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UNIVERSIDAD NACIONAL
AUTONOMA DE MEXICO
Posgrado en Ciencias de la Tierra
CENTRO DE
GEOCIENCIAS
PROPUESTA DE UN TALLER
DIDACTICO DE CIENCIAS DE LA
TIERRA EN EL MUSEO DE
GEOLOGIA
TESIS
Que para obtener el grado de Maestro en
Ciencias de la Tierra
(Geología Ambiental)
P R E S E N T A BEATRIZ RODRIGUEZ DIAZ
JURADO 1. DR. ROBERTO STANLEY MOLINA GARZA (TUTOR)
2. M .en C. LUIS ESPINOSA ARRUBARRENA (PRESIDENTE)
3. DRA. SUSANA A. ALANIZ ALVAREZ (VOCAL)
4. DR. FERNANDO FLORES CAMACHO (SUPLENTE)
5. DR. GUSTAVO TOLSON (SUPLENTE)
1
IIntroducción .......................................................................................................... 3
2. Marco Teórico .................................................................................................... 9
2.1. Constructivismo para la enseñanza de las Ciencias ................................ 9
2.2. Ideas Previas .......................................................................................... 12
2.2.1.¿Qué se propone en el campo de las Ciencias de la Tierra? ................ 13
2.3. Cambio conceptual ................................................................................. 15
2.4 Metodología para estudio de ideas previas .............................................. 16
2.4.1. Ideas Previas detectadas en medios impresos (libros de texto,
periódicos) ..................................................................................................... 17
2.5 Otros señalamientos ................................................................................ 23
2.6 Metodología para desarrollo del taller ...................................................... 25
3. Taller de Ciencias de la Tierra.......................................................................... 28
3.1 Actividades didácticas ................................................................................ 31
3.1.1. Tema I. Las Ciencias de la Tierra y el Sistema Solar ........................... 31
1. Ideas previas de meteoritas y movimiento de planetas .......................... 35
2. Ideas previas estudio de la superficie del Planeta Marte y la Tierra ....... 38
3. Actividad 1. Meteorita de Allende y atmósfera Solar. .............................. 40
4. Actividad 2 Una superficie con cambios, un paisaje en movimiento en
Marte y la Tierra. ....................................................................................... 45
3.1.2. Tema 2. El estudio de los minerales ...................................................... 48
1. Ideas previas de minerales ................................................................... 52
2. Actividad 1. Minerales aparentemente similares resultan con diferente
fórmula química ......................................................................................... 54
3. Actividad 2. Minerales aparentemente diferentes resultan con una fórmula
química igual ............................................................................................. 56
3.1.3. Tema 3. Las rocas como un archivo de información ............................. 60
1. Ideas previas de roca ........................................................................... 67
2. Actividad 1. Las rocas compuestas por minerales ................................ 68
3. Actividad 2. Las rocas como archivo de información y evolución ¿quién
quedo arriba? ........................................................................................... 71
3.1.4. Tema 4. La Tierra como un Geosistema desde su estructura interna ..... 76
1. Ideas previas de Placas Tectónicas ...................................................... 82
2. Ideas previas de Fósiles ....................................................................... 84
2
3. Actividad 1. Armando un rompecabezas del Planeta Tierra .................... 85
4. Actividad 2. Conozcamos las corrientes de convección y su influencia en
la tectónica de placas ............................................................................... 89
5. Actividad 3. Subducción de la placa de Cocos bajo la placa
americana en México ................................................................................. 92
6. Actividad 4. La República Mexicana a través del tiempo Geológico ...... 96
3.1.5. Tema 5. El Vulcanismo en México a través de los mapas ........................ 101
1. Ideas previas sobre volcanes y tectónica de placas ............................. 108
2. Ideas previas de ¿Cómo se forman las montañas? ............................. 111
3. Ideas previas de la relación entre el Vulcanismo y geotermia.. ............ 113
4. Actividad 1. Perfil topográfico .............................................................. 115
5. Actividad 2. Volcanes, peligros y vulnerabilidad. ................................ 120
3.1.6. Tema 6.Geohidrología. El estudio del agua para un desarrollo
sustentable en México .......................................................................... 125
1. Ideas previas de concepto de: acuífero, porosidad, permeabilidad,
contaminación de suelo, infiltración y vulnerabilidad ............................... 131
2. Ideas previas del uso de las aguas termales ........................................ 132
3. Actividad 1. Conozcamos la interacción agua-roca-espacio-tiempo
para la conformación de un acuífero ..................................................... 134
4. Actividad 2. Conocerán la importancia de las unidades
hidrogeológicas distribuidas en el espacio. ............................................. 136
5. Actividad 3. ¡No se termina el agua se contamina! ............................... 140
4. Consideraciones finales ................................................................................. 145
Bibliografía ......................................................................................................... 147
Índice de Figuras ............................................................................................... 151
3
NTRODUCCIÓN
Uno de los campos importantes para la ciencia es la que hace referencia a su
enseñanza, ya que en la misma reside la incorporación adecuada de conocimientos
científicos, la postulación y formulación de nuevos planteamientos, el interés por su
desarrollo y muchos de los avances e impacto que para la población puede tener.
En este sentido el dialogar las dificultades y potencialidades de una adecuada
instrucción nos permitirá generar vetas de conocimientos importantes para el
avance de la ciencia en nuestro país.
La presente tesis es el resultado de una investigación sobre el diseño de un taller
para la enseñanza de temas sobre Ciencias de la Tierra. La propuesta se enmarca
en el rubro de educación no formal, en la que se atribuye importancia particular a
las ideas previas de los alumnos, así como al análisis de conceptos y analogías
utilizadas en libros de texto y periódicos. Ello permitirá detectar la presencia de
errores conceptuales para corregirlos.
Se propone el desarrollo de estrategias con vistas a lograr un cambio conceptual,
con el objetivo de identificar las representaciones que los alumnos de nivel básico
(preescolar, primaria y secundaria) tienen en relación con los conceptos esenciales
para la comprensión de los temas concernientes con la dinámica de nuestro
planeta. Se propone realizar un taller con diversas temáticas, ya que esta
modalidad didáctica permite no sólo revisar concepciones y materiales de estudio,
sino que además posibilita la construcción del conocimiento de manera teórico-
experimental.
A partir de los resultados obtenidos, se presume que los que asisten al taller
aprenden, exploran e investigan en un espacio distinto al aula escolar, como un
mediador entre la enseñanza y la investigación, por ello se estructuró
considerándose como un espacio didáctico.
4
En dicho espacio didáctico se propone considerar a la naturaleza desde la
perspectiva en la que vivimos en un planeta cambiante. Nuestra sociedad vive con
la necesidad de una búsqueda constante de recursos naturales (agua, minerales,
petróleo) y de contestar diversas interrogantes; como por ejemplo: ¿por qué
tiembla? ¿cuándo temblará y dónde? ¿cómo protegernos de los sismos? entre
otras, estas preguntas reflejan inquietudes y temores en la sociedad. Las Ciencias
de la Tierra han adquirido importancia ya que las perspectivas de desarrollo
sustentable y de vulnerabilidad del Planeta Tierra dependen de conocer la dinámica
terrestre en el tiempo y sus transformaciones en el espacio. Por ello, la
investigación en Ciencias de la Tierra (Hidrología, Geología, Paleontología,
Volcanología, etc.), desempeña un papel importante para el desarrollo ya que
genera información que ayuda a la sociedad tanto para la búsqueda de nuevos
recursos, como para prevenir fenómenos que puedan afectar a la población, Dicha
prevención se logrará cuando se vinculen la investigación con la enseñanza
acordes a la realidad que se vive.
Aunado a lo anterior, en algunos países como España, Estados Unidos y el Reino
Unido la información obtenida en investigación en Ciencias de la Tierra se vincula
con la enseñanza de las Ciencias de la Tierra publicando los resultados de las
actividades didácticas en la revista de enseñanza (Revista de la Asociación
Española Para la Enseñanza de las Ciencias de la Tierra y el Journal of Earth
System Science Education). Estas revistas están dirigidas a investigadores,
profesores y alumnos con intereses propios en estas áreas. Sin embargo, en
países como México se presenta una separación entre investigación y enseñanza,
ya que no existe un vínculo formal, foros académicos ni iniciativas nacionales para
acercar estas disciplinas. El virtual divorcio entre el quehacer científico en las
geociencias y la enseñanza formal en niveles medio y medio superior provoca con
ello un desconocimiento total de los avances que presenta la geología. La falta de
actualización por parte de los profesores representa un continuo rezago, no
digamos epistemológico sino científico; recordemos que la mayoría de ellos son
5
docentes o normalistas con una cultura general limitada y sin especialización en los
temas de geociencias.
Así mismo, en nuestro país la investigación en enseñanza de la ciencia para el
nivel secundaria es escaso; esto de acuerdo a 208 trabajos revisados por Flores
(2003) quien reporta que sólo el 16% de los estudios de investigación
corresponden a preescolar y secundaria. Esta cifra revela la falta de interés por
parte de profesores e investigadores, a pesar de ser el último nivel escolar que
alcanzan muchos alumnos mexicanos.
Por lo anterior, en este trabajo se proponen diversas actividades considerando los
aportes que han tenido las Ciencias de la Tierra en los temas de Sistema Solar,
estructura interna de la Tierra, minerales, rocas, tiempo geológico, intemperismo y
erosión, así como el agua. Para cada tema se realizó una investigación
bibliográfica para rescatar las ideas previas, los errores y el cambio conceptual de
los estudiantes en relación a dichos temas y se proponen actividades para alcanzar
ese cambio.
Cabe rescatar que las ideas previas se consideraron como el punto de partida en
este trabajo, ya que han proporcionado conocimiento acerca de las concepciones
con las que los estudiantes enfrentan el aprendizaje de los conocimientos
científicos en la escuela. En segundo lugar, porque han puesto de manifiesto que
dicho aprendizaje lleva implícito un problema de construcción y transformación
conceptual; y, en tercer lugar, porque han colocado al sujeto que aprende en el eje
del proceso enseñanza-aprendizaje. Es decir, un proceso en torno al cual buena
parte de la investigación y el desarrollo educativo actual se sitúan para tomarlo
como elemento central. Así, el reconocimiento del papel activo que las
concepciones de los estudiantes tienen en el aprendizaje de los conceptos
científicos ha influido de manera significativa en el replanteamiento y la
comprensión de problemas de diversa índole: conceptual, didáctica, curricular, de
evaluación, de formación docente, de género, etc., que se presentan en el
6
aprendizaje y la enseñanza de las ciencias.
Se consideraron diversas actividades didácticas, ya que desde el punto de vista en
investigación de la enseñanza de las ciencias la participación activa del alumno ha
sido un elemento muy importante en la instrucción científica; pero el papel que
actividades juegan en el proceso de aprendizaje debe ser considerado con mucha
cautela desde una perspectiva constructivista.
En el marco de la enseñanza de la ciencia se ubica la propuesta del taller didáctico
de temas de Ciencias de la Tierra enfocado a educación básica no formal. Este
taller se basa en la visión constructivista de Piaget (Piaget, 1978), el enfoque
sociocultural de Lev Vygotsky (Vygotsky, 1986), el constructivismo apropiado en la
enseñanza de las ciencias (Driver, 1988), ideas previas y cambio conceptual
(Flores, 2002; Mutford, 2002; Osborne, 1983), e historia de las revoluciones
científicas (Kuhn, 1962).
Es importante tener en cuenta que la transformación de las ideas previas no es un
proceso abrupto, sino por el contrario un proceso lento y gradual; todo esto
considerando que no son aisladas y se relacionan con otros temas, o con vivencias
del alumno.
La principal consecuencia de la investigación sobre ideas previas (Piaget, 1975) es,
que se propone una meta educativa, su transformación. Es decir, se establece la
necesidad de modificar estas ideas como medio para lograr un mejor aprendizaje
de los conceptos científicos. El reconocimiento de la necesidad de lograr esas
transformaciones o cambios conceptuales en los estudiantes, llevó no sólo a
mostrar que las prácticas habituales de enseñanza son ineficaces, sino a
transformar los enfoques y las concepciones del aprendizaje de la ciencia. En este
trabajo se pretende reunir las ideas previas de los alumnos para su posterior
investigación creando así una base de datos confiable.
7
Este taller se divide en los siguientes temas: 1) El Sistema Solar, 2) Los minerales,
3) Las rocas, 4) Características físicas de la estructura interna de la Tierra, 5)
Tectonismo y vulcanismo, 6) Tiempo Geológico 7) Factores externos modificadores
del relieve (Erosión e intemperismo) y 8) El agua. Los temas tienen un eje
conformado por los conceptos nodales roca-tiempo-recurso.
Esta propuesta tiene como principales propósitos:
• Recopilar ideas previas de los alumnos en los temas de enseñanza aquí
tratados de las Ciencias de la Tierra.
• Proporcionar un análisis de las ideas previas que permita ubicar posibles
problemas conceptuales y de representación en los diversos temas que se abordan
en la enseñanza de las ciencias naturales, incluyendo aquellos temas de geografía
relacionados con la Geología.
• Mostrar actividades didácticas de enseñanza en las que se vincule la
investigación en Ciencias de la Tierra, la educación y la enseñanza de las Ciencias
en México, con la finalidad de que en su momento puedan ser un apoyo para
diversos programas educativos, de difusión y divulgación.
• Dar a conocer la importancia que tiene comprender la dinámica en desarrollo
del Planeta Tierra a través de los estudios geológicos y como indirectamente estos
estudios son determinantes para la sociedad.
La estructura de las actividades obedece a la organización que actualmente
presentan los programas de estudio de educación básica, para cada tema se
recuperaron las ideas previas de diversas fuentes bibliográficas como revistas,
periódicos y artículos; esto con la finalidad de conocer la interpretación de sus
conceptos como un referente teórico y que se describen al principio de cada
actividad.
Las actividades didácticas fueron estructuradas con información de artículos de
Ciencias de la Tierra con la finalidad de aprehender el mundo, interpretarlo y
8
predecirlo con un enfoque sociocultural (Vygotsky, 1986) propio del contexto de
México y en un espacio como lo es el Museo de Geología con estrategias
adaptables y extrapolables; está afirmación resalta a la vista ya que aunque existan
variedad de actividades y espacios, la enseñanza no transcurre en contextos
significativos o en situaciones reales que conlleven a una reflexión en la acción.
Se considera al Museo desde el punto de vista que puede fungir como un espacio
de reflexión en la que la difusión y alfabetización de las Ciencias de la Tierra es su
principal objetivo. La serie de actividades están diseñadas para propiciar en su
realización el análisis y reflexión, a manera de que esta modalidad didáctica
permita no sólo revisar concepciones y materiales de estudio, sino que además
posibilite la construcción del conocimiento teórico-experimental en la que los que
asistan aprenden, exploran e investiguen tal que el taller sea un mediador entre la
enseñanza y la información resultante de la investigación.
El tema del planeta como un Geosistema se contempló como una propuesta
metodológica en la que no sólo es importante dar a conocer que la Tierra como
planeta tiene edad y tiembla, sino que los diversos fenómenos que ocurren en la
naturaleza están en constante cambio. Éste ocurre a distintas escalas de tiempo
que la actividad humana puede desequilibrar y debemos conocer las
consecuencias.
9
2. Marco Teórico
Actualmente en la enseñanza de las Ciencias de la Tierra intervienen variedad de
conocimientos: de las ciencias, del científico, del profesor, el cotidiano y del
alumno; pero ¿cómo abordar los temas de esta disciplina en un taller; para
favorecer un aprendizaje significativo y sintetizar el conocimiento? Para los fines de
este trabajo el taller de aprendizaje de Ciencias de la Tierra asume un modelo
basado en el enfoque constructivista que permite el aprendizaje significativo del
conocimiento científico de acuerdo a las características del desarrollo del aprendiz
de educación básica sin pérdida de información relevante.
2.1. Constructivismo para la enseñanza de las Ciencias
Referirnos al constructivismo apropiado a la enseñanza de las ciencias (Driver,
1988) es considerar que las representaciones mentales de los sujetos se adquieren
de su ambiente y las experiencias son interpretadas con un nuevo esquema del
mundo; es decir, las concepciones de los individuos en relación a los fenómenos
naturales son ejemplos particulares de las representaciones mentales de diversos
aspectos del mundo natural que influyen en la construcción de posteriores
interacciones con fenómenos naturales.
Driver (1988) considera tres aspectos del proceso de construcción del
conocimiento en ciencia: construcción personal, interpersonal y pública. Para la
primera, las concepciones que desarrolla la persona de los fenómenos naturales
derivan de las experiencias sensoriales. Algunas concepciones de los esquemas
de conocimiento son influenciadas por las interacciones con el medio sin poder ser
representadas explícitamente por el lenguaje. Los estudios de las concepciones de
los sujetos en relación a los fenómenos naturales indican que su existencia es un
poco idiosincrática (Vilanova et al., 2011).
10
Los modelos mentales construidos por el sujeto se ha comprobado que son muy
diferentes a las imágenes que presentan los libros de texto (Perales et al., 2002),
una visión relativamente minoritaria. En el estudio de Herrera y Soto (2005) se
comparan los resultados con personas de dos países, considerando que el
ambiente es un soporte importante para determinar las características de
conceptualización de países diferentes (Nueva Zelanda e Inglaterra); mientras que
en otros países las concepciones en ciencia no son idiosincráticos ya que ellas
dependen de la influencia cultural y las explicaciones de los fenómenos naturales
son consideradas por experiencia personal.
Driver (1988) señala que en relación a los procesos de aprendizaje se considera el
enfoque sociocultural de Vigotsky y reconoce que el aprendizaje no es un espacio
social vacío, ya que los sujetos disponen de un bagaje de lenguaje y cultura a
través de métodos de pensamiento e imágenes. Esto ocurre a través de frases
como “cierra la puerta para que no entre el frío”, que provienen de metáforas que
es un modo de representar aspectos del mundo físico. Los trabajos de Schutz y
Luckman (1974) hacen referencia a la “vida en un mundo hábil”, considerando que
se puede ver un mundo abierto pero con un cambio social. Se observa que el
amplio entendimiento conceptual en ciencia puede mostrar progresos en el
entendimiento científico mostrado individualmente en pre y post-intervenciones y
que estos progresos ocurren en grupos de discusiones (Figueroa et al., 2005).
Otros de los aspectos importantes considerados son que las ideas de evolución y
procedimientos de medición y experimentación son construidas y transmitidas a
través de instituciones sociales y culturales de ciencia (Lázaro Martínez, 2002), que
no exclusivamente se descubre de forma individual por medio de preguntas
empíricas. Por ello el aprendizaje de ciencia debe considerarse como una cultura
de ciencia.
11
Por lo anterior el reto para la enseñanza de las ciencias es preparar modelos
considerando el dominio de aplicabilidad, el uso del tema, interés y lo más
importante considerar ideas teóricas de la comunidad científica.
Complementando está visión, Flores (2003)1 describe que el constructivismo
presenta un elemento aglutinante de diferentes perspectivas en su estructura, el
cual radica en la metáfora de la carpintería, la arquitectura o el trabajo de la
construcción. Ésta consiste en que la construcción de estructuras se realiza a partir
de elementos preexistentes. La metáfora, pues, describe la comprensión como la
construcción de estructuras mentales y la reestructuración es concebida como el
proceso de acomodación – en términos piagetianos – o, en un sentido más amplio,
de cambio conceptual. Una característica de este proceso es su recursividad, en la
cual los elementos de construcción del conocimiento son productos de construcción
elaborados con anterioridad. Así la distinción entre estructura y contenido de lo que
se conoce, es característica del constructivismo. Esta forma de conceptualizar el
conocimiento representa un avance muy significativo ya que reconoce al individuo
como un ente activo, individual y personal basado en conocimientos previamente
elaborados. Lo descrito anteriormente constituye la base del constructivismo.
Apuntan Aguirre y Flores (2003) que el sujeto elabora y construye ideas
particulares acerca de los varios fenómenos naturales estudiados por las ciencias;
mentalmente el sujeto elabora representaciones que por lo general difieren en
precisión, formalidad y poder explicativo respecto de los modelos establecidos por
la ciencia. Para la propuesta del taller aquí planteado, es de importancia primordial
reconocer cabalmente las consecuencias de construcciones imperfectas que
intentan representar modelos y conceptos científicos. Aunque el taller planteado no
sea un programa propuesto para el aula, puede fungir como complemento y
elemento de consolidación de lo abordado en clases permitiendo la transformación
de los conceptos y con ello el cambio conceptual.
1 Flores (2003) Comentario dicho en la clase de Enseñanza de las Ciencias
12
Aunado a lo anterior otro aspecto importante en el constructivismo es la relatividad
del conocimiento para el campo de las Ciencias de la Tierra, ya que como
considera (Kuhn, 1962) las verdades científicas son inevitablemente provisionales.
Esto es, anteriormente se consideraba el estudio del planeta Tierra como una serie
de fenómenos aislados; en cambio ahora se considera como un sistema cuyas
componentes están en interacción constante, por lo que dichas interacciones
deben ser tomadas en cuenta para su posterior enseñanza y por otra parte hablar
de constructivismo.
2.2. Ideas Previas
Las ideas previas consideradas en esta propuesta nos dan a conocer las
construcciones conceptuales personales de los sujetos para las Ciencias de la
Tierra. Dichas ideas previas (Flores, 2002) son construcciones personales, pero a
la vez son universales y muy resistentes al cambio; muchas veces persisten a
pesar de largos años de instrucción escolarizada (Flores, 2002). Así mismo se
realizó una revisión de información escrita (libros de texto, periódicos, material
didáctico) para conocer dichas ideas previas
Por otra parte (Mutford, 2002) considera que el esquema de pensamiento
alternativo se conoce entre los investigadores educativos como esquema
representacional. Si los sujetos encuentran información que contradiga sus
esquemas representacionales es difícil para ellos aceptarla, porque les parece
errónea. En estas condiciones actúan de diversas maneras: la ignoran, la
rechazan, no creen en ella, la reinterpretan a la luz de sus propios esquemas
representacionales, o bien, llegan a aceptarla haciendo sólo pequeños cambios en
sus concepciones. Es ocasional que la información que parece anómala sea
aceptada y le obligue a revisar su esquema representacional.
