Sintiendo el Calor

Resumen:

Los alumnos aprenden sobre el efecto isla de calor urbano investigando qué áreas de su patio tienen temperaturas más altas.

Materiales:

  • Un día soleado y cálido
  • Termómetros IR - uno para cada grupo de 3-4 alumnos (recomendados)
  • (Alternativa: termómetros de bolsillo digitales y tiras de cuerda de 1 m.)
  • Hoja de colección de datos para cada estudiante
  • Tableros
  • Lápices

Fuente:

Una actividad de Ventanas al Universo creada por Lisa Gardiner

Grade level:

3ºESO

Duración:

2 períodos de clase

Resultados en el aprendizaje de los alumnos:

  • Los alumnos investigan cómo árboles, hierba, asfalto y otros materiales afectan la temperatura.
  • De acuerdo con sus resultados, los alumnos formularán hipótesis sobre cómo las concentraciones de superficies que absorben calor podrían afectar la temperatura de las ciudades - el efecto isla de calor urbano.

Formato de la Lección:

Experimento, análisis de datos, presentación

Pautas Nacionales Observadas:

INSTRUCCIONES:

Parte 1: Comprendiendo las Islas Urbanas de Calor

  1. Salga al aire libre durante un día soleado y cálido. Si estás en un área con árboles que cambian su follaje con la estación del año, debes hacer esta actividad cuando los árboles tengan hojas y den sombra.
  2. Pida a los alumnos que miren alrededor y hagan predicciones sobre cuáles son las áreas más calientes del patio y cuáles son las más frescas.
  3. Elija 6-8 áreas del patio que los alumnos hayan identificado. Los alumnos recogerán datos de temperatura en estas áreas. Cerciórese de que haya una mezcla de áreas soleadas y sombreadas así como una mezcla de áreas pavimentadas y áreas naturales con césped.
  4. Entregue a cada grupo de estudiante páginas de recolección de datos, tablero, y un termómetro IR (recomendado) o un termómetro digital, y una tira de cinta. Muestre a los alumnos cómo utilizar los termómetros.
  1. Si usa los termómetros IR, recuerde a los alumnos que orienten el termómetro directamente sobre la superficie que desean medir (concreto, asfalto, hierba, tierra, etc.) Para más información sobre los termómetros IR, ver Información de Fondo (abajo).
  2. Si usa los termómetros digitales, recuerde a los alumnos que los mantengan en el lugar por lo menos dos minutos y colocarlos bajo sombra, lejos de la luz solar directa, mientras llevan a cabo sus mediciones. A fin de asegurarse de que cada medición esté tomada a la misma distancia, los alumnos deben medir desde la tierra hasta la parte superior de la cinta/tira y después realizar su medición. (Es importante que todos los grupos recojan sus datos a la misma altura sobre la tierra para después poder comparar los datos). No se recomienda usar este método en un día ventoso.

Pida a cada grupo de alumnos que vayan a los lugares donde realizarán sus mediciones, que tomen 5 medidas de la temperatura, y que luego registren los datos en su hoja de trabajo, así como información descriptiva sobre su localización. Entonces los alumnos deberán calcular el promedio de las mediciones de temperatura.

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Figura 1. Ejemplo de Tabla de datos usada para resumir los datos recogidos durante la parte 1 de esta actividad.
  1. En la sala de clase, haga una tabla de las ubicaciones de los diferentes grupos de alumnos. Pida a los grupos de estudiante que completen los datos sobre sus respectivas ubicaciones incluyendo: temperatura media, sol/sombra y de qué está cubierto el suelo.
  2. Discuta los resultados. ¿Fueron los resultados como los predijeron los alumnos? Introduzca el concepto de microclimas (ver sección de Información de Fondo -abajo-). Los microclimas permiten que diversas localizaciones tengan diversas temperaturas. Pregunte a los alumnos qué aspectos del ambiente afectan la temperatura de éstas áreas. (El resultado más probable es que las áreas asoleadas son más calientes que las áreas bajo sombra, y las áreas que tenían una superficie pavimentada más calientes que las áreas de césped o áreas naturales).
  3. Pida a sus alumnos que de acuerdo a sus resultados digan cuáles creen serían más calientes: las zonas urbanas o las zonas rurales. (En zonas urbanas donde hay abundantes superficies de asfalto y de concreto, la temperatura será más alta.) Introduzca el concepto de Islas de Calor Urbanas (ver sección de Información de Fondo -abajo-).

INFORMACIÓN DE FONDO:

Efecto de islas de calor urbanas
El aire en zonas urbanas puede ser 2 - 5°C (3.6 - 9°F) más calientes que las zonas rurales cercanas. Esto se conoce como efecto de isla del calor. Es la más evidente cuando hay poco viento. Una isla urbana del calor puede aumentar la magnitud y la duración de una ola de calor. Puede también influenciar los estados del tiempo, los patrones cambiantes del viento, las nubes, y la precipitación.

¿Qué hace que las ciudades sean más calientes? Hay muchos factores que pueden influenciar el efecto urbano de una isla del calor. Modificaciones a la superficie de la Tierra que hace que las zonas urbanas tengan un gran impacto si se va a formar si una isla del calor. Por ejemplo, muchas ciudades tienen mucho menos árboles que las zonas rurales alrededor. Los árboles sombrean los suelos, previniendo que se absorba la radiación del Sol. Sin ellos, la superficie de la tierra se calienta. Así mismo, los tejados oscuros y el pavimento oscuro absorben más radiación . Los edificios altos reflejan y absorben luz del sol. Los automóviles, cuyos motores y extractor generan calor, también contribuyen al efecto de la isla de calor. Las presencia de pocas plantas en ambientes urbanos significa que ocurre menos evapotranspiración, un proceso que refresca al aire.

Hoy en día, muchas ciudades están haciendo un esfuerzo para combatir el efecto de la isla de calor. Los materiales blancos o reflexivos se están utilizando para material de techos y caminos. Se están plantando árboles a lo largo de las calles de la ciudad. Y, en muchas áreas, están instalando azoteas verdes - y sembrando plantas en tejados.

Microclimas
En la parte 1 de esta actividad, los alumnos investigan las relativamente pequeñas diferencias de temperatura en su patio. Estas diferencias reflejan diversos microclimas. El término microclima se puede utilizar para describir diferencias en pequeñas áreas de unos pocos metros cuadrados o de áreas mucho más grandes de unos cuantos kilómetros.

Factores que contribuyen a microclimas en una pequeña área como un patio de escuela incluye la presencia o ausencia de sombra (de árboles, de edificios) y el tipo de material en la superficie del suelo (suciedad, hierba, asfalto, concreto). Generalmente, las áreas sombreadas son más frescas puesto que la superficie de la tierra no puede absorber mucha radiación solar. Materiales de suelo como asfalto y concreto, absorben energía solar fácilmente, el pavimento oscuro es generalmente más caliente que el pavimento de color claro, ya que los colores oscuros absorben más calor.

Termómetros IR
Los termómetros infrarrojos (termómetros IR) se recomiendan para la parte 1 de esta actividad. Los termómetros IR miden la temperatura determinando la cantidad de energía emitida por un objeto. Cuando la luz del sol choca contra la superficie del suelo, parte de esa energía se absorbe y se refleja. La energía se absorbe se calienta y es irradiada desde la superficie. Como alternativa, los alumnos pueden utilizar termómetros digitales siempre y cuando éstos midan décimos de grados, pero puede ser que se les dificulte ver a los patrones emerger, especialmente si hay viento.