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INSTITUCIÓN EDUCATIVA MUNICIPAL NACIONAL
CIENCIAS NATURALES
GUÍA SEGUNDO PERIODO
GRADO: SÉPTIMO 7° DOCENTES: William Alfredo Acero Cebay Lila Marcela Claros Inés Cortés Torres COMPETENCIAS:
Uso comprensivo del conocimiento científico. Explicación de fenómenos. Indagación.
DESEMPEÑO: Comprende los procesos naturales que ocurren en el entorno y en el interior de los individuos, que garantizan su subsistencia en un determinado tiempo, bajo ciertas condiciones dadas. INSTRUCCIONES GENERALES:
Esta guía está dividida en tres módulos que corresponden a las tres asignaturas que componen las Ciencias Naturales: biología, física y química.
Se sugiere que en cada semana el estudiante avance en cada una de las asignaturas. El desarrollo de la guía debe darse a lo largo del segundo periodo académico que comprende del
11 de mayo hasta el 12 de julio del 2020. Cada asignatura está dividida en un conjunto de temas que al final presentan un taller que se
sugiere resolver antes de pasar al siguiente tema. En cada taller se indica el tiempo estimado para su desarrollo y las fechas en que deberán hacer
entrega los estudiantes que cuentan con internet. Los estudiantes sin acceso a internet, podrán hacer entrega del desarrollo de la guía en su
totalidad una vez pase el confinamiento social obligatorio.
ÍNDICE MÓDULO BIOLOGÍA .................................................................................................................................................. 2 MÓDULO FÍSICA .......................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................. 40
27 MÓDULO QUÍMICA
MÓDULO BIOLOGÍA DOCENTE: WILLIAM ALFREDO ACERO CEBAY INTENSIDAD HORARIA: 3 H/S
Tema 1: CIRCULACIÓN HUMANA SEMANA 1 A 3
I. VE EL VIDEO SISTEMA CARDIOVASCULAR (https://youtu.be/kcK5FUxsYLg?t=8). TOMA
APUNTES EN TU CUADERNO (NO VÁLIDO PARA LOS ESTUDIANTES QUE DESARROLLAN GUÍAS
FÍSICAS)
II. REALIZA LA SIGUIENTE LECTURA:
El sistema circulatorio humano
En los organismos multicelulares, los nutrientes al igual
que los desechos celulares, deben recorrer ciertas
distancias, ya que están siendo asimilados y
producidos por órganos especializados que están
lejos. En consecuencia, el oxígeno viaja desde los
pulmones, encargados del intercambio gaseoso,
hasta las células. El dióxido de carbono por su parte,
recorre el camino inverso, es decir, sale de las células
para ser eliminado por los pulmones.
Para que este recorrido sea posible, una serie de
estructuras se han ido especializando para dar lugar
al sistema circulatorio, el cual transporta sustancias
como nutrientes, hormonas, gases y desechos. Estas
sustancias son llevadas y disueltas en la sangre que
es impulsada por el corazón. En este recorrido, el
sistema circulatorio recibe los nutrientes del aparato
digestivo y el oxígeno de los pulmones, recoge los
desechos metabólicos de las células como el CO2 y
la úrea, y los deposita en el sistema respiratorio y
excretor para ser eliminados. Ver Figura 1.
Figura 7. Relación del sistema cardiovascular con otros
sistemas del cuerpo humano.
La sangre
Es un tejido conjuntivo compuesto por una fase líquida denominada plasma, que en su
mayoría es agua, y una parte sólida formada por las siguientes células:
Los glóbulos rojos albergan en su citoplasma hemoglobina, una proteína que además de
darle el color rojo a la sangre, es la encargada de unirse al oxígeno para transportarlo y
ayudar a eliminar el CO2. Actividad 1
Los glóbulos blancos son los encargados de combatir los cuerpos extraños que entran al
organismo. Tienen gran capacidad de moverse, incluso, contra del flujo sanguíneo para
llegar a los tejidos u órganos enfermos, ya que están a cargo de identificar agentes
extraños para combatirlos y así proteger el cuerpo humano. Existen cinco tipos: linfocitos,
monocitos, neutrófilos, eosinófilos y basófilos. Pero los principales son los linfocitos, ya que
está a cargo de reconocer y expulsar agentes extraños.
Las plaquetas cuya función principal es evitar la pérdida de sangre y así mantener el
volumen sanguíneo. Esto lo hacen mediante el proceso de coagulación, que se produce
gracias a una serie de reacciones en cadena que tienen como objetivo la formación de
un coágulo. Un coágulo consiste en una red de proteínas como la fibrina con plaquetas y
glóbulos rojos atrapados que bloquea la salida de la sangre hasta que el tejido sea
reparado. Actividad 2
Por su alto contenido de agua, la sangre funciona como un sistema eficaz de transporte, por
lo cual es capaz de:
Transportar sustancias sólidas disueltas en el plasma como proteínas, grasas y azúcares.
Adicionalmente, transporta gases como el oxígeno y CO2.
Transportar hormonas que se producen en las glándulas hacia los tejidos y órganos sobre
los que actúan.
Transportar los desechos producidos por el metabolismo o funcionamiento celular hasta
los lugares especializados para su eliminación.
Distribuir el calor corporal. Cuando estamos haciendo ejercicio, la sangre se calienta al
pasar por los músculos y se enfría al llegar a la piel para mantener constante la
temperatura del cuerpo.
Actuar como mecanismos de defensa. Los glóbulos blancos están encargados de
detectar y destruir agentes extraños ya sea por fagocitocis o por sustancias tóxicas.
Controlar hemorragias. Las plaquetas están a cargo de la coagulación sanguínea y así
ayudan a detener las hemorragias, producto de la ruptura de los vasos sanguíneos.
Actividad 3
Los grupos sanguíneos
La sangre se clasifica como tipo A, B, AB o tipo O. Esto depende de la presencia de proteínas
específicas llamadas antígenos1, ubicadas sobre la membrana de los glóbulos rojos. La
clasificación corresponde al tipo de proteína ubicada sobre los glóbulos. En el tipo A la
proteína es la A, en el caso de B, el tipo de proteína es la B y así hasta la O que no tiene
proteínas sobre la membrana. Además, cada tipo sanguíneo lleva anticuerpos2 en el plasma
para las proteínas que no están presentes en sus propios glóbulos
rojos.
Por ello, las personas con sangre tipo A tienen anticuerpos para la
proteína B. Si una persona con sangre tipo A recibiera una transfusión
de sangre tipo B, sus anticuerpos para la proteína B atacarían los
glóbulos rojos de la transfusión (Ver figura 2), ocasionando que se
aglutinen y tapen vasos de sanguíneos, en ocasiones con resultados
fatales. Por lo anterior, es muy importante a la hora de hacer una
transfusión, saber el tipo de sangre tanto del donante como del
receptor. Actividad 4 Figura 2. Transfusión sanguínea.
1 Antígeno: proteína que estimula la producción de un anticuerpo específico 2 Anticuerpo: proteína segregada por ciertos glóbulos blancos para evitar la invasión del organismos por proteínas extrañas llamadas antígenos. Cada anticuerpo corresponde a su propio antígeno.
Los vasos sanguíneos
Las grandes autopistas, las avenidas medias y las calles son las estructuras que permiten el flujo
de carros a lo largo de una ciudad.
En el caso del cuerpo humano, las estructuras que cumplen la misma función son los vasos
sanguíneos, por entre los cuales circula la sangre. Este flujo que se hace a través de vasos
sanguíneos, dependiendo del diámetro, flujo y recorrido son clasificados como:
Arterias: son los conductos que llevan la sangre desde el corazón hacia los órganos. Sus
paredes son fuertes y elásticas y por su interior circula sangre con elevada presión. Al
alejarse del corazón, se ramifica y se hace cada vez más fina para llegar a los diferentes
tejidos y órganos.
Venas: son vasos que conducen la sangre desde los órganos hacia el corazón en dirección
contraria a las arterias. Sus paredes son finas, pero son de mayor diámetro. En su interior
circula la sangre a menor presión. Son capaces de llevar la sangre hacia al corazón
porque tienen válvulas que impiden su retroceso
y aprovechan la contracción muscular para
facilitar su avance. Las numerosas y finas venas
que recogen la sangre de los tejidos y órganos va
aumentando su diámetro a medida que se
acercan al corazón.
Capilares: son vasos de diámetro pequeño.
Forman densas redes en el interior de los órganos
para conectar las dos rutas circulatorias antes
descritas: la arterial y venosa. Sus paredes son
finas, lo que facilita el intercambio de sustancias
entre la sangre y los tejidos. Actividades 5 y 6
Figura 3: Tipos de vasos sanguíneos en el cuerpo
Tomado y editado de:
Bernal, V., Hernández, M., Gordillo, L., Molina, M., Ortiz, L. y Peña, L. (2016). Applica 6 Ciencias Naturales. Colombia:
Ediciones SM.
Escurelo, R., Sánchez, S., y Borras, P. (2002). Estructura y función del cuerpo (2a ed.). España: McGraw-Hill España.
Recuperado de http://www.ebrary.com.
III. EN TU CUADERNO, DESARROLLA LAS SIGUIENTES ACTIVIDADES
1. ¿dónde ocurre el intercambio gaseoso? ¿Qué sucede con el dióxido de carbono?
2. Subraye con rojo las características de las diferentes células sanguíneas y con verde sus
funciones
3. ¿Qué ocurriría si las plaquetas no cumplen con su función de la coagulación de la
sangre?
4. De acuerdo con la lectura y la Figura 3, ¿sabe usted cuál es su tipo de sangre? Usted
podría aceptar una transfusión de los siguientes tipos: ____
5. Subraye con color rojo las características de los diferentes vasos sanguíneos y con color
verde sus funciones.
6. ¿En qué se parecen en su funciones y estructura los capilares alveolares y los capilares
presentes en otros tejidos?
7. Teniendo en cuenta que la presión sanguínea es la fuerza que ejerce la sangre sobre
los vasos sanguíneos, ¿cómo explica que se presenten cambios de la presión
sanguínea en los diferentes vasos sanguíneos?
I. REALIZA LA SIGUIENTE LECTURA
El corazón
El corazón es un órgano cónico y hueco del tamaño de un puño, situado entre los pulmones
y dentro de la cavidad torácica. Sus paredes son de un tejido muscular llamado miocardio y
su interior se divide en cuatro cavidades:
Dos aurículas: son las cavidades
superiores que reciben la sangre de
todo el cuerpo y de los pulmones a
través de las venas. Tienen paredes
delgadas, ya que su contracción
impulsa la sangre solo hasta los
ventrículos dentro del mismo
corazón.
Dos ventrículos: son los responsables
de bombear la sangre a través de
las arterias, desde el corazón hacia
los pulmones y hacia todos los
tejidos del cuerpo. Debido a la
distancia que deben bombear la
sangre, tienen paredes más gruesas
que las aurículas.
Figura 4 Estructura del corazón
Las aurículas y los ventrículos están unidos entre sí. Sin embargo, hay un tabique que divide el
lado derecho del izquierdo. Actividad 8
El recorrido de la sangre
La sangre circula por la parte derecha del
corazón sin entrar en contacto con la que
circula por la parte izquierda. Por lo tanto,
la sangre pobre en oxígeno nunca entra
en contacto con la oxigenada, que
circula por el lado izquierdo del corazón.
Este órgano revestido de músculos
presenta válvulas que logran que la
sangre circule por su interior en un único
sentido. Las aurículas y los ventrículos de
cada lado están comunicados por una
válvula auriculo-ventricular, como su
nombre lo describe, las cuales se abren
para permitir el paso de arriba hacia
abajo y se cierran para impedir que se
devuelva el flujo. Entre los ventrículos y las
arterias (aorta y pulmonar) se encuentran
las válvulas aórtica y pulmonar que
impiden que el flujo de sangre se
devuelva a los ventrículos. En la siguiente
figura se describe el recorrido de la
sangre.
Para que el recorrido de la sangre sea
posible por todo el cuerpo, se requiere
de las contracciones del corazón que la
bombea. Cada golpe producido por
este motor es denominado latido, y se percibe por las pulsaciones de las arterias. Figura 5 Recorrido de la sangre
Tomado y editado de:
Bernal, V., Hernández, M., Gordillo, L., Molina, M., Ortiz, L. y Peña, L. (2016). Applica 6 Ciencias Naturales.
Colombia: Ediciones SM.