Por otro lado, la construcción de las ideas previas está asociada a explicaciones a
partir de lo que se observa y de tratar de explicar la realidad. Sin embargo, esto no
13
da cuenta, desde luego, de cómo construye el sujeto esas ideas previas;
explicación que está ligada a poder explicar, a su vez, cómo se genera el
conocimiento en los sujetos.
Las características de dichas ideas previas erróneas (Osborne R. &., 1983) son:
No son congruentes con los conceptos, leyes y teorías que los sujetos tienen
que aprender.
Son muy resistentes al cambio. A veces no cambian en absoluto; cuando se
produce el cambio es como resultado del estudio.
Interfieren en el aprendizaje de las ciencias, siendo responsables de la
dificultad que encuentran los sujetos en estas áreas.
2.2.1 ¿Qué se propone en el campo de las Ciencias de la Tierra?
Considerando que el estudio de las Ciencias de la Tierra adquiere en la enseñanza
relevancia por su importancia en la presencia del origen de los fenómenos
naturales en la naturaleza y esto conlleva a una sociedad que dimensione el prever
más que remediar las posibles consecuencias, la interrogante aquí es: ¿Porqué si
en enseñanza se abordan conceptos de geografía y ciencias naturales desde el
nivel preescolar a secundaria con diferente orden de complejidad, la sociedad aun
no entiende la presencia, beneficios y riesgos por ejemplo de una erupción
volcánica para el ser humano?
Por ello en el taller se enfatiza la importancia de considerar el Planeta como un
sistema complejo constituido para su estudio por diversas disciplinas. Finalmente,
revalora aquellos aspectos de complejidad conceptual que obstaculizan al proceso
de enseñanza-aprendizaje de los temas de Ciencias de la Tierra, como son:
a) Comprender la presencia de los fenómenos naturales a través del tiempo.
Por ejemplo, los desplazamientos de las placas tectónicas, la erosión, la formación
14
del suelo y el crecimiento y reducción de los casquetes polares en las glaciaciones
son fenómenos que ocurren a tazas lentas comparadas a la vivencia humana. Es
esencial en el desarrollo del conocimiento de la Tierra visualizar procesos muy
lentos o de gran duración. Para comprender procesos con escala de miles a
millones de años y escala global o dimensiones planetarias es necesario observar
los fenómenos a través de modelación física, muchos de ellos ya se pueden
visualizar con ayuda de las nuevas tecnologías como las animaciones multimedia.
b) Rocas como archivos de información a través del estudio de fósiles,
estructuras sedimentarias, química e isótopos. El alumno de educación básica
no posee el conocimiento, ni entiende aún, que las rocas son archivos o
documentos de información para la reconstrucción de cualquier espacio geográfico
y conocer los factores de cambio del tiempo geológico. Entender la sucesión de
capas en una secuencia de rocas sedimentarias como un archivo de la vida en el
pasado, las condiciones climáticas y la actividad tectónica requiere conocer ciertos
principios fundamentales como superposición, sucesión faunística y continuidad
lateral, que pueden ser un desafío intelectual.
c) La falsa percepción de inmutabilidad. La aparente lentitud con la que ocurren
la mayor parte de los procesos geológicos hace que el relieve terrestre aparezca
como inmutable (sin cambios) a los ojos de cualquier persona. Visualizar al Planeta
como una entidad dinámica y con una edad de 4,600 millones de años, contrasta
con la impactante edad del hombre en la Tierra, que no sobrepasa los 200,000
años. Es decir, el concepto de que procesos como los temblores del Cinturón de
Fuego del Pacífico modifican lenta y continuamente el relieve es ajeno al estudiante
de educación básica.
Aunado a los obstáculos descritos con anterioridad, se presentan otros problemas
didácticos. Un ejemplo de ello es el planteado en enseñanza de las ciencias donde
existe una gran separación entre el conocimiento que se genera a través de la
investigación y el que se aplica en las aulas o espacios didácticos. La organización
15
incompleta de los contenidos y la falta de una sólida formación disciplinaria por
parte de los profesores, incorpora nuevas dificultades. Cuatro de cada 10 maestros
en México, no han participado en algún curso o taller de actualización en los
últimos años,; además 15.3% del total de profesores carece de una preparación
formal para la docencia, y seis de cada 10 maestros confiesen “tener dificultades”
para dominar los contenidos del plan de estudios, planear la clases y enseñar a los
niños de preescolar, primaria y secundaria del país. Del total de profesores en
México en las zonas urbanas de todo el país, según dio a conocer el estudio de
2010 del Instituto de Evaluación y Asesoramiento Educativo (IDEA) 15.3% no se
han preparado como maestros, 2.7% son pasantes de licenciatura, o 10.6% tiene
ese grado y solo 2% tienen posgrado (maestría 1.9% y doctorado 0.1%). Por ello,
la propuesta del taller didáctico de temas sobre Ciencias de la Tierra tiene como
objetivo introducir tanto al alumno como al profesor en la realización de actividades
prácticas en las diferentes temáticas del Planeta Tierra dentro de un espacio
didáctico en el contexto de la educación no formal.
Por lo anterior, la propuesta del taller de temas sobre Ciencias de la Tierra
constituye un lugar de co-aprendizaje, donde sus participantes construyen
socialmente conocimientos y valores, desarrollan habilidades y actitudes, a partir
de sus propias experiencias actuando en función de - o comprometidos con - un
proceso de mejoramiento en el quehacer del colectivo de trabajo, en el que
aprender un concepto, ligándolo a la práctica en la que dicho concepto expresa su
contenido, resulta más formador que aprender a través de una simple
comunicación verbal de ideas. Al diseñar el taller se consideró reducir la brecha
entre los conocimientos teóricos y las prácticas de trabajo en la realidad concreta.
2.3. Cambio conceptual
El cambio conceptual (Duit, 1999) tiene que ver con la reestructuración del
conocimiento ya existente del individuo con diferentes variantes. El estudio de las
ideas preinstruccionales (Feo Mora, 2010) ha mostrado que contrastan con las
concepciones científicas, por lo que se necesita una reestructuración del
16
conocimiento ya existente significando una diferencia en la reestructuración
conceptual que requiere del conocimiento ya existente. Retomando a Piaget (1970)
el cambio conceptual corresponde a la acomodación, en la investigación en
educación en ciencias para Kuhn (1962) se refiere a la revolución en el
conocimiento.
Por lo anterior el cambio conceptual de las concepciones científicas de los sujetos
no es posible tomando como base argumentos lógicos ya que existen
concepciones generadas de la experiencia sensorial que se resisten al cambio
(creencias) y que en cierto sentido actúan como impedimentos para el cambio
conceptual por lo tanto el desarrollo de las teorías del cambio conceptual no
apunta hacía un cambio, sino a un desarrollo de las nuevas concepciones. Las
ideas viejas no se extinguen sino que hay ideas que permanecen y emergen.
El cambio conceptual es una nueva fase, que implica no sólo modificación en
conceptos sino que implica cambio en las relaciones de los individuos con el
mundo, cualquier transformación que presente significará una reorganización de
todos los elementos.
2.4 Metodología para identificar ejemplos de ideas previas en textos
Para el análisis de ideas previas en textos se tomó una muestra de material de
diferentes niveles que incluyen primaria, secundaria y bachillerato. Se
seleccionaron textos entre 2008 y 2009 actualmente en uso. Para el análisis de
imágenes la muestra corresponde a 6 textos aprobados para el ciclo 2012 para el
nivel secundaria (primer grado). El análisis se centró en los temas de relieve,
tectónica de placas, volcanismo y estructura interna del planeta, que son utilizados
también en las actividades. Parcialmente se tocan otros temas como el de mapas.
17
2.4.1 Ideas Previas detectadas en medios impresos (libros de texto,
periódicos)
a) Libros de texto
En la práctica de la enseñanza básica, los maestros y alumnos utilizan los textos
escolares como un apoyo importante para la preparación de sus clases y los
estudiantes los consultan para elaborar ejercicios y consolidar sus conocimientos.
Esto hace del texto escolar un recurso didáctico muy utilizado en el proceso
enseñanza-aprendizaje. Este proceso debe cumplir con una función pedagógica
que lo haga apto para la enseñanza además de cumplir con la función de ser un
maestro tácito para los estudiantes y un apoyo didáctico de los maestros.
Por ello revisar los contenidos de los libros de texto para detectar errores
conceptuales de los contenidos, sus actividades y figuras se consideró importante
en este trabajo. Esto permite mejorar el diseño del taller, ya que se han encontrado
algunos casos donde actividades o figuras no son acordes a los contenidos propios
del tema; si las actividades no son coherentes con temas propuestos no se
alcanzan los aprendizajes esperados. Se ha encontrado también que los conceptos
no se explican con la suficiente claridad para el lector y sus contenidos se
presentan de manera superficial, además muchos de los textos están
desactualizados y su uso no lleva a verificar un aprendizaje significativo.
Para evaluar estas irregularidades encontradas en los textos se requiere de un
instrumento de análisis que tenga en cuenta su diseño y su transposición didáctica
respecto al concepto de análisis considerando las imágenes los esquemas.
Se identificaron por ejemplo errores como los mostrados en la Tabla 1, Tabla 2.
18
Tabla 1. Análisis de libros de texto y artículos. Fecha: 2008
Autores: Elisa Bonilla Rius, Laura Lima Muñiz, Elena Ortiz Hernán Pupareli, María Catalina González Pérez
Titulo: Atlas de Geografía Universal
Editorial: Secretaria de Educación Pública
Número de edición: Sexta edición
Nivel: Secundaria
Página Contenido Corrección
9 Estudiar el comportamiento de los volcanes aporta información sobre el origen de la Tierra. La imagen de este conjunto volcánico fue captada por un satélite.
Estudiar las erupciones volcánicas, sus emisiones, temperatura de las lavas proporciona información indirecta de las condiciones del manto de la Tierra, como su temperatura y composición. Si se utilizan imágenes digitales como LANDSAT se debe explicar los colores que se muestran. La imagen no es utilizada en el texto.
Fecha: 2008
Autor: Hugo A. Brown Dalley, Carmen Juárez Gutierréz, Gilberto Rendón Ortiz, Juan José Salazar Embarcadero, Alejandra Thome Martínez
Titulo: Geografía.
Editorial: Secretaria de Educación Pública
Número de edición: Sexta edición
Nivel: Cuarto Grado de primaria
Tema: Los planos y los mapas
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25 Los mapas son representaciones planas de un mundo que es esférico.
Los mapas son representaciones planas del planeta, que es esférico, o segmentos de su superficie
42 Las formas que vemos en el paisaje son la superficie de la corteza terrestre
Las formas que vemos en el paisaje son el resultado de un conjunto de factores como por ejemplo: el viento, el agua, el movimiento de las placas tectónicas
42 La corteza terrestre recubre la Tierra y recibe el nombre de litosfera
La corteza terrestre es la capa superficial de de la Tierra sólida. La litósfera incluye la corteza y la parte superior del manto
42 La mayor parte de esta corteza está cubierta por los océanos
La mayor parte de dicha corteza está cubierta por océanos, mares y golfos
43 Debajo de la corteza terrestre está el manto y el núcleo
En el interior de la estructura interna de la Tierra después de la corteza se encuentra el manto y a mayor profundidad el núcleo
43 La corteza terrestre ha tenido movimientos en su larguísima vida de miles de millones de años. Esos movimientos le dieron a la superficie de la corteza terrestre las formas de relieve que conocemos actualmente
La dinámica de las placas tectónicas, es decir el continuo movimiento e interacción entre ellas, ha propiciado diversos cambios en la configuración de los continentes y conllevan cambios en las formas del relieve de la corteza terrestre
43 El suelo es la parte más superficial de la corteza terrestre. Está formada por una capa de materiales finos que se encuentran en contacto con la atmósfera
El suelo es la capa de material superficial que se encuentra en los continentes e islas, que permite el crecimiento y desarrollo de vegetación.
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Fecha:2010
Autor: Flores/Huerta/Murillo
Titulo: Geografía de México y del Mundo
Editorial: Patria
Número de edición 2ª
Tema: Factores astronómicos, Estructura interna de la Tierra
Nivel: Secundaria
Página Contenido Corrección
66 Los científicos han determinado que uno de los factores que permitieron la vida en nuestro planeta es la influencia del sol
Los estudios científicos indican que son múltiples factores los que permitieron la vida en nuestro Planeta, que incluyen al agua líquida, la influencia del sol y la dinámica del interior de la Tierra.
72 Para comprender la composición de la Tierra fue necesario dividirla en capas que presentan distintas características físicas y químicas
La estructura interna de la Tierra está dividida en capas con distinta composición y características físicas, que son resultado de procesos en la historia temprana del planeta.
72 La litósfera es la capa más superficial de la Tierra, está conformada por rocas y su espesor es mayor en los continentes que en los océanos; la componen distintos elementos como oxigeno, silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio, magnesio, titanio, hidrogeno, fosforo, carbono, manganeso, azufre, bario, cloro, fluor, niquely muchos más. Una parte del núcleo de la Tierra está formada por roca fundida debido al enorme calor y presión que ahí existen. ¿De ahí proviene el magma volcánico o lava, es decir, la roca fundida antes de salir a la corteza terrestre?
La litósfera está formada por la corteza y la parte superior del manto, su espesor es mayor en los continentes (litósfera continental) que en los océanos (litósfera oceánica). Los elementos más comunes en la corteza son el oxigeno, silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio y magnesio. El manto es sólido y rocoso; aunque el oxígeno y el silicio son los elementos más abundantes en el manto, es más rico en magnesio comparado a la corteza. El núcleo es la capa más interna, y se divide en un núcleo externo líquido y un núcleo interno sólido. Por sus propiedades se piensa que hierro, azufre y quizá algo de níquel son sus principales componentes.
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Fecha: 2008
Autor: Corresponsal Juan Manuel
Titulo: Hallan fallas geológicas en Juárez; niegan volcán
Periódico: El Universal
Fecha: Sábado 28 mayo 2011
Tema: fallas geológicas
Hallan fallas geológicas en Juárez; niegan volcán
Sábado 28 de mayo de 2011Juan Manuel Cruz Corresponsal | El Universal
CIUDAD JUÁREZ. Expertos en sismos descartaron el nacimiento de un volcán o una cordillera en el municipio de Villa Ahumada, sin embargo, detectaron tres fallas geológicas en el Valle de Juárez. Los estudios fueron realizados por investigadores de las universidades de Texas en El Paso (UTEP) y de la Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ), así como de las direcciones estatal y municipal de Protección Civil y del Instituto Municipal de Investigación y Planeación, hace dos semanas. La investigación se realizó después de que el 27 de abril se empezaron a registrar más de 30 movimientos de tierra con una media de 3.9 grados en la escala de Richter. El director del centro de Información Geográfica de la UACJ, Óscar Dena Ornelas, explicó que constantemente se registran este tipo de temblores que se correlacionan con la actividad de cámaras magmáticas que eventualmente desembocan en un volcán. “Sin embargo, hemos tenido solamente 30 sismos y por la escala que registraron sería aventurado pensar que se va a formar un volcán o una coordillera”. Dijo que al parecer es más un reacomodo de las fallas existentes, además de que el cálculo del mecanismo de falla coincide con los resultados de gravedad. Indicó que se requieren más estudios para ver si la densidad no está bajando después de los 10 kilómetros y si aun “así tenemos magma, es mucho, pero no se sale a la superficie”. El experto declaró que ya se había tenido actividad volcánica en la región, pero nada de consideración, porque esa zona es de gran movimiento. “Estamos en una provincia tectónica que se llama zona de adelgazamiento de la corteza, que es cuando la tierra se parte, forma mares, luego choca y se hunde el material y se están regenerando los continentes; nosotros estamos en una zona donde el material caliente empuja la superficie, se hacen fallas y si vivimos en esa ubicación... pues se percibe la actividad”, declaró.
Errores: El decir que cámaras desembocan al volcán se estaría refiriendo a un depósito. La densidad no puede disminuir a profundidad sin que se produzca un rápido ajuste, como la expulsión de un magma. Si bien existe actividad sísmica asociada a cámaras, ésta es muy pequeña en comparación a la actividad asociada a fallas
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Recomendó la colocación de un sismógrafo de banda ancha en Ciudad Juárez y gestionar una red sismológica con UTEP, para estudiar los movimientos telúricos en la zona.
Fecha: 2009
Autor: Adolfo Salinas Luna
Titulo: Geografía. Un enfoque basado en competencias
Editorial: Pearson. Prentice Hall
Número de edición 1ª
Tema: La Tierra, un gran sistema
Nivel: Bachillerato
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54 El sistema Tierra es impulsado por la energía procedente de dos fuentes. El Sol estimula los procesos externos que tienen lugar en la atmósfera, la hidrósfera y la superficie de la Tierra (procesos exógenos). El clima, la circulación de los océanos y los procesos erosivos también son accionados por la energía solar. El interior de la Tierra es la segunda fuente de energía. El calor restante de su formación y el que continuamente se genera por la desintegración radiactiva impulsan los procesos internos, los cuales tienen como resultado los volcanes, los terremotos y la formación de montañas (procesos endógenos)
El sistema Tierra es impulsado por la energía procedente de dos fuentes. El Sol, que influye en la variación del clima, y la energía que es producida por la dinámica propia del interior de la Tierra (sismos, volcanes, movimiento de placas tectónicas) Aunque no existe un error grave en la descripción, no se señala que procesos endógenos también pueden modificar la composición de la atmósfera y con ello otros fenómenos exógenos como el clima
54 Por ejemplo, el rápido movimiento rotatorio y el núcleo metálico generan un campo magnético que, junto con la atmósfera, nos protegen de las radiaciones nocivas del sol y de las estrellas.
Por ejemplo, el movimiento de rotación y las características propias de un núcleo externo líquido con elementos metálicos como el Fierro generan un campo magnético que, junto con la atmósfera, nos protegen de las radiaciones solares.
55 Las rocas son los materiales sólidos más abundantes de la corteza terrestre; están constituidos por la asociaciones de minerales que, a su vez, están integrados por compuestos químicos surgidos bajo condiciones naturales en el interior de la Tierra o sobre su superficie
Las rocas son los agregados de minerales y conforman la corteza terrestre. Las rocas pueden surgir bajo condiciones naturales por fusión parcial en el interior de la Tierra o por la transformación de rocas preexistentes.
55 Las rocas se forman:
Por enfriamiento
Por desintegración, transporte y
deposición
Por precipitación de sales inorgánicas
contenidas en las aguas
Por la condensación de gases que
contienen partículas minerales
Las rocas se forman por:
Enfriamiento del magma
Desintegración, transporte y
deposición y litifiación de otras
rocas pre-existente
Por cambios en rocas
preexsitentes por aumentos en
la presión y temperatura
55 Rocas ígneas o eruptivas: Son rocas formadas en un ambiente profundo de altas presiones y temperaturas elevadas
Rocas ígneas: Son rocas formadas por el enfriamiento del magma; ya sea que salgan a la superficie formando rocas ígneas extrusivas o quedando en el
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interior con un enfriamiento lento formando rocas ígneas intrusivas
Tabla 2. Análisis de imágenes en libros de textos de nivel secundaria, primer grado
en el tema de relieve y tectónica de placas:
Editorial Larousse, Secundaria, 2012
En la imagen es evidente la desconexión
conceptual entre tectónica y relieve
continental o submarino. Además, es
notable la versión caricaturesca de los
elementos del relieve submarino como la
plataforma continental y las fosas
oceánicas.
Editorial Castillo, Secundaria, 2012
En esta representación de los límites de
placas tectónicas es notable la exagerada
versión de fracciones fundidas, tanto en
zonas de subducción como en dorsales.
Editorial Terracota, Secundaria, 2012
En eseta imagen es notable la
imprecisión en la representación de la
corteza terrestre.
Editorial Terracota, Secundaria, 2012
En la imagen la representación de la fosa
oceánica es incorrecta en relación a la
tectónica de placas.
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Editorial Trillas, Secundaria, 2012
En la imagen falta una representación
adecuada de la distinción litósfera-
astenosfera, de la distinción corteza
oceánica-continental
Editorial Nuevo México, Secundaria, 2012
La imagen muestra una versión fuera de
escala de los procesos volcánicos y
además presenta una versión discontinua
e inexacta de la astenosfera.
2.5 Otros señalamientos.
Se propone realizar un taller ya que esta modalidad didáctica permite no sólo
revisar concepciones y materiales de estudio, sino que además posibilita la
construcción del conocimiento de manera teórico-experimental. Esto es porque a
partir de la generación de productos, los estudiantes aprenden, exploran e
investigan en un espacio distinto al aula escolar. Así mismo, el taller pretende ser
un mediador entre la enseñanza y la investigación desde espacios externos del
aula, por ello se estructuro considerándose como un espacio didáctico.
Tomando en consideración que la ciencia forma parte de la cultura construida por
la sociedad, podríamos decir que una de tantas finalidades de enseñar ciencia es
24
contribuir a apropiarse de una cultura, es decir, alfabetizar científicamente. No
obstante que el conocimiento científico es diferente del conocimiento cotidiano,
para acceder a él se necesita un aprendizaje específico que, al menos hoy, sólo se
realiza en la escuela; sin embargo, adquiere forma en el ambiente social e informal.
Por
otra parte, la teoría es necesaria en todo proceso educativo, ya que el modelo
didáctico es un recurso para el desarrollo de la enseñanza, evitando que sea una
forma de hacer empírica y personal al margen de la formalización científica; es
decir, los conocimientos didácticos no pueden proporcionar prescripciones de
validez universal, pero si aportar recursos para analizar las situaciones, los
problemas educativos y orientar sobre posibilidades de acción (Gimeno, 1991).
Se obtiene en conclusión que la propuesta del taller didáctico es proporcionar una
alternativa que pueda llevarse a cabo tanto en el Museo de geología como en
espacios de divulgación y difusión de las Ciencias de la Tierra con un respaldo
teórico metodológico que aporte recomendaciones didácticas que apoyen el
proceso de construcción ó modificación de los saberes previos en torno al avance y
producción de investigación en el conocimiento de los fenómenos naturales para
México con un seguimiento de resultados constantes a partir de la construcción de
una base de datos para la recopilación de ideas previas y su posterior análisis en
el campo de la enseñanza.
