El cicle d’un material

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

Idees per revisar

Les idees habituals de l'alumnat per revisar

"Bones" preguntes

Possibles bones preguntes que ajudin a la construcció d'aquestes idees

Idees per treballar

En els cicles de materials la matèria es conserva i l’energia, normalment, es degrada

Idees per revisar

Podem ‘seguir la pista’ a un material, des de com el trobem a la natura (i encara podríem anar més enrere, per tal d’estudiar-ne els canvis geològics o biològics), com l’anem transformant per diferents usos, com el deixem d’utilitzar i com torna a formar part de la ‘natura’ (cicle del material). Sempre que hi ha un canvi, implica que hi ha una transferència d’energia. L’energia de l’univers es conserva -sempre és la mateixa-, però quan un material canvia l’energia del producte final és de menor qualitat (se n’ha perdut en forma de calor o, el que és el mateix, s’ha degradat). Una excepció molt important és la fotosíntesi. En aquest canvi, un dels productes que s’obtenen -els glúcids- emmagatzemen l’energia del Sol.

Exemples d'activitats i preguntes que ajuden a construir aquests conceptes
Exemples d'activitats

Preguntes que ajuden a construir aquests conceptes

D’on prové el(s) material(s)?


D’on prové el(s) material(s) amb el(s) que s’ha fet un jersei, un moble, una joguina, un envàs, una màquina, el paper....?

Seguim la pista a…. El pa, un teixit, una cullera… què era abans? I abans? I abans?… Com es passa d’una planta a fabricar pa?

Imatge: Neus Sanmartí i Teresa Pigrau. Escola Coves d'En Cimany.

Què passa amb un material quan ja no el fem servir?

Què li passa al paper, al plàstic, a un metall, al menjar...-? Aquesta làmina de ferro –plàstic, paper, menjar…-, què era abans? I abans? I abans? … I després, en què es transformarà? I després? I després?… Podríem tornar a l’inici, fer un cicle?

A la natura, hi ha alguna cosa que desaparegui?

Quan temps tarda un material en canviar (en fer el cicle)? Tots els materials tarden el mateix? Què és millor per al medi ambient, utilitzar molts envasos i tirar-los als llocs que es recomana o bé mirar d’utilitzar productes que tinguin menys envasos (posar exemples d’anar a comprar)? Per què?

Clica sobre el títol per accedir a un article sobre el cicle del paper:

Castelltort, A., & Sanmartí, N. (2006). El cicle del paper: una proposta didàctica per aproximar-nos a la comprensió del problema dels residus. Ciències, 4, 2–6.

Podem imaginar la història d'una gota d'aigua?


Podem imaginar i explicar la història d’una gota d’aigua a la natura? I a una que arriba a casa nostra? Quins canvis li van succeint a la gota?

Per què es produeixen aquests canvis? Es necessita ‘gastar’ energia? Quina diferència hi ha entre l’energia que és necessària pels canvis en el cicle de l’aigua natural i en el cicle de l’aigua que arriba a casa nostra?

On va a parar l’aigua de la pluja? D’on prové l’aigua que surt per una font? A on va a parar l’aigua que tirem per la pica o al wàter?

Imatge: Neus Sanmartí i Teresa Pigrau. Escola Coves d'En Cimany.

Clica aquí per trobar més exemples sobre el cicle de l’aigua des de la perspectiva dels sistemes geològics (La hidrosfera com un subsistema de la Terra) 

Clica sobre els títols per accedir als  articles sobre el cicle de l’aigua:

Márquez, C., & Bach, J. (2007). Una propuesta de análisis de las representaciones de los alumnos sobre el ciclo del aguaEnseñanza de Las Ciencias de La Tierra, 15(3), 280–286.

Márquez, C. (2005). Treballar el cicle de aigua des de la perspectiva dels models explicatius. Perspectiva Escolar, 292, 26–34.

Amb quins materials està construïda l’escola


Amb quins materials està construïda l’escola (o un edifici de Gaudí, o …? D’on provenen aquests materials? Quins canvis han tingut lloc per tal que siguin útils per a la construcció? I en què es transformen al llarg dels anys?

Quines són les roques que es van utilitzar com a matèries primeres? Podem seguir la pista als canvis des d’una roca en cada material de construcció? I aquesta roca, d’on prové?

Cliqueu per accedir a una proposta didàctica de CESIRE-CDEC: Quins materials podem utlitzar per a la construcció de les nostres cases. Elaborada per Teresa Pigrau. 

La hidrosfera

Idees per treballar

Les idees bàsiques per treballar

Idees per revisar

Les idees habituals de l'alumnat per revisar

"Bones" preguntes

Possibles bones preguntes que ajudin a la construcció d'aquestes idees

Idees per treballar

La hidrosfera es el sistema material constituït per l’aigua que es troba a la Terra. Inclou els oceans, mars, rius, llacs, aigua subterrània, el gel, la neu i l’aigua atmosfèrica. L’aigua migra d’aquests dipòsits a uns altres per processos de canvi d’estat i de transport que en conjunt configuren el cicle hidrològic  o cicle de l’aigua.

El model de cicle de l’aigua ens serveix per explicar tots els fenòmens de circulació de l’aigua natural i artificial. Des del punt de vist geològic, l’aigua és un important agent de canvi i és necessari entendre on la podem trobar, com ha arribat al lloc on és, com va d’un lloc a un altre, quins canvis provoca en el medi el seu moviment, quina energia els genera, etc… Des del punt de vista mediambiental, el cicle de l’aigua és un model clau relacionat amb un dels Objectius de Desenvolupament Sostenible: garantir aigua potable a tota la població mundial i a la resta d’éssers vius que la necessiten.