Carrillo, E., Peña, Luz., Arévalo, L., Bautista, M., Samacá, M., Henao, S., Ortiz, G., Restrepo, J., Orejuela, M., Robles,
W., Ramírez, P., y Muñoz, A. (2004). Contextos Naturales. Colombia: Santillana.
II. EN TU CUADERNO DESARROLLA LAS SIGUIENTES ACTIVIDADES
1. Realiza La figura 4 y en ella, colorea las aurículas de amarillo y los ventrículos en verde.
Rodea con color rosado las válvulas auriculo-ventriculares y con color negro las válvulas
pulmonar y aórtica. Por último, trace líneas rojas y azules encima de las estructuras que
tienen contacto con la sangre pobre y rica en oxígeno, respectivamente.
2. Realiza una tabla como la que se presenta a continuación para registrar los datos al
realizar los puntos a, b y c y responda las preguntas d y e en su cuaderno.
a. Apoye sus dedos medio e índice de una mano sobre la muñeca de la otra, justo
debajo del dedo pulgar, y cuente sus pulsaciones durante un minuto, así mismo,
cuente cuantas veces inhala y exhala (las dos cuentan como una) durante un
minuto, sentado en estado de reposo. (se recomienda descansar 5 a 10 minutos
previamente)
b. Luego, póngase de pie y trote durante la misma cantidad de tiempo en el mismo
sitio, para volver a medir su pulso y ventilación.
c. Corra en su sitio por un minuto, vuelva a medirse el pulso y tasa de ventilación
Completa la siguiente tabla:
d. ¿Cuál es la relación entre la tasa de ventilación y el pulso?
e. ¿Qué relación hay entre el incremento de la actividad física con el incremento tanto
de las pulsaciones como de la tasa de ventilación?
f. Responda en su cuaderno las siguientes preguntas, a partir de los datos de la
siguiente tabla:
g. ¿Cuáles son los órganos que reciben un mayor riego sanguíneo en cada condición?
h. ¿Cuáles son los órganos que reciben un menor riego sanguíneo en cada condición
y por qué?
i. ¿Por qué razón el cerebro recibe un aporte sanguíneo constante,
independientemente de la actividad física que se realice?
j. ¿Por qué motivo, cuando el ejercicio es intenso, se aumenta el riego sanguíneo en
los músculos?
Tomado y editado de:
Carrillo, E., Peña, Luz., Arévalo, L., Bautista, M., Samacá, M., Henao, S., Ortiz, G., Restrepo, J., Orejuela, M., Robles,
W., Ramírez, P., y Muñoz, A. (2004). Contextos Naturales. Colombia: Santillana.
SEMANA 3
I. REALIZAR LA SIGUIENTE LECTURA:
Enfermedades del aparato cardiovascular
Ahora que usted entiende la estructura y el funcionamiento normal del sistema cardiovascular, vamos
a ver algunas enfermedades importantes que se producen como consecuencia de los problemas que
afectan el sistema cardiovascular. Alteraciones en cualquier parte del SCV, incluyendo condiciones
discutidas en la sección anterior tales como defectos de las cámaras o válvulas y arritmias como la
fibrilación arterial, pueden contribuir al desarrollo y severidad de enfermedades que en última instancia
evitan que la sangre circule adecuadamente a todas las partes del cuerpo.
La enfermedad cardiovascular (ECV) incluye un grupo de trastornos del corazón y los vasos
Sanguíneos, que incluyen:
La enfermedad coronaria (EC ) (ataque al corazón, angina, insuficiencia cardiaca congestiva)
La enfermedad cerebrovascular (derrame )
Enfermedad vascular periférica (suministro deficiente de sangre a las extremidades)
La cardiopatía reumática (daño cardiaco por infección bacteriana)
Enfermedad cardíaca congénita (defecto cardiaco presente al nacer)
La trombosis venosa profunda y la embolia pulmonar (bloqueos del flujo sanguíneo debido a
coágulos de sangre)
La enfermedad coronaria (EC) y la enfermedad cerebrovascular (derrame cerebral) representan la
mayor parte de los casos de ECV. La EC incluye ataques al corazón, angina e insuficiencia cardíaca
congestiva.
Infarto Cardíaco, Angina, y Enfermedad Coronaria
El corazón necesita un suministro constante de sangre oxigenada. Como se mencionó anteriormente,
el corazón tiene su propio suministro de sangre, lo que es crítico para su funcionamiento. Cuando las
células musculares en el corazón no reciben suficiente oxígeno, mueren. Una arteria bloqueada en el
corazón es la causa usual de que no haya suficiente oxígeno para que el corazón funcione.
¿Cómo se produce esto? En primer lugar, debemos entender la aterosclerosis (obstrucción de las
arterias debido a la acumulación de placa). Anteriormente, las arterias se describieron como vasos
elásticos que se expanden y contraen con cada latido del
corazón. A medida que una persona envejece, las arterias
pierden su elasticidad y se vuelven más duras y gruesas.
Este engrosamiento y endurecimiento se debe al depósito
de placa en el revestimiento interno de las arterias. La
placa contiene típicamente colesterol (sustancia grasa),
productos de desecho de las células, y calcio. Cuando
esta placa se deposita normalmente en el que
generalmente es el revestimiento liso de las arterias, se
reduce la cantidad de espacio por donde la sangre tiene
que fluir (Figura 6). Las placas pueden romperse o
agrietarse, lo que puede causar la formación repentina de
un coágulo de sangre.
Figura 6. Los efectos de la aterosclerosis en los vasos sanguíneos
Se ejerce presión sobre las paredes de los vasos sanguíneos a medida que la sangre fluye por ellos, por
lo que las paredes de los vasos sanguíneos deben ser Fuertes para contener la sangre. El
endurecimiento de los vasos sanguíneos por acumulación de placa puede debilitar las paredes de los
vasos sanguíneos. El estrechamiento de las arterias debido a la aterosclerosis, y a la presión arterial alta,
pone presión adicional en los vasos sanguíneos, particularmente donde se divide en otras ramas. Un
vaso sanguíneo debilitado puede desarrollar una protuberancia hacia afuera, lo que se conoce como
aneurisma. La ruptura de un aneurisma puede producir una hemorragia interna y puede ser mortal si
no se detecta.
Puesto que el corazón es esencialmente un
músculo grande que está contrayendo
constante y relajando, requiere su propio
suministro de sangre que le proporcione
suficiente oxígeno. Esta sangre se suministra a
través de un grupo específico de arterias
conocidas como las arterias coronarias.
Cuando la aterosclerosis se produce dentro
de las arterias coronarias, esto puede
conducir a la disminución de la irrigación
sanguínea a las zonas del corazón que están
afectadas. Sin una cantidad suficiente de
flujo sanguíneo en las arterias coronarias, el
corazón se fatiga por la falta de nutrientes y
oxígeno. La restricción del flujo sanguíneo a
los vasos del corazón se llama enfermedad
coronaria (EC) (Figura 7). Figura 7 Angina de pecho
Para el tratamiento de las enfermedades del corazón, se requiere un procedimiento de hospitalización
y puede ser tanto quirúrgico como no quirúrgico. La intervención no quirúrgica se denomina
angioplastia, que es un término
médico para describir el
procedimiento en el que las arterias
coronarias estrechas se amplían
utilizando un pequeño globo que se
infla para ensanchar la arteria.
Un “estent” a menudo se implanta
después de que se ensancha la
arteria. Un estent es básicamente un
tubo que se coloca en la arteria
coronaria estrechada que permite
que la sangre fluya a través de él
más fácilmente (Figura 8).
Figura 8. Procedimiento de angioplastia
El procedimiento quirúrgico se llama cirugía de derivación [o baipás] coronaria, en donde una arteria
coronaria estrechada se extirpa quirúrgicamente y la sección estrechada se pasa por alto con un
desvío (Figura 9). Una
analogía de la cirugía
de baipás sería
como construir una
nueva carretera en
torno a una
congestionada
autopista para evitar
el tráfico - una nueva
arteria coronaria
colocada alrededor
de la vieja para que la
sangre pueda fluir en
otro punto más
libremente.
Figura 9. Cirugía de derivación o “bypass” coronario
La angina (dolor de pecho) es una condición causada por la disminución del flujo sanguíneo a las
áreas del corazón debido a la enfermedad coronaria (Figura 4). Como se discutió anteriormente, la
aterosclerosis causa la EC, que estrecha o bloquea las arterias coronarias. Los problemas de las válvulas
del corazón también pueden restringir el flujo de sangre en las arterias coronarias y causar angina. El
dolor es causado por la acumulación de ácido láctico - un producto de desecho de los músculos del
corazón que no están recibiendo suficiente oxígeno. La acumulación de ácido láctico es la misma
cosa que causa el dolor en los brazos o las piernas al hacer ejercicio durante un largo periodo de
tiempo.
La angina generalmente se trata usando fármacos que o aumentan el oxígeno disponible para el
corazón o reducen su demanda de oxígeno, lo que permite la reducción del flujo sanguíneo para
proporcionar suficiente sangre oxigenada. La angina puede ser causada por una actividad o esfuerzo
intenso. El dolor con frecuencia desaparece después de menos de 10 minutos de descanso, o cuando
se toma el medicamento (ej. nitroglicerina). También se puede hacer una cirugía de bypass de la
arteria coronaria o una angioplastia para mejorar el flujo sanguíneo en pacientes con angina.
Un coágulo también se puede formar en las arterias, lo que a su vez bloquea completamente el flujo
de sangre a la arteria. Las plaquetas forman coágulos en la sangre al adherirse entre sí. El
empeoramiento de la EC puede resultar en la formación de un coágulo. El riesgo de que se forme un
coágulo dentro de las cámaras del corazón aumenta aún más si la persona tiene aterosclerosis, debido
al flujo restringido de sangre. Del mismo modo, condiciones que reducen el flujo de sangre, como
defectos en las válvulas del corazón o la fibrilación arterial, también aumentan el riesgo de formación
de coágulos. Un bloqueo completo de una arteria coronaria causado por un coágulo impide que las
células del corazón reciban una cantidad adecuada de oxígeno, lo que causa que las células del
corazón funcionen de forma incorrecta o incluso mueran. Cuando un bloqueo completo se produce
de repente y causa que las células del músculo cardíaco mueran, ocurre lo que se conoce como un
ataque al corazón.
La gravedad de un ataque al corazón depende del tamaño de la arteria que está bloqueada por el
coágulo. Un ataque al corazón causa dolor en el pecho que se extiende hasta los hombros, los brazos
y la mandíbula. Se debe tratar en el hospital con medicamentos para controlar el dolor y reducir o
eliminar el coágulo. La cirugía de baipás también se puede utilizar para reducir o remover el coágulo.
La cirugía de baipás también se puede usar para crear un puente sobre el coágulo, similar a la EC y la
angina.
Recuerde:
La aterosclerosis es el engrosamiento y endurecimiento de las arterias.
El engrosamiento y la obstrucción parcial de las arterias coronarias se llama enfermedad coronaria (EC).
La Enfermedad Coronaria puede producir angina.
Un bloqueo total repentino debido a un coágulo de sangre en las arterias del corazón puede causar un ataque cardiaco.
Derrame Cerebral
Como el corazón, las células del cerebro son extremadamente sensibles y requieren un flujo constante
de sangre oxigenada para poder funcionar adecuadamente. Estas células no pueden sobrevivir sin
oxígeno por más de unos pocos minutos. La falta de flujo de sangre oxigenada a cualquier parte del
cerebro puede resultar en un accidente cerebrovascular [o derrame cerebral] (Figura 10).
Figura 10. Así ocurre un accidente cerebrovascular
La aterosclerosis puede ocurrir en las arterias que van al cerebro al igual que en cualquier
otra arteria. Como resultado, la aterosclerosis puede causar obstrucción parcial o completa
de arterias que van hasta el cerebro, de igual forma que una obstrucción parcial o completa
de arterias coronarias respectivamente produce EC y angina, o un ataque al corazón. Los
accidentes cerebrovasculares son más frecuentes (80%) debido a una obstrucción en una
arteria que suministra sangre a una parte del cerebro (Figura 8). Tal y como se mencionó
anteriormente, la aterosclerosis, las arritmias y los defectos del corazón pueden aumentar el
riesgo de que se formen coágulos de sangre porque interrumpen el flujo sanguíneo normal.