Así mismo que dichas actividades propuestas permitan a los asistentes aprender
permanentemente y construir una sociedad que asuma el concepto de educación y
cultura en la concepción de conocer para prever y más aún preservación,
presencia y conservación de los recursos naturales con conocimiento.
25
2.6 Metodología para el desarrollo del taller
La propuesta del taller de aprendizaje de Ciencias de la Tierra sigue una secuencia
didáctica con seis actividades en las que se contempla comprender el estudio del
planeta Tierra considerando una selección de investigaciones realizadas para
México en un contexto específico. Se inicia con el estudio del Sistema Solar dando
a conocer la utilidad de los elementos químicos determinados en las meteoritas así
como un análisis comparativo de la superficie de Marte y la Tierra. Continúa con
una actividad del estudio de los minerales, desarrollando la reflexión y análisis
comparativo de varias muestras a partir de la observación. Para el estudio de las
rocas se proponen actividades para que el asistente las observe como un archivo
de información en el que nos puede dar a conocer de que está formada la corteza
terrestre, así como contemplando el qué y para qué sirve saber de su distribución
en el territorio ¿Qué nos dicen las rocas? Para el tema del Planeta como un
Geosistema el propósito es reflexionar y dar a conocer los procesos que conllevan
a una dinámica, desde la estructura interna de la Tierra a los procesos en su
superficie. Esto lleva a comprender la relación que existe entre el movimiento de
las placas tectónicas y los cambios que han ocurrido a lo largo de los millones de
años de su historia. Por lo nodular del concepto tiempo, se utiliza la tabla de las
eras geológicas para que identifiquen los cambios que ha presentado el territorio de
la República Mexicana a través del tiempo. En el estudio del vulcanismo se
propone una actividad de interpretación de mapas topográficos, así como la
continua transformación del espacio geográfico. Por último, para el tema del agua
se proponen actividades para comprender la distribución del agua en la cuenca del
valle de México resaltando la importancia del conocimiento de las unidades
hidrogeológicas y la interacción agua-roca-espacio-tiempo y sociedad.
Las actividades se enmarcan en el rubro de educación no formal, destinadas a
realizarse en espacios alternos al aula escolar con el objetivo de mejorar la
percepción social de las Ciencias de la Tierra, promover y difundir la cultura
26
científica en la sociedad, así como complementar el curriculum de los programas
de ciencias naturales, geografía, química y física para ciencia en educación formal.
Cabe resaltar que aún siendo un espacio para educación no formal obedece a una
propuesta centrada en una exploración experimental, con un diseño educativo en
el que cada uno de los grupos que asistan pueden argumentar, razonar e
interactuar permitiendo el desarrollo de la creatividad así como una transformación
conceptual tanto de las estructuras como procesos cognitivos. Así mismo se
recuperaron las ideas previas de los temas a abordar en artículos periodísticos y
científicos y con grupos de alumnos. Es importante resaltar que las actividades
propuestas de cada temática no se han implementado por ello no se presentan
resultados de una evaluación del éxito del taller.
Los temas de la propuesta didáctica se abordan dentro de un proceso de
transformación en el que se consideran las ideas previas de los alumnos tanto al
iniciar la actividad como al termino para conocer los elementos que garanticen una
mejor comprensión de los fenómenos naturales así como los que implican la
reconstrucción de la actividad. Se incluye un programa-guía de actividades con un
modelo constructivista de aprendizaje de las ciencias.
Cada tema incluirá diversas etapas con tres categorías, como son las siguientes:
1) Comienzo. Recuperación de ideas previas del tema a abordar con un
cuestionario de preguntas en la que respondan, con sus propias palabras, lo que se
pida. Con las respuestas se conformará una base de datos para su posterior
análisis.
2) Desarrollo. Se formarán equipos de dos a cuatro personas procediendo a
explicar los objetivos a desarrollar en la actividad, continuando con la elaboración
de las actividades propuestas. Así mismo se propiciará una lluvia de ideas con
respecto a los conceptos científicos abordados para recuperar su importancia de
conocerlos.
27
3) Cierre. Se volverá aplicar el cuestionario para en su posterior revisión, que
posteriormente se vaciará en una base de datos para realizar un análisis
comparativo y detectar sus posibles cambios conceptuales de los temas de manera
inmediata pero sin garantizar su permanencia.
Para la propuesta del taller didáctico las ideas previas se investigan mediante
cuestionamiento directo a profesores, estudiantes o al público en general. El
cambio conceptual se revisará con el análisis comparativo de las respuestas
obtenidas para conocer si realmente se presenta una reestructuración de las
estructuras conceptuales ya existentes. Se inicia detectando las concepciones de
los estudiantes y ellos mismos se darán cuenta, conforme aplican la actividad, de
sus nuevas interpretaciones que van adquiriendo posiblemente con conflictos
cognitivos y un contraste entre sus propias concepciones y las científicas. Se
pretende que se dé un ciclo de aprendizaje en el que los individuos se familiarizan
con los fenómenos en cuestión reafirmando sus ideas y llegando a considerarlas
como estructuras conceptuales que no se sabe aún hasta ponerse en práctica de
que tanto se cambia en dicha estructura.
El desarrollo de estrategias en cualquier propuesta didáctica conlleva a identificar
las representaciones que los sujetos tienen en relación con los conceptos
esenciales para la comprensión de los temas relacionados con la dinámica de
nuestro planeta. Rescatar esas representaciones es una manera directa de
identificar errores conceptuales y debilidades en ellas.
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3. Taller de Ciencias de la Tierra
El presente taller didáctico consta de los siguientes seis temas:
Tema 1. Las Ciencias de la Tierra y El Sistema Solar
Tema 2 El estudio de los minerales
Tema 3 Las rocas como un archivo de información
Tema 4 El planeta como un Geosistema desde la estructura interna de la
Tierra.
Tema 5 El vulcanismo en México a través de los mapas
Tema 6 Geohidrología: El estudio del agua para un desarrollo sustentable en
México
En cada tema se describen los antecedentes y conceptos principales a saber, así
como las ideas previas recuperadas de cada tema, se complementa con la
propuesta del desarrollo de las actividades didácticas incluyendo objetivo y
desarrollo. De cada tema se describen los alcances como a continuación se
refiere:
Tema 1. Las Ciencias de la Tierra y el Sistema Solar.
Actividad 1. Está dedicado a que comprendan la utilidad del estudio de las
meteoritas a partir de la identificación de los elementos químicos en la atmósfera
solar y dicha meteorita para comprender el origen del Sistema Solar.
Actividad 2. A través del estudio de fotografías de imágenes de la superficie de la
Tierra y Marte; compararan y conocerán sus diferencias de cada planeta en los
procesos erosivos.
Tema 2. Estudio de los minerales.
Actividad 1. Conocerán a partir de la identificación de las características físicas de
los minerales color, forma, textura para comprender sus diferencias, habiéndose
seleccionado aquellos minerales que son importantes por su utilidad.
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Actividad 2. Identificarán que minerales aparentemente diferentes resultan con
una fórmula química igual.
Tema 3. Las rocas como un archivo de información.
Actividad 1. Conocerán que las rocas están formadas por minerales y a partir del
estudio de las arenas saber su procedencia.
Actividad 2. Conocerán que a partir de la posición de las rocas en un corte
estratigráfico se puede conocer la geografía de un lugar y aspectos de la geología
(explotación recursos naturales, zonas de riesgo) e historia de lugares.
Tema 4. El planeta como un Geosistema desde la estructura interna de la
Tierra.
Actividad 1. Armando un rompecabezas del Planeta Tierra. Comprenderán la
ubicación y comportamiento de las placas tectónicas en diferentes lugares de la
República Mexicana y sus consecuencias.
Actividad 2. Conozcamos las corrientes de convección. . Conocerán los diferentes
movimientos que presentan las corrientes de convección y su influencia en el
movimiento de las Placas Tectónicas
Actividad 3. Comportamiento de la Placa del Pacífico con la Placa Americana en la
República Mexicana. Comprenderán el comportamiento del movimiento de las
placas tectónicas y la presencia de los sismos en las zonas costeras de la
República Mexicana
Actividad 4. La República Mexicana a través del Tiempo Geológico Conocerán las
modificaciones que ha presentado el territorio mexicano a través del tiempo
geológico e identificar la presencia de fósiles y los hechos más importantes.
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Tema 5. El vulcanismo en México a través de los mapas
Actividad 1. Perfil Topográfico. Identificarán los principales elementos de un mapa
topográfico y la ubicación del eje neovolcánico en el territorio Mexicano.
Actividad 2. Volcanes y vulnerabilidad. Conocerán la importancia de identificar las
zonas de mayor riesgo para la población ante las manifestaciones de una erupción
en los alrededores del un cono volcánico a partir del estudio de los mapas.
Tema 6. Geohidrología: El estudio del agua para un desarrollo sustentable en
México.
Actividad 1. Conozcamos la interacción agua-roca-espacio-tiempo para la
conformación de un acuífero. Identificarán como los distintos tipos de rocas
permiten comprender la distribución del agua subterránea en el espacio y tiempo.
Actividad 2. Conocerán la importancia de las unidades geohidrológicas distribuidas
en el espacio. Identificarán espacialmente la distribución de las unidades
hidrogeológicas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México.
Actividad 3. ¡No se termina el agua del Planeta Tierra, se contamina! Conocerán
que la cantidad de agua que existe en el Planeta Tierra no cambia, su
disponibilidad y su calidad sí.
Como se había mencionado anteriormente se considerarán las ideas previas al
inicio de cada sesión y al término de las actividades.
31
3.1 Actividades didácticas
Se describen a continuación las actividades didácticas propuestas para cada tema.
3.1.1. Tema I. Las Ciencias de la Tierra y el Sistema Solar
Antecedentes
Considerando que el estudio del Sistema Solar abarca diferentes disciplinas que
han aportado información para su conocimiento, las Ciencias de la Tierra a partir
del área de la geoquímica determinaron la identificación de las rocas llamadas
meteoritas; este descubrimiento ha sido muy importante para la ciencia ya que es
un antecedente más para comprender el origen del planeta Tierra y nuestro
entorno. El concepto de meteorita ha presentado confusiones en la enseñanza, por
ello iniciaremos describiendo y comparando su definición con el término
meteoroide y meteoro; como a continuación se describe:
Meteoroide
Meteoro (Sinónimo de estrella fugaz)
Meteorito(a)
Son fragmentos de pequeñas partículas de polvo interestelar que giran alrededor del sol.
Es el destello luminoso que se produce cuando atraviesa un meteoroide por la atmósfera, a gran velocidad, sus componentes se volatilizan a unos 5000 º C.
Fundamentalmente se habla de meteorita por que es roca y al recuperar el ejemplar, hasta que impacta en la Tierra. Son fragmentos de asteroides que se mueven en el espacio y atraviesa la atmósfera llegando a la superficie de la Tierra en una pieza de roca o en fragmentos.
Para el estudio de las meteoritas y la investigación en geoquímica (Flores, 2009)
adquiere importancia identificar los elementos químicos, ya que la presencia de
estos en las rocas ha ayudado a interpretar el material más antiguo del Sistema
Solar y con esto obtener pistas sobre su origen. Las meteoritas se clasifican en
metálicas, metálico-rocosas y rocosas. Un tipo particular de meteoritas rocosas se
clasifica de acuerdo a la presencia de ciertos elementos y texturas. Este es el caso
32
de las meteoritas de tipo Condrita, ya que están formadas de esferas de silicatos
de milímetros de tamaño que procede de material ígneo y tiene cóndrulos ricos en
Calcio y Magnesio. La más famosa Condrita es la metorita de Allende, que cayó en
el pueblo de Allende, Chihuahua, el 8 de febrero de 1969; siendo importante para la
República Mexicana. La mayoría de las meteoritas rescatadas hasta hoy
corresponden a este tipo meteoritas condriticas (84%)(figura 4). Los cóndrulos no
existen en rocas terrestres.
Ahora ¿qué son los cóndrulos? Son cuerpos redondos de color blanco de tamaño
de milímetros formado de líquido de silicio cristalizado; estos se formaron al inicio
del origen del Sistema Solar en un tiempo de 1- 4 millones de años dentro de la
nébula solar. Recordemos que la teoría de la nébula solar dice que el Sistema
Solar se formó por el colapso gravitacional de una nube gigante de gases y
partículas. La mayor parte de la masa se acumuló en el centro de la nébula
formando el Sol, mientras que el resto formó un disco alrededor de la estrella (el
disco proto-planetario) del cual se formaron los planetas, lunas, asteroides y otros
cuerpos del Sistema Solar como los cometas.
Otro elemento importante de la Meteorita de Allende es la identificación de isotopos
radiactivos de vida media corta como Aluminio 26. Con una vida media de 730,000
años este isótopo se desintegró rápidamente, desapareciendo en las primeras
etapas del Sistema Solar pero produciendo suficiente energía para fundir material
en la nebulosa. Así mismo se encontró Magnesio-Aluminio comprobando con este
dato la explosión de una supernova como un antecedente a la nébula.
Hablar de isótopos (iso=igual, topos=tipo) es referirnos al mismo tipo de átomos de
un elemento pero con distinta masa atómica. La masa atómica está dada por
protones (+) y neutrones (-); por lo tanto es la misma cantidad de protones y
diferente cantidad de neutrones, ejemplo: para el Hidrógeno 1H= Protio,
2H=Deuterio, 3H=Tritio, para el Carbono 12C=Carbono 12, 14C=Carbono 14. Los
isótopos estables son los más abundantes y los inestables son los que emiten
33
radiaciones y son radiactivos como en las radiografías dejan una marca, con el
Carbono 14(14C) datan edades de rocas y fósiles y con el Hidrogeno Tritio (3H) se
ha llegado a conocer la estructura del ADN.
La meteorita de Allende se clasifica como una condrita Carbonácea ya que
contiene en su mayoría compuestos de Carbono (C); este elemento es esencial
para la formación de aminoácidos y en consecuencia uno de los ingredientes
indispensables para el origen del DNA y de la vida. La composición química de la
meteorita Allende es similar a la capa de la estructura interna de la Tierra conocida
como Manto inferior. Todos los planetas terrestres (Mercurio, Venus, Tierra y
Marte) se formaron por el aglutinado de meteoritas tipo condritas. Tiene una edad
de 4,567 millones de años.
Con este hallazgo se conforma la Teoría de la acreción de protoplanetas más
aceptada que habla del origen del Sistema Solar; en el que sus primeros tres
millones de años hubo una acreción de meteoroides rocosos. Después, cinco
millones de años, más tarde ocurrió actividad magmática en los cuerpos
planetarios. Durante los siguientes 200 millones de años estos cuerpos sufrieron
impactos.
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Figura 3.1. Imagen de una meteorita condríticas al microscopio
Figura 3.2. Imágenes de la meteorita de Allende. Izquierda acercamiento, derecha material de caída.
35
1. Ideas previas de meteoritas y movimiento de planetas
Se recopilaron ideas previas de alumnos de secundaria para lo cual se les pidió
que contestaran la pregunta: ¿qué es un meteorito? ¿Conoces un meteorito?,
obteniéndose los siguientes resultados:
Son partes de flotantes de algún planeta, satélites, asteroides que explotaron
y viajan por el espacio existe un cinturón de asteroides
Algo que tiene que ver con rapidez, fuerza también decisión
Es un fósil, parte de residuos del espacio. Femenino de meteoritos
Es una roca que tiene complejos componentes, que subsisten a través del
tiempo el cuál es un espacio de nuestra vida corta o larga que se mide
precisamente en tiempo y que es relativo.
Mineral que está formado por elementos que se considera se encuentran en
el espacio y que en algún momento entran en contacto con la corteza
terrestre
Polvos que provienen de alguna parte del universo que se han encontrado
en el espacio a la Tierra
Se observa a partir de las respuestas obtenidas que la palabra “meteorita” aunque
sea importante para el tema del Sistema Solar ninguna respuesta llega a definirla;
se percibe que la relacionan con el espacio y tiempo; así mismo se percibe que no
hay una definición ó descripción de lo que es.
Por otra parte para el tema del Sistema Solar las ideas previas se encontraron en
el siguiente artículo:
”Ideas previas y cambio conceptual en astronomía, un estudio con maestros de primaria sobre el día y la noche, las estaciones y las fases de la luna (Camino, 1993)”. (Grupo Esquel de Educación en Ciencias. Consejo de investigaciones. Universidad de la Patagonia. Argentina)
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Se consideraron los conceptos inherentes al día y la noche, las estaciones y las
fases de la luna, desde tres ejes, interrelacionados en forma dinámica durante el
desarrollo de una propuesta de talleres, aportando los elementos necesarios para
la comprensión completa de los tres fenómenos. Tales ejes fueron naturalmente
optimizándose en su estructura y relaciones a través de la práctica y de la reflexión
producidas en los tres años que duró esta experiencia. Estos son:
Conceptos físicos básicos: a) movimiento, b) energía
Relaciones espaciales: a) las dimensiones b) ubicación relativa del
observador
La observación: a) el sujeto que observa
En el desarrollo de estos ejes tuvieron especial cuidado en no presentarlos como
válidos sólo para el sistema Tierra-Sol-Luna sino para todo el universo. Con esto se
buscó ampliar nociones detectadas, como: «sólo la Tierra tiene gravedad», «no sé
si los planetas tienen estaciones»; o como las dos citas siguientes:
1: ¿Tendrá día y noche Marte? R: Si tiene un Sol, sí. (Beatriz, 40 años)
2. ¿Y qué les produce [a los planetas] estar más cerca o más lejos del Sol?
R: Marte creo que está más cerca [...] entonces una temperatura mucho mayor que
la Tierra [ ...] o sea [...] la Tierra creo que estaría casi en el medio [...] por eso la
temperatura es casi ideal para que la gente viva o haya vida, creo [...] sino en otros
planetas habría vida. (Ivanna, 21 años)
El tratamiento en particular de los tres fenómenos bajo estudio tuvo los siguientes
momentos:
a) Descripción de lo observable cotidianamente desde un determinado lugar
geográfico.
b) Explicación astronómica, cuidando de que la matemática necesaria fuera
reducida al máximo posible (proporciones y representación gráfica) y que el
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uso del pizarrón fuera como apoyo o síntesis de lo realizado por observación
o con material concreto.
c) Reinterpretación de lo observado cotidianamente a la luz de la explicación
astronómica.
Así mismo se consideró el análisis de una entrevista pre- y post- sin una estructura,
las más representativas son las siguientes:
Pregunta: Imagina que te vas a otro planeta, ¿habrá día y noche allí?
R: Supongo que sí; me parece que no [varía con la distancia] porque en realidad el
Sol, esté el planeta cerca o lejos, igual va a alumbrar una cara, o sea, más bien
depende de lo que tarde en girar sobre sí mismo. (Azucena, 28 años)
1. ¿Habrá día y noche en Saturno?
R:Sí, según a qué distancia esté del Sol, porque ahí es imperceptible, no va a ser
como el día y la noche acá en la Tierra, por ahí es mucho menor la diferencia entre
el día y la noche, que va a haber más o menos luz, no va a ver diferencia en la
intensidad de la luz, porque lo que sería para nosotros el día, cuando una cara de
Saturno está mirando al Sol, por ahí la luz llega tan tenue que no se va a notar a
cuando no está de día (Gabriela, 24 años)
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2. Ideas previas estudio de la superficie del Planeta Marte y la Tierra
Para abordar este tema se utilizaron las imágenes 1, 2 y 3, con el objetivo de
rescatar las ideas previas que tienen del conocimiento de la superficie del Planeta
Marte y La Tierra considerando sus conocimientos al observarlas. Se mostraron las
imágenes a un grupo de 25 maestros de educación básica con edades de 30 a 40
años y se obtuvieron los siguientes resultados:
Imagen 3.1-Fotografía aérea dunas costeras (Tierra) Imagen 3.2-Imagen de radar dunas en Marte
Imagen 3.3. Imagen de satélite de la superficie terrestre en Valle de Santiago, Guanajuato, México
39
Ideas previas de la imagen 1.
a) Personas bailando danzas, b) Cabellos formados de arena, b) Escamas de un
pescado, c) dinosaurios, c) Fósil de una piedra d) Una hoja, e) Alto ó bajo relieve
de figuras arqueológicas.
Ideas previas de la Imagen 2
1. Son arrecifes amontonados, 2. Zonas arqueológicas 3. Tejido de una flor, 4. Una
playa, 5. Una carpeta, 6. Es agua en lo negro, playa en lo beige y arena al último.
Ideas previas de la Imagen 3.
1. Son dos lagos en las esquinas y una montaña, 2. Observo solo dos líneas
blancas que son las carreteras para llegar a un pueblo 3. Hay grietas en el piso en
diferentes direcciones.
A partir de conocer sus ideas y de observar las figuras, en los tres casos; se
percibe que la superficie de Marte es concebida desde diferentes enfoques, en el
que se distorsiona la información por la falta de conocimiento o antecedentes y el
debido manejo de imágenes de satélite. Así mismo no consideran las orientaciones
de dichas imágenes como el Norte. Razonando lo anterior no se explico una
introducción de la superficie de Marte con el fin de evitar cualquier relación de
información. Perciben una interpretación de rasgos superficiales acertadas en la
imagen 3. Ninguna de las dos primeras figuras es correcta su respuesta.
40
3. Actividad 1. Meteorita de Allende y atmósfera Solar.
Nivel: Secundaria
Aprendizaje Esperado: Conocerán la importancia del estudio de la distribución de
los elementos químicos en el sistema solar
Objetivo: Identificará los elementos químicos presentes en la atmósfera solar y en la
meteorita de Allende para conocer sus similitudes familiarizándose con ellos.
Materiales
Bicolor
Catalogo de meteoritas de México
Tabla Periódica de los elementos
Gráfica de distribución de los elementos químicos de la atmósfera Solar y meteorita
de Allende
Desarrollo
Observa con atención en el diagrama siguiente. En la coordenada X está
representando el valor de la abundancia de los elementos químicos de la meteorita
de Allende; mientras que para la coordenada Y corresponde al intervalo en
abundancia de la presencia de los elementos químicos en la atmósfera solar.
