Ciencias Naturales · 7o Básico · Sustentabilidad y Energía · 2do Semestre

Fuentes de Energía Convencionales

Los estudiantes identifican las principales fuentes de energía no renovables y analizan sus ventajas y desventajas.

• Objetivos de Aprendizaje (OA)
• OA CN 7oB: Ciencias Físicas y Químicas

Acerca de este tema

Chile tiene un potencial energético privilegiado debido a su geografía: el desierto más árido del mundo para la energía solar, vientos constantes en la costa y el sur para la eólica, y una intensa actividad volcánica para la geotermia. En este tema, los estudiantes comparan las fuentes de energía convencionales (combustibles fósiles) con las renovables, analizando su impacto ambiental y su viabilidad económica.

El objetivo es que los alumnos comprendan la urgencia de la transición energética hacia un modelo sostenible. Al estudiar las energías renovables, los estudiantes no solo aprenden física y tecnología, sino que también desarrollan una conciencia ciudadana sobre el uso de los recursos naturales. Las metodologías activas permiten que los estudiantes diseñen y evalúen soluciones energéticas para sus propias comunidades, haciendo que la ciencia sea una herramienta de cambio social.

Preguntas Clave

1. Compara las características y usos del carbón, petróleo y gas natural.
2. Analiza el impacto ambiental de la extracción y quema de combustibles fósiles.
3. Evalúa la dependencia global de las fuentes de energía convencionales.

Objetivos de Aprendizaje

• Comparar las características y usos del carbón, petróleo y gas natural como fuentes de energía convencionales.
• Analizar el impacto ambiental específico de la extracción y quema de combustibles fósiles en ecosistemas chilenos.
• Evaluar la dependencia actual de Chile y el mundo de las fuentes de energía convencionales, considerando alternativas.
• Clasificar las fuentes de energía convencionales según su origen geológico y proceso de obtención.

Antes de Empezar

Estados de la Materia

Por qué: Es fundamental que los estudiantes comprendan las propiedades de los sólidos (carbón), líquidos (petróleo) y gases (gas natural) para entender su naturaleza y manipulación.

Ciclos Biogeoquímicos Básicos

Por qué: Comprender el ciclo del carbono ayuda a contextualizar la formación de combustibles fósiles y el impacto de su quema en la atmósfera.

Vocabulario Clave

Combustibles fósiles	Fuentes de energía no renovables formadas a partir de restos orgánicos de plantas y animales a lo largo de millones de años. Incluyen carbón, petróleo y gas natural.
Carbón	Roca sedimentaria combustible, formada principalmente por carbono. Se extrae de minas subterráneas o a cielo abierto y se usa principalmente en la generación eléctrica y la industria.
Petróleo	Líquido viscoso e inflamable compuesto por hidrocarburos. Se extrae de yacimientos subterráneos y se refina para obtener combustibles como gasolina, diésel y plásticos.
Gas natural	Mezcla de gases, principalmente metano, que se encuentra en yacimientos subterráneos. Se utiliza para calefacción, cocina y generación eléctrica, siendo considerado el combustible fósil menos contaminante.
Extracción de combustibles fósiles	Proceso de obtener carbón, petróleo y gas natural del subsuelo mediante minería o perforación. Puede generar impactos ambientales como la alteración del paisaje y la contaminación del agua.

Cuidado con estas ideas erróneas

Idea errónea común

Las energías renovables son gratis.

Qué enseñar en su lugar

Aunque el recurso (sol, viento) es gratis, la tecnología para capturarlo, almacenarlo y distribuirlo es costosa. Es importante discutir los costos de infraestructura y mantenimiento para tener una visión realista de la economía energética.

Idea errónea común

La energía solar solo funciona cuando el cielo está despejado.

Qué enseñar en su lugar

Los paneles solares modernos pueden captar radiación incluso en días nublados, aunque con menor eficiencia. Además, existen tecnologías de almacenamiento térmico y baterías que permiten usar la energía cuando no hay sol.