Figura 11. Tipos de ACV
Menos común (20%), un derrame cerebral puede ser causado por la ruptura de un vaso sanguíneo
en el cerebro, lo que causa hemorragia interna y lo que produce un flujo inadecuado de sangre a
una parte del cerebro. Los síntomas dependen de qué parte del cerebro se ve afectada por la falta
de flujo sanguíneo. Más comúnmente, una debilidad se produce en un lado del cuerpo, con
completa falta de movimiento y sensibilidad en una pierna o brazo. Puede haber problemas en el
habla y debilidad de los músculos de la cara. Adormecimiento y hormigueo son comunes. Algunos
derrames cerebrales afectan el equilibrio, la visión, la deglución, la respiración, y pueden conducir
a la pérdida de la conciencia.
Recuerde: Un derrame cerebral es el resultado de falta de oxígeno en el cerebro y puede ocurrir debido a:
Un coágulo que se forma en las arterias del cerebro (80% de los casos)
La ruptura de un vaso sanguíneo en el cerebro (hemorragia, el 20% de los casos)
Enfermedad Vascular Periférica
Además del estrechamiento de las arterias de corazón y cerebro, la aterosclerosis también puede
causar un estrechamiento de las arterias en las piernas o brazos, que limita el suministro de sangre y
produce la enfermedad vascular periférica. Después de hacer ejercicio, o de un esfuerzo leve como
caminar, un suministro de sangre deficiente a las arterias de las extremidades puede producir un dolor
que se conoce como claudicación. Como la angina del corazón, el dolor en las extremidades lo
causa la acumulación de ácido láctico en los músculos debido al flujo deficiente de sangre (suministro
insuficiente de oxígeno). El descanso alivia la claudicación. En casos severos de enfermedad vascular
periférica, el dolor está presente en reposo y se pueden desarrollar úlceras en la piel. Como con la EC,
tratamientos de angioplastia o de baipás arterial se encuentran disponibles.
Insuficiencia Cardíaca Congestiva (ICC)
La insuficiencia cardíaca es una condición en la que los músculos del corazón se han vuelto rígidos
y/o débiles. Cuando esto ocurre, el corazón es incapaz de bombear la sangre con fuerza, y por lo
tanto la sangre viaja a través del cuerpo a un ritmo más lento. Debido a este flujo de sangre
disminuido, se reduce el bombeo de oxígeno y nutrientes suficientes. Con el fin de compensar esta
disminución, las cámaras del corazón se pueden estirar y/o engrosar. Si bien esto ayuda a restablecer
el flujo de sangre suficiente en corto plazo, con el tiempo los músculos pueden debilitarse aún más y
volverse incapaces de bombear sangre de manera eficiente. Los defectos cardiacos, incluyendo
problemas de válvulas y arritmias como la fibrilación arterial, pueden también contribuir a la
insuficiencia cardiaca porque disminuyen la eficiencia de bombeo del corazón y afectan el flujo
sanguíneo.
La acción de bombeo del corazón se extiende por todo el cuerpo y es responsable de bombear
fluidos desde las extremidades (como los brazos y las piernas) de vuelta hacia el corazón para que la
circulación pueda continuar. En las personas con ICC, esta acción de bombeo se reduce. Un menor
flujo sanguíneo hace que el cuerpo retenga más líquidos. Esto ocurre sobre todo en las piernas, pies,
abdomen y los pulmones u otros órganos. Esto provoca la congestión en el cuerpo, y es por eso que
se conoce como insuficiencia cardiaca congestiva.
La ICC puede ser causada por un número de factores. Al igual que en la angina, una acumulación
de placa en las arterias que suministran sangre al corazón puede contribuir a la rigidez y/o el
debilitamiento de los músculos del corazón. También, como se ha discutido, un ataque al corazón, en
el que las arterias del corazón están bloqueadas, hace que las células musculares mueran por falta
de oxígeno. Si un número de células de los músculos han muerto, la capacidad del corazón para
bombear sangre se reduce, lo que resulta en ICC. Otras dolencias del corazón también pueden
contribuir a la ICC, tales como genética, infecciones o defectos cardiacos relacionados con
enfermedades, y también el uso de drogas y alcohol.
Los síntomas de la ICC incluyen aumento de peso debido a la hinchazón en tobillos y piernas
(retención de líquidos), fatiga, falta de aliento, dificultad para estar acostado, y debilidad debido a
la disminución del flujo sanguíneo. Un ritmo cardíaco irregular también puede ser causado por la ICC,
ya que el corazón late más rápido tratando de aumentar el flujo de sangre. Un gran número de
medicamentos existe para tratar la ICC y los casos graves pueden requerir cirugía. Uno de los
medicamentos importantes se llama Lasix (o furosemida) que se utiliza para reducir la congestión y la
hinchazón en las piernas.
Recuerde:
La ICC se debe a músculos del corazón rígidos y/o debilitados
Puede causar dificultad para respirar e hinchazón de los tobillos y las piernas
Tomado de:
Manual de Capacitación NPHW. Capítulo 3 Instituto de Investigación de Salud de la Población. Canadá. Octubre
de 2015. Disponible en http://www.phri.ca/hope4/wp-content/uploads/2016/02/Final-3.0_2015-10-21_Módulo-
3_E.pdf
II. REALIZA LAS SIGUIENTES ACTIVIDADES:
a. Realiza un plegable que trate de sensibilizar a las personas sobre ¿cuáles son las
enfermedades que afectan al sistema cardiovascular, cuáles son los factores de riesgo y
cómo prevenirlas?
b. Realiza un cuadro sinóptico que resuma el texto anterior.
Tema 2: “Circulación en los seres vivos”
Semanas 4 y 5
Actividad 1. VE EL VIDEO RESPIRACIÓN, ORGANOS Y PROCESOS (https://youtu.be/h-NRcPF-jJE)
Toma apuntes en tu cuaderno
Actividad 2. Realiza la siguiente lectura.
RESPIRACION
Los seres vivos necesitamos energía para realizar
nuestras actividades, como movernos, crecer,
hablar etc. Esta energía no la proporciona los
nutrientes, pero para que esa energía sea
liberada necesitamos de loa presencia de
oxígeno.
El oxígeno que entra a nuestro organismo es
llevado a cada una de las células.
CLASES DE RESPIRACION
La respiración se clasifica en a aerobia y
anaerobia, según de donde obtengan el oxígeno
los seres vivos.
RESPIRACION AEROBIA La energía se obtiene en
presencia de una gran cantidad de oxígeno del
aire. La gran mayoría de estos seres vivos tiene
esta clase de respiración. (Ecuación a)
RESPIRACION ANAEROBIA Es característica de los
seres vivos como las bacterias y algunas clases de
hongos. La energía se obtiene por la
fermentación de azúcares en ausencia de
oxígeno. (Ecuación b)
LA RESPIRACION CELULAR
El proceso de respiración en todos los seres vivos
se realiza a nivel celular en una estructura
denominada mitocondria. El oxígeno penetra
con facilidad a la célula por el fenómeno de
difusión. Este consiste en el traslado de sustancias
desde un punto donde están más concentradas
a otro de menor concentración. Por ejemplo el
oxígeno disuelto en el agua se difunde hacia el
interior de los seres unicelulares de vida acuática.
En el cuerpo humano el oxígeno se difunde de los
líquidos corporales como la sangre y la linfa al
interior de cada una de las células
RESPIRACION EN MONERAS Y PROTISTAS
En los seres inferiores como las bacterias, la
energía necesaria para cumplir sus funciones la
obtienen de los compuestos como los azúcares,
la respiración de estos seres es anaerobia. En los
seres unicelulares como la ameba, la euglena y
el paramecio, la respiración es aerobia, toman el
oxígeno que esta disuelto en el agua y liberan gas
carbónico.
RESPIRACION EN VEGETALES
En los vegetales los órganos respiratorios más
importantes son los estomas. Los estomas se
localizan en el envés de las hojas y en los tallos
verdes, están formados por células llamadas
oclusivas, que tienen forma de riñón y las cuales
dejan entre una abertura llamada ostiolo que se
puede abrir y cerrar.
RESPIRACION EN ANIMALES
Los animales tienen respiración aerobia en su
gran mayoría, según el medio donde vivan, los
animales están provistos de órganos
especializados para realizar el intercambio
gaseoso de acuerdo con el órgano que
interviene la respiración puede ser: cutánea,
traqueal, branquial y pulmonar.
RESPIRACION CUTANEA Se presenta en algunos
animales invertebrados y en algunos vertebrados
como los anfibios, ejemplo, la lombriz de tierra, la
babosa, el caracol, la rana y la salamandra, la
difusión del oxígeno se hace a través de la piel
que envuelve el cuerpo, para que este tipo de
respiración se realice la piel debe permanecer
húmeda para asegurar la absorción del oxígeno
del medio. Por ejemplo las ranas, los sapos y las
salamandras poseen pulmones que por sí solos no
podrán suministrar el oxígeno necesario al animal
(a través de la piel).
RESPIRACION TRAQUEAL Éste tipo de respiración
se presentas en animales terrestres como en las
arañas, las abejas, los saltamontes, los ciempiés.
Las tráqueas son unos tubos muy finos con
múltiples ramificaciones que conducen el aire al
interior del cuerpo del animal recogen el dióxido
de carbono que enviaban al exterior, las
tráqueas se abren al exterior con un par de
pequeños poros denominados espiráculos que
quedan a lado y lado del animal y se abren y
cierran para intercambiar los gases respiratorios.
RESPIRACION BRANQUIAL Es propia de animales
de vida acuática como el erizo y la estrellad e
mar y en los artrópodos ciemo el cangrejo y las
langostas y en los moluscos como el calamar, las
ostras y los peces. En estos animales el
intercambio gaseoso se realiza por medio de
agallas o branquias que están constituidas por
láminas finas con muchos vasos sanguíneos. Este
tipo de respiración se presenta en la mayoría de
los animales acuáticos, las branquias extraen el
oxígeno disuelto en el agua para la cual el pez
toma agua por la boca, donde el líquido pasa a
través de las branquias, para luego salir por el
opérculo. en su paso por las branquias el oxígeno
pasa a la sangre y a través los vasos sanguíneos.
RESPIRACION PULMONAR La respiración es un
proceso involuntario y automático, en que se
extrae el oxígeno del aire inspirado y se expulsan
los gases de desecho con el aire espirado. La
organización del aparato respiratorio en el
hombre es similar al de los vertebrados. Este tipo
de respiración es propio en la mayoría de los
vertebrados terrestres como la rana, la gallina, la
vaca y algunos peces. Poseen órganos
especializados en el intercambio de gases como
los pulmones los cuales constituyen la parte
fundamental del aparato respiratorio. El aparato
respiratorio es el conjunto de órganos
encargados de realizar el intercambio gaseoso
entre el medio y la sangre.
En general está formado por las siguientes partes:
Fosas nasales: aberturas por donde penetra el
aire.
Faringe: cavidad común del aparato respiratorio
y digestivo.
Laringe: órgano generalmente cartilaginoso
situado en la base de la faringe, permite la
entrada del aire a la tráquea.
Tráquea: conducto que se ramifica formando los
bronquios.
Bronquios: pequeños conductos que penetran a
los pulmones y se ramifican formando los
bronquiolos
Bronquiolos: conductos muy finos que en su parte
terminar forman dilataciones llamadas vesículas
pulmonares. Estas contienen los alveolos
pulmonares en donde se realiza el intercambio
gaseoso.
Pulmones: órganos blando s esponjosos y
elásticos encargados de realizar el intercambio
gaseoso.
Actividad 3. Contestar las siguientes preguntas:
a. ¿Qué es respiración?
b. ¿En qué procesos se utiliza la energía liberada durante el proceso de respiración?
c. ¿Cuáles son las clases de respiración?
d. ¿Cuál es la importancia de la glucosa en los procesos respiratorios?
e. ¿Qué le pasa a los nutrientes durante la respiración anaerobia?
f. ¿Qué otro nombre recibe la respiración anaerobia?
Actividad 6. Completa la siguiente tabla
Tipo de
respiración
Órganos que
participan Proceso (descripción) Ejemplos (3)
Cutánea
Pulmonar
Branquial
Traqueal
Actividad 5. Realiza un cuadro sinóptico que describa los procesos y estructuras respiratorias
en microorganismos, hongos, plantas y animales
Tema 3: RESPIRACIÓN HUMANA
Semanas 6 a 8 SISTEMA RESPIRATORIO HUMANO
El sistema respiratorio humano, al igual que el de todos los vertebrados, ha desarrollado diferentes
adaptaciones para realizar el intercambio gaseoso de forma más eficiente. La entrada del aire es lo
primero y está favorecida por el movimiento respiratorio que facilita el desplazamiento del aire hacia
las superficies encargadas del intercambio, continuando con el proceso de difusión del oxígeno
desde el aire hacia la sangre y desde la sangre a los tejidos del cuerpo para dar lugar a la respiración
celular3.