La línea recta como resultante de x=y presenta la media de la distribución de los
elementos químicos marcados con puntos rojos. Por ejemplo para:
Mg = Magnesio = 100000 en atmósfera solar = 1000000 meteorita de Allende
Gas He = 10000000 en atmósfera solar = 0.01 en meteorita de Allende
41
Se muestra en el diagrama la comparación de cada elemento presente en la
meteorita de Allende contra la abundancia de elementos en la atmósfera solar. Por
ejemplo, el Ti (Titanio) está en casi la misma abundancia en la meteorita y en la
atmósfera solar. La correspondencia entre el Sol y las meteoritas es muy buena.
Ningún tipo de roca terrestre ha demostrado tal armonía debido a que la química de
las rocas cambia cada vez que ellas son transformadas por los procesos
geológicos.
Las variaciones notables se observan en los elementos más ligeros como del
Hidrógeno, Helio, Carbono, Nitrógeno y Oxígeno; los cuales son más abundantes
en la atmósfera solar. Esto quiere decir de acuerdo a los valores obtenidos que la
presencia de gases en la roca es casi nula y que están enriquecidos en la
atmósfera solar.
42
Diagrama. 1 Distribución de elementos químicos en la atmosfera solar y meteorita de Allende
43
Los alumnos procederán a completar la siguiente tabla de acuerdo a la presencia
de elementos químicos, consultando así mismo la Tabla periódica para escribir el
significado del símbolo. Cuando se trate de un gas marca los resultados con color
azul del bicolor y los demás con color rojo.
Intervalo de abundancia
Meteorita de Allende
Elementos químicos
Atmósfera Solar
Elementos químicos
Significado de los símbolos de los elementos químicos
1000000-10000000 O, Si, Mg C, He, N, Si. Mg Oxigeno, Silicio, Magnesio
Carbono, Helio, Nitrógeno Silicio,
Magnesio
100000-1000000
10000-100000
10000- 1000
1000-100
100-10
10-1
1-0.1
-0.1
Responde las siguientes preguntas utilizando las respuestas de la tabla anterior,
compara los valores y escribe tus conclusiones en dichas interrogantes.
¿Qué elementos químicos son más abundantes en la meteorita de Allende?
____________________________________________________________
¿Qué elementos químicos son más abundantes en la atmósfera solar?
____________________________________________________________
¿Qué elementos químicos son menos abundantes en la meteorita de Allende?
____________________________________________________________
44
¿Qué elementos químicos son menos abundantes en la atmósfera solar?
__________________________________________________________________
¿Qué elementos químicos se presentan tanto en la meteorita de Allende como en la atmósfera solar en igual proporción?
____________________________________________________________
A qué conclusiones llegas con su estudio de dichas meteoritas?
____________________________________________________________
Evaluación
1. Qué información nos proporcionó el estudio de las meteoritas?
2. Las meteoritas son rocas ó minerales, por qué?
3. Qué datos nos da el origen del Sistema Solar
4. ¿Cuáles son los elementos de mayor cantidad presentes en la atmósfera
solar con respecto a los determinados en la meteorita de Allende?
Para aprender más:
Si quieres saber más sobre el origen de los elementos visita la página:
http://www.cienciaenlaescuela.acfiman.org/quimica/fasciculo6.pdf
45
4. Actividad 2. Una superficie con cambios, un paisaje en movimiento
en Marte y la Tierra
Nivel: Secundaria
Aprendizaje Esperado: Conocerán la importancia de los procesos que modifican
el paisaje
Objetivo: Conocerá la diferencia que se presenta entre la erosión en la superficie
de la Tierra y Marte.
Material
Imágenes del Planeta Marte y la Tierra Acetatos Plumones para acetatos Hojas Libros de astronomía y geomorfología
Desarrollo
Lee con atención el siguiente texto y observa las imágenes para proceder a
contestar las preguntas que se te piden.
Hablar del planeta Tierra como componente importante del Sistema Solar es
considerar su origen desde hace 4,568 millones de años edad obtenida por medio
de análisis isotópicos de K-Ar (Hernández Bernal, 2010). No existen rocas tan
antiguas en la Tierra, de lo que se discurre que a partir del estudio de las rocas
sabemos que la superficie de la corteza terrestre ha estado en constante cambio.
Las rocas son alteradas en la superficie por el aire, agua, viento y demás factores
atmosféricos; así mismo los demás planetas como Marte presentan una dinámica
superficial diferente a la Tierra ya que al no haber tectónica y tener una atmósfera
sin agua libre el resultado del relieve presente se torna interesante al descifrarlo.
Observa las siguientes imágenes. Escribe en las líneas que podrías describir de su
superficie y de qué Planeta se trata.
46
Imagen 3.4. Paisaje de la superficie de un Planeta
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
47
Imagen 3.5. Vista desde el espacio de la superficie de un planeta
Ahora contesta lo que se te pide:
1. ¿Qué diferencias observas en las dos imágenes?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. ¿Cómo puedes explicar la erosión en las dos imágenes?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Si hablarás de erosión y relieve en las dos imágenes de que Planetas
estaríamos hablando y cuáles fueron los factores que propiciaron dichos
formas de la superficie.
48
Sabías que la aparición del agua en los planetas se produjo hace unos 4,500
millones de años un poco después de tiempo de la formación de estos,
comprobado a partir del estudio de los circonios cuya presencia depende del agua.
En el planeta Marte dada sus dimensiones y escasa gravedad comparado con la
Tierra (sólo él 11%) no se pudo retener agua en forma gaseosa pero si pudo estar
en forma líquida y sólida en su superficie o cerca de ella. La evolución de Marte
hacía zonas más frías del sistema solar determinó que toda el agua se tornara
sólida. No se excluye la posibilidad de agua líquida en su interior.
3.1.2. Tema 2. El estudio de los minerales
Antecedentes
La palabra mineral se usa frecuentemente en las frases: alimentos ricos en
minerales, agua mineral, riqueza mineral de una región, etc. Sin embargo, el
significado asignado al término mineral cuando se utiliza el lenguaje científico no
siempre coincide con su uso cotidiano, por ejemplo se dan las siguientes
consideraciones:
El ámbar, es una resina vegetal fósil.
El petróleo, se le considera una mezcla natural de hidrocarburos resultantes
de la descomposición de la materia orgánica.
La sal común que se obtiene por la cristalización de salmueras en la
industria salinera no se consideran minerales.
Las gemas, como los diamantes, esmeraldas y rubies sintéticos que se
obtienen en laboratorio son cristales.
49
.
Los minerales son sólidos inorgánicos, de orígen natural, compuestos por
elementos químicos con estructuras internas bien definidas. Los minerales son
elementos químicos que se pueden encontrar solos, llamados “elementos nativos”
(oro, la plata) o acompañados por varios elementos (silicatos, carbonatos, etc.) .Se
representan con letras que corresponden al símbolo químico de sus componentes;
por ejemplo el oro (Au) y la plata (Ag). Se distinguen por sus propiedades físicas
brillo, color, dureza y se reconocen por que presentan formas definidas (hábito
cristalino).
Contesta ¿porqué el ámbar, el petróleo, la sal de salmueras, las aleaciones y las
gemas mencionadas anteriormente no son minerales?
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
La figura 3.3 muestra que al unirse varios elementos químicos se forma un mineral
y a su vez al unirse varios minerales se forma una roca
El estudio de los minerales constituye una importante aportación para entender la
formación de las rocas. Se conocen actualmente más de 3,000 especies de
minerales, la mayoría de los cuales se caracterizan por su composición química,
estructura cristalina y sus propiedades físicas. Se clasifican según su composición
química, dureza y apariencia (color, brillo y opacidad) (Klein, 1997)
50
Fig. 3.3 Formación de elementos, minerales y rocas
Los minerales se clasifican en metálicos y no metálicos. La importancia del estudio
de los minerales radica en que a partir de su extracción se obtiene las materias
prima para la fabricación de algunos objetos. Algunos minerales no metálicos de
uso común como son:
Calcita (CaCO3). Su principal uso es la fabricación de cementos y morteros.
Los cristales más puros se utilizan para la fabricación de lentes de
microscópios, también para las industrias de fertilizantes, de barnices
51
Fluorita (CaF2). Sus principales usos son en la industria química y en la
fabricación de acero
Halita (NaCl). Es la sal común empleada en la alimentación y en muchos
otros procesos.
Cuarzo (Si O2). Se usa en la fabricación de vidrio, también se utiliza como
parte importante para el funcionamiento de los relojes digitales, en cerámica
y como abrasivo
Yeso (CaSO4.H2O). Se utiliza en la industria de la construcción, como
fertilizante, elaboración de gises, en la elaboración de crisoles
Olivino (SiO4(Mg,Fe)2. Fabricación de refractarios
Turmalina (Na(Mg,Fe,Li,Mn,Al)Al6(BO3)3Si6=18(Oh,F)4. Fabricación de
manómetros y de pinzas polarizantes
Talco (Mg3(OH)2Si4O10). Se utiliza en las industrias de la goma, papel, textil,
cosméticos y como colorante
Algunos minerales metálicos de uso común son:
Cinabrio (HgS). Para la obtención de mercurio que se utiliza en los
termómetros
Calcopirita (CuFeS2). Para obtención del cobre que se utiliza en conductores
eléctricos y tubería.
Esfalerita (ZnS). Para la obtención de zinc que se utiliza en fabricación de
pinturas y farmacología. En aleación con el cobre forma el bronce.
Galena (PgS). Para la obtención de plomo que se utiliza en recubrimientos
en cables, en pigmentos y baterías de automovil.
Algunos minerales contienen los micronutrientes indispensables para el
funcionamiento del metabolismo de seres vivos y se clasifican en macrominerales
que son necesarios en mayor proporción como el Calcio, Fósforo, Magnesio,
52
Potasio y Sodio; asi como los microminerales necesarios en cantidades mínimas: el
Zinc, Flúor, Hierro y Yodo. A continuación se mencionan algunas de sus funciones:
Calcio, fósforo, flúor y magnesio: dan consistencia al esqueleto
Hierro: componente de la hemoglobina
Yodo: forma parte de las hormonas de la tiroides
Sodio y Potasio, facilitan el transporte a través de la membrana celular
1. Ideas previas de minerales
El artículo: “La construcción del concepto de mineral: bases históricas y un diseño
de enseñanza aprendizaje” (Gallegos, 1998) retoma el contenido del concepto
mineral en la enseñanza-aprendizaje y como se podría abordar. Desarrolla el
concepto de mineral en diferentes períodos históricos definiéndolo como:
“Sustancia natural homogénea originada por un proceso geológico, de composición
química definida dentro de un estrecho margen y cristalización fija”
Concluye -que -es complicado comprender la estructura interna de la materia
mineral (Siglo XIX) en la que se ha estancado la maduración del concepto. Se
requiere aun considerar si desde el punto de vista epistemológico-didáctico sería
igualmente ilustrativo comprobar si realmente es necesario comprender la
discontinuidad de la materia y su organización
Como consecuencia de lo expuesto propone una explicitación de ideas previas
para jóvenes de 12 a 14 años a través de preguntas motivadoras como las
siguientes:
¿Comes minerales (alguno por lo menos)?
¿Llevas encima algún mineral?
¿Te pintas con minerales?
¿Escribes con minerales?
¿Has usado algún mineral?
53
Termina concretando como definen “mineral” para conseguir una detección y
considera que se requiere una toma de conciencia de las incoherencias e
inconsistencias entre el concepto expresado de mineral y otros conceptos
relacionados con él (por ejemplo: roca, elemento químico, mena, etc.) y de elaborar
una definición más aproximada de mineral.
Es decir que considere al mineral como:
1. El conjunto natural de elementos químicos (como el Si, K, Na, Cl, O, etc.),
en el que los nombres asignados a cada mineral dependen de los elementos
químicos que los componen, la proporción en que están presentes (su
fórmula) y su estructura atómica.
2. Son sólidos ya que sus partículas (átomos, moléculas o iones) que la forman
están fuertemente unidos y que cuando están ordenados en espacios fijos
forman volúmenes geométricos como cubos, prismas, pirámides que se
denominan cristales.
3. Composición química definida que se traduce en el que la proporción entre
los elementos químicos que los forman es constante. Por ejemplo la Galena
posee un átomo de azufre (S) por cada átomo de Plomo, aun si contiene
impurezas de Plata y Oro (0.3%).
Por último el color de algunos minerales depende de la presencia de elementos
químicos que contiene como la Malaquita CuCO3(OH)2 de color verde, la azurita
Cu3(CO3)2(OH)2 siempre es de color azul; o el azufre S que siempre es amarillo.
Para la presencia de los silicatos y la presencia de las tonalidades se tiene el
cuarzo rosa con impurezas de Manganeso y Titanio cuyo color varia de rosa pálido
a intenso. Cuarzo citrino en la gama del dorado y el marrón llegando hasta el
dorado rojizo debido al contenido de materia arcillosa y el cuarzo transparente que
es el cristal de roca.
54
2. Actividad 1. Minerales aparentemente similares resultan con
diferente fórmula química
Nivel: Secundaria
Objetivos específicos
Describirá las características físicas de los minerales como color, forma, textura
para comparar sus diferencias.
Conocimientos previos requeridos: composición química, elemento químico,
formas geométricas.
Materiales (por equipo: 2 personas) Muestras de minerales: Calcita, yeso, halita, cuarzo, grafito y padecería de diamante 1 moneda de cobre 1 lupa 1 navaja de bolsillo de acero Manual de mineralogía de Dana
Desarrollo
Se les darán a los alumnos cuatro muestras que por su color sean tan parecidos
que el alumno llegue a pensar que son iguales. Las muestras estarán identificadas
con una clave: 1..yeso, 2.calcita, 3.halita, y 4.cuarzo.
1. Yeso 2.Calcita 3. Halita 4..Cuarzo
Imágen 3.7. Calcita
Imagen 3.8 Halita
Imágen 3.9.Cuarzo
Imagen 3.6. Yeso
1. Yeso 1
55
Describirán sus características a partir del tacto, observación y sabor,
complementando a su vez el siguiente recuadro con las interrogantes propuestas.
1. Yeso 2. Calcita 3. Halita 4.Cuarzo
¿Qué color tienen?
¿Describe su sabor?
¿Cuántas caras tienen y como son?
Dureza Lo raya la uña: Lo raya una moneda Lo raya una navaja
¿Describe la forma? (por ejemplo: prisma, cubo, romboedro, etc.)
Fórmula química (consultar libro de mineralogía)
Que conclusiones determinas a partir de estas características
Usos Se utiliza como material de construcción para recubrimiento de paredes. Junto con la arcilla se emplea como fertilizante.
Se emplea para la elaboración de cementos, materiales cerámicos, obtención de cal. Los mármoles se utilizan como roca ornamental.
Como condimento, para conservación de alimentos y para curtido de pieles. Igualmente para abono, alimento de ganado y herbicida.
Utilizado en la industria de la óptica, en aparatos de precisión y científicos, para osciladores de radio, como arena se emplea en morteros de hormigón, como polvo en fabricación de porcelanas, pinturas, papel de esmeril y pastillas abrasivas. Sus variedades coloreadas son muy cotizados en joyería.
56
Como puedes observar aunque algunos de los minerales presentan similitud
en su esaspecto tienen forma, color, composición química y características
diferentes.
3. Actividad 2. Minerales aparentemente diferentes resultan con
una fórmula química igual
Nivel: Primaria
Objetivos específicos: Describirá las características físicas de los minerales como
color, forma, textura y dureza para comparar sus diferencias
Materiales (por equipo: 2 personas)
Muestras de minerales: Grafito y padecería de diamante 1 moneda de cobre 1 navaja 1 uña
Procederán a observar dos muestras: clave 5. grafito y 6. Diamante anotando sus
diferencias
Imagen 3.10. Grafito (clave 5) Imagen 3.11. Diamante (clave 6)
57
Complementar el cuadro siguiente
Describir:
5. Grafito 6. Diamante
Color
Dureza Lo raya la uña Lo raya la moneda Lo raya la navaja
Consultar Formula química
Observaciones generales
Observarán que tanto el mineral de grafito como el diamante presentan diferentes
características en su estructura externa y composición química igual, ya que las
condiciones de temperatura y la presión a las cuáles estuvieron sometidos son
factores importantes que cambian la estructura.
El grafito es carbono puro, aunque puede venir acompañado por impurezas. Se
emplea en la fabricación de crisoles refractarios para las industrias del acero, latón
y bronce. Igualmente como lubricante mezclado con aceite. Mezclado con arcilla
fina forma las minas de los lápices. Se emplea también en la fabricación de pintura
para la protección de estructuras de acero, en el barnizado de moldes y machos de
fundición, para electrodos, escobillas de generadores, en galvanotipia, para barras
de aislamiento en centrales nucleares.
El diamante necesita para su origen una muy alta presión y alta temperatura,
formándose en rocas ultrabásicas del manto. Se transporta hacia la superficie a
través de las llamadas estructuras de explosión. Aparece asociado a rocas
volcánicas particulares llamadas kimberlitas y lamprofitas.
En base a tu actividad didáctica realizada contesta lo siguiente:
58
¿Comes minerales (alguno por lo menos)?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Llevas encima algún mineral?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Te pintas con minerales?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Escribes con minerales?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Define con tus propias palabras que son minerales?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Explica cómo influye la presión y temperatura para la formación de minerales?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_______________________________________________________________
59
¿Consideras a partir de estas actividades que los minerales son importantes para
la vida? ¿Por qué?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
60
3.1.3. Tema 3. Las rocas como un archivo de información
Las rocas están constituidas por uno o más minerales. Imagina un cuarto de
archivos en el que ninguna gaveta o cajón tiene etiquetas. Los folders dentro de los
cajones no tienen tampoco etiquetas. Las rocas alrededor tuyo son como es un
cuarto de archivos. Las rocas contienen información sobre los procesos geológicos
que han ocurrido en una región, los seres que han vivido ahí, la forma en que era el
clima e incluso la historia de montañas que hoy no existen. Las rocas son archivos
que cuentan la historia de la Tierra desde sus inicios, dándonos información de la
presión (P) y temperatura (T) a la que se formaron, las condiciones y tipo de
ambiente en el que estuvieron.
Existe una gran variedad de rocas clasificadas en tres grupos: ígneas,
sedimentarias y metamóficas. Las rocas son muy diversas, varíando en color,
tamaño de los cristales o granos y los tipos de minerales que las componen. Pero
su estudio ordenado permite reconocer rasgos con los cuales clasificarlas.
Observando el corte de una montaña a lo largo de un camino (Figura 3.4) se puede
observar como una roca de color gris claro y muy compacta, constituida
principalmente por cristales visibles a simple vista de cuarzo y feldespato, pasa a
otro tipo de roca de color gris plateado, que presentan las características de
aquellas rocas transformadas en las profundidades de la corteza, con cristales
laminares de micas y granates. Hoy vemos en las rocas el resultado de los
procesos que sobre ellas actuaron en el pasado. Por encima de las rocas
anteriores podría verse un tercer tipo de roca dispuesta en capas horizontales y de
colores amarillentos con la apariencia de ser un agregado de granos de arena entre
sí, con restos de fósiles de plantas.
61
Figura 3.4 Afloramiento de rocas en una montaña
¿Qué determina las diferentes apariencias de las rocas? Las diferentes apariencias
están determinadas por dos aspectos: uno es la mineralogía, es decir, los
diferentes componentes y la cantidad relativa de cada uno de ellos. El otro es la
textura, o sea el tamaño y ordenamiento espacial de los componentes. Estos
granos o cristales, que en la mayoría de las rocas son solo de algunos milímetros
de diámetro, se les describen como gruesos cuando se les ve a simple vista, o
finos cuando no se observan.
Por ello, para poder estudiar en las rocas los procesos geológicos debemos
primero aprender a descifrar la clave en la que está escrita la información.
Debemos ir asignando etiquetas a todos esos folders del cuarto de archivo. El
primer paso es reconocer los tipos de rocas, el segundo será entender qué nos
dicen éstas sobre las condiciones bajo las cuales se formaron. Con dicha
información podremos comprender la evolución de un lugar determinado de la
corteza terrestre a lo largo de períodos de millones de años.
Entender adecuadamente los procesos que dan origen a los diferentes tipos de
rocas es uno de los objetivos de la geología; obtener información sobre las
62
posibilidades de reservas de combustibles fósiles (carbón o petróleo) o minerales
(plata, oro, plomo, zinc) explotables en un área específica, la utilidad de ciertas
rocas para construcción, o conocer la forma en que las rocas están dispuestas nos
puede brindar información muy útil para actividades económicas y para su
aplicación en problemas ambientales. Por ejemplo, saber que el petróleo se
encuentra en rocas muy ricas en materia orgánica nos permite hacer una
exploración de nuevas reservas de forma planificada. De igual manera, conocer las
propiedades de las rocas y su arreglo espacial es importante en la decisión de si un
determinado lugar es apto o no para almacenar desechos nucleares. También
conocer los tipos de rocas con porosidad y permeabilidad nos dan información de
la presencia de agua en el subsuelo.
Ciclo de las rocas: la materia no se crea ni se destruye solo se
transforma.
Las rocas en el Planeta Tierra se encuentran en continua transformación tanto en
la superficie de la Tierra como en su interior. En la intemperie son desintegradas
por el viento, el agua, los cambios de temperatura, la humedad y los organismos
presentes, entre otros. Como resultado los detritos transportados se acumulan y
consolidan para formar rocas sedimentarias. Seguramente habrás visto el río
transportando sedimentos después de una fuerte lluvia. En algunos casos estas
rocas por los movimientos de la corteza terrestre son sepultadas bajo la superficie
estando sujetas a cambios de presión y temperatura provocando el cambio de
forma a tal punto que su estructura se altere y forme una roca metamórfica o bien
se funda, y al salir nuevamente al exterior se solidifica para convertirse en rocas
ígneas. Una forma de visualizar esa transformación constante es mediante el
diagrama del ciclo de las rocas:
63
Figura 3.5 El ciclo de las rocas.
Este proceso es importante ya que ayuda a la regeneración de recursos naturales;
en la cuál de cada tipo de roca por su proceso de formación alguna; por ejemplo las
rocas ígneas con frecuencia contienen vetas de minerales preciosos o industriales
como oro, plata, plomo y zinc favoreciendo la actividad minera.