El cicle de l’aigua a la natura, des de la perspectiva científica, és un model de com circula  l’aigua,  i  estudiar-lo  (mirar-lo)  com un sistema  comporta pensar en  que  hi  ha  una estructura i components, és a dir, en localitzacions  o  magatzems  d’aigua  a  la  natura  (atmosfera, oceans,  glaceres…)  i  en els  diferents  estats  físics  en  què  la trobem. En el seu marc es produeixen uns canvis, interaccions que es concreten en els fluxos  o processos que s’estableixen quan l’aigua canvia d’estat o de lloc (circulació superficial, subterrània, evaporació…). I el funcionament general del sistema, esta regulat per mecanismes de control-regulació que cal conèixer per identificar factors que comporten impactes i riscos i per fonamentar actuacions sostenibles de l’aigua.

En el cas del cicle d’aigua urbà canvien part dels magatzems, dels processos i les formes que comporten controlar i regular el seu funcionament. La diferència més important és que en el cas del cicle natural, l’energia necessària per al funcionament del cicle prové de fonts primàries, mentre que en el cas del cicle urbà ens cal disposar d’altres fonts. 

Idees clau del cicle de l'aigua natural
Idees clau del cicle de l'aigua urbà
Idees per revisar

Una idea que s’ha de revisar és ajudar a tenir present l’existència de les aigües subterrànies i el seu paper en el cicle de l’aigua. És un dipòsit d’aigua que molt sovint tampoc es representa als llibres i que quan es fa, es dibuixa com si fos un llac o un riu subterrani, sense representar la idea d’aqüífer (roques permeables o materials sense consolidar com graves o sorres), saturades d’aigua.  També és difícil d’imaginar com hi entra l’aigua (per infiltració), com hi circula (subterrània) i com en surt a la superfície (pous, fonts naturals, surgència…).

"Bones preguntes" i activitats
On hi ha aigua? Quins magatzems d'aigua coneixeu? Quins són naturals? Quins són artificials?

Representació molt simple: no hi evaporació i no es tanca el cicle. ​ Font: Conxita Márquez. IES Vilanova del Camí

En quin estat està l'aigua en cada un d'aquests magatzems?

Representació més complexa, però no es saben connectar les aigües subterrànies amb el cicle. Font: Conxita Márquez. IES Vilanova del Camí

Una de les dificultats més importants de l’alumnat relacionades amb l’aprenentatge del cicle de l’aigua és tenir en compte l’aigua atmosfèrica, diferenciant el vapor d’aigua –gas-, que no es veu, de les gotes líquides d’aigua que formen els núvols i la boira i que són resultats de processos de condensació. De tots els canvis, el més difícil de conceptualitzar és el de la condensació, que comporta que el vapor d’aigua, quan entra en contacte amb una massa d’aire més freda, transfereix energia a l’entorn (en “perd”) i al refredar-se, canvia d’estat (passa a ser aigua líquida o sòlida).

Quins processos fan passar l'aigua d'uns magatzems a uns altres? En quines condicions passen aquests processos?

Són de gran ajuda les hidrorepresentacions, on els alumnes simulen la posició i el moviment de les partícules d’aigua en els diferents estats o en diferents condicions de temperatura. Imatge: Hidrorepresentació de l'aigua en estat sòlid. Teresa Pigrau.

Hidrorepresentació de l’aigua en estat sòlid, líquid i gas. Font: Teresa Pigrau. Escola Coves d’en Cimany

Pel que fa al cicle de l’aigua a la ciutat, serà important tenir en compte els tres processos bàsics: abastament, sanejament i reutilització.

 

Les dificultats més importants es centren en diferenciar entre el procés de potabilització i el de depuració. I en aquest cas, normalment es pensa més en com entra l’aigua a les cases, però no tant en la sortida i, encara menys, en la necessitat de depurar-les.  

Quins processos netegen l'aigua?

Recurs de l'Àrea Metropolitana de Barcelona. Cliqueu sobre la imatge

Què posa en marxa el cicle de l'aigua? Com entra i surt l'aigua de casa teva?

Representació del cicle urbà de l’aigua que fa referència a la potabilització de l’aigua però no a la seva depuració (no tanca el cicle). Font: Alba Castelltort. Escola La Mar Bella

Finalment, una altra idea important és la de que la quantitat d’aigua en el Sistema Terra es conserva però no la seva qualitat. Per tant quan diem que no s’ha de malgastar l’aigua no es relaciona tant amb el fet de que es podria acabar, com amb poder-ne disposar amb la suficient qualitat pel bon funcionament dels sistemes vius. La natura té mecanismes per a la depuració de l’aigua fins a uns límits de contaminació. Quan es sobrepassen aquests límits, netejar aigua o dessalinitzar la del mar requereix un alt consum d’energia per fer aquest treball.

Per què tenim problemes d'aigua si aquesta circula?

Com ens expliquem que l'aigua sigui un bé escàs si la quantitat global es conserva? Com podem conservar els recursos hídrics?. Imatge: Àrea Metropolitana de Barcelona.

Per veure més propostes didàctiques i bones preguntes sobre el CICLE DE L’AIGUA (des de la perspectiva dels sistemes materials), cliqueu aquí