El sistema respiratorio está conformado por las
vías respiratorias, las cuales se ocupan de
conducir el aire rico en oxígeno hacia los
pulmones, donde se encuentra la superficie
encargada de hacer el intercambio gaseoso.
Actividad 1
Las paredes de los conductos que permiten el
desplazamiento del aire desde la boca y nariz
hacia los pulmones secretan moco, el cual
atrapa las partículas e impurezas del aire para
evitar que lleguen a los pulmones. Estos tienen
contacto directo con el sistema circulatorio y
con la vía más rápida de dispersión de cualquier
patología4. Adicionalmente, están revestidas de
cilios5 que por su constante movimiento
transportan el moco hasta a laringe donde se
traga para posteriormente ser eliminado del
cuerpo. Las vías respiratorias no solo limpian el
aire, sino que lo calientan y humedecen para
facilitar el intercambio gaseoso. Actividad 2
Fig 1. Sistema respiratorio humano
El recorrido del aire por las vías respiratorias comienza en la cavidad nasal y la boca que son las
aberturas que permiten la entrada del aire hasta la faringe, una estructura en forma de tubo donde
se unen las anteriores estructuras y donde, adicionalmente, se encuentra la epiglotis. Esta se encarga
de separar el sistema digestivo del sistema respiratorio durante la deglución o ingesta de alimentos. El
recorrido del aire continúa por la laringe, una estructura en forma de caja y hecha de cartílago donde
se encuentran las cuerdas vocales, las cuales se estiran y vibran en respuesta al paso del aire para
producir la voz. Luego, está la tráquea, el mayor conducto respiratorio cuyas paredes están reforzadas
con cartílago para aumentar la rigidez sin perder la flexibilidad y evitar así que las vías colapsen
3 Reacciones bioquímicas que involucran combustión de compuestos orgánicos y la obtención de oxígeno con el fin de obtener la energía necesaria para que la célula realice otras funciones. Tiene lugar en la mitocondria. 4 Parte de la medicina que estudia las enfermedades; conjunto de síntomas de una enfermedad. 5 Orgánulo filiforme (con forma de hilo) de algunas células que tiene función locomotora (movimiento) o excretora (de expulsión).
durante la entrada y salida de aire. La tráquea se divide en dos bronquios, cada uno de los cuales se
dirige a un pulmón. Actividad 3
Los pulmones son órganos esponjosos de color rosado donde se realiza el intercambio gaseoso. Los
bronquios se localizan dentro de los pulmones y se dividen en tubos cada vez más pequeños llamados
bronquiolos, que a su vez se siguen dividiendo hasta terminar en una sola célula llamada alvéolo.
Cada alvéolo está cubierto por terminaciones vasculares o capilares, cuyas paredes también tienen
una célula de espesor dispuestas para realizar el intercambio gaseoso entre las vías que conducen el
aire y el torrente sanguíneo. Ver la Figura 2.
Actividad 1 De acuerdo con la Figura 1. Escriba una lista de las estructuras que el aire recorre para
llegar a los alvéolos.
Actividad 2. Subraye en el texto los mecanismos de defensa que el cuerpo utiliza en el sistema
respiratorio.
Actividad 3. Subraye en el texto los mecanismos de defensa que el cuerpo utiliza en el sistema
respiratorio.
Actividad 4. Escriba la letra de la estructura correspondiente a su función o característica.
Actividad 5. Realiza un cuadro sinóptico que describa las estructuras que conforman al aparato
respiratorio humano y sus respectivas funciones.
Movimientos respiratorios
Los movimientos respiratorios son responsables de la entrada y salida de aire de los cuerpos. Existen dos
tipos de movimientos: la inhalación, durante la cual el aire entra al cuerpo y la exhalación, en la que
el aire sale. Aunque los dos movimientos tienen efectos opuestos, ambos se deben a la acción del
diafragma.
Durante la inhalación, los músculos del diafragma se contraen y se curvan hacia abajo permitiendo el
aumento en el volumen de los pulmones, lo que genera vacío y una disminución de la presión
permitiendo que entre el aire.
En cambio, durante la exhalación, los músculos del diafragma se relajan y regresan a su posición inicial
comprimiendo así los pulmones y disminuyendo su volumen. En consecuencia, la presión dentro de los
pulmones aumenta permitiendo la salida del aire.
El poder de la respiración
Al dejar que nuestra atención se centre en la inhalación y exhalación nos estamos abriendo al
maravilloso poder de la respiración. Solo con mantener nuestra atención en el ritmo suave y lento de
un ciclo profundo de inhalación y exhalación, podemos descubrir qué es estar más centrados, qué es
tener una vida emocional balanceada, y qué es cuidar nuestra salud y bienestar de una forma más
efectiva y constante.
Siempre estamos respirando, así que ¿porque no a hacerlo de vez en cuando de manera consciente
y darnos la oportunidad de descubrir cómo nuestra vida puede cambiar sólo con este acto? Descubre
respirando qué es vivir con una mente en calma, alerta, y despierta; descubre la energía vital que te
llena el cuerpo te hace más sano y más feliz. ¡Todo esto solo esta a tan solo una respiración de distancia
de ti!
Santiago Villaveces Izquierdo, PhD, para ASF
Práctica Construyamos un pulmón
En esta Actividad, va a construir un modelo para explicar
los movimientos respiratorios generados por la acción del
diafragma (entrada de oxígeno y salida del gas
carbónico).
Para este modelo necesita:
Una botella de plástico con su respectiva tapa
plástica, puede ser de gaseosa (1,5 o 3 L).
Unas tijeras (usar con mucho cuidado).
Tres (3) pitillos largos.
Un guante de látex.
Dos bombas de tamaño mediano.
Cinta aislante.
Una barra de plastilina (silicona líquida o en barra
también sirve).
Figura 2. Modelo de los movimientos respiratorios.
Procedimiento
A partir de las siguientes instrucciones, construya un modelo del sistema respiratorio como el que se
presenta en la Figura 2:
1 Con los tres pitillos, forme una “Y”. Introduzca dentro de las bombas los extremos que forman la “V”
de la “Y” que formó, y asegúrelas con cinta.
Las bombas simularán nuestros pulmones.
2 Corte la parte baja de la botella con las tijeras, pídale ayuda a un adulto.
3 Introduzca la “Y” hecha con los pitillos y las bombas ajustadas a los extremos de forma invertida a
través del orificio que cortó en la parte baja de la botella.
4 Pase el extremo del pitillo de la base de la “Y” por un orificio que debe hacerle a la tapa de la botella
consiguiendo que la “Y” quede invertida. Asegure la tapa a la botella dejando unos 5 centímetros del
pitillo salidos por el orificio de la tapa. Llene con plastilina los espacios que queden entre el pitillo y la
tapa para que solo entre aire por el pitillo, y consiguiendo que la botella quede hermética.
5. Coloque el guante en la parte baja que cortó y asegúrelo con cinta. Este simulará el trabajo que
desarrolla el diafragma
6. Realiza los siguientes procedimientos:
a) Sople por el pitillo para que las bombas ubicadas en el interior de la botella se expandan y observe
el movimiento que realiza el guante en la base de la botella.
b) Deje salir el aire del interior de las bombas y observe nuevamente el movimiento que realiza el
guante en la base de la botella cuando las bombas se contraen.
Actividad 7. Identifique en la Figura 2 la estructura que representa cada parte del modelo.
Utilice el modelo armado e interprete la información contenida en la Figura 3, para comprenderla
acción del diafragma sobre los movimientos respiratorios y luego responda las siguientes preguntas:
Figura 3. Acción del diafragma en los movimientos respiratorios.
1 En la Figura 3, la inhalación está representada por la letra y la exhalación por la letra
.
2 ¿Cómo explica el cambio en la presión dentro de los pulmones por la acción del diafragma?
3 ¿Cuál es el cambio en el tamaño de la caja toráxica durante los movimientos respiratorios?
4 ¿Cómo favorece el cambio de presión la entrada y salida de aire del cuerpo?
5 ¿Qué es la capacidad pulmonar?
6 ¿Por qué es importante que el tejido encargado del intercambio gaseoso sea flexible?
Intercambio gaseoso
Ya hemos visto el recorrido del aire a través de las vías respiratorias y las estructuras que permiten su
entrada al cuerpo. Ahora veremos el recorrido que continúa cuando el aire ya ha entrado al cuerpo.
Dentro de este recorrido, encontramos tres fases:
pulmonar, sanguínea y celular.
La fase pulmonar es aquella en la que ocurre el intercambio gaseoso entre el aire que es inhalado y la
sangre. Este proceso tiene lugar en los alvéolos y se da por difusión, la cual es favorecida por la alta
concentración de oxígeno en el aire, permitiendo el movimiento del mismo hacia la sangre. De la
misma manera, la sangre que viaja por los capilares proveniente del cuerpo cargada de dióxido de
carbono por el mismo principio de difusión, se mueve desde su concentración más alta en la sangre
hacia los alvéolos para ser expulsado del cuerpo por la nariz. Actividad 8
Durante la fase sanguínea los gases, tanto el oxígeno como el dióxido de carbono, son transportados
por la sangre a lo largo de todo el cuerpo. La hemoglobina por su parte, es la proteína encargada de
combinarse con el oxígeno (oxi-hemoglobina) dentro de los glóbulos rojos para llevarla desde el lugar
de intercambio, los alvéolos, a todas las células del cuerpo.
Figura 4. Recorrido del aire en el cuerpo.
Por su parte, el dióxido de carbono es transportado por la sangre de varias formas: diluido en el plasma
en forma de bicarbonatos, en combinación con las proteínas del plasma, o en forma de carbo-
hemoglobina en combinación con la hemoglobina del eritrocito. Por lo general, el dióxido de carbono
es transportado en forma de bicarbonatos, y sólo una pequeña parte se transporta en forma de carbo-
hemoglobina, para luego ser llevado a los pulmones y ser eliminado. Adicionalmente, las
concentraciones de dióxido de carbono en sangre son la señal reconocida por nuestro cerebro para
determinar la frecuencia respiratoria. Actividad 9
Cuando en el medio ambiente existe un exceso de monóxido de carbono (gas venenoso que proviene
de la oxidación incompleta del carbono), entonces en la respiración se produce la combinación de
éste con la hemoglobina, formando la carboxihemoglobina. Por consiguiente, resulta imposible que el
oxígeno se pueda combinar con la hemoglobina. Por tal razón, el oxígeno no se transporta hasta las
células y esto causa asfixia, es decir, un desabastecimiento de oxígeno para producir energía y, por
ende, un cese de las funciones vitales del cuerpo. Actividades 10 y 11
La fase celular corresponde al intercambio por difusión de oxígeno entre los capilares y el plasma
celular, mientras el dióxido carbono pasa de la célula a la sangre.
El oxígeno ingresa a las mitocondrias para participar en la degradación de los nutrientes ingeridos y
producir energía en forma de ATP, dióxido de carbono y agua como desechos. Este proceso también
es conocido como respiración aeróbica (en presencia de oxígeno) en los eucariotes. El ATP por su
parte, es la energía que todas las células requieren para realizar sus funciones por ello es indispensable
para la vida.
Actividad 8. ¿Qué es difusión y cómo funciona en el intercambio gaseoso?
Actividad 9. Subraye en verde las formas de transporte del oxígeno y el dióxido de carbono.
Actividad 10. ¿Cuál es la diferencia entre oxi-hemoglobina, carbohemoglobina y
carboxihemoglobina?
Actividad 11. ¿Fumar guarda alguna relación con la oxidación incompleta del carbono?
Tomado y editado de: Bernal, V., Hernández, M., Gordillo, L., Molina, M., Ortiz, L. y Peña, L. (2016). Applica 6 Ciencias Naturales.
Colombia: Ediciones SM.
Belk, C.y Borden, V. (2015). Biology Science for Life with Physiology. Global Edition. 5th Edition. Pearson. ISBN-13:
978-013389230.
Carrillo, E., Peña, Luz., Arévalo, L., Bautista, M., Samacá, M., Henao, S., Ortiz, G., Restrepo, J., Orejuela, M., Robles,
W., Ramírez, P., y Muñoz, A. (2004). Contextos Naturales. Colombia: Santillana.
Escurelo, R., Sánchez, S., y Borras, P. (2002). Estructura y función del cuerpo (2a ed.). España: McGraw-Hill España.