Diagrama 2. Los elementos químicos forman los minerales. Cuando varios minerales se
asocian forman las rocas
Oxígeno Calcio Silicio Sodio Aluminio Potasio Hierro
y 84 más elementos
minerales
Feldespato Cuarzo Calcita
roca
s Ígneas Sedimentarias Metamórficas
64
Hablando del territorio nacional, México exhibe en su superficie una variedad de
contrastes en sus rocas conjugados con el relieve. Por ejemplo, el estado de
Guerrero es sumamente montañoso, tiene serranías, además de ser un relieve muy
irregular. El Eje Volcánico Transversal origina las sierras de Sultepec y Taxco.
Junto con Puebla extiende su territorio por la llamada Depresión del Balsas, donde
dominan las rocas sedimentarias, y es recorrido por la sección sureste de la Sierra
Madre del Sur donde dominan las rocas volcánicas.
A lo largo de su costa hay afloramientos de granitos y rocas metamóficas, que se
intemperizan para formar arenas. Ejemplo de lo anterior son las arenas de las
playas de Acapulco (Imagen 3.12), que analizando su composición se podrá
obtener que sus minerales proceden ó son originadas por la acción del transporte
y depositación de los sedimentos procedentes de las montañas de la Sierra Madre
del Sur, del Eje Neovolcánico Transversal, y de los granitos en la costa. Los
sedimentos son transportados por las aguas dulces procedentes del continente y
retrabajados en las playas por el oleaje.
65
Imagen 3.12. Arenas de Acapulco Imagen 3.13. Arenas de Cancún
Si observamos con una lupa el color y la textura de los fragmentos, se describen
minerales de diferentes colores como fragmentos de color negro como la mica
biotita y òxidos de hierro, café, blanco y rosa minerales del cuarzo y los
feldespatos; así se comprueba su origen en las rocas que rodean las payas.
Ocasionalmente encontraremos también fragmentos de conchas, transportadas por
el oleaje y corrientes marinas cercanas a la costa. Los granos son visibles a simple
vista, pero los detalles en ellos solo son visibles con una lupa. En cambio las
arenas de Cancún son de color beige muy claro (Imagen 3.13), también son más
suaves al tacto lo que es resultado de su composición de carbonatos de calcio,
fragmentos rotos de moluscos, corales y algas.
66
Imagen 3.14 . Ubicación de las Costas de Guerrero en la República Mexicana, para comprender el origen de las arenas considerando el espacio y tiempo es necesario conocer la geología (www.sciencephoto.com/images).
Así mismo la presencia de las rocas volcánicas favorece en algunos lugares las
altas concentraciones de población, sobre todo si están asociados con suelos
fértiles propios para la agricultura como es el caso de la región del Bajío. Las rocas
calizas están también asociadas con yacimientos de petróleo y la industria
cementera. Por último para las rocas metamórficas como ejemplo es el mármol que
ha servido para la construcción.
67
1. Ideas previas de roca
De acuerdo a investigaciones en enseñanza de las ciencias se obtuvieron ideas
previas con respecto al tema de rocas (Vera, 1988); considerando la siguiente
interrogante:
¿Qué roca es más fácilmente erosionable a la presión y la temperatura de la
corteza, un granito o una caliza? ¿porqué?
82% de los alumnos opinan que se trata de la caliza porque:
15% sus enlaces son más débiles
30% es más blanda
18% es menos compacta
19% otras: más porosa, menos densa, más heterogénea
9% el granito por que se forma a condiciones más alejadas de las dominantes en
la corteza, que la caliza
9% no sabe, no contesta
En las respuestas dadas para apoyar la hipótesis de las calizas se mezclan
conceptos como la densidad la blandura, la porosidad, etc., todos ellos sinónimos
de una idea vaga de dureza, que definiría la cualidad escencial que explica la
resistencia de a los agentes erosivos.
Otra de las consideraciones que salieron de lo anterior es que (Gracía Cruz, 1998)
considera que los alumnos se limitan a copiar textos para elaborar algunos
trabajos, pero sin reflexionar, ni construir el conocimiento.
68
2. Actividad 1. Las rocas compuestas por minerales
Nivel: Secundaria
Aprendizaje esperado. Comprenderá la importancia de estudiar la composición de
las rocas y su interpretación.
Objetivo. El alumno identificara que las rocas están compuestas de minerales y su
procedencia
Conocimientos previos requeridos. Mineral, composición química, elemento
químico, sólido.
Materiales ( 2 personas) 1 roca ígnea de granito (trituradp). 2 lupas Muestras de minerales:- cuarzo lechoso, feldespato, mica, pirita, galena 100 gr. de arcilla 2 palillos Un envase vacío en donde vienen las películas de fotografía (para una clase de 45 alumnos.) Una hoja de trabajo “conozcamos una roca”
Desarrollo
1. Los alumnos escogerán una roca de granito triturada en fragmentos muy
pequeños procediendo a separar los minerales de acuerdo al color que
presentan.
2. Con la lupa observaran los minerales para complementar el cuadro que se
presenta en la hoja de trabajo para el alumno describiendo las
características que presentan dichos minerales.
69
Número de fragmentos
Blanco Rosa Gris – negro Brillante
Negro opaco
Diferente color
Describe sus características
De dónde crees que procede
Que mineral es
Procede a contestar las siguientes preguntas:
1) ¿Qué color de mineral presenta la mayor cantidad y cuál el menor?
2) ¿El tamaño de los minerales es igual ó diferente?
3) ¿Si consideramos que la roca es 100% que porcentaje es para cada uno de los
minerales?
Blanco=______________
Rosa=________________
Negro o gris brillante= _____________
Imagen 3.15. Cuarzo
lechoso
Imagen 3.16. Feldespato Imagen 3.17. Mica
Componentes de una roca de granito
70
Las rocas y sus minerales que las componen tienen propiedades y características
importantes que las componen que mediante su observación y estudio se puede
descifrar ¿de dónde provienen, ¿cómo se formaron? ¿a qué ambiente
pertenecen?; etc. Como pregunta final trata de inferir a que capa de la estructura
interna corresponden.
71
3. Actividad 2. Las rocas como archivo de información y evolución
¿quién quedo arriba?
Nivel: Secundaria
Objetivo: El alumno identificara que el estudio de las rocas que constituyen la
corteza actual de México nos ayuda a conocer la geografía de nuestro país.
Conocimientos previos requeridos. Tiempo geológico, evolución, corteza
terrestre, estratigrafía.
Materiales ( 2 personas)
Perfil estratigráfico de un núcleo
Libros de geología
Acetatos
Plumones para acetatos de diferentes colores
Desarrollo
Observarán el perfil estratigráfico (Imagen 3.18) sobreponiendo el acetato para con
los plumones marcar con líneas los cambios de colores del perfil estratigráfico, a que
centímetros cambia de tonalidad para llenar el siguiente cuadro.
Color centímetros
Ejemplo: negro 66-77
72
Imagen 3.18. Perfil estratigráfico en un núcleo de sedimentos
Procederán a examinar el perfil estratigráfico (Imagen 3.18) respondiendo a las
siguientes interrogaciones:
¿Presentan las bandas el mismo color? ¿Si, no? Por qué
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_______________________________________________________________
73
¿Si tu respuesta fue no, cuantos colores diferentes identificas?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
______________________________________________________________
Con diferentes colores marca con una línea en el acetato las diferentes capas que
puedes percibir ¿Qué significa la variación de colores?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
______________________________________________________________
Lee el siguiente texto contestando las preguntas con la imagen mostrada.
En nuestro país, el valle de México es la localidad dónde se han hecho más
perforaciones. Se muestra el corte de un pozo de la casa de Moneda de México con
una profundidad de 149 m, identificando 39 capas diferentes.
Describe cuáles observas en la imagen:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_______________________________________________________________
En la figura 3.6 se observa el corte de un pozo artesiano que se Identifican los tipos
de rocas que constituyen un elemento importante ya que se clasifican las capas
permeables (con presencia de agua) e impermeables (sin presencia de agua) que es
necesario para encontrar agua. En toda la serie atravesada se encuentran depósitos
74
finos, evidentes por la abundante presencia de arcilla; en la columna se interpreta
entonces la presencia en algún momento de un lago combinado con residuos de
erupciones volcánicas. Un ejercicio necesario es descubrir palabras “nueva” como
traquita y pórfido, que son nombres de rocas volcánicas.
75
Figura 3.6. Corte del pozo artesiano de la casa de Moneda de México.
76
3.1.4. Tema 4. La Tierra como un Geosistema desde su estructura
interna.
Antecedentes
Dialogar con respecto al tema del Planeta Tierra como un sistema dinámico, en
constante cambio, es iniciar con varias interrogantes ¿Por qué es importante
conocer que a través de los 4,600 millones de años que tiene la Tierra, los
continentes y océanos han presentado diversas configuraciones, y que en esa
historia de movimiento continuo de los continentes han cambiando su forma y
tamaño? ¿Cómo pudo convertirse el fondo del mar en seco y frío altiplano? ¿de qué
manera un bosque fue gradualmente inundado por un mar donde se depositaron
capas de roca de un espesor de centenares de metros? ¿Por qué se mueven las
placas tectónicas? ¿Qué importancia tiene conocer la dinámica del Planeta Tierra en
el transcurso del tiempo para el ser humano? ¿Qué sucede en el interior de la Tierra
que la corteza terrestre se encuentra en movimiento alejando y uniendo los
continentes? ¿Cómo se manifiesta el movimiento de las Placas Tectónicas en la
superficie de la Tierra?
Para dar respuesta a lo anterior se involucra el estudio del tema de las placas
tectónicas, de la litosfera y corrientes de convección en el manto, el registro fósil, el
tiempo geológico y el relieve.
La explicación del movimiento de placas tectónicas inicia desde el interior de la
Tierra. En el interior se genera calor y existe además calor de residual desde su
formación. La diferencia de temperaturas entre el manto profundo y el manto
superior genera movimiento de convección, que es una forma de transportar calor.
La convección sigue gradientes de temperatura, en dónde los materiales calientes
son más ligeros por lo que ascienden, mientras que los materiales fríos son más
pesados (más densos) y por lo tanto se hunden. Este proceso es el mismo
movimiento que crea patrones de circulación conocidos como corrientes de
77
convección en la atmósfera y en el agua, solo que en el manto de la Tierraes mucho
más lento (Figura 3.7).
En la atmósfera, a medida que el aire se calienta va subiendo permitiendo que el de
los alrededores fluya para ocupar la región antes ocupada por el aire caliente
ascendente. Esto es notable cuando empieza a formarse una nube de tormenta y
viento en el que sopla fuertemente antes de la lluvia. El movimiento vertical del aire
por convección, junto con el movimiento de rotación de la Tierra, hace que se
generen vientos. Y los vientos, a su vez, crean olas superficiales sobre el océano. La
convección también juega un papel importante en el movimiento de aguas oceánicas
profundas y contribuye a la formación de corrientes oceánicas.
La convección en el aire y el agua es un fenómeno que nos debe parecer fácilmente
comprensible; pero, ¿convección en el manto que está hecho de roca? Esto fue
debatido intensamente en la primera mitad del siglo XX por científicos alrededor del
mundo entre los que destaca Arthur Holmes (1890-1965), su más decidido defensor.
La forma en que es posible explicar la convección en el manto es imaginando un
sólido que por encontrarse a alta temperatura, pero sin alcanzar a fundirse, puede
“fluir” como una dura masa de plastilina que es empujada lentamente con las manos.
Debido a las corrientes de convección que se generan en el manto en la región
llamada la astenosfera, la parte más rígida y superficial de la Tierra, la litosfera, se
deforma lentamente (Figura 3.7).
Figura 3.7. Corrientes de convección. La litosfera, está dividida en placas que se mueven a (o derivan arrastradas) razón de unos 2 a 20 cm por año, impulsadas por corrientes de convección que tienen lugar bajo ella, en la astenosfera.
78
La litosfera está fragmentada, como los pedazos de cáscara de un huevo duro al
romperlo; esos fragmentos de litosfera se llaman placas tectónicas. Algunas
chocan (convergen o subducen), se separan (divergen) y en ocasiones sucede que
una placa se desliza al lado de otra en un movimiento lateral (transformante). A
continuación se explican esos movimientos considerando la Figura 3.8, en la que se
observan y se identifica las placas y se señala la ubicación de ejemplos de cada uno
de los tres tipos de movimientos.
Figura 3.8. Diferentes tipos de movimientos de Placas Tectónicas. Se muestra el límite divergente cuando se separan dos placas (Placa Pacifica con Placa Nazca), Límite convergente (Placa Nazca – Placa Sudamericana), Límite de falla transformante (Placa Indo australiana-Placa Antártica).
79
Movimiento de subducción (convergente). Ocurre cuando una placa con corteza
oceánica más pesada choca con una placa de corteza continental más ligera y se
hunde (o subduce) debajo de ella. La convergencia en este caso empuja la litósfera
oceánica por debajo de la continental, y se hunde entre el manto probablemente
arrastrada por una corriente de convección descendente. Las fosas oceánicas o
trincheras del fondo marino, los volcanes y arcos de isla alrededor del Pacífico y
otras regiones, así como la actividad sísmica más intensa están asociados con
zonas donde ocurre subducción. Un ejemplo es la formación de la cordillera de Los
Andes, en Sudamérica. La subducción ocurre también cuando convergen dos placas
oceánicas, como en el caso de la isla Antillas menores en el Caribe.
Otro tipo de movimiento convergente ocurre cuando dos placas que sostienen
corteza continental convergen. La subducción de corteza continental no es posible,
por lo que se deforma intensamente. Grandes cadenas de montañas pueden crecer
por este proceso de convergencia o colisión. Un ejemplo es la formación de las
Montañas Himalaya en Asia.
El movimiento de las Placas Tectónicas en todo el mundo presenta como
consecuencias sobre la superficie terrestre la presencia de erupciones volcánicas,
tsunamis, temblores, formación de islas, etc. Esto de acuerdo al comportamiento que
tengan, es decir el tipo de límite de placas que se trate, como se observa en la
Figura. 3.8.
Fenómenos que se producen en las zonas de subducción (Choque de placas):
1) Destrucción de la litosfera oceánica. Las corrientes convectivas
descendentes del manto del manto arrastran con ellas la litosfera, la cuál es
reabsorbida dentro de él.
2) Fosas oceánicas o Trincheras. Son grandes abismos en el piso oceánico
donde la corteza se deforma al iniciar su descenso al manto.
80
3) Actividad sísmica, incluyendo sismos de gran intensidad. Al chocar las
placas la presión produce movimientos bruscos de acomodamiento, que originan
sismos de gran intensidad.
4) Cordilleras paralelas a la costa. Al chocar las placas, la presión produce
deformación de la corteza terrestre y levantamiento.
5) Actividad volcánica. En las cordilleras costeras se producen fracturas por
dónde el material fundido busca salida y se forman numerosos volcanes activos.
Si se entiende la dinámica de la zona, sus características de tipo de suelo y
ubicación geográfica, es posible explicar la presencia de los sismos; a su vez,
entender los sismos nos permite saber qué esperar y estar preparados. Es decir,
podremos entender en qué regiones es más probable que ocurra un sismo, si será
profundo, intermedio o somero, y esto nos permitiría hacer construcciones acordes al
terreno de ubicación; esto no significa que podamos predecir cuándo va a temblar,
pero sí que podemos reducir las posibles consecuencias negativas.
De acuerdo a investigaciones de científicos mexicanos la placa de Cocos se está
metiendo, o subduce, por debajo de la placa de Norteamérica a una velocidad de
unos seis centímetros por año. Tan lento como crecen las uñas en nuestras manos.
En su descenso hacia el manto, la placa de Cocos desciende a un ángulo muy bajo
comparado a su descenso bajo Centroamérica. El ángulo con que subduce la placa
oceánica influye en la posición de los volcanes sobre el continente. Así, los volcanes
de Centro América se encuentras a decenas de km de la trinchera, mientras que los
volcanes del centro de México se encuentran a cientos de kilómetros de ella.
81
Otro de los aspectos importantes en la dinámica del Planeta Tierra es el factor
Tiempo que es necesario considerar en el contexto de evolución, cambio, análisis de
una serie de procesos presentes y pasados en la Tierra. La escala de tiempo
geológico nos permite establecer secuencias sucesivas de eventos y determinar su
edad con un rango amplio en millones de años. Esto es fundamental para
comprender nuestro planeta, ya que para la vida del hombre secuencias de eventos
están determinadas por escalas que comprende de nuestro habitual calendario
(minutos, horas, días, meses y años). En particular, el territorio de la República
Mexicana ha presentado cambios a lo largo del tiempo geológico por los que hoy en
día es posible encontrar fósiles marinos en un lugar dónde hoy hay rocas y
montañas; estos nos habla de su historia ya que fue en algún tiempo de ambiente
marino cubierto por agua y ahora se perciben cadenas de montañas comprobando la
dinámica del planeta Tierra.
82
1. Ideas previas de Placas Tectónicas.
Se realizo una encuesta en el Museo del Instituto de Geología con 17 estudiantes
antes de recibir la plática y el recorrido correspondiente al tema de Placas
Tectónicas. Los resultados se presentan en la siguiente gráfica
Gráfica 1. Resultados de la encuesta del Tema Placas Tectónicas
Preguntas realizadas a los alumnos:
1.-Explica con tus propias palabras “Tectónica de placas” y sus
consecuencias.
2.- Para ti ¿qué utilidad tiene la Geología en la vida cotidiana?
83
Gráfica 2. Errores más frecuentes: 1a.- Confunden la Tectónica con las capas de la Tierra; 1b.- Desconocen por completo el tema; 2a.- Relacionan la utilidad de la Geología con Historia; 2b.-
Desconocen por completo el tema.
Análisis
1. Al preguntarles por el término Tectónica de Placas se refleja que lo perciben
como tema sin importancia, faltaría hablarles desde el punto de vista de
consecuencias.
2. Un porcentaje elevado de alumnos desconocen por completo el tema.
Con respecto a las respuestas obtenidas se deduce que los alumnos tienen que
superar en el aprendizaje de las Ciencias Naturales una serie de obstáculos
epistemológicos originados por:
a) La presencia de errores conceptuales
b) La confusión entre que son las placas tectónicas, su movimiento y sus
consecuencias
c) La influencia de un cierto “sentido común” y la aplicación de conceptos en la
vida cotidiana
d) La tendencia a olvidar los fenómenos y procesos internos del planeta, que no
se ven y que necesitan esquemas conceptuales abstractos y complejos para
comprenderlos
e) La dimensión del estudio de la Geología y su importancia
84
3. Ideas previas de Fósiles.
Se utilizo como ejemplo el movimientos del nivel del mar para explicar la aparición
de fósiles a gran altura en las montañas ¿A qué altura estaba el nivel del mar en el
momento de depositarse lo que actualmente son fósiles, respecto del nivel actual?
(p. ej. En El Torcal de Antequera (Granda Vera, 1988), con una altura media de mil
msnm como se muestra en la Imagen 3.19).
37% de los alumnos llegaba hasta las cimas actuales sobrepasándolas
47% más o menos como el actual (de ellos un 33% indica que eran los
materiales los que se habían levantado)
12% a menos de mil metros
4% no saben.
Los investigadores en enseñanza consideraron que la presencia de fósiles, más de
50% de los alumnos que han recibido enseñanza en las Ciencias Naturales no
indican por error que los materiales que forman las montañas y cordilleras se han
levantado (se han movido), y lo que quizás sea más significativo es que casi la mitad
de los encuestados tiene la idea arraigada de que han sido movimientos (enormes)
del mar los responsables de tales estructuras geológicas.
Imagen 3.19. Presencia de fósiles en la cima de las montañas de Antequera, España.
Otra interrogante es la siguiente: ¿cómo se explicaba la presencia de fósiles
de organismos marinos en la cumbre de la montaña? (Granda Vera, 1988)
95% de los alumnos de edad de 12 a 16 años predijo la evolución del relieve; sin
85
embargo, para explicar la presencia de los fósiles de organismos marinos en lo alto
de la montaña emitieron hipótesis revelando errores conceptuales: <el nivel del mar
subió hasta las montañas> o <la lluvia y el viento los dejaron caer>. Las
implicaciones en las concepciones que se forman es que el marco de referencia en
el uso del lenguaje de los profesores puede ser distinto al que tienen los alumnos.
3. Actividad 1. Armando un rompecabezas del Planeta Tierra
Nivel: Primaria y secundaria
Aprendizaje esperado: Identificarán la ubicación de las Placas Tectónicas, su
comportamiento y consecuencias.
Objetivo específico: Conocerá a través de un modelo la ubicación y
comportamiento de límites entre las placas tectónicas en el planeta Tierra y sus
consecuencias en la superficie de éste.
Material
(por equipo: 2 personas)
Plantilla del planisferio de Placas Tectónicas
Pelota de unicel mediana
Plumón negro y rojo
Tijeras
Pegamento
Planisferio con nombres del Mundo
Desarrollo
Los alumnos procederán a remarcar en la imagen 3.8 las líneas de los límites de
placas tectónicas. Cortar la plantilla, pegarlos en la pelota de unicel para que Quede
como un planisferio mostrando la ubicación de los límites de las placas tectónicas y
ponerle los nombres de cada placa observando las imágenes 3.20 y
3.21.
86
Imagen 3.20. Limite de Placas Tectónicas
Imagen 3.21. Distribución superficial de placas litosféricas con sus nombres y ubicación
Posteriormente marcarán con flecha como en la imagen el comportamiento de cada
límite de Placa para completar el siguiente cuadro
87
Separación de Placas
Choque de Placas
Transformantes
En el Atlántico entre Euroasiática y Norteaméricana
En el Pacífico entre Nazca y Sudamérica
En el Caribe, entre Caribe y Sudamérica
Hay siete placas principales además de otras secundarias de menor tamaño.
Algunas de las placas son exclusivamente oceánicas, como la de Nazca, en el
océano Pacífico. Otras, la mayoría, incluyen corteza continental que sobresale del
nivel del mar formando un continente.
88
Observa y completa el siguiente cuadro con la ayuda de la imagen 3.22. Checa el
ejemplo.
