: El Ciclo del Carbono

Guía para el Educador, Actividad 2: El Ciclo del Carbono

Tiempo Total 

Uno o dos períodos de 50 minutos

Resumen 

La Tierra tiene un número fijo de átomos de carbono, los que circulan entre el aire, las plantas, los animales, el suelo y los minerales, por medio del ciclo del carbono. Esta actividad utiliza un juego para introducir a los estudiantes al ciclo de carbono, y les ayudará a ver cómo el carbono en la atmósfera está conectado a los seres vivos.

Objetivos 

  • Los estudiantes describirán el ciclo del carbono y el camino que un átomo de carbono puede tomar a través de este ciclo.
  • Los estudiantes describirán cómo los árboles ayudan a almacenar el carbono.

El carbono es el cuarto elemento más abundante en la Tierra y es esencial para la vida. Es la base de los carbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleicos que necesitan los seres vivos para vivir, crecer y reproducirse. También se encuentra en el dióxido de carbono (CO2), cal, madera, plástico, diamantes y en el grafito.

La cantidad total de carbono en la Tierra es siempre la misma. Por medio del ciclo del carbono, los átomos de carbono se intercambian continuamente entre los seres vivos y el medio ambiente y son reusados una y otra vez.

El ciclo básico del carbono de los sistemas vivos (como se muestra en la figura anterior), involucra los procesos de fotosíntesis y respiración. Por medio de la fotosíntesis las plantas absorben el dióxido de carbono de la atmósfera y lo usan para fabricar carbohidratos (azúcares), esto con la ayuda de la energía del sol. Como parte del ciclo, los animales comen plantas (u otros animales), tomando los carbohidratos como alimento. Luego, por medio de la respiración, tanto las plantas como los animales descomponen los carbohidratos liberando el dióxido de carbono a la atmósfera. Este proceso puede ser descrito por medio de las siguientes fórmulas:

Fotosíntesis:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
(dióxido de carbono) + (agua) → (glucosa) + (oxígeno)

Respiration:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
(glucosa) + (oxígeno) → (dióxido de carbono) + (agua)

No todos los átomos de carbono están en constante movimiento dentro del ciclo del carbono. Como se puede ver en la página del estudiante sobre el “Ciclo del Carbono,” el carbono puede ser almacenado en los árboles, productos de madera, en combustibles fósiles, o en otros depósitos llamados “sumideros”. Eventualmente, cuando un árbol muere o si se queman los productos o combustibles, entonces se liberan los átomos de carbono. Entonces, nuevamente estos se vuelven una parte activa del ciclo.

Los bosques desempeñan una parte importante dentro del ciclo del carbono global. Ellos absorben el dióxido de carbono durante la fotosíntesis, y almacenan el carbono en sus troncos, ramas y raíces. Tanto los árboles como los productos de madera pueden continuar almacenando este carbono en tanto permanezcan intactos.

Materiales

  • Tres o cuatro objetos diferentes hechos de carbono (tales como una hoja, una rama seca, un hueso, una pedazo de carbón, un grano de maíz u otro alimento, o algo hecho de algodón o lana)
  • Copia de “Las Estaciones del Ciclo del Carbono en el Bosque” [PDF] de la página del estudiante
  • Tres pares de dados (opcional)
  • Cuadernos de los estudiantes

Duración

Preparación: 30 minutos
Actividad: Uno o dos períodos de 50 minutos

Preparación

  • Haga una copia de las “Estaciones del Ciclo del Carbono en los Bosques” [PDF] de la página del estudiante, ya sea a mano o fotocopia. Corte a lo largo de las líneas.
  • En la pizarra o utilizando papel y lápiz, haga un rótulo grande para cada una de las seis estaciones: Aire (Atmósfera), Árbol, Leña, Producto de madera, Tronco caído, y Animal.
  • Dibuje en la pizarra un ciclo básico del carbono (como se muestra a continuación).
  • (Opcional) Haga una copia a escala del Ciclo del Carbono [PDF] sobre el pizarrón o en una cartulina.