Ideas de aprendizaje activo

Debate Formal: La Matriz Energética de Chile

Se divide al curso en grupos que defienden distintas fuentes de energía (Solar, Hidroeléctrica, Termoeléctrica, Eólica). Deben investigar pros y contras, considerando costos, disponibilidad y contaminación, para debatir cuál debería ser la prioridad del país.

50 min·Toda la clase

Desafío de Diseño: Cocina Solar

Usando cajas de cartón, papel de aluminio y plástico, los estudiantes deben diseñar un prototipo de cocina solar. Deben probarlo bajo el sol y medir el aumento de temperatura, explicando los principios de reflexión y efecto invernadero involucrados.

60 min·Grupos pequeños

Análisis de Datos: El Mapa de la Energía

Los estudiantes analizan mapas de Chile con el potencial solar y eólico por región. En parejas, deben proponer qué tipo de energía renovable instalarían en Arica, Concepción y Punta Arenas, justificando su elección según el clima local.

35 min·Parejas

Conexiones con el Mundo Real

• La termoeléctrica de Ventanas en la V Región de Valparaíso ha sido históricamente una importante fuente de generación eléctrica a carbón en Chile, impactando la calidad del aire local y generando debate sobre su continuidad.
• Las empresas distribuidoras de gas natural, como Metrogas, abastecen a miles de hogares y comercios en la Región Metropolitana para calefacción y cocina, mostrando la dependencia directa de esta fuente energética en la vida cotidiana.
• El derrame de petróleo en la costa de la Región de Magallanes en 2020 evidenció la fragilidad de los ecosistemas marinos ante la extracción y transporte de hidrocarburos, y la complejidad de la limpieza y remediación.

Ideas de Evaluación

Boleto de Salida

Entregue a cada estudiante una tarjeta con el nombre de un combustible fósil (carbón, petróleo, gas natural). Pida que escriban una oración describiendo su principal uso y otra sobre una desventaja ambiental asociada a su obtención o uso.

Pregunta para Discusión

Plantee la siguiente pregunta al curso: 'Si Chile busca diversificar su matriz energética, ¿qué rol deberían seguir jugando los combustibles fósiles en los próximos 20 años?'. Guíe la discusión pidiendo a los estudiantes que justifiquen sus opiniones basándose en los impactos ambientales y la dependencia económica.

Verificación Rápida

Presente imágenes de diferentes actividades: una mina de carbón, una plataforma petrolera, una planta de gas natural, una central hidroeléctrica. Pida a los estudiantes que identifiquen cuáles corresponden a fuentes de energía convencionales y expliquen brevemente por qué.

Preguntas frecuentes

¿Por qué Chile es líder en energía solar?

Debido al Desierto de Atacama, que tiene los niveles de radiación solar más altos del planeta. Esto, sumado a políticas públicas que fomentan la inversión, ha permitido que Chile instale grandes plantas fotovoltaicas y de concentración solar de potencia.

¿Qué es la energía geotérmica y cómo se usa en Chile?

Es la energía que proviene del calor interno de la Tierra. En Chile, al ser un país volcánico, tenemos un gran potencial. Se usa para generar electricidad (como en la planta Cerro Pabellón) o para calefacción directa de invernaderos y termas.

¿Cuáles son las desventajas de la energía eólica?

Sus principales desafíos son la intermitencia (no siempre hay viento), el impacto visual en el paisaje, el ruido de las aspas y el riesgo que pueden representar para las rutas migratorias de algunas aves si no se ubican correctamente.

¿Cómo ayuda el aprendizaje basado en proyectos a entender la sustentabilidad?

Al diseñar sus propios prototipos o planes energéticos, los estudiantes pasan de la teoría a la resolución de problemas reales. Esto les permite experimentar las limitaciones técnicas y los beneficios prácticos de las energías limpias, fomentando una mentalidad de innovación y responsabilidad ambiental.

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