Imagen 3.22. Placas Tectónicas de América
Nombre de la Placa Tectónica
Nombre de las placas con la que se relaciona
Antártica Sudamerica
Nazca
Pacífica
89
4. Actividad 2. Conozcamos las corrientes de convección y su
influencia en la Tectónica de Placas
Nivel: Primaria y secundaria
Objetivos específicos: Identificará los procesos que originan el movimiento de
placas tectónicas por medio de las corrientes de convección
Objetivo: Conocerán los diferentes movimientos que presentan las corrientes de
convección y su influencia en el movimiento de las placas tectónicas
Material
Colorante vegetal liquido color: azul y rojo 4 vasos de vidrio de 200ml. 3 vasos de vidrio transparente de 240 ml. 5 cubos de hielo 250 ml. Agua caliente 3 goteros 200ml. agua fría (hielo derretido) 200 ml. agua a temperatura ambiente
Desarrollo
En equipo de dos personas se reparten tres vasos de vidrio transparente de 240
ml, 2 goteros, colorante vegetales azul y rojo. Así mismo dos vasos de 200 ml para
agua fría (hielo derretido) y recipientes de 250 ml para agua caliente, hielo y agua a
temperatura ambiente.
Los alumnos procederán a llenar con agua los 4 vasos de vidrio de 200ml, que
dejarán reposar por 5 minutos. Llenar otro recipiente de 200 ml con agua muy fría y
agregar una gota de colorante vegetal azul. Llenar otro recipiente pequeño con agua
caliente. Agregar una gota de colorante vegetal rojo.
Anotar observaciones
90
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Por otra parte utilizar un gotero para añadir una gota de agua caliente roja en el
fondo del primer vaso de vidrio. Anotar
observaciones________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
______.
agua en la
Imágenes 3.23 a 3.25.
En la segunda taza, repite el procedimiento utilizando el agua fría azul. Observa y
registra los resultados. ¿Qué puedes determinar a cerca del agua cálida? ¿Del agua
fría? ¿Cuál es más densa?
Imagen 3.23-25. Mezcla de
agua caliente
91
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
En la tercera taza, vacía simultáneamente agua caliente roja en el fondo, y agua fría
azul en la superficie. Observa y registra los resultados.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
__________
Por otra parte los geocientíficos consideran que los movimientos de convección del
manto dentro de la Tierra son la causa de los movimientos de las placas tectónicas,
dando como resultado en la superficie de la Tierra la presencia de terremotos,
tsunamis y erupciones volcánicas.
Comentar el concepto de densidad en relación a la temperatura.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_______________________________________________________________
92
5. Actividad 3. Subducción de la placa de Cocos bajo la placa americana en México
Nivel: Primaria y secundaria
Objetivos específicos: Comprenderán el comportamiento del movimiento de las
placas tectónicas y en consecuencia el origen de los sismos con su respectivo
comportamiento en el espacio.
Material
Mapa de la República Mexicana
Bicolor
Imágenes del movimiento del movimiento relativo entre placas a lo largo de las zonas costeras del país.
Desarrollo
Los alumnos procederán a leer el siguiente texto:
El movimiento convergente ocurre cuando una placa con corteza oceánica más
pesada choca con una placa de corteza continental más ligera asociados con una
zona de subducción, la litosfera oceánica empuja y se hunde dentro del manto por
debajo de la placa continental. Las fosas oceánicas, volcanes y los sismos están
asociados con zonas de subducción.
Ahora se procederá a ubicar con color rojo en el mapa de la República Mexicana los
siguientes estados Jalisco, Colima, Michoacán, Guerrero, Oaxaca y Chiapas.
¿Estos estados se ubican en la zona costera del Océano pacífico ó Golfo de
México?
__________________________________________________________________
Has escuchado en alguna ocasión por los medios de comunicación en dónde se han
originado los temblores presentes en el territorio nacional? ¿En qué estados?
93
__________________________________________________________________
En México el movimiento de subducción con relación a la placa Cocos con la Placa
Americana varía el ángulo subduciente de acuerdo al lugar de que se trate; estos
resultados han sido obtenidos por interpretaciones de registros geofísicos y
geológicos, por ello se muestran diferentes imágenes variando de acuerdo al lugar.
Imagen 3.26. Movimiento relativo de la Placa de Cocos con respecto la Placa Americana en la zona
de Jalisco, considera la profundidad en kilómetros que alcanza la Placa del de Cocos (litosfera oceánica) al hundirse bajo la Placa Americana (litósfera continental) bajo el volcán de Colima. Los puntos rojos nos dan los datos locales de la presencia de sismos, la mayor parte de dichos puntos
rojos se localizan a una profundidad de 8 a 40 km de profundidad a lo largo de una franja llamada la zona de Wadati-Benioff. Conforme aumenta la profundidad disminuyen la presencia de los sismos.
94
Imagen 3.27. Movimiento de la Placa de Cocos con la Placa Americana en la zona de Guerrero. Los datos locales de la presencia de los sismos están concentrados en la zona costera; mientras que
para 1964, 1980 y 1994 ocurrieron sismos mayores a una profundidad cercana a los 60 km.
Nota la profundidad alcanzada por la litósfera oceánica debajo del volcán Popocatépetl.
Imagen 3.28. Movimiento de la Placa de Cocos con respecto a la Placa Americana en la zona de Oaxaca. La presencia de los sismos en diferentes años define la zona de Wadati-Benioff. La mayor presencia se da a profundidad entre los 8 y 55 km de profundidad. De nuevo, nota la profundidad alcanzada por la placa oceánica bajo el volcán Pico de Orizaba.
95
Completa la siguiente tabla:
ESTADO AÑOS DE SISMOS MAYORES
VOLCANES PRESENTES
PROFUNDIDAD (Km)
DATOS LOCALES Y
TELESISMICOS
OBSERVACIONES
Valor del ángulo subduciente
JALISCO
GUERRERO
1964,1980,1994 Popocatépetl 10 - 45
OAXACA
CHIAPAS
¿La subducción tiene la misma geometría en las tres zonas, si ó no? ¿porqué?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
________________________________________________________________
¿Qué importancia tiene conocer la ubicación del origen del movimiento de las Placas
Tectónicas?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
________________________________________________________________
96
6. Actividad 4: La República Mexicana a través del Tiempo Geológico
Nivel: Primaria y secundaria
Objetivo especifico. Identificará los cambios que se han presentado a través del
tiempo geológico en la geografía del territorio mexicano.
Materiales Bicolor Mapa de la República Mexicana con nombres Acetatos Plumones para acetatos Desarrollo
Los alumnos procederán a observar los siguientes esquemas de la región donde se
encuentra el territorio mexicano en la que se perciben los cambios presentes a
través del tiempo. Se inicia con una imagen a nivel global (figura 3.9) para que
identifiquen la República Mexicana y seguir observando la figura 3.10 a 3.13.
Posteriormente con el bicolor pintarán en donde corresponde con el Tiempo
geológico en la tabla geológica.
Figura 3.9. Configuración geográfica de los continentes hace 200 millones de años. Los
continentes presentes eran Laurasia (parte del continente de Norteamérica y Asía) y
Gondwana (Continente Suramericano, África, Antártico ) Cómo se percibe la configuración del
territorio Mexicano aún no aparece.
97
Figura 3.10. Configuración del territorio que hoy es México hace 60 millones de años.
Figura 3.11. Configuración del territorio que hoy es México hace 50 millones de años
98
Figura 3.12. Configuración del territorio que hoy es México hace 20 millones de años.
Figura 3.13. Configuración del territorio que hoy es México hace 10 millones de años.
99
Diagrama 3. Tiempo geológico con descripción de eventos y edades.
México
100
Los alumnos procederán a complementar el siguiente cuadro utilizando el mapa de
la República con nombres indicando las diferencias observadas y la tabla geológica.
Cambios presentes Período geológico al que pertenece con sucesos importantes
Hace 60 millones de años
Hace 50 millones de años
Hace 20 millones de años
Hace 10 millones de años
Posibles transformaciones a futuro:
La unión de América y Asía por el norte dará lugar al próximo supercontinente por la
fuerte atracción hacía el polo norte dando lugar a Amasia, con el nombre que los
científicos estadounidenses dan al supercontinente de la historia dentro de entre 50
y 200 millones de años. Esto dará como resultado una cordillera montañosa que
permitirá cruzar de Alaska a Siberia (Yale, 2012).
América permanecerá situada sobre el anillo de fuego del Pacífico, una zona de
intensa actividad sísmica y volcánica dando cambios en la orografía; así mismo
posiblemente el océano Ártico y mar del Caribe provocará la desaparición. Los
estudios que han ayudado a dicho comportamiento son el estudio del magmatismo.
101
3.1.5 Tema 5. El Vulcanismo en México a través de los mapas
La actividad volcánica es una de las manifestaciones naturales en la cual se nos da
información sobre los procesos internos del planeta Tierra; los volcanes son
estructuras rocosas producto de la acumulación de materiales fundidos que han
viajado desde las profundidades del manto. Los volcanes toman diversas formas,
pero generalmente son estructuras montañosas en forma cónica, con un cráter en su
cima.
Hablando de la República Mexicana en la parte central se percibe la mayor
abundancia de estructuras volcánicas, en una región conocida como Faja Volcánica
Transmexicana (FVTM; Figura 3.14); ésta es un alineamiento de estructuras
volcánicas casi paralela a los 19 grados de latitud norte. El volcanismo en la FVTM
es el resultado del proceso de subducción de la placa de Cocos bajo la placa Norte
Americana; es decir, en el choque de estas dos placas la de Cocos se sumerge por
debajo de la placa Norteamericana, y a una profundidad de entre 80 y 100 km bajo
la superficie de la Tierra inicia un proceso de fusión parcial. El material fundido
asciende para formar volcanes en la superficie. La edad en que inició el volcanismo
en dicha faja es de aproximadamente 20 millones de años y la actividad continúa en
el presente (Ferrari, 1999).
102
Figura 3.14. Distribución geográfica de los volcanes de México (http://www.proteccioncivil.guanajuato.gob.mx/atlas/geolo...)
Los volcanes de la FVTM como se muestra la distribución geográfica de los volcanes
en la Imagen 3.29, son considerados peligrosos ya que en su pasado geológico han
tenido actividad eruptiva de gran magnitud; aunque los periodos en los que se
presenta ésta son muy espaciados por intervalos de cientos de años. Los mayores
volcanes ubicados en esta zona son: Citlaltépetl (5,610 metros sobre el nivel del
mar: msnm), Popocatépetl (5,450 msnm) e Iztaccíhuatl (5,280 msnm). También esta
zona alberga uno de los volcanes más activos del mundo: el de Fuego de Colima
(3,860 msnm; Imagen 3.30). Este volcán cuenta con documentación histórica
abundante en donde se da testimonio de varias erupciones; junto a éste contrasta un
antiguo volcán hoy desprovisto de glaciares y profundamente erosionado: el
Zapotépetl o Nevado de Jalisco y Colima. Cabe mencionar aquí también otros
gigantes, uno cuyo cráter alberga un par de lagos de aguas muy frías ubicadas a
gran altitud sobre el nivel del mar: el Chicnautécatl o Nevado de Toluca (4,691
msnm), cerca de Toluca, la capital del Estado de México. Y por último,
103
mencionaremos a la Matlacueye, mejor conocida como Malitzin de Tlaxcala (4,461
msnm), con su espectacular barranca de San Juan.
Imagen 3.29. Volcán Paricutín Imagen 3.30. Volcán de Colima
Imagen 3.31. Volcán Popocatepetl Imagen 3.32. Volcán Pico de Orizaba
Existen otras zonas donde se presentan volcanes activos en México fuera de la
franja de la Faja Volcánica Transmexicana, que concentra a la mayoría de los
volcanes relativamente jóvenes. Bastante distantes se encuentran los complejos
volcánicos del Pinacate, en una de las provincias más áridas de México como la
parte norte del desierto sonorense; y la Sierra de Tres Vírgenes, en Baja California
Sur. Finalmente, en el extremo sureste de México, en el exuberante estado de
Chiapas, hay dos volcanes notables: el Chichonal (1,070 msnm), cerca del límite con
el estado de Tabasco, y el Tacaná (4,060 msnm) en la frontera con Guatemala.
Volviendo al centro del país, la cuenca de México presenta al oriente dos grandes
aparatos volcánicos que son el Popocatépetl (Imagen 3.31) y el Iztlaccíhuatl, de los
104
cuáles solo el primero es activo. El resto de la zona metropolitana de la Ciudad de
México (ZMCM) se encuentra limitado por elevaciones topográficas de origen
volcánico como son la Sierra de Guadalupe al norte, la Sierra de Las Cruces al
poniente, la Sierra del Chichinautzin al sur, el volcán del Ajusco al suroeste y la
Sierra Nevada al oriente. Sobre la Sierra del Chichinautzin destaca el volcán Xitle,
que hizo erupción hace aproximadamente 2,000 años y cuyas lavas sepultaron el
centro ceremonial de Cuicuilco, en el sur de la Ciudad Universitaria. Dentro del valle
existen algunos aparatos volcánicos aislados, siendo los principales los que forman
la Sierra de Santa Catarina y existiendo algunos otros que aparecen en forma
aisladas como son el Peñón del Marqués, el Peñón de los Baños y el Cerro de la
Estrella. Los volcanes de la Sierra del Chichinautzin en su mayoría son conos
pequeños en comparación al Popocatépetl, con características similares al volcán
Paricutín (Imagen 3.29), que hizo erupción en 1943.
Mapas
Un mapa es la representación reducida y plana de la superficie terretre. El grado de
reducción viene determinado por la escala. Se utilizan la escala gráfica que es un
segmento subdividido en segmentos más pequeños correspondientes a longitudes
determinadas del terreno.
Ejemplo:
En un mapa de escala 1:100,000 corresponde 1cm en la escala gráfica a 1 km.
Cuando se utilizan mapas con escalas muy elevadas (1:10,000,000) los detalles del
área se pierden, mientras que si la escala es muy pequeña (1:1,000), el mapa será
más detallado con mayor información. Por otra parte para determinar el tipo de
relieve se utilizan los valores de las curvas de nivel que unen puntos que tienen una
0 km 5k
m
105
misma elevación y que en un mapa se localizan a intervalos regualres de, por
ejemplo, 10, 20, o 100 metros.
Figura 3.15 Uso de curvas de nivel.
Nota: Se hacen coincidir todos los puntos en que las curvas de nivel cortan a la línea trazada indicando la altitud
(altura sobra el nivel del mar) de cada una.
106
Se sitúa en cada punto a una altura correspondiente los valores y se unen dando
como resultado una meseta y una montaña, observa la figura 3.15
. Figura 3.16. Construcción de un perfil topográfico
Por lo anterior un mapa topográfico se puede levantar con un perfil que represente
el relieve de la zona tal y como se vería en la superficie de la tierra. Es importante
considerar que el relieve del terreno es toda aquella deformación de la superficie
terrestre en forma visible y contempla, montañas, valles, depresiones, etc. como la
imagen representada de la Sierra de las Cruces (Figuras 3.16 y 3.17).
Figura 3.17. Descripción del relieve de la Sierra de las Cruces en modelo digital de elevación (www. df.gob.mx)
Valle del Tezontle
Cañada Monte Alegre
107
Figura 3.18. Fotografía panorámica de Monte Alegre.
Cartas Geológicas
Una carta geológica conjuga color y líneas que representan en tiempo y espacio los
diferentes tipos de rocas y sedimentos que afloran en la superficie terrestre
considerando el relieve. Pueden diferenciarse de acuerdo al tipo de rocas (ígneas,
metamórficas o sedimentarias) o composición (granitos, pizarras, areniscas, etc.) y
también a la edad (cámbricas, cenozoicas, paleozoicas, etc.); todo esto con colores
y tramados considerado en la simbología utilizada; es decir descifrando el lenguaje
gráfico del mapa.
Otro aspecto importante presente en los mapas son geológicos son las estructuras
(pliegues, fallas, etc.) de los materiales; así mismo en algunos se incluyen
yacimientos de fósiles, recursos minerales, etc. Todos estos datos se representan
mediante una simbología especial. Habitualmente se utiliza un mapa de la superficie
del terreno (mapa topográfico) como base del mapa geológico.
A continuación se describen los componentes de una carta geológica:
108
Imagen 3.33. Descripción de las partes de una carta geológica (www.sgm.gob.mx)
El descifrar las cartas geológicas es conocer el tipo de rocas de un lugar, las fallas y
fracturas presente, ríos, relieve; así como estabilidad en el terreno, la búsqueda de
recursos naturales y muchas otras aplicaciones.
109
1. Ideas previas sobre volcanes y tectónica de placas
Se consideraron las ideas previas (Vera, 1988) de acuerdo a preguntas planteadas
como:
Los volcanes y terremotos, ¿son causa o efecto de los movimientos de las placas?
Explica según los casos las razones que creas convenientes:
3% son causa y efecto
6% cuando se acercan las placas producen los terremotos; cuando se alejan,
los volcanes.
3% son la causa del movimiento de las placas
6% los volcanes son causa porque expulsan lava;
70% en el choque de placas tectónicas se provocan los volcanes y sismos
12% no sabe/no contesta
Del análisis de las respuestas parece desprenderse que:
1. El acercamiento de placas implica movimientos, desequilibrio, en suma
sismicidad.
2. El alejamiento de placas litosféricas hace pensar en agujeros, fosas, espacios
abiertos por los que fluye el magma, es decir vulcanismo.
3. Un porcentaje elevado de alumnos cercano al 30, tiene ideas muy confusas
incluso incorrectas respecto al concepto de causalidad que se ha investigado.
4. Aun en el caso de los alumnos que dominan tal concepto, el choque de placas
aparece como un ejemplo más creíble, por lo que implica de catástrofe, cambios
bruscos, etc., en relación con el vulcanismo y la sismicidad.
Concluyen que para conocer cuáles de esas ideas tienen un verdadero significado,
se deben estudiar no como ideas aisladas, sino como parte de un conocimiento más
110
amplio, constituido por las relaciones entre esas concepciones. Comprender un dato
requiere utilizar conceptos, es decir, relacionar esos datos dentro de una red de
significados que explique por qué se producen y qué consecuencias tienen (Pozo,
1991). Los importantes conceptos de fusión de corteza oceánica o material del
manto, por liberación de fluidos en el proceso de subducción parece ser
desconocido entre los encuestados.
Así, los conceptos tales como: erupción, magma, tectónica, etc., son algo más que
conceptos específicos o puntuales. Son conceptos estructurantes que permitirán
luego poder acceder a la comprensión de la Tierra como sistema. En este sentido,
se afirma que los volcanes son algo más que una forma de relieve, ya que estos
ponen de manifiesto la transferencia de materia y calor desde el interior de los
planetas hacia la superficie y son la culminación de un conjunto de procesos que
implican la génesis, ascenso y erupción de los magmas (Lutgens, 1999).
Las dificultades conceptuales detectadas, se consideran conceptos elementales y de
carácter medular en el aprendizaje del vulcanismo en la geografía escolar.
Dificultades conceptuales detectadas:
Fuego en el centro de la Tierra.
Montañas como contenedoras de magma y/o fuego.
Los volcanes no aportan ningún beneficio.
El magma es lo que rellena los volcanes.
Todo el material expulsado por el volcán llega desde el centro de la Tierra.
Falta de asociación entre la presencia de “placas tectónicas” y la presencia
del “magma”, necesaria para comprender la génesis y dinámica de los
volcanes.
No poseen “idea de volcán” alumnos que viven “frente” a un volcán.
111
Dichas ideas en las cuales se advierten dificultades conceptuales se deben a
dificultades en las estrategias de enseñanza - aprendizaje, así como a cuestiones
que se relacionan con la manera en que están planteados los contenidos escolares
en el currículo.
Se observan datos que los alumnos no evidencian precisión en la relación de datos
estructurales, tales como presencia de magma, cámara magmática y erupciones.
2. Ideas previas de ¿Cómo se forman las montañas? (Lillo, 1993)
Para contestar está pregunta se utilizaron frases y dibujos obteniendo las siguientes
respuestas: 50% consideraron que se forman por el choque entre placas, asimilando
bien la causa principal; sin embargo, analizando los dibujos se concluyo que la
asimilación y comprensión es sólo del léxico, pero no del concepto. Por otro lado, el
análisis de las expresiones gráficas permiten observar errores conceptuales a partir
de que las respuestas a “las montañas se forman por” incluyen:
el choque de placas
por las presiones los esfuerzos que hay en el interior de la Tierra
localizándolas en la corteza
las producen las fuerzas horizontales opuestas
por el alejamiento progresivo del Sol a la Tierra va perdiendo calor y su
enfriamiento produce el arrugamiento de la corteza
identifican montañas con volcanes activos o como resultado de la
acumulación de la lava
se forman por la erosión de la lluvia y/o del viento
por acumulación de la arena y el paso del tiempo.
Se llegó a la conclusión que la frase “choque de placas” aparentemente correcta
desde el punto de vista científico, esconde gran número de errores conceptuales y
casi la totalidad de los encuestados no han asimilado el concepto científico correcto.
112
Por otra parte, la utilidad de los dibujos secuenciales con demasiada carga
conceptual debe hacerse en los libros de texto con cuidado ya que produce
confusiones en los alumnos.
Así mismo, (Shayer, 1986) detectan en geología ideas y esquemas previos en los
alumnos, sustentados en observaciones y conclusiones de sentido común; dichas
barreras para conseguir un aprendizaje significativo se ven aumentadas por las
dificultades para comprender la escala del tiempo geológico, la dimensión de los
cambios, el detallismo de muchos fenómenos geológicos, etc. Sin olvidar la
complejidad, e incluso imposibilidad, de diseñar experiencias realizables y por tanto
la necesidad de formular modelos analógicos correctos.
Está misma pregunta ¿Cómo se forman las montañas? se realizó a alumnos de las
carreras de geología y botánica de los cuales:
14% de los encuestados contestan en forma correcta
54% está equivocado
32% manifiesta tener una idea aproximada sobre el tema, en donde los
alumnos de Botánica son los que logran mayores aciertos (25%) y entre los
de Geología no hay respuestas positivas (0%).
La gran mayoría cree que las montañas se originan por “pliegues”, “volcanes” y
“sismos”, algunos complementan sus respuestas con términos como “presión” o
“compresión”. Un grupo numeroso indica un origen exógeno para las montañas, las
definen como: “acumulación de sedimentos” o “acumulación de tierra” y señala como
responsables de su formación a los agentes atmosféricos (“acumulación de polvo
arrastrado por el viento, que forman primero lomas y luego montañas” v.gr.).