Recuperado de http://www.ebrary.com.
Semana 9
Tema 4: Enfermedades del Aparato Respiratorio
Coronavirus: ¿Cómo afecta el COVID-19 a los pacientes respiratorios?
Las personas con enfermedades respiratorias o una alergia mal controlada son más susceptibles a las
infecciones que afectan a este sistema, en especial si son víricas, por lo que deben extremar las
precauciones
Mónica M. Bernardo 21 de abril 2020. 9:12 am
El nuevo coronavirus SARS-Cov-2, causante de la pandemia de COVID-19, es un virus que afecta a las
vías respiratorias de las personas, de ahí que los pacientes con afecciones de sistema respiratorio
deben extremar las precauciones. ¿Cómo diferenciar los síntomas del coronavirus de los de una
exacerbación de asma? ¿Cómo detectar la nueva infección y no confundirla con una alergia
primaveral? ¿Cómo saber si la inflamación bronquial se debe a la EPOC o a COVID-19?
Para tratar de dar respuesta a todas estas cuestiones es importante tener presente que alrededor del
20% de la población afectada por el coronavirus, que apareció en China el pasado mes de diciembre,
tiene problemas pulmonares importantes con necesidad de hospitalización. Por ello, uno de los grupos
de personas que presenta un riesgo elevado frente a COVID-19 son aquellas con enfermedades
pulmonares crónicas como el asma.
Entre los principales síntomas de las patologías respiratorias destacan la tos, las sibilancias, los pitidos en
el pecho, la disnea… todos ellos problemas que se pueden ver agravados si el paciente contrae la
nueva infección que mantiene al Planeta confinado. Sin embargo, al menos dos de ellos, la tos y la
sensación de falta de aire, son los establecidos como principales para detectar los contagios por el
nuevo coronavirus.
Atendiendo al informe emitido por la Organización Mundial de la Salud (OMS), los síntomas de COVID-
19 no son específicos y la presentación de la enfermedad puede variar desde ningún síntoma
(asintomático) hasta neumonía grave y muerte.
A partir de los datos basados en cerca de 56.000 casos confirmados por el laboratorio, la OMS señala
que los signos y síntomas típicos de la infección por el nuevo coronavirus incluyen: fiebre (en el 87,9%
de los afectados), tos seca (en el 67,7%), fatiga (en el 38,1%), producción de esputo (en el 33,4%),
dificultad para respirar (en el 18,6%), dolor de garganta (en el 13,9%), dolor de cabeza (en el 13,6%),
mialgia o artralgia (en el 14,8%), escalofríos (en un 11,4%), náuseas o vómitos (en un 5%), congestión
nasal (en un 4,8%), diarrea (en el 3,7%), hemoptisis o expectoración de sangre (en un 0,9% ) y
congestión conjuntival (0,8%).
Asimismo, en el informe se asevera que las personas con COVID-19 generalmente desarrollan signos y
síntomas, sino parte de ellos, respiratorios leves y la fiebre, en un promedio de entre 5 y 6 días después
de la infección (lo que denominan período de incubación medio de 5-6 días en un rango que va de
uno a 14 días).
Enfermedad leve o moderada
En ese informe, la entidad internacional también explica que la mayoría de las personas infectadas
con el nuevo coronavirus tienen una enfermedad leve y se recuperan sin mayor problema. De hecho,
asegura que en torno al 80% de los pacientes confirmados por laboratorio han pasado la enfermedad
de forma leve o moderada, incluyendo casos de no neumonía y neumonía.
Para el 13,8% de los pacientes la enfermedad fue grave con disnea, frecuencia respiratoria igual o
mayor de 30 respiraciones por minuto, una saturación de oxígeno en sangre igual o menor de 93%,
relación PaO2 / FiO2 menor de 300 y/o infiltrados pulmonares mayores que 50% en un plazo de 24-48
horas. Solo el 6,1% fueron pacientes críticos que presentaron insuficiencia respiratoria, shock séptico
y/o disfunción y fallo multiorgánico. En lo que se refiere a los pacientes asintomáticos, la proporción de
infecciones no está clara.
Las personas con mayor riesgo de enfermedad grave y muerte incluyen personas mayores de 60 años
y aquellas con afecciones subyacentes como hipertensión, diabetes, enfermedades cardiovasculares,
enfermedades respiratorias crónicas y cáncer. Con todos estos datos en la mano, desde la OMS se
hace hincapié en que los síntomas diferenciales de COVID-19 son la fiebre, el cansancio y la tos seca,
a partir de estos, las posibilidades de diagnóstico se multiplican.
Crisis de asma o coronavirus
Para la Asociación Española de Pediatría de Atención Primaria (AEPap), si una persona con asma tiene
una crisis, que con frecuencia cursan con tos y dificultad respiratoria, es probable que haya sido
provocada por una infección vírica respiratoria habitual como la gripe o el resfriado común, no por el
coronavirus. Se basan en los resultados de siete estudios, publicados entre enero y marzo y provenientes
de China, en los que analizaron a 115 niños diagnosticados de COVID-19 de los cuales únicamente
uno tenía asma.
En este contexto, desde AEPap aconsejan que en el caso de una persona con una crisis asmática, lo
más importante es actuar frente a los síntomas del asma: tos, pitidos, dificultad respiratoria y opresión
en el pecho. Si persisten o se tiene sospecha de contagio, es preciso el contacto con un profesional
especializado o al teléfono habilitado en cada región.
Por su parte, desde la Sociedad Española de la Sociedad Española de Inmunología Clínica, Alergia y
Asma Pediátrica (SEICAP) recuerdan que un asma mal controlada podría aumentar la susceptibilidad
de una infección respiratoria vírica, incluida la del coronavirus, así como a una peor evolución de la
misma. Por ello, el paciente con asma debe mantener el tratamiento preventivo establecido, tener a
mano el inhalador de rescate y solicitar al neumólogo un plan de acción personalizado que le ayude
a reconocer y controlar los posibles síntomas de una infección o una crisis.
Alergia o COVID-19
Volviendo a la estacionalidad, tenemos que ser conscientes de que estamos en primavera, la típica
estación en la que suelen hacer presencia los brotes de enfermedades propias de esta época como
la alergia, cuyos síntomas (alguno de los previamente mencionados) se pueden llegar a confundir con
los del nuevo coronavirus. Pero que en realidad no lo son.
En este sentido, es importante tener presentes algunos otros síntomas que, inicialmente, se
desconocían, pero que las autoridades sanitarias han apuntado como propios del nuevo coronavirus.
Hablamos de ojo seco y conjuntivitis leve, la pérdida de olfato y gusto o la diarrea que se han dado
en un alto número de pacientes infectados.
En el caso de la alergia, tal como recuerdan desde SEICAP, si estamos ante una alergia estarán
presentes los estornudos, la picazón de ojos, nariz y boca, el moqueo, la rinitis y congestión nasal.
Además, cuando la persona afectada esté al aire libre (en la situación actual, si sale a hacer algún
recado o a la ventana) se encontrará peor que cuando esté dentro de casa. El moqueo de nariz
también es muy específico de las alergias mientras que no se da en el caso del coronavirus.
Recomendaciones para la inmunoterapia
Para los pacientes con alergia -sobre todo los pediátricos- es importante vacunarse, es decir, llevar a
cabo la inmunoterapia subcutánea con alérgenos. Para ellos, desde SEICAP han emitido una serie de
recomendaciones que incluyen: retrasar la vacuna hasta que la situación asistencial lo permita y en
pautas hospitalarias aplicar el criterio clínico individualizado.
En el caso de que se trate de dosis de mantenimiento, cuando se reanuden las dosis:
Si han pasado menos de 10 semanas de la dosis anterior, administrar la habitual,
Si han pasado de 10 a 12 semanas, la dosis será el 80% de la prevista, llegando al 100% en sucesivas
dosis,
Si han pasado de 13 a 16 semanas, la dosis será del 60%,
Y si han pasado más de 16 semanas, será el alergólogo quien deberá ajustar la dosis que considere
más adecuada de forma individualizada.
Prevención
Pero, sin duda, la mejor medida para evitar el contagio de COVID-19 es mantener y extremar las
medidas de prevención que incluyen: evitar el contacto cercano con cualquier persona, en especial
con las que tienen infecciones respiratorias agudas y/o fiebre y tos; lavarse las manos frecuentemente
con agua y jabón o con una solución hidroalcohólica; toser o estornudar en el codo; secarse las manos
y la nariz con pañuelos de papel de un solo uso; evitar tocarse la boca, la nariz y los ojos; no compartir
utensilios que pueden tocar la boca; limpiar con frecuencia los objetos que se tocan a menudo;
mantener una distancia mínima de un metro y medio de otras personas; y utilizar mascarilla si necesita
salir de casa.
Actividad 1. ¿Qué órganos respiratorios se ven afectados por la acción de SARS-Cov-2?
Actividad 2. ¿Como menor de edad qué cuidados debes tener para evitar complicaciones en caso
de que te contagies del SARS-Cov-2?
Actividad 3. ¿Elabora un plegable (en hoja de papel tamaño oficio) que permita sensibilizar a las
personas de tu barrio (o vereda) sobre los efectos de este virus en el cuerpo humano, y las principales
medidas de prevención o mitigación de sus efectos en este entorno social.
12
MÓDULO FÍSICA
DOCENTE: William Alfredo Acero Cebay (701 y 702) José Lizardo Gómez (703 y 704)
INTENSIDAD HORARIA: 1 h/semana
Tema 1: Energía
Actividad 1. Lee con atención
La energía
En todos estos fenómenos hay algo en común: LA ENERGÍA. La energía se puede manifestar
de muy diversas formas: Energía térmica, eléctrica, muscular, potencial, química, cinética,
eléctrica, nuclear, etc.
La importancia de la energía es evidente, por ello la humanidad ha ido ingeniando inventos
a lo largo de la historia para su utilización de forma eficiente.
La energía a través de la historia
El ser humano, desde sus primeros pasos en la Tierra y a través de la historia, siempre ha
buscado formas de utilizar la energía para obtener una mejor calidad de vida.
Para ello ha hecho uso de diversas formas de energía: fuego (energía química), velas y molinos
(energía del viento o eólica), ruedas hidráulicas (energía del agua o hidráulica), carbón
(energía química), petróleo (energía química), nuclear (energía nuclear), etc.
El ser humano siempre ha buscado formas de obtener energía.
Históricamente:
350.000 a. C.: El ser humano descubre el fuego. Esto le permitió poder calentarse, cocinar
los alimentos y alejar a las bestias.
9.000 a. C.: El ser humano domestica animales para poder comer y para utilizarlos como
ayuda en el trabajo.
3.500 a. C.: El ser humano inventa la rueda. Otra forma de emplear la energía en beneficio
propio.
2.000 a. C.: El ser humano inventa la vela, una forma de aprovechar la energía eólica para
navegar.
50 a. C.: El ser humano inventa la rueda hidráulica y el molino de viento, lo que supone
una forma de aprovechar la energía hidráulica del agua y la eólica del viento.
1.712: Se inventa la máquina de vapor. Esto supone un enorme avance en la Industria y en
el transporte.
1.900-1.973: Entre 1900 y 1917 el consumo de energía aumenta enormemente, siendo el
carbón la principal fuente de energía. Entre 1917 y 1973 disminuye el consumo de carbón
y aumenta notablemente el de petróleo. El petróleo, además, era fuente de muchas otras
sustancias.
1.973-1.985: Fuerte crisis energética: el petróleo comienza a agotarse y se comienzan a
usar otras energías: nuclear, hidroeléctrica, eólica, solar, etc.
Concepto de energía
En la naturaleza se observan continuos cambios y cualquiera de ellos necesita la presencia
de la energía: para cambiar un objeto de posición, para mover un vehículo, para que un ser
vivo realice sus actividades vitales, para aumentar la temperatura de un cuerpo, para
encender un reproductor de MP3, para enviar un mensaje por móvil, etc.
La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir cambios en ellos mismos o
en otros cuerpos.
La energía no es la causa de los cambios. Las causas de los cambios son las interacciones y,
su consecuencia, las transferencias de energía.
La energía cinética
La energía cinética es la energía que tienen los cuerpos por el hecho de estar en movimiento.
Su valor depende de la masa del cuerpo (m) y de su velocidad (v).
La energía cinética se mide en julios (J), la masa en kilogramos (kg) y la velocidad en metros
por segundo (m/s).