Desarrollo de la actividad

  1. Muestre a los estudiantes los objetos que ha traído y pregúnteles qué es lo que tienen en común. Si los estudiantes no saben, indíqueles que todos están hechos principalmente de carbono. Discuta sobre el carbono y por qué es importante. Por ejemplo, pregunte:
    • ¿Qué es el carbono? (El carbono es uno de los elementos más abundantes en la Tierra, y es necesario para la vida.)
    • ¿Por qué necesitamos el carbono? (Como todos los seres vivos, lo necesitamos para los procesos básicos de la vida, entre los que se incluye el crecimiento y la reproducción.)
    • ¿Cómo obtienen el carbono los seres vivos? (Existen dos formas en la que los organismos obtienen el carbono que necesitan. Por medio del aire --como lo obtienen las plantas—o por medio de comer otros seres vivos. Todos nuestros alimentos contienen carbono.)
    • Además de alimento, ¿de qué otra forma utilizan las personas el carbono? (Utilizamos los productos hechos en base a carbono, tales como madera, algodón y lana, así como plásticos y otros provenientes del petróleo. Los combustibles como la gasolina y el kerosene también provienen del carbono.)
    • Si cada ser vivo necesita carbono, ¿por qué no se ha acabado? (El carbono es usado una y otra vez en un proceso llamado ciclo del carbono.)
  2. Muestre a los estudiantes el ciclo básico del carbono que dibujó en la cartulina. Explique cómo el dióxido de carbono (CO2) en el aire se convierte en parte de las plantas por medio de la fotosíntesis, un proceso que convierte el CO2 en alimento (carbohidratos). Cuando los animales se comen una planta o a otro animal, ellos ingieren el carbono. Por medio de la respiración el carbono regresa al aire en la forma de CO2.
  3. Indique que en un ecosistema, como un bosque, el proceso es mucho más complejo que en este dibujo. Muestre a los estudiantes el “Ciclo del Carbono” de la página del estudiante (o su dibujo en la cartulina), en el que muestra el ciclo del carbono en el bosque. Describa las diferentes partes de este ciclo.
  4. Indique que el ciclo del carbono es un modelo simplificado de ver el “recorrido” que sigue un átomo de carbono. Explíquele a los estudiantes que estarán jugando un juego para aprender sobre el ciclo del carbono en el bosque. En este juego, cada uno de ellos representará a un átomo de carbono.
  5. Para comenzar, divida al grupo entre las diferentes estaciones. Si están utilizando los dados coloque uno en cada estación.
  6. Que cada estudiante tire el dado o que escoja un número entre 1 y 6, y proceda a leer el enunciado correspondiente al número y a la estación. Los estudiantes deben anotar la estación en la que se encuentran, lo que les pasa en base al número y a donde se dirigen a continuación.

    Ejemplo de apuntes en el cuaderno
    Estación ¿Qué pasa? ¿A dónde voy?
    Árbol El árbol se cae debido a una tormenta, y muere. Materia muerta
    ….Etc.
  7. Cuando diga la palabra “ciclo,” los estudiantes deberán ir a la estación que indica la tarjeta. Si las instrucciones les dicen que se queden en la misma estación, entonces el estudiante deberá tirar el dado otra vez o elegir un número entre 1 y 6.
  8. Repetir los pasos 6 y 7 unas diez veces más o hasta que la mayoría de estudiantes hayan pasado por la Estación Árbol al menos una vez.
  9. Pida a los estudiantes que escriban una breve historia desde la perspectiva del átomo de carbono que describa el viaje que realizaron a través del ciclo del carbono. Por ejemplo, un estudiante podría comenzar una historia de la siguiente forma, “Yo fui un átomo de carbono en un árbol alto. Un día vino una fuerte tormenta y tumbó el árbol al suelo. El árbol permaneció durante mucho tiempo tendido en el suelo del bosque. A medida que se descomponía yo fui liberado a la atmósfera….”
  10. Comenten lo siguiente:
    • ¿En cuál estación estuviste más tiempo? ¿En cuál estación estuviste menos tiempo?
    • Aunque cada uno de tus viajes fue diferente, ¿hubo algo parecido entre ellos?
    • ¿En cuales estaciones se podía almacenar el carbono? ¿En cuáles estaciones se libera carbono a la atmósfera?
    • ¿Cuáles son las diferentes rutas que puede tomar el átomo de carbono después de ser parte del árbol? ¿Cuáles rutas liberan carbono rápidamente a la atmósfera, y cuáles almacenan carbono por largos períodos de tiempo?
    • ¿Cómo nos ayuda el ciclo del carbono a entender la relación entre los bosques y el cambio climático global?

Observe el “Ciclo del Carbono” [PDF] en la página del estudiante, y vea si hay algunas partes del ciclo del carbono que no estén incluidas en el juego. ¿Cómo las incluirías?

Materias

Ciencias Naturales, Matemáticas, Estudios Sociales, Lenguaje.

Habilidades

Analizar, determinar causas y efectos, argumentar, identificar relaciones y patrones, investigar.

Conceptos

Del marco de referencia conceptual PLT:

  • El alterar el medioambiente afecta a todas las formas de vida, incluyendo a los seres humanos, y las interrelaciones que les vinculan (2.2)
  • Cuando se estudia al planeta Tierra como un sistema ecológico, toda acción, sin importar su escala, afecta de alguna manera a la biosfera. (4.3)
  • Los ecosistemas cambian a lo largo del tiempo por medio de patrones de crecimiento y la sucesión. También son afectados por otros fenómenos, tales como las enfermedades, insectos, fuego, clima y la intervención de los humanos. (5.4)
  • Nuestro creciente conocimiento sobre los ecosistemas de la Tierra influye en las estrategias que utilizamos para manejar los recursos y al medioambiente. (5.5)

Actividades PLT relacionadas

Maravillas del Agua (Guía para PreK-8), Historias del Suelos (Guía para PreK-8), Clima Global (Guía para PreK-8)

Lea lo que los estudiante escribieron sobre el ciclo del carbono y evalúe qué tan bien describieron el camino del átomo del carbono.

Página del Estudiante

  • Las Estaciones del Ciclo del Carbono en el Bosque [PDF]
  • El Ciclo del Carbono [PDF]

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