Existen también aquí los que entienden que las montañas se forman por
“desplazamiento, desprendimiento o movimientos de tierra”. Se encontraron también
respuestas que esbozan los principios de la tectónica de placas, aunque la
terminología usada no es correcta pues utilizan frases como “choque, movimiento,
113
desplazamiento o elevación de capas tectónicas o capas terrestres”, ninguno usa el
término “placa”.
Muchos de los encuestados, sin que la pregunta lo solicitara, plantean la
temporalidad en la formación de las montañas; la mayoría considera que son muy
antiguas, así lo demuestran estas respuestas: “son de edad primaria”, “en tiempos
remotos” o “hace millones de años”. Otros, dos o tres personas, esbozan el principio
del actualismo cuando expresan “a través del tiempo” y “desde siempre”.
3. Ideas previas de la relación entre el Vulcanismo y geotermia
(Membiela, 2002)
Se estudian las concepciones previas de un grupo de estudiantes sobre el
termalismo, cuya principal característica apunta a que un número relativamente
elevado cree erróneamente que el volcanismo es la causa fundamental del
termalismo en la zona de Galicia, España. Estas conclusiones han sido utilizadas en
el proceso de reelaboración de actividades de aula sobre esta temática, en el que
también se han tenido en cuenta otras líneas de diseño curricular.
Se elaboraron varias interrogantes como: ¿Porqué crees que sale agua caliente de
la fuente de las Burgas? ¿Sabes para qué usa la gente estas aguas termales?
Esta encuesta se dirigió a 178 estudiantes de 15 años para conocer sus ideas
previas sobre el origen de las aguas termales más conocidas de la ciudad (las
Burgas), y sobre los usos que le daban los ciudadanos, se han agrupado en las
siguientes categorías:
1. Existencia de un volcán (39.3%): se incluyen aquellas respuestas que de alguna
manera relacionan el que salga agua caliente con un volcán: •debajo de ellas hay
un volcán, se dice que hay un volcán que está dormido, porque hay un pequeño
114
volcán que calienta un río subterráneo que va dar a las Burgas, este volcán es
demasiado pequeño para hacer erosiones o terremotos y aún menos para
desprender lava, porque las Burgas son una especie de volcán que echa agua
caliente en vez de lava, no me acuerdo del nombre de este tipo de volcanes. Aunque
algunos se muestran un poco escépticos con esta explicación: •dicen que hay un
volcán, pero yo no me lo creo.
2. Debido a las temperaturas más altas que hay en zonas profundas de la Tierra
(12.4%): Porque viene de capas de la Tierra que están más cerca del interior y allí
las temperaturas son muy altas.
3. Un manantial profundo de agua caliente (11.2%): Porque hay ríos subterráneos de
agua caliente, es debido a un manantial profundo de agua subterránea y por eso
está caliente.
4. Otros confunden causa con procedencia (7.9%): Sale de debajo de la Tierra.
Viene de zonas profundas.
5. Para otros el agua se calienta por contacto con rocas calientes o magmas (6.2%):
Pasa por rocas calientes. Algún magma la calienta.
6. Otras respuestas (3.9%): Viene de algún lado, pero nunca me paré a pensarlo,
porque hay un manantial de agua que pasa por unas cámaras construidas durante el
imperio romano que la calientan, en su curso hay un desnivel que hace que se
caliente el agua.
7. Es de destacar el elevado porcentaje de la categoría No sabe/No contesta
(19.7%).
115
4. Actividad 1. Perfil topográfico
Nivel: Secundaria
Objetivo
Identificarán los principales elementos de un mapa topográfico y la ubicación de la
Faja Volcánica o Eje Neovolcánico en el territorio Mexicano
Materiales
Mapas topográficos (Recortados en tamaño carta) Lápiz Bicolor Regla Hojas de papel milimétrico Carta Topográfica Atlas
Desarrollo
Los alumnos procederán a observar el siguiente ejercicio de curvas de nivel.
Observar la línea marcada A – A´ para determinar el perfil.
Sobreponer el papel milimétrico para marcar en él todos los puntos en que
las curvas de nivel que cortan a línea trazada. Indicar la altitud de cada una.
Marcar, en papel milimétrico los ejes de coordenadas. Sobre el eje X, situar
los datos anteriormente extraídos del mapa. Se consigue así representar, sobre una
línea horizontal, las distancias a escala entre las distancias curvas de nivel.
Colocar las altitudes sobre el eje de las Y, teniendo en cuenta que cada 100
m. de altura reales
Situar cada punto del eje X a su altura correspondiente indicada en el eje Y.
Unir todos los puntos resultantes e indicar la orientación del perfil.
116
Describir el tipo de relieve que resulto de la interpretación del perfil.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_______________
A
A´
117
Escoger una parte de la carta topográfica del Eje Neovolcánico y pintar de color azul
los ríos y mares. Y según la altitud del terreno colorea las curvas de nivel
correlacionado con la siguiente escala:
VALOR DE CURVA DE NIVEL (metros)
COLOR
0-200 Verde claro
200 - 400 amarillo
400 - 600 Naranja
600 - 800 rojo
800 - 1000 Marrón claro
1000 - 1200 café
Al pintar las montañas de color oscuro y las zonas de planicies de colores claros
¿Qué sensación te produce?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
_____________________________________________________________
¿Cuáles son los volcanes, ríos y ciudades más importantes encontrados en la parte
de la carta?
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________
Considerando que la localización de un punto en los mapas topográficos se expresa
por medio de ciertos parámetros como son las coordenadas geográficas, expresados
en valores angulares como la longitud y latitud. La longitud de un punto es la
distancia, expresada en grados, minutos y segundos, que separa este punto del
meridiano. Se considera al meridiano 0º el de Greenwich señalando si es Este u
Oeste y varía de 0 a 180º. La latitud es la distancia medida también en grados,
118
minutos y segundos que separa a un punto del Ecuador y se toma como origen de
latitudes. Puede ser Norte ó Sur y varía de 0º (Ecuador) a 90º (los polos).
Imagen 3.34. Ubicación de longitudes del Mundo. (www.cuentame.inegi.org.mx)
Imagen 3.35. Ubicación de latitudes en la superficie de la Tierra (www.cuentame.inegi.org.mx)
119
De tu carta ¿qué valores máximos puede tener la latitud de un punto?
____________________________________________________________________
________________________________________________________________
¿Cuáles son los valores máximos de longitudes?
______________________________________________________________
__________________________________________________________
¿Qué importancia tiene las cartas topográficas y mapas en general para ti a
partir de esta actividad?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________
120
5. Actividad 2. Volcanes, peligros y vulnerabilidad
Nivel: Secundaria
Aprendizaje. Conocerán la importancia de identificar las zonas de mayor riesgo
para la población ante las manifestaciones de una erupción en los alrededores de un
cono volcánico partir del estudio de los mapas.
Objetivo. Reconocerán e interpretarán en los mapas las zonas de mayor riesgo en
los alrededores de los conos volcánicos.
Materiales Mapa de peligros del Volcán de Colima Lápiz Bicolor Regla
Desarrollo
Los alumnos contestarán las siguientes preguntas:
¿Qué entiendes por la palabra vulnerabilidad?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_______________
¿Crees importante conocer el comportamiento de los volcanes? Si, no (por qué)
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
__________________________________________________________________
121
Los alumnos procederán a leer con atención el siguiente texto.
El término de “vulnerabilidad” en el tema de riesgos naturales se refiere a la
susceptibilidad de recibir impactos negativos por un evento natural; en este caso el
volcán de Colima. El estudio del riesgo que pueden presentar el volcán a los
pobladores de su alrededor ante una erupción volcánica es predecible a partir del
estudio de dicha área a partir del uso de la cartografía, del comportamiento de
erupciones pasadas, tipo de flujo de lava, las formas del terreno, etc.
Este término desde un enfoque social se refiere a la habilidad de la sociedad para
hacer frente a hipotéticos eventos en un nivel de daños tolerable que encuentre la
comprensión del problema en su conjunto en el que es imprescindible el
establecimiento del grado de vulnerabilidad de los grupos sociales afectados. El
concepto es comúnmente confundido con riesgo, o con peligro. Los peligros
asociados a un volcán son diversos, incluidos la caída de ceniza, los flujos
piroclásticos, las avalanchas de escombros y los flujos de lava.
El volcán de Colima se sitúa dentro de la Faja Volcánica Transmexicana (FVT) o Eje
Neovolcánico. Es una cadena volcánica de unos 1000 km de longitud que cruza la
parte central de México, desde el Océano Pacífico hasta el Golfo de México. En su
origen se encuentra la subducción de las placas de Cocos y Rivera bajo la
Norteamericana, con más de 11 centros volcánicos en los últimos 20,000 años.
Otros datos importantes sobre el volcán de Colima son los siguientes:
Es una área semiseca sin cambio drástico en invierno. La temperatura media
anual es de 17.5ºC y la precipitación supera los 750 mm concentrándose las
lluvias en verano (junio, julio y agosto)
122
La fertilidad de los suelos en los alrededores del cono de este Complejo
Volcánico, ha favorecido el cultivo de los cítricos y la caña de azúcar, siendo
considerado como principal productor.
Observa el siguiente mapa y la distribución de coloresinvestigación elaborada por la
Universidad de Colima. El significado de los colores es el siguiente:
ROJO. Es la zona de mayor peligro alcanzando 5 km a su alrededor como los
producidos en 1991, 1994 y 1998-1999. Considerada como la zona 1 ya que puede
ser afectada por flujos piroclásticos tipo Merapi y Soufriere.
NARANJA. Peligro intermedio, es la zona 2 que puede ser alcanzada a 9 km a lo
largo por flujos tipo Soufriere como los presentes en 1913, 2004 y 2005 y flujos de
lava.
AMARILLO. Zona 3 de menor peligro con menor probabilidad de ocurrencia, que
podría ser afectada por avalanchas de escombros en un diámetro de 15 km como la
presente en 1913 afectando a 15,000 habitantes.
VERDE CLARO. Zona 4 con peligro de caída de proyectiles balísticos.
Observa el mapa (Imagen 3.36) y completa el siguiente cuadro escribiendo los
poblados y ríos en riesgo de acuerdo a la zona que correspondan:
123
Imagen 3.36. Zonas de peligro del volcán de Colima. http://www.ucol.mx/volcan/img/mapa.gif
Zona 1. Mayor peligrosidad
Color rojo
Zona 2. Peligrosidad media Color naranja
Zona 3. Baja peligrosidad Color amarillo
Poblado Yerbabuena
Río El Embudor
124
Ejercicio: De acuerdo al mapa de peligros del volcán de Fuego de Colima realiza una
interpretación sobre el rango de peligrosidad volcánica observando y utilizando el
mapa y la leyenda para contestar las siguientes preguntas:
¿Qué lugares (poblados, ríos) serían vulnerables en caso de una erupción
volcánica? ¿por qué?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________
En qué lugares y poblados causarían mayor daño los:
1. Flujos piroclásticos
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________
2. Caída de cenizas y pómez
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________
3. Flujo de lahares
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________
4. Flujos de lava en bloques
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________
125
5. Avalancha de escombros volcánicos
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________
Observa y responde cuál es el valor de las curvas de nivel en dónde afectarían las
bombas o proyectiles balísticos
___________________________________________________________________
_________________________________________________________________
3.1.6. Tema 6. Geohidrología: El estudio del agua para un desarrollo
sustentable en México
Antecedentes
Para abastecer de agua cualquier población es indispensable ubicar zonas factibles
de aprovechamiento de dicho recurso. En México el agua superficial es abundante
solamente en el sureste y dependemos del agua de extracción, es decir agua que
proviene del subsuelo. Las características consideradas para lograrlo son la
ubicación geográfica, presencia y distribución de la precipitación y el tipo de rocas
con ciertas propiedades para que se considere un acuífero; el acuífero es un cuerpo
de roca en el subsuelo en el que existe un espacio libre de ser ocupado por agua y
donde tiene la posibilidad de moverse el agua como se ilustra en la figura 3.19.
126
Fig.3.19 Tipos de acuíferos y características de las rocas. La zona en gris señala la presencia de agua y la flechas la dirección en que fluye, de izquierda a derecha.
A partir de las imágenes anteriores se define formalmente “Acuífero” como aquella
formación geológica capaz de almacenar y transmitir agua susceptible de ser
explotada en cantidades económicamente apreciables para atender diversas
necesidades. Una de las características importantes de dichas formaciones de roca
es la porosidad que se considera como la relación del volumen de vacios y el
volumen total del material acuífero expresado como un porcentaje, en el que se
refiere al grado en que un acuífero contiene poros o cavidades. Estos pueden estar
ocupados por aire o agua. Otra característica es la permeabilidad que considera la
capacidad de la roca, sedimento o suelo poroso de transmitir agua subterránea. Es
una medida de la interconexión de los espacios porosos y de la relativa facilidad del
fluido (agua) de moverse. El fluido se mueve bajo la acción de presiones desiguales.
Se mueve en los poros entre los sedimentos sueltos (arenas, gravas)
Se mueve en las fracturas, el contenido de poros es despreciable (como en los basaltos, calizas y granitos)
Como
Se mueve en los huecos como en los canales, cavernas o rocas
kársticas (calizas, yeso)
127
Imagen 3.37. Acuíferos, zonas de recarga, mantos acuíferos, pozos. (Fuente: www.sgm.gob)
Los acuíferos reciben agua de la precipitación, condensación de niebla y
escorrentía; entre otras. Por ello se delimitan zonas de recarga, de circulación y
descarga, que son importantes para conocer la dirección del flujo de agua. (Imagen
3.37). Las zonas de recarga se ubican generalmente en las partes altas en las
montañas con presencia de vegetación, en las cuales el agua escurre y se infiltra
hacia el acuífero. Las zonas de descarga es la zona donde el agua sale del acuífero,
como puede ser un manantial o la salida al mar; en ocasiones también descarga
para alimentar un río. Por último la zona de circulación es el área comprendida entre
la zona de recarga y la zona de descarga. En este proceso los bosques juegan un
papel importante en la captación del agua de lluvia. La presencia de los bosques
hace que el suelo permita la infiltración; la condensación de niebla aporta cantidades
de agua en la que la vegetación también juega un papel importante. Los espacios
porosos y la consistencia del suelo son modificados por el crecimiento de las raíces,
facilitando la infiltración sin importar que las pendientes topográficas sean
pronunciadas.
128
Así mismo la cuenca hidrológica es el área geográfica que por su topografía de las
partes altas a las bajas fluye el agua hacia un sitio delineado por los valores de las
curvas de nivel; su comportamiento es como un embudo en el que las aguas de
lluvia o condensación caen en dirección a las curvas de menor elevación y que pasa
por el sitio en que se quiere evaluar. El área de la cuenca hidrológica puede ser
determinada sobreponiendo el mapa de la cuenca con un cuadriculado de área
conocida y contando el número de cuadros en la cuenca hidrológica como se
muestra en la Imagen 3.38.
Imagen 3.38. Concepto de cuenca (Fuente: http://www.planning.org/planificacion/2/4.htm). El límite de la cuenca hidrológica marcada con una línea roja considera las corrientes principales que desembocan en el embalse.
Por otra parte es importante considerar que el agua se mueve y existe un constante
intercambio de agua entre la atmósfera, hidrósfera, biosfera y litósfera; a dicho
movimiento se le conoce como ciclo hidrológico, con diversos fenómenos físicos; el
agua se evapora movida por las corrientes de circulación de aire atmosférico hasta
que se precipita como lluvia, granizo o nieve que al caer es (1) interceptada y
absorbida por las plantas, (2) es devuelta a la atmósfera o (3) escurrir como
129
corrientes superficiales, (4) llena las depresiones formando lagos (donde puede
evaporarse de nuevo) y (5) forma acuíferos (Imagen 3.39).
Imagen 3.39 Ciclo del agua (Fuente: www.sgm.gob.mx)
En México dada la complejidad de las formas del relieve, la historia geológica y la
situación climatológica del territorio existe una gran variedad de acuíferos y flujos
regionales cuyo potencial no se conoce completamente. Por ello conocer las
características geológicas estructurales (fallas, fracturas, pliegues) de un área o
región es necesaria. Para estudiar el tema del agua es muy importante el concepto
de cuenca. Si imaginas toda el agua que cae sobre el techo de una casa y una
forma de colectarla para que salga toda por un solo desagüe, podrás empezar a
entender el concepto de cuenca. Una cuenca nos explica el funcionamiento
dinámico del agua en una región. Si consideramos toda la precipitación sobre un
130
área en la superficie de la Tierra que descarga en un solo punto el área define una
cuenca. La cuenca puede contener un río principal y varios tributarios, contiene
zonas de recarga, contiene uno o más acuíferos, pero lo más importante es que en
ella solo hay una salida o descarga.
131
1. Ideas Previas de los conceptos: acuífero, porosidad,
permeabilidad, contaminación de suelo, infiltración y
vulnerabilidad.
Se realizó un cuestionario a 20 estudiantes de nivel secundaria para saber las ideas
con respecto a conceptos relacionados con el estudio del agua. Se recuperaron las
más importantes.
Acuífero Porosidad Permeabilidad Contaminación del suelo
infiltración Vulnerabilidad
Es en escencia agua; formación que mantiene el
agua bajo la tierra
Tiene diminutos orificios
Capa que absorbe líquidos ó que pasan en él
Desechos de diversos
materiales que contienen
químicos y que dañan el suelo por ser materiales que regularmente no se degradan ó
tardan demasiado
Es como sinónimo de impermeabilidad donde pasan líquidos
Sensibilidad
Puede ser dañado,
modificado
Punto de
quiebre de cualquier cuerpo
Cuerpo que tiene
características de contener
imperfecciones o huecos en su
superficie
La resistencia al agua y/o
diferentes líquidos o gases
Introducir lentamente un líquido en un sólido (algo en otra cosa)
Lugar donde se concentra la
mayor cantidad de agua
Se refiere a la característica que
presentan diversos
materiales para permitir el paso de
los líquidos a través de estos
Todo lo que daña al suelo y subsuelo
Se refiere al deterioro del terreno por
diversos agentes externos que pueden ser sustancias
químicas, basura, desechos, etc.
Lo relacionado con el agua, el
suelo, el subsuelo
La facilidad de absorción de sustancias diferentes a ese cuerpo.
Es un material que se atraviesa
sin alterar su estructura externa
Hace relación al elemento agua
y principalmente
a la acumulación de
esta en determinado
espacio
Se refiere a la particularidad de los cuerpos que presentan
orificios y pueden
absorber o repeler
líquidos, puede ser un
material permeable
Objeto a ser vivo que contiene orificios
132
Resultados.
Los alumnos que participaron en la encuesta tenían conocimiento sobre el ciclo del
agua, sin embargo, ellos mismos no conocían la manera como el ser humano altera
este proceso natural.
El 90% de los alumnos, finalmente aprendieron la importancia que tiene el suelo
para la conservación del agua subterránea, así como la forma en que este material
natural sirve como barrera protectora de los mantos acuíferos. Por último, alrededor
del 98% llegó a la conclusión de que el consumo del agua contaminada provoca
severos problemas de salud. Por lo anterior la necesidad de cuidarla.
2. Ideas previas del uso de las aguas termales
Por lo que se refiere a los usos de dichas aguas, con las respuestas de los
estudiantes se hicieron las siguientes categorías:
1. Usos terapeúticos (90.4%): Es muy buena para curar heridas, dicen que son
milagrosas y que curan enfermedades, para curar enfermedades de la piel: granos,
para curar el reuma.
2. Usos domésticos (14.0%): Para lavar la ropa, para calentar las casas, como
calefacción.
3. No sabe/No contesta (6.2%).
La opinión de un porcentaje relativamente elevado de estudiantes (39.3%) es que un
volcán sería la causa y origen del más importante manantial de aguas termales
existente en la ciudad de Ourense (Galicia, España). Sin embargo, esta respuesta
133
no es correcta (Seara, 1985), tal como puede deducirse fácilmente de la ausencia de
materiales y estructuras volcánicas en la zona y está relacionado con la presencia de
fracturas en la zona.
Se ha podido observar la similitud existente entre algunas concepciones de los
estudiantes y las opiniones científicas en épocas pasadas (Wanders, 1985), cuando
intentan explicar un fenómeno como el termalismo mediante la intervención de uno
de los agentes geológicos más espectaculares y de acción rápida como es el
volcanismo, lo que ha sido denominado propensión al catastrofismo en las
concepciones de los estudiantes (Pedrinaci, 1987). (Pedrinaci, Catastrofismo versus
Actualismo. Implicaciones didácticas, 1992)
También se observa la influencia del medio sociocultural en las ideas previas
(Giordan, 1987) en el elevadísimo porcentaje de estudiantes que conoce los usos
terapéuticos de las aguas termales. Estas concepciones sobre la utilidad de las
aguas termales proceden fundamentalmente de un medio familiar y social dónde
todavía se usa y valora su poder curativo.Las acciones rápidas y espectaculares de
los volcanes podrían explicar su poder de fascinación, hacen que sea el tema
geológico por excelencia (Brusi, 2001), y como tal debería ser aprovechado en la
enseñanza de la geología.
Se concluye con la siguiente pregunta: Ya viste como las fracturas de las rocas es
importante en la formación del relieve, además ¿Piensas que puede existir relación
entre la aparición de las aguas termales y las fracturas?
134
3. Actividad 1: Conozcamos la interacción agua-roca-espacio-
tiempo para la conformación de una acuífero.
Nivel: Primaria y Secundaria
Objetivo general. Identificarán como los distintos tipos de rocas permiten
comprender la distribución del agua subterránea en el espacio y tiempo
Conocimientos previos requeridos. roca, química, ígneo, intrusivo, cuenca,
intrusivo, acuífero
Materiales:
Arcilla (200 gr) y arena (200 gr) Agua Muestras de roca: Tezontle, basalto, granito, caliza, mármol, presión Un frasco de vidrio de aproximadamente 100 ml.