La energía cinética del viento es utilizada para mover el rotor hélice de un aerogenerador y
convertir esa energía en energía eléctrica mediante una serie de procesos. Es el fundamento
de la cada vez más empleada energía eólica.
La energía cinética es un tipo de energía mecánica. La energía mecánica es aquélla que
está ligada a la posición o al movimiento de los cuerpos. Por ejemplo, es la energía que posee
un arco que está tensado o un coche en movimiento o un cuerpo por estar a cierta altura
sobre el suelo.
Energía potencial
Es la energía que tienen los cuerpos por ocupar una determinada posición. Podemos hablar
de energía potencial gravitatoria y de energía potencial elástica.
La energía potencial gravitatoria es la energía que tiene un cuerpo por estar situado a una
cierta altura sobre la superficie terrestre. Su valor depende de la masa del cuerpo (m), de la
gravedad (g) y de la altura sobre la superficie (h).
La energía potencial se mide en julios (J), la masa en kilogramos (kg), la aceleración de la
gravedad en metros por segundo al cuadrado (m/s2) y la altura en metros (m).
Por ejemplo, una piedra al borde de un precipicio tiene energía potencial: si cayera, ejercería
una fuerza que produciría una deformación en el suelo.
La energía potencial elástica es la energía que tiene un cuerpo que sufre una deformación.
Su valor depende de la constante de elasticidad del cuerpo (k) y de lo que se ha deformado
(x).
La energía potencial elástica se mide en julios (J), la constante elástica en newtons/metro
(N/m) y el alargamiento en metros (m).
Por ejemplo, cuando se estira una goma elástica, almacena energía potencial elástica. En el
momento en que se suelta, la goma tiende a recuperar su posición y libera la energía. En esto
se basa la forma de actuar de un tirachinas (cauchera).
Unidades de energía
- En el Sistema Internacional (S.I.) la energía se mide en julios (J). 1 J
es, aproximadamente, la energía que hay que emplear para elevar
1 metro un cuerpo de 1000 gramos.
- Caloría (cal): Cantidad de energía necesaria para aumentar 1 ºC
la temperatura de 1 g de agua. 1 cal = 4,18 J.
- Kilovatio-hora (kWh): Es la energía desarrollada por la potencia de
1000 vatios durante 1 hora. 1 kWh = 3.600.000 J.
- Tonelada equivalente de carbón: (tec): Es la energía que se
obtiene al quemar 1000 kg de carbón. 1 tec = 29.300.000 J
- Tonelada equivalente de petróleo (tep): Es la energía que se
obtiene al quemar 1000 kg de petróleo. 1 tep = 41900000 J
- Kilojulio y kilocaloría (kJ y kcal): Son, respectivamente, 1000 J y
1000 cal. Se usan con frecuencia debido a los valores tan pequeños
de J y cal.
La energía potencial y la energía cinética son similares pero no iguales.
Los científicos miden la energía potencial y la energía cinética en julios (J). Un julio describe la
cantidad de energía que se necesita para hacer una determinada cantidad de trabajo o
causar un determinado cambio. Por lo tanto, más julios de energía pueden realizar más
trabajo o causar un cambio mayor. Los científicos pueden usar la misma unidad para medir
ambos tipos de energía porque la energía cinética y la energía potencial se relacionan.
Recuerda, la energía mecánica de un sistema equivale a su energía potencial más su energía
cinética.
También hay diferencias entre la energía potencial y la energía cinética. La energía potencial
es energía almacenada. En otras palabras, tiene el potencial de convertirse en energía
cinética. Las sustancias químicas que se encuentran en los alimentos, las baterías y el
combustible contienen energía potencial. Cuando comes un alimento, tu cuerpo convierte
la energía potencial del alimento en energía cinética que puedes usar para moverte y
funcionar. Cuando el combustible se quema en el motor de un carro, la energía potencial del
combustible se convierte en energía cinética que impulsa al carro.
La energía potencial depende de la gravedad. Cuanto más alto está un objeto, más energía
potencial tendrá. La fuerza de gravedad es más fuerte en una manzana que se encuentra en
lo alto de un árbol que una manzana en la parte baja del árbol. Por lo tanto, la manzana más
alta tendrá más energía potencial que la manzana más baja.
La energía cinética es la energía de movimiento. Depende de la masa o velocidad de un
objeto. Un carro grande tendrá más energía cinética que un carro pequeño. ¿Qué sucede si
dos carros tienen la misma masa pero se mueven a velocidades
diferentes? El carro que se mueve más rápido tendrá más energía
cinética.
¿Qué piensas?
Observa esta imagen de un manzano. ¿Qué manzanas tienen la mayor
energía potencial? ¿Qué manzanas tienen la menor energía potencial?
Vida diaria: La energía y las montañas rusas
La energía mecánica es parte de la vida diaria.
¿Alguna vez te has subido a una montaña rusa en un
parque de atracciones? Los ingenieros que diseñan
montañas rusas deben entender la relación entre
energía potencial y energía cinética. Por ejemplo,
los ingenieros aprovechan la energía potencial
cuando el carro está en la cima de la primera
elevación de la montaña rusa.
Esta elevación es por lo general el punto más alto en
la montaña rusa. Por lo tanto, un carro aquí tendrá la mayor energía potencial. Cuando el
carro de la montaña rusa baja, su energía potencial se convierte en energía cinética. En la
parte inferior de esta elevación, la velocidad del carro es muy alta. El carro tiene mucha
energía cinética. Esta energía cinética impulsa al carro hacia la próxima elevación. A medida
que el carro sube esta elevación, su energía cinética disminuye. ¿A dónde va? Se convierte
en energía potencial.
¿Qué tanto sabes?
Un estudiante arma el sistema pendular que se muestra a continuación
Sostiene el péndulo en la parte superior de su arco. (Realízalo con
elementos que tengas a la mano, por ejemplo una tuerca e hijo).
Dibuja la trayectoria del péndulo después de que el estudiante lo suelta.
Etiqueta los siguientes puntos en el recorrido del péndulo:
Si la energía mecánica total del sistema es 100 J:
¿Dónde tiene el péndulo 100 J de energía cinética? ¿Cuántos julios de energía potencial tiene
el péndulo en este punto?
¿Dónde tiene el péndulo 100 J de energía potencial? (Etiqueta ambos puntos).
¿Cuántos julios de energía cinética tiene el péndulo en cada uno de los puntos?
¿Dónde tiene el péndulo 50 J de energía potencial? (Etiqueta ambos puntos).
¿Cuántos julios de energía cinética tiene el péndulo en cada uno de los puntos?
EJERCICIOS RESUELTOS
1. Calcula la energía cinética de un vehículo de 1000 kg de masa que circula a una velocidad
de 120 km/h.
Solución: Se extraen los datos del enunciado. Son los siguientes:
m = 1000 kg
v = 120 km/h
Ec = ?
Todas las magnitudes deben tener unidades del SI, en este caso es necesario convertir 120
km/h en m/s
Una vez que tenemos todas las magnitudes en el SI sustituimos en la fórmula:
Ec = 0,5 m v2
= 0,5 1.000 kg (33,3 m/s)2
= 554.445 kg.m2/s2 o simplemente J
2. Calcula la energía potencial de un saltador de trampolín si su masa es de 50 kg y está sobre
un trampolín de 12 m de altura sobre la superficie del agua.
Solución: Se extraen los datos del enunciado. Son los siguientes:
m = 50 kg
h = 12 m
Ep = ?
Todos los datos se encuentran en unidades del SI; por tanto, sustituimos en la fórmula:
Ep = m g h = 50 kg . 9,8 m/s2 . 12 m = 5.880 kg.m2/s2 o simplemente J
3. Convierte las siguientes cantidades de energía a julios:
a) 3000 cal
b) 25 kWh
Solución: Mediante factores de conversión realizamos los cambios correspondientes:
No olviden que se deben cancelar (tachar las unidades)
4. Calcula la energía potencial elástica de un muelle que se ha estirado 0,25 m desde su
posición inicial. La constante elástica del muelle es de 50 N/m.
Solución: Se extraen los datos del enunciado. Son los siguientes:
x = 0,25 m
k = 50 N/m (kg/s2)
Ee = ?
Todos los datos se encuentran en unidades del SI; por tanto, sustituimos en la fórmula:
Ee = 0,5 k x2 = 0,5 . 50 kg/s2 . (0,25 m)2 = 1,56 kg . m2/s2 o simplemente J
Actividad 2. Completa el siguiente mapa conceptual
Actividad 3. Realiza un cuadro sinóptico que resuma lo que es la energía, sus principales
características, tipos y unidades
Actividad 4. Busca en un diccionario o enciclopedia los términos desconocidos, con ellos y
sus definiciones, diseña un crucigrama, realiza un segundo crucigrama (ya resuelto)
Actividad 5. Resuelve los siguientes ejercicios, para ello guíate con los problemas resueltos
1. Un cuerpo transfiere a otro 645,23 cal. ¿Cuántos julios son?
2. Una persona ingiere 1048,37 kcal en su dieta. Expresa esa cantidad de energía en
unidades SI.
3. Calcula la energía cinética de un coche de 1294 kg que circula a una velocidad de 58
km/h.
4. ¿Qué energía potencial posee una roca de 143 kg que se encuentra en un acantilado
de 19 m de altura sobre el suelo?
5. Calcula la energía potencial elástica de un muelle sabiendo que su constante elástica,
k, es de 336 N/m y que se ha comprimido 4 cm desde su longitud natural.
6. Un saltador de pértiga de 65 kg alcanza una velocidad máxima de 8 m/s. Si la pértiga
permite transformar toda la energía cinética en potencial:
a) ¿Hasta qué altura podrá elevarse?
b) ¿Cuál es la energía en el momento de caer a la colchoneta?
c) ¿Cuál es su velocidad en ese momento?
7. Un cuerpo de 10 kg cae desde una altura de 20 m. Calcula:
a) La energía potencial cuando está a una altura de 10 m.
b) La velocidad que tienen en ese mismo instante.
c) La velocidad con que llega al suelo.
Actividad 6. Realiza evaluación virtual (la plataforma se definirá en las asesorías), los
estudiantes que desarrollan guías físicas no realizan esta actividad.
Tema 2: Trabajo y Potencia
Actividad 1. Lee con atención
Concepto de trabajo
El Trabajo es una de las formas de transferencia (cuando dos cuerpos intercambian energía,
lo hacen, o bien de forma mecánica, mediante la realización de un trabajo, o bien de forma
térmica, mediante el calor) de energía entre los cuerpos. Para realizar un trabajo es preciso
ejercer una fuerza sobre un cuerpo y que éste se desplace.
El trabajo, W, depende del valor de la fuerza, F, aplicada sobre el cuerpo, del desplazamiento,
∆x y del coseno del ángulo α que forman la fuerza y el desplazamiento.
Nota: ∆x significa cambio de desplazamiento, por lo tanto se deduce que ∆ se lee: “cambio” W = F cos α ∆x
En el Sistema Internacional de unidades (S.I:) El trabajo, se mide en julios (J) En honor a James
Joule, quién descubrió el principio de conservación de la energíaI, la fuerza en newtons (N) y
el desplazamiento en metros (m).
En resumen: Cuando se aplica una fuerza, no es lo mismo hacerlo a lo largo de un pequeño
camino que en un trecho más prolongado. Por ejemplo, si debemos arrastrar un carro, nos
cansamos más si el trayecto es mayor. Este “desgaste físico” se relaciona con una magnitud
denominada energía que a su vez está íntimamente vinculada con otra denominada trabajo.
Cuando una fuerza es aplicada a lo largo de una distancia se realiza un trabajo y por lo tanto
se ha consumido energía.
En conclusión: El trabajo de una fuerza (W) es una magnitud escalar cuyo valor es igual al
producto entre el módulo de la fuerza (F) aplicada a un cuerpo y la medida del
desplazamiento (d) que el móvil sufrió en la dirección de la fuerza mientras se le aplica
W=F.d
Podemos decir entonces que “Se realiza un trabajo de 1 J cuando se aplica 1 N de Fuerza a
lo largo de 1 m de distancia”
Coseno de un ángulo (cos α)
En un triángulo rectángulo (aquél que tiene un ángulo de 90º) se definen unas razones entre cada dos lados
de dicho triángulo.
Estas razones se denominan razones trigonométricas y aparecen definidas en la siguiente imagen:
El coseno de un ángulo se define como el cociente entre el cateto contiguo a ese ángulo y la hipotenusa del triángulo.
