Página 95 - Libro de Química de Primero de Bachillerato

Reflexiona sobre el doble rol del carbón: como recurso energético y como fuente de contaminación. Identifica en el texto palabras clave como “generación de electricidad”, “impactos negativos” y “contaminación ambiental” y clasifícalas en ventajas y desventajas. Si aparece un término técnico que no conoces (p. ej. smog), búscalo en tu glosario de química ambiental.

Análisis de la pregunta
Se solicita explicar tanto la relevancia del carbón como las principales restricciones para su empleo.

Resolución paso a paso

1. Importancia del carbón
   • Es una roca sedimentaria orgánica rica en carbono que sirve como fuente primaria de energía para la generación de electricidad.
   • Actúa como materia prima en la fabricación de cemento y la producción de acero.
   • Puede transformarse en combustibles líquidos, útiles en la industria del transporte.

2. Limitantes para su uso
   • Impactos ambientales: la minería de carbón provoca erosión del suelo, contaminación del agua y pérdida de biodiversidad.
   • Emisiones contaminantes: la combustión libera dióxido de carbono (CO₂), óxidos de azufre (SO_x) y óxidos de nitrógeno (NO_x), contribuyendo al smog, la lluvia ácida y el cambio climático.
   • Problemas de salud: las partículas finas generadas pueden provocar enfermedades respiratorias.

Conclusión / Respuesta final
El carbón es importante porque suministra energía y materias primas industriales esenciales; sin embargo, su uso está limitado por los graves efectos ambientales (contaminación y emisión de gases de efecto invernadero) y los riesgos para la salud humana asociados a su extracción y combustión.

Revisa mapas geológicos del país: los yacimientos suelen coincidir con zonas sedimentarias de edad terciaria. Contrasta la información con reportes del Ministerio de Energía y Recursos Naturales No Renovables.

Análisis de la pregunta
Se pide indicar la existencia o ausencia de depósitos de carbón en territorio ecuatoriano.

Resolución
• Sí, en Ecuador sí existen yacimientos de carbón, aunque son de tamaño relativamente pequeño.
• Los depósitos más conocidos se localizan en la cuenca oriental (provincias de Napo y Pastaza) y en algunas zonas de la Sierra Centro-Sur (provincias de Loja y Azuay).
• Su explotación comercial es limitada por la baja rentabilidad y la disponibilidad de otras fuentes energéticas.

Conclusión / Respuesta final
Ecuador posee yacimientos de carbón, principalmente en la Amazonía y la Sierra Centro-Sur, pero su explotación es escasa.

Piensa en fuentes de energía baja en carbono que ya se emplean en Ecuador (hidroeléctricas) y en las tendencias globales (solar y eólica). Relaciona cada alternativa con su ventaja ambiental y su viabilidad tecnológica.

Análisis de la pregunta
Se solicita enlistar fuentes o tecnologías que sustituyan al carbón como combustible o materia prima.

Resolución

• Energías renovables: solar fotovoltaica, eólica, hidroeléctrica, biomasa y geotérmica.
• Gas natural: menor emisión de CO₂ y contaminantes en comparación con el carbón.
• Hidrógeno verde: obtenido por electrólisis mediante energía renovable, apropiado para la fabricación de acero sin carbono.
• Biocombustibles líquidos: etanol y biodiésel derivados de cultivos energéticos o residuos agrícolas.
• Eficiencia energética: tecnologías de ahorro y optimización industrial (hornos eléctricos, recuperadores de calor) que reducen o eliminan el uso de carbón.

Conclusión / Respuesta final
Las principales alternativas al carbón incluyen energías renovables (solar, eólica, hidro, biomasa, geotermia), gas natural, hidrógeno verde, biocombustibles y mejoras de eficiencia energética.

Para completar la tabla, identifica primero la estructura cristalina de cada alotropo (capas, tetraedro, esfera, lámina). Luego vincula esa estructura con una propiedad relevante (dureza, conductividad, ligereza). Finalmente, deduce al menos una aplicación industrial apoyada en esa propiedad.

Análisis de la instrucción
Se debe llenar una tabla con dos filas (características e importancia) y cuatro columnas (grafito, diamante, fullereno, grafeno).

Tabla completada

Conclusión / Respuesta final
La tabla resume las características estructurales y las aplicaciones clave de las cuatro formas alotrópicas del carbono.

Divide el trabajo: cada integrante investiga un alotropo y prepara una breve explicación (30 s) de su imagen. Asegúrense de incluir:
• Estructura (capas, red tetraédrica, esfera, lámina).
• Propiedad clave (conductividad, dureza, tamaño nanométrico).
• Aplicación ilustrativa.
Practiquen la presentación para que no supere 3 min en total.

Posible desarrollo

1. Búsqueda de imágenes: Utilizar bancos de imágenes libres para obtener fotografías de grafito, diamante, fullereno (modelo 3D) y grafeno (microscopía o ilustración).
2. Creación del collage: Emplear una herramienta digital (Canva, PowerPoint) para colocar las 4 imágenes en un solo lienzo, añadiendo etiquetas con 1 - 2 características clave.
3. Presentación oral: Explicar cómo la dureza del diamante, la conductividad del grafito, la nano-arquitectura del fullereno y la resistencia + conductividad del grafeno determinan sus aplicaciones.

Conclusión
La actividad conecta la estructura con la función de cada alotropo, reforzando la comprensión visual y conceptual.

1. Selecciona el alotropo que más te interese.
2. Anota dos propiedades que lo diferencien de los demás.
3. Relaciona esas propiedades con una aplicación concreta o un avance tecnológico.
4. Conecta la descripción con tu experiencia (por ejemplo, interés en la nanotecnología, joyería, energías limpias, etc.).

Análisis
Se trata de una respuesta personal argumentativa.

Ejemplo de respuesta

He elegido el grafeno porque es sorprendente que una sola lámina de átomos de carbono pueda ser 200 veces más resistente que el acero y, al mismo tiempo, casi transparente. Además, su extraordinaria conductividad eléctrica lo convierte en un material prometedor para fabricar pantallas flexibles y baterías de carga ultrarrápida, lo que podría revolucionar la electrónica portátil.

• Sé honesto y específico; evita respuestas genéricas.
• Vincula tus experiencias (discusión, experimentos, trabajo colaborativo) con el aprendizaje adquirido.
• Piensa en contextos futuros (otras asignaturas, problemas reales, proyectos personales) donde este conocimiento sea útil.

Ejemplo de autorefexión

1. ¿Qué he aprendido?
   Comprendí que el carbono puede existir en varias formas alotrópicas con propiedades muy diferentes.
2. ¿Cómo lo he aprendido?
   Mediante la lectura del texto, la discusión en grupo y la elaboración de la tabla comparativa.
3. ¿Para qué me ha servido?
   Para reconocer la relación entre la estructura molecular y la aplicación de un material en la vida cotidiana.
4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?
   Podré aplicar este conocimiento al analizar materiales innovadores en proyectos de física o ingeniería, así como al comprender noticias sobre nanotecnología.