Si la fuerza aplicada a un cuerpo se encuentra en el mismo sentido en el que se desplaza el
cuerpo, decimos que el trabajo es positivo (+), generalmente el trabajo positivo hace
aumentar la energía del cuerpo
W= +F.d
En cambio si la fuerza aplicada al cuerpo se encuentra en diferente sentido con respecto al
desplazamiento del cuerpo, decimos que el trabajo será negativo y la energía del cuerpo
generalmente disminuirá
W= -F.d
El trabajo de la fuerza de rozamiento
La fuerza de rozamiento es una fuerza que se opone siempre al movimiento. Surge al tratar de
desplazar un objeto que se encuentra apoyado sobre otro. Por tanto, siempre formará un
ángulo de 180º con el desplazamiento.
Wroz = Froz . cos 180º . ∆x = - Froz ∆x
El trabajo de la fuerza de rozamiento siempre es negativo. Por eso el rozamiento hace que el
cuerpo "gaste" energía cuando se desplaza.
Demostración matemática del teorema de las fuerzas vivas
Supongamos que un cuerpo está en movimiento con velocidad v1, en una superficie
horizontal (Este cuerpo poseerá una energía cinética Ec1) y recibe la acción de una fuerza
constante, F, que le hace adquirir una cierta velocidad v2 distinta a la inicial. El trabajo de la
fuerza, F, será:
W = F . cos α ∆x. Al ser una fuerza horizontal, α = 0° = 1; por tanto,
W = F. ∆x
Aplicando la 2ª Ley de Newton a la fuerza:
W = m.a.∆x
Al ser la aceleración constante, pues lo es la fuerza, se aplican las ecuaciones del M.R.U.A.
(Movimiento Rectilíneo Uniforme)
v2 = v1+ a . t a = (v2 – v1)/t ∆x = v1 . t + 0,5 a t2
Sustituyendo a en ∆x: ∆x = v1 . t + 0,5 (v2 – v1) . t Por tanto: ∆x = (v1 + v2) t/2
Sustituyendo a y ∆x en la expresión del trabajo llegamos a: W = m . a . ∆x =
= m (v2-v1)/t (v1+v2)t/2
Efectuando las operaciones:
W = m(v22 -v1
2 )/2
Que es la expresión matemática del teorema de las fuerzas vivas.
Esta es la ecuación con la que se debe trabajar, no
con las anteriores
El trabajo modifica la energía mecánica
Son innumerables los casos en los que el trabajo modifica, simultáneamente, la energía
cinética y la energía potencial de un cuerpo. Es decir, modifica la energía mecánica en su
conjunto.
Si sobre un cuerpo actúa una fuerza que provoca cambios en su velocidad y en su posición,
el trabajo de esa fuerza será igual a la variación de energía mecánica que sufre el cuerpo.
W = ∆EM = (Ep2 + Ec2) - (Ec1 + Ep1)
El Trabajo es una de las formas de transferencia (cuando dos cuerpos intercambian energía,
lo hacen, o bien de forma mecánica, mediante la realización de un trabajo, o bien de forma
térmica, mediante el calor) de energía
Concepto de potencia
La potencia es una magnitud escalar cuyo valor se obtiene como el cociente entre el trabajo
realizado por una fuerza (W) y el intervalo de tiempo empleado en ello.
En conclusión, decimos que: La Potencia es una magnitud que nos relaciona el trabajo
realizado con el tiempo empleado en hacerlo.
Si una máquina realiza un trabajo, no sólo importa la cantidad de energía que produce, sino
también el tiempo que tarda en hacerlo. Por ejemplo, decimos que un coche es más potente
si es capaz de pasar de 0 a 100 km/h en un menor tiempo.
La potencia se mide en vatios (Watt), cuyo símbolo es (W), en honor a James Watt, el inventor
de la máquina de vapor, el trabajo en julios (J) y el tiempo en segundos (s).
No confundir Trabajo (W) con vatios (W), la primera es una magnitud, mientras que la segunda
es una unidad de medida, es decir trabajo (W) lo encontrarás en las ecuaciones (fórmulas),
mientras que vatios (W) como unidad, va a estar acompañada de un valor (una cantidad)
En el mundo del motor se usa con frecuencia otra unidad para medir la potencia: el caballo
de vapor (CV).
1 CV = 736 W
EJERCICIOS RESUELTOS
1. Explica si realizas, o no, trabajo cuando:
a) Empujas una pared
b) Sostienes un libro a 2 metros de altura
c) Desplazas un carrito hacia delante
Solución:
a) Al empujar una pared se hace fuerza pero no se produce ningún desplazamiento; por
lo cual, el trabajo es nulo.
b) Haces una fuerza sobre el libro para sostenerlo pero no se desplaza, por tanto, el trabajo
es nulo.
c) En este caso hay fuerza y desplazamiento e irán en el mismo sentido y dirección, por lo
que el trabajo es positivo y máximo.
2. Una fuerza de 100 N actúa sobre un cuerpo que se desplaza a lo largo de un plano horizontal
en la misma dirección del movimiento. Si el cuerpo se desplaza 20 m.
¿Cuál es el trabajo realizado por dicha fuerza?
Solución: Se extraen los datos del enunciado. Son los siguientes:
F = 100 N α = 0º
∆x = 20 m
W = ?
Todos los datos se encuentran en unidades del SI; por tanto, sustituimos en la fórmula:
W = F .cos α . ∆x = 100 N (kg.m/s2) . 1 . 20 m = 2000 kg.m/s2 o simplemente J
3. Un escalador con una masa de 60 kg invierte 30 s en escalar una pared de 10 m de altura.
Calcula:
a) El peso del escalador
b) El trabajo realizado en la escalada
c) La potencia real del escalador
Solución: Se extraen los datos del enunciado. Son los siguientes:
m = 60 kg
t = 30 s
h = 10 m
a) El peso se calcula mediante la 2ª Ley de Newton
P = m . g = 60 kg . 9,8 m/s2 = 588 kg.m/s2 o simplemente (N)
b) En la escalada, la fuerza que debe hacer el escalador debe ser igual a su peso y con
sentido hacia arriba; por tanto, fuerza y desplazamiento tienen igual dirección y sentido,
el ángulo entre ellos es 0º. W = F cos α ∆x = 588 kg.m/s2 . 1 . 10 m = 5880 kg.m2/s2
(J)
d) La potencia se calcula realizando el cociente entre el trabajo realizado y el tiempo
empleado: P = W/t = 5880 (kg.m2/s2) / 30 s P = 196 kg.m2/s o J/s o
W
Actividad 2. Realiza un cuadro sinóptico que resuma lo que es el trabajo, sus principales
característica y unidades de medida
Actividad 3. Realiza un cuadro sinóptico que resuma lo que es la potencia, sus principales
características y unidades de medida
Actividad 4. Busca en un diccionario o enciclopedia los términos desconocidos, con ellos y
sus definiciones, diseña una sopa de letras, realiza una segunda sopa de letras (ya resuelta)
Actividad 5. Resuelve los siguientes ejercicios, para ello guíate con los problemas resueltos
1. Calcula el trabajo que realizará una fuerza de 392 N que desplaza a un cuerpo unja
distancia de 7 m, si entre la fuerza y el desplazamiento forman un ángulo de 52º
2. Calcula el trabajo que realiza la fuerza de rozamiento sobre un cuerpo de 13 kg que se
desplaza una distancia de 46 m si el coeficiente de rozamiento entre las superficies es de
0,45..
3. Un vehículo de 1104 kg que circula por una carretera recta y horizontal varía su
velocidad de 17 m/s a 7 m/s. ¿Cuál es el trabajo que realiza el motor?
4. Calcula el trabajo necesario para subir un cuerpo de 85 kg, a velocidad constante,
desde una altura de 11 m hasta una altura de 16 m.
5. Una máquina realiza un trabajo de 641 J con un rendimiento del 6 %. Calcula el trabajo
útil que realmente se obtiene.
6. Resuelve:
a) Calcula el trabajo que realiza el motor de un ascensor en una atracción para subir 1417
kg, que es la masa del ascensor más los pasajeros, hasta una altura de 30 m.
b) ¿Cuál es la potencia desarrollada por el motor si tarda en subir 24 s?
7. Un cuerpo de 10 kg cae desde una altura de 20 m. Calcula:
El trabajo que efectúa cuando llega al suelo.
8. Un motor realiza un trabajo de 3000 J en 20 s
a) ¿Cuál es la potencia del motor?
b) ¿En cuánto tiempo desarrollaría el mismo trabajo una máquina de 15 W?
9. ¿Cuántos Caballos de Vapor (CV) posee una licuadora cuyo motor es de 1000 W?
10. Un motor realiza un trabajo de 2500 J en 2,5 s. Calcular su potencia en W y CV.
Actividad 6. Realiza evaluación virtual (la plataforma se definirá en las asesorías), los
estudiantes que desarrollan guías físicas no realizan esta actividad.
24
MÓDULO QUÍMICA
DOCENTE: Lila Marcela Claros (701 y 702) Inés Cortés (703 y 704)
INTENSIDAD HORARIA: 1 h/semana
Tema 1:
Transformaciones físicas
Las transformaciones físicas son todos aquellos cambios que afectan la forma más no la
composición de la materia. Es decir, se mantiene la identidad de cada sustancia y por lo
tanto, no se forman sustancias nuevas. Entre éstos podemos encontrar los cambios de estado
y las disoluciones (o mezclas homogéneas).
Un cambio de estado de la materia es una modificación en la organización o agregación de
las moléculas. Influye en la forma en que están unidas y ordenadas las partículas, pero no
afecta la clase o tipo de partículas que la componen. Los cambios de estado dependen de
las fuerzas que mantienen unidas estas partículas. Así entonces, cuando varían las condiciones
que afectan estas fuerzas, se obtienen los diferentes cambios de estado.
Por ejemplo, al aumentar la presión, la distancia entre partículas disminuye, y algunos gases
pasan a estado líquido cuando se les aplican altas presiones. Por otro lado, al aumentar la
temperatura, el movimiento de las partículas aumenta, debido al choque que se genera entre
ellas y esto permite que las partículas se alejen.
Por esta razón, el agua se evapora cuando se aumenta la temperatura a 100°C.
Cambios de estado
Fusión: Es la transformación física de la materia que consiste en que el estado sólido cambia
a líquido. Sucede cuando se aumenta la temperatura o se disminuye la presión.
Evaporación: Es la transformación física de la materia que consiste en el paso de estado
líquido a gaseoso. Se debe a un aumento en la temperatura o disminución de la presión.
Condensación: Es la transformación física de la materia que consiste en el paso del estado
gaseoso a líquido debido a una disminución en la temperatura o a un aumento en la presión.
Solidificación: Es la transformación física de la materia que consiste en el paso de líquido a
sólido, debido a una disminución en la temperatura o al aumento de la presión.
Sublimación: Es la transformación física de la materia que consiste en el paso del estado sólido
al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. El proceso inverso se conoce como
sublimación regresiva
Salvo con algunas excepciones, la disolución es otra forma de transformación física de la
materia. Cuando las sustancias se disuelven en otras, sufren un cambio físico ya que no se
forma una sustancia nueva. Por ejemplo, al disolver azúcar en agua, no se genera una nueva
sustancia. Tan solo se disolvió el azúcar en el agua y con un proceso reversible, se puede
obtener nuevamente el azúcar.
Recuerde que:
Punto de fusión es la temperatura a la cual una
sustancia cambia de estado sólido a estado líquido.
Punto de ebullición es la temperatura a la cual una
sustancia cambia de estado líquido a estado
gaseoso.
Solubilidad es la máxima cantidad de una sustancia
que se puede disolver en una cantidad determinada
de otra sustancia llamada solvente, a una
determinada temperatura.
Actividad 1 De acuerdo con la información anterior
y las definiciones, complete la siguiente tabla
identificando el cambio de estado que presenta
cada sustancia. Para hacerlo, suponga que usted
cuenta con un horno y un congelador para hacer
dichas transformaciones físicas (tenga en cuenta la
temperatura inicial a la que se encuentra cada
sustancia).
Actividad 2. Son ejemplos de cambios de estado en la vida diaria: cuando se evapora el agua
de la ropa húmeda o cuando se derrite el chocolate por efecto del aumento de la
temperatura. Escriba en su cuaderno cinco ejemplos de cambios físicos diferentes a estos que
hagan parte de su vida cotidiana.
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Actividad 3. Realiza un mapa conceptual que trate la definición, características y tipos de
transformaciones físicas.
Tema 2:
Transformaciones químicas
Los cambios químicos son procesos que afectan la estructura y composición de la materia.
Por tal razón, durante una transformación química se forman nuevas sustancias que presentan
propiedades diferentes a las sustancias iniciales.
Una transformación química produce una reacción química. Una reacción química es el
proceso en el cual una o más sustancias (los reactivos) se transforman en otras sustancias
diferentes (los productos). Podemos percibir que se efectúa una reacción porque se
presentan cambios observables tales como cambios en el color, la temperatura o el
desprendimiento de gases, entre otros.
Una reacción química se expresa de la siguiente manera:
Reactivos Productos
Actividad 1. Clasifica cada uno de los procesos en cambios físicos o cambios químicos según
corresponda en cada uno de los casos que se indican a continuación:
a) La fotosíntesis de las plantas.
b) El helado que se derrite.
c) La oxidación de una olla de aluminio.
d) El teñido de una camiseta blanca con una pintura.
e) La adherencia de papelitos a una regla de plástico que se frotó.
f ) La evaporación del agua de un florero.
g) La producción de plástico para fabricar esferos.
h) La fermentación de la caña de azúcar para obtener el biche.
i) La combustión de gas en la cocina.
j) El cambio de posición de un objeto.
Ciclo del carbono
El carbono es el elemento estructural de la vida. Todos los seres vivos están compuestos de
moléculas orgánicas, de las cuáles el carbono es el elemento base. Además, todos los
nutrientes que emplean los organismos para obtener la energía necesaria para desempeñar
sus funciones básicas también son moléculas orgánicas (moléculas compuestas de carbono
principalmente).
Así entonces, es un elemento indispensable para la vida y como tal, la naturaleza lo recicla.
La naturaleza recicla el carbono de diferentes formas. La principal es a través de la fotosíntesis,
proceso en el cual los organismos productores (plantas y algas) toman dióxido de carbono
(CO2) del aire o del agua y lo mezclan con agua (H2O) en presencia de energía solar,
produciendo como resultado compuestos más complejos como el azúcar (C6H12O6) y el
oxígeno, (O2), transformando así la energía solar en energía química. Los demás seres vivos
(consumidores) utilizamos estos compuestos (C6H12O6 y O2) producidos mediante la fotosíntesis
para obtener la energía requerida para el metabolismo celular. Este proceso se llama
respiración celular, en el cual los seres vivos, como productos, devuelven a la atmósfera el
agua en forma de vapor y el carbono en forma de dióxido de carbono (CO2). Así se repite
una y otra vez, aprovechando la energía liberada.
A partir de la lectura, escriba las reacciones químicas correspondientes a la fotosíntesis y la
respiración celular. Indique cuáles sustancias son los reactivos y cuáles son los productos.
Actividad 2. Describa tres ejemplos de cambios químicos que hagan parte de su vida
cotidiana
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Transformaciones químicas
Objetivo: Identificar las transformaciones químicas experimentalmente.
Materiales
Vinagre (ácido acético CH3COOH) 100 ml (un poco menos de medio pocillo)
Una botella pequeña con cuello estrecho o erlenmeyer de 250 ml.
Un globo
Un embudo
Bicarbonato de sodio NaHCO3 (5 g) aproximadamente cucharadita colmadas o a ras)
Una cuchara pequeña
Metodología (procedimiento)
1. Vierta 100 ml de vinagre en la botella pequeña o
erlenmeyer.
2. Tome un globo y empleando un embudo, agregue una
cucharadita (5 g aproximadamente) de bicarbonato de
sodio.
3. Coloque el globo sobre la abertura de la botella sin que
caiga el bicarbonato de sodio dentro de ella (como se
indica en la imagen).
4. Levante la parte del globo que contiene el bicarbonato,
de forma que caiga dentro de la botella.
5. Observe y registre los cambios evidenciados.
Actividad 3 Responda las siguientes preguntas tomando como base la resolución del
laboratorio.
NaHCO3 (sólido) + CH3COOH(líquido) CH3COONa (disuelto) + CO2(gas) + H2O (líquido)
Bicarbonato ácido acético acetato de dióxido de agua
de sodio (vinagre) sodio carbono
¿Cuáles sustancias son los reactivos de la reacción?
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¿Cuáles sustancias son los productos de la reacción?
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Complete los espacios en la imagen derecha indicando las sustancias presentes después de
la reacción química.
¿Qué cambios le indican que hubo una reacción química?
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Tema 3:
TIPOS DE REACCIONES
Encontramos muchísimas reacciones químicas diferentes. Puesto que es algo inherente a la
ciencia ordenar y clasificarlo todo, ésta no iba a ser una excepción. Dada esta variedad hay
bastantes formas de clasificar las reacciones.
Vamos a estudiar diversas clasificaciones atendiendo a diferentes criterios. Ten en cuenta que
no son excluyentes: una reacción se puede clasificar con todos y cada uno de los criterios,
como verás al final de la página.
Debido a su importancia, desarrollaremos de forma más extensa dos de los criterios de
clasificación: según la transformación y según la partícula transferida.
CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
Aquí se listan los principales tipos de reacciones:
- Según la velocidad con la que que se desarrolla la reacción:
Dependiendo del tiempo que tardan en consumirse los reactivos encontraremos reacciones
rápidas y lentas.
Na + H2O → NaOH
Rápida, tarda muy poco en consumir todo el sodio.
Fe + O2 → FeO
Lenta, el hierro se oxida con el aire a una velocidad baja.
- Según la energía implicada en el proceso:
Si la reacción desprende energía, la denominamos exotérmica y cuando la absorbe decimos
que es endotérmica. Éstas las desarrollamos en el apartado de energía.
H2 + F2 → 2 HF Q= -128.4 KJ
Desprende calor, es exotérmica.
C + H2 → C3 H6 Q= 20.4 KJ
Absorbe calor, es endotérmica.
Q= Calor medido en kilojulios (kJ)
- Según el sentido de la reacción:
Si la reacción se da sólo de reactivos a productos, nos referimos a ella como irreversible.
Si se da también de productos a reactivos (en ambos sentidos), hablamos de reversible.
NaOH + HCl → H2O + NaCl
Irreversible, solo se da en este sentido
N2 + 3H2 ↔ 2NH3
Reversible, hay un equilibrio entre ambas reacciones.
Por ejemplo, el ácido sulfúrico reacciona con la sacarosa de forma algo lenta. Si añadimos
agua a esta mezcla, la reacción es rápida. Al principio se va oscureciendo poco a poco y, al
añadir agua, se vuelve negra rápidamente. En ambos casos se desprende energía, es
exotérmica e irreversible.
SEGÚN EL TIPO DE TRANSFORMACIÓN
Las clasificamos según la transformación o mecanismo por el que se da la reacción:
- Reacciones de combinación o síntesis Partiendo de dos o más sustancias, producen un solo
producto:
H2 + O2 → H2O Fe + Cl2 → FeCl3
- Reacciones de descomposición Partiendo de un solo reactante, da lugar a varios
productos: H2CO3 → CO2 + H2O H2O2 → O2 + H2O
- Reacciones de desplazamiento o sustitución Son aquellas en las que algún átomo de una
de las sustancias que reacciona es desplazado o sustituido por otro de una sustancia simple:
Na + H2O → NaOH + H2 Co + H2SO4 → H2 + CoSO4
- Reacciones de doble desplazamiento Es muy parecida a la anterior pero, esta vez, el átomo
que entra en la molécula proviene de un compuesto y el átomo desplazado entra en la
molécula del otro compuesto.
H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2+ H2O NaCl + CaNO3 → NaNO3 + CaCl2
Actividad 1. Realizar un mapa conceptual que explique la clasificación de las reacciones
químicas
Actividad 2. Clasificar las siguientes reacciones químicas, según el tipo de transformación
que en ellas ocurre
a. H2 + Cl2 → HCl
b. HCl + Zn → ZnCl2 + H2
c. SO2 + O2 → SO3
d. C3H8 + O2 → CO2 + H2O
e. Mg + O2 → MgO
f. NaOH + HCl → NaCl + H2O
g CH4 + O2 → CO2 + H2O
h. FeO + O2 → Fe2O3
Tema 4:
Reacciones contaminantes
La fabricación de muchas sustancias (jabones, cosméticos, plásticos…) y máquinas (coches,
aviones…) que mejoran nuestra calidad de vida, así como la utilización masiva de vehículos
de motor, vierten al medioambiente sustancias que son perjudiciales para la vida y la Tierra.
Para combatir los efectos contaminantes de estas sustancias se ha desarrollado la
denominada Química medioambiental.
Lluvia ácida
Antes de la Revolución Industrial el agua de lluvia presentaba un carácter ligeramente ácido,
pero después de ella, en algunas zonas fuertemente industrializadas, el agua de lluvia ha
llegado a presentar una acidez considerable capaz de dañar la naturaleza y los materiales.
La lluvia ácida se debe principalmente a dos sustancias que, al reaccionar con el agua de
lluvia, la vuelven ácida, porque originan ácido sulfúrico y ácido nítrico.
• Dióxido de azufre (SO2). Tanto el carbón como el petróleo que se queman en las
centrales eléctricas contienen azufre como impureza, cuya oxidación produce este dióxido
de azufre:
S + O2 → SO2
El dióxido de azufre se puede oxidar a trióxido de azufre, que posteriormente reacciona con
el agua de lluvia para producir ácido sulfúrico:
2 SO2 + O2 → 2 SO3 ⇒ SO3 + H2O → H2SO4
• Óxidos de nitrógeno (NO y NO2). Se producen en las centrales térmicas y en los motores
de los vehículos. Estos óxidos reaccionan con el agua de lluvia y producen ácido nítrico:
2 NO + O2 → 2 NO2 ⇒ 3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + NO
Estos dos ácidos se incorporan a las nubes, desde donde caen en forma de lluvia ácida y
producen daños en:
• La salud humana, a través del agua potable y de la ingestión de peces.
• Los suelos, ya que dañan los bosques, sobre todo los de coníferas.
• Las aguas de ríos y lagos, donde se produce la muerte de muchos peces.
• Los monumentos, sobre todo los realizados con piedra caliza, ya que transforman la
caliza en yeso, que, posteriormente, es arrastrado por la lluvia.
En la actualidad existen algunas soluciones para reducir las emisiones de gases
contaminantes, con lo que los efectos de la lluvia ácida están disminuyendo.
Efecto invernadero
La mayor parte de las radiaciones que llegan a la Tierra
procedentes del Sol se reflejan y regresan al espacio,
pero una pequeña parte queda retenida y sirve para
mantener la temperatura media de la Tierra; de no
existir la atmósfera, la temperatura de nuestro planeta
sería de unos –18 ºC.
Sin embargo, en los últimos años, las actividades
humanas están originando un aumento alarmante de
los gases que producen este efecto, similar al que tiene
lugar en el interior de un invernadero (por los plásticos
o los cristales que lo cubren), ya que actúan como una
pantalla sobre la superficie terrestre.
Los gases que producen este efecto son
principalmente el dióxido de carbono (CO2),
procedente de las reacciones de combustión; el metano (CH4), procedente de la agricultura
y la ganadería; los óxidos de nitrógeno y los clorofluorocarbonos (CFC), que proceden de
frigoríficos y aerosoles.
El aumento de la temperatura global de la Tierra puede fundir parte del hielo de los casquetes
polares, elevando el nivel de mares y océanos.
La disminución de la capa de ozono
El ozono (O3) es una forma distinta en la que se puede
presentar el oxígeno.
Se denomina capa de ozono a la zona de la
estratosfera donde el ozono es más abundante de lo
normal, y agujero de la capa de ozono a la zona donde
la concentración de ozono es menor de lo normal.
El ciclo del ozono consta de su formación y posterior
descomposición, en un equilibrio dinámico que
mantiene constante su concentración. Para este
proceso utiliza la mayor parte de la radiación
ultravioleta que llega del Sol, peligrosa para los seres
vivos, impidiendo que llegue a la Tierra:
En la actualidad, el uso de los clorofluorocarbonos (CFC) y los óxidos de nitrógeno está
prohibido, ya que destruyen el ozono atmosférico.
Actividad 1. Plantear 2 o tres estrategias que permitan:
a. Mitigar los procesos de contaminación ambiental.
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b. Prevenir los procesos de contaminación ambiental
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c. Revertir los procesos de contaminación ambiental
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Actividad 2. Realizar un mapa conceptual que exponga las principales particularidades de
los fenómenos de contaminación ambiental aquí planteados.