Desarrollo
Los alumnos procederán a observar las muestras de roca para describir sus
características físicas complementando el siguiente cuadro:
Roca Características físicas
(color, textura: tamaño de partículas)
Características hidrológicas (retiene el agua, se infiltra)
Granito
Arcilla Tezontle
Caliza
Mármol
Arena
A partir de determinar las características físicas e hidrológicas de las rocas y
comparar el comportamiento de cada una contesta lo que se te pide:
135
Describe y observa lo que sucede en cada muestra
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
______________________________________________________
La permeabilidad de las rocas se observa cuando el agua se infiltra a través de su
superficie y esta característica depende del grado de porosidad de la misma; es
decir, los diminutos orificios que se encuentran y permiten el paso de los líquidos.
¿Qué tipo de roca retiene el agua mayor tiempo?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
________________________________________________________________
Por lo anterior es importante reconocer las características de las rocas de una
formación geológica para la conformación de un acuífero, en el que se debe
considerar la interacción agua-roca-espacio-tiempo; el acuífero se caracteriza por la
porosidad y permeabilidad pues son propiedades fundamentales para un estudio
hidrogeológico es decir de las aguas subterráneas.
136
4. Actividad 2. Conocerán la importancia de las unidades hidrogeológicas
distribuidas en el espacio
Objetivos específicos: Identificarán espacialmente la distribución de las unidades
hidrogeológicas en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México.
Materiales Acetatos Plumones color café, beige, verde, azul Diagramas, secciones de las unidades hidrogeológicas Mapa de la República Mexicana Procedimiento
Los alumnos procederán a observar e identificar la cuenca del Valle de México en el
mapa de la República Mexicana para ubicar la zona de estudio.
Figura 3.20. Mapa de localización de la Cuenca del Valle de México
137
Conocerá en el mapa de las cuencas hidrológicas los ríos y en general cuerpos de
agua que se ubican en la cuenca del Valle de México para que identifiquen la
importancia que tiene conocer las unidades hidrogeológicas distribuidas en el
espacio y la importancia del movimiento del agua en dichas unidades.
La Zona Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM) ver Imagen 42 está limitada
por elevaciones topográficas de origen volcánico como son la Sierra de Guadalupe
al Norte, Sierra de las Cruces al Poniente, Chichinautzin al sur, Volcán Ajusco al
Suroeste y la Sierra Nevada al Oriente (CIGSA, 2000).
Imagen 3.40 Ubicación de las Sierras del Valle de México y secciones geohidrológicas
138
Imagen 3.41 Unidades Geohidrológicas del Valle de México
139
Imagen 3.42 Localización y distribución de la sección de las unidades hidrogeológicas (modificada de Ortega y Farvolden, 1989).
Imagen 3.43. Secciones hidrogeológicas (modificada de Ortega y Farvolden, 1989).
140
El agua subterránea fluye de los lugares de alta energía potencial (montañas) hacía
lugares dónde su energía potencial es baja (el mar, un lago, un manatial, etc.). La
energía potencial es mayor simplemente por estar a mayor elevación. Así es posible
determinar la dirección del flujo del agua subterránea como ejemplo tenemos la
Sierra del Ajusco, al sur de la Ciudad de México, pues esa dirección coincide con
cambios de elevación. Considera algunas características de la Sierra del Ajusco: la
presencia de bosques, el relieve, las rocas porosas volcánicas (como el tezontle).
Estos rasgos dan la presencia de manantiales al pie de la sierra y agua en el
subsuelo en la cuenca del valle de México.
Imagen 3.44. Modelo Conceptual del acuífero del Valle de México
141
5. Actividad 3. ¡No se termina el agua, se contamina!
Objetivos específicos: Conocerán que la cantidad de de agua que existe en el
Planeta Tierra no cambia, su disponibilidad y su calidad sí.
Materiales
Diagramas
Planilla de las unidades hidrogeológicas
Procedimiento
Los alumnos procederán a analizar la siguiente imagen de la distribución del agua
en la Tierra:
Imagen 3.45. Distribución de agua en la Tierra
(Fuente:http://water.usgs.gov/gotita/waterdistribution.html)
142
Procederán a analizar los datos y complementar el siguiente cuadro como el
ejemplo:
% del total de agua 3% de agua dulce 97% % agua salada
Océanos 97 -------------------------
Agua subterránea 22
Capas de hielo, glaciares
Lagos
Rios
Atmósfera y humedad del suelo
Total 100%
Ahora respondan las siguientes preguntas:
¿Con que porcentaje de agua dulce cuenta el Planeta y como está distribuido?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
____________________
¿Qué tipo de agua es recomendable para consumo humano. Agua dulce o salada?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
____________________
¿Consideras que el agua en el Planeta Tierra se está acabando ó se está
contaminando. Si o no, por qué? (Para contestarlo observa la imagen 2)
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_______________________________________________________________
143
Aunque en la Tierra el mayor porcentaje como observaste es agua de mar y los
océanos es salada por la concentración de sales minerales disueltas que contiene
3.5% de cloruro de sodio también conocido como sal de mesa. Su composición
química de un litro de agua de mar es:
Compuesto químico Cantidad gramos
(gr.)
Agua destilada 100
Cloruro de Sodio 24
Cloruro de Magnesio 5
Sulfato neutron de sodio
4
Cloruro de Calcio 1.1
Cloruro de Potasio 0.7
Bicarbonato de Sodio 0.2
Bromuro de Sodio 0.096
Äcido Bórico 0.026
Cloruro de Estroncio 0.024
Fluoruro de Sodio 0.003
Mientras que en forma natural los principales elementos disueltos en el agua son:
sodio, potasio, calcio, magnesio, carbonato, sulfato y cloro (elementos mayores). Sin
embargo hay una gran cantidad de otros elementos como el Zinc, Flúor, Yodo,
Nitratos, Fosfatos están en unos cuantos miligramos por cada litro de agua.
144
Imagen 3.46 Agua disponible para consumo humano
Como puedes observar sólo el 0.3 % del 100 % de agua del Planeta Tierra tiene
una calidad química aceptable para consumo humano; se considera que la mayoría
de ese porcentaje está contaminada ya que no cumple con los elementos químicos
aceptables.
145
4. Consideraciones finales
Con la propuesta presentada se concluye lo siguiente:
El presentar un taller didáctico de Ciencias de la Tierra desde una perspectiva
en la que se involucran modelos y esquemas derivados de investigaciones
recientes traducidos a la enseñanza no formal es una de las opciones para
reconsiderar el camino de la divulgación y actualización de dichos temas para
una conformación de educación ciudadana.
Se muestra que al recuperar ideas previas de maestros y alumnos
relacionadas con las Ciencias de la Tierra se modifican los errores
conceptuales detectados de los conocimientos ya conformados. Para los
maestros es mayor el impacto ya que modifican sus errores conceptuales
para abordar los aprendizajes con sus alumnos, propiciando un diferente
enfoque aplicado a la enseñanza de la geografía y Ciencias Naturales con
todas las implicaciones relativas a: riesgos, ecología, salud pública y
evolución orgánica.
Las ideas previas pueden actuar como un poderoso obstáculo que impide el
aprendizaje o como un elemento motivador que ayuda a desbloquear la
mente, facilitar y provocar lo que facilita y provoca un cambio conceptual y
metodológico, imprescindible para el aprendizaje. Centrar la atención en los
conocimientos de alumnos, maestros se favorece la construcción colectiva
de conocimientos permite que el esclarezca las ideas y modelos
conceptuales, que suelen ser complejos, porque en ellos convergen la física
química, matemáticas, etc.
El resultado de recuperación de las ideas previas dio los siguientes
resultados:
Para maestros (educación básica) modificaron el conocimiento de sus
conceptos como transmisores de conocimiento; para alumnos comprendieron
146
la importancia de conocer su entorno de diferente manera mostrando interés
por las Ciencias de la Tierra.
Se detectó que los libros de texto utilizados en las escuelas presentan errores
conceptuales significativos. Tanto en la medida que no abordan el o los temas
que se tratan de enseñar, como en que no presentan la actualización de
elementos de definir mejor el concepto o principio que se desea enseñar.
Una tesis central que diferencia los requerimientos de la presente propuesta
consiste en que dichas actividades permitan a las personas aprender
permanentemente y construir una sociedad que asuma el concepto de
educación durante toda la vida con sus ventajas de flexibilidad, diversidad y
accesibilidad en el tiempo y el espacio, y que base el accionar en el
aprender a ser, a hacer, a conocer y a convivir con la presencia de los
fenómenos naturales asi como la preservación de los recursos naturales.
La presente propuesta que permite utilizarse tanto para comunidades
indígenas, rurales, de campo y ciudades. Finalidad que conlleva a fomentar
la identidad dejando aparte la uniformidad y el sometimiento a una verdad
única reforzando con ello que conociendo su entorno favoreciendo al
aprendizaje e incorporación de tecnologías y/o procesamiento de recursos
acordes con la región y que no dañen el entorno llegando a un saber ser de
la realidad donde se vive.
El actual panorama del el saber cotidiano de los temas que se relacionan al
origen y consecuencias tanto de fenómenos naturales, preservación de
recursos naturales conlleva a hablar de una alfabetización científica en la
que se fomente una difusión mayor por parte de los centros de investigación
para recalcar la importancia de las áreas de las Ciencias de la Tierra con
mayor conocimiento de nuestro país.
147
Bibliografía
Aguirre y Flores, F. (2003). Educasión en Física. Incursiones en su investigación. México, D.F.: Plaza y Valdés.
Bachelard, G. (1984). La formación del espíritu científico. México: Siglo XXI. Brown, D. (1994). Facilitatong conceptual change using analogies and explanatory models.
International Jouernal of Science Education , 201-214. Camino, N. (1993). Ideas previas y cambio conceptual en astronomía.Un estudio con
maestros de primaria sobre el día y la noche, las estaciones y las fases de la luna. Enseñanza de las ciencias , 86-91.
Chi M, T. H. (1992). Conceptual change within and across Ontological Categories: examples from Learnig and Discovery in science. En. cognitive models of Science. Minnesota Studies in the Philosophy of Science. Volumen XV , 129,186.
Chi, M. (2003). The process and challenges of conceptual change. En limón, M. and Mason, L. Reconsidering conceptual change Issues inteory and practice , 3-27.
CIGSA. (2000). Integración de los estudios de resistividad eléctrica para SEV, tendidos de refracción sismica y gravimétrica levantadas en la Cuenca del Valle de México. Sonora: CONAGUA.
Driver, R. (1988). Un enfoque constructivista para el desarrollo del curriculo en ciencias. Enseñanza de las Ciencias , 109-120.
Duit, R. (1999). Conceptual change approaches in science education. En W. y. Schnotz, New perspectives: on conceptual changes (págs. 263-282). Amsterdam: Pergamon.
Duit, R. e. (2003). Conceptual Change a powerful framework for improving science teaching and learnig Internacional Journal of Science Teaching and learnig Internacional Journal of Science Education 25(6).
Fensham, P. (2000). Providing suitable content in the `science for al ´curriculuml. Buckinham U.K.: Improving science education.
Ferrari, L. L.-M.-D. (1999). Space time patterns of Cenozoic ars volcanism in central Mexico: from the Sierra Madre Occidental to the Mexican Volcanic Belt. Geology , 303-306.
Flores, A. y. (2003). Educación en Física. México, D.F. : Plaza y Valdez y UNAM. Flores, B. y. (2003). Curriculo de educación básica: contenidos y prácticas pedagógicas. En
G. W. (eds), Retos y perspectivas de las Cienciasa Naturales en la escuela secundaria (págs. 13-36). México: SEP/OREALC/UNESCO.
Flores, C. F. (2003). Curriculum de Educación Básica: Contenidos y Prácticas Pedagógicas. En: G Waldegg et al (Eds). retos y perspectivas de las ciencias Naturales en la Escuela Secundaria. Biblioteca para la Actualización del Maestro . México: SEP/ORELAC/UNESCO.
Flores, F. (2002). http://ideasprevias.cintrum.unam.mx:2048. Flores.F. (2002). http://ideas previas.cintrum.unam.mx:2048. Gimeno Sacristan, J. (1982). La formación del profesorado en la universidad. Las escuelas
universitarias de formación del profesorado de E.G.B. Revista de educación 269 , 77-99.
Gimeno, J. (1991). Teoría de la enseñanza y desarrollo del Curriculum. Madrid: Anaya. Giordan, A. D. (1987). Les origines du savoir. Delachaux&Niestle . Glasersfeld, E. V. (1990). Introducción al constructivismo radical. En P. Watzlawick. Buenos
Aires : Gedisa.
148
Gracía Cruz, C. (1998). De los obstáculos epistemológicos a los conceptos estructurantes: una aproximación a la enseñanza-aprendizaje de la Geología. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra , 323-330.
Granda Vera, A. (1988). Esquemas previos de los alumnos en Geología. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra , 239-243.
Hernández Bernal, M. d. (2010). Single chondrule K-Ar and Pb-Pb ages of Mexican ordinary chondrites as tracers of extended impact events. Rev.mex cienc geol (on line) .
Kuhn, T. (1962). La estructura de las revoluciones científicas. México: Fondo de Cultura Económica.
Kuhn, T. S. (1971). La estructura de las Revoluciones Científicas. México : Fondo de Cultura Económica.
Lillo. (1993). Errores conceptuales de los alumnos de EGB sobre la formación de las montañas. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra , 98-107.
Lutgens, T. a. (1999). Ciencia de la tierra. Una introducción a la geología física. Prentice Hall.
Membiela, P. (2002). Utilización de las ideas previas de los estudiantes sobre termalismo en el diseño de actividades de aula. Revista de las Ciencias de la Tierra , 45-48.
Mutford, D. e. (2002). An Inventoory for alternate conceptions among firs semester General Chemestry students. Journal of Chemical Education 79 (6) .
Osborne, R. &. (1983). learnig Science a generative process Science Educatión. 67. Osborne, R. &. (1983). Learning Science: a generative process Science Education. Morata. Parcerisa, A. (1999). Didáctica en la educación social. Enseñar y aprender fuera de la
escuela. Barcelona: Graó. Pedrinaci, E. (1992). Catastrofismo versus Actualismo. Implicaciones didácticas.
Enseñanza de las Ciencias , 216-222. Pedrinaci, E. (1987). Representaciones de los alumnos sobre los cambios geológicos.
Enseñanza de las Ciencias , 65-74. Piaget, J. (1978). La equilibración de las estructuras cognitivas. Problema central del
desarrollo. Madrid: Siglo XXI. Pintrich, P. R. (1993). Beyond cold conceptual change: the role of motivational beliefs and
classroom contextual factors in the process of conceptual change. Review of Educational Research, 63 (2) , 167, 199.
Posner, G. e. (1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. science education, 66.
Pozo, J. I. (1991). Procesos cognitivos en la comprensión de la ciencia: Las ideas de los adolescentes sobre química. Madrid: Esp.: CIDE.
Pozo, J. y. (1998). Aprender y enseñar ciencia. Del conocimiento cotidiano al conocimiento científico. Madrid: Morata.
Raghavan, K. y. (1995). Model based analysis and reasoning in science: The MARS curriculum. Science Education , 37-61.
Schutz y Luckman, T. (1977). Las estructuras del mundo de la vida. Buenos Aires: Amorrortu.
Seara, J. y. (1985). Las aguas termales del SE de Galicia (Prov. de Orense): su relación con la tectónica. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra .
Shayer, M. y. (1986). La ciencia de enseñar ciencias. Madrid: Narcea.
149
Trilla, J. (1996). La educación fuera de la escuela. Ámbitos no formales y educación social. México: Planeta.
Vera, G. (1988). Esquemas conceptuales previos de los alumnos en geología. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra , 239-243.
Vera, G. (1988). Esquemas Conceptuales Previos de los Alumnos en Geología. Enseñanza de las Ciencias , 239-243.
Wanders, J. (1985). Can the history of science help science educators anticipate students misconceptions. Journal of Research in Science Teaching , 581-597.
Yale, F. d. (Miércoles de Febrero de 2012). Amasia, supercontinente. El universal. mx. Ciencia , pág. 16.
Bibliografía Consultada CIGSA. (2000). Integración de los estudios de resistividad eléctrica para SEV, tendidos de
refracción sismica y gravimétrica levantadas en la Cuenca del Valle de México. Sonora: CONAGUA.
Feo Mora, R.J., 2010, Orientaciones básicas para el diseño de estrategias didácticas, Tendencias pedagógicas, ISSN 1133-2654, Nº 16, 2010 , págs. 221-236.
Ferrari, L. L.-M.-D. (1999). Space time patterns of Cenozoic ars volcanism in central Mexico: from the Sierra Madre Occidental to the Mexican Volcanic Belt. Geology , 303-306.
Figuroa Molina, R., Utria Echeverría, C. y Colpas Castillo, R., 2005, Entendimiento conceptual de estudiantes universitarios sobre conceptos de las ciencias experimentales. Tecné, episteme y didaxis: revista de la Facultad de Ciencia y Tecnología, ISSN 0121-3814, Nº. 18, 2005 , págs. 84-96
Giordan, A. D. (1987). Les origines du savoir. Delachaux&Niestle. Herrera, N.E., Soto, S.M., 2005, Influencia del lenguaje imagen en los modelos mentales:
El aprendizaje de Relaciones y Funciones, en alumnos de Secundaria. Estudio de casos, Editorial Académica Española, Madrid, 76 p.
Kuhn, T. (1962) La estructura de las revoluciones científicas. Lázaro Martínez, A.J., 2002, Procedimientos y técnicas del diagnóstico en educación,
Tendencias Pedagógicas 7, 97-116. Lutgens, T. a. (1999). Ciencia de la tierra. Una introducción a la geología física. Prentice
Hall. Pedrinaci, E. (1992). Catastrofismo versus Actualismo. Implicaciones didácticas.
Enseñanza de las Ciencias , 216-222. Pedrinaci, E. (1987). Representaciones de los alumnos sobre los cambios geológicos.
Enseñanza de las Ciencias , 65-74. Perales, F.J. y Jiménez J.D., 2002, Las ilustraciones en la enseñanza-aprendizaje de las
ciencias. Análisis de libros de texto. Enseñanza de las ciencias, v. 20, no. 3, 369-386.
Piaget, J., (1970) La Teoría de Piaget. Monografías de infancia y aprendizaje, 2, Traducción 1981.
Pozo, J. I. (1991). Procesos cognitivos en la comprensión de la ciencia: Las ideas de los adolescentes sobre química. Madrid: Esp.: CIDE.
Seara, J. y. (1985). Las aguas termales del SE de Galicia (Prov. de Orense): su relación con la tectónica. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra .
150
Shayer, M. y. (1986). La ciencia de enseñar ciencias. Madrid: Narcea. Vera, G. (1988). Esquemas conceptuales previos de los alumnos en geología. Enseñanza
de las Ciencias de la Tierra , 239-243. Vilanova, S.L., Mateos Sanz, M. y García, M.B. (2011), Las concepciones sobre la
enseñanza y el aprendizaje en docentes universitarios de ciencias. Revista Iberoamericana de Educación Superior, v. 2, num. 3, http://ries.universia.net/index.php/ries/article/view/81 Consulta Febrero 12, 2013.
Wanders, J. (1985). Can the history of science help science educators anticipate students misconceptions. Journal of Research in Science Teaching , 581-597.
Yale, F. d. (Miércoles de Febrero de 2012). Amasia, supercontinente. El universal. mx. Ciencia , pág. 16.
151
INDICE DE FIGURAS
Figura 3.1 Imagen de una metorita condrítica al microscopio............................... 34
Figura 3.2 Imágenes de la meteorita de Allende .................................................. 34
Figura 3.3 Formación de elementos, minerales y rocas ....................................... 50
Figura 3.4 Afloramiento de rocas en una montaña ............................................... 61
Figura 3.5 El ciclo de las rocas ............................................................................ 63
Figura 3.6 Corte del pozo artesiano de la casa de Moneda de México ................ 64
Figura 3.7 Corrientes de Convección ................................................................... 65
Figura 3.8 Diferentes tipos de movimientos de placas tectónicas ........................ 67
Figura 3.9 Configuración de los continentes hace 200 millines de años ............... 85
Figura 3.10 Configuración del territorio que hoy es México hace 60 Ma .............. 86
Figura 3.11 Configuración del territorio que hoy es México hace 50 Ma .............. 86
Figura 3.12 Configuración del territorio que hoy es México hace 20 Ma .............. 87
Figura 3.13 Configuración del territorio que hoy es México hace 10 Ma .............. 87
Figura 3.14 Distribución geográfica de los volcanes de México ........................... 91
Figura 3.15 Uso de curvas de nivel ...................................................................... 94
Figura 3.16 Construcción de un perfil topográfico ................................................ 95
Figura 3.17 Descripción del relieve de la Sierra de las Cruces en modelo digital de
elevación .............................................................................................................. 95
Figura 3.18 Fotografía panorámica de Monte Alegre ........................................... 96
Figura 3.19 Tipos de acuíferos y características de las rocas ............................ 115
Figura 3.20 Mapa de localización de la cuenca del Valle de México .................. 125
INDICE DE IMÁGENES
Imagen 3.1 Dunas de Marte ................................................................................. 38
Imagen 3.2 Vista de las dunas de Marte ............................................................. 38
Imagen 3.3 Imagen de satélite de la superficie terrestre, Valle de Santiago......... 38
Imagen 3.4 Paisaje de la superficie de un Planeta ............................................... 46
Imagen 3.5. Vista desde el espacio de la superficie de un Planeta ...................... 47
Imagen 3.6. Yeso ................................................................................................. 54
Imagen 3.7 Calcita ............................................................................................... 54
Imagen 3.8 Halita ................................................................................................. 54
152
Imagen 3.9 Cuarzo............................................................................................... 54
Imagen 3.10 Grafito (clave 5) ............................................................................... 56
Imagen 3.11 Diamante (clave 6) .......................................................................... 56
Imagen 3.12 Arenas de Acapulco ........................................................................ 65
Imagen 3.13 Arenas de Cancún ........................................................................... 65
Imagen 3.14. Ubicación de las Costas de Guerrero en la República Mexicana para comprender el origen de las arenas considerando el espacio y tiempo ................ 66
Imagen 3.15. Cuarzo lechoso .............................................................................. 69
Imagen 3.16. Feldespato ..................................................................................... 69
Imagen 3.17 Mica ............................................................................................... 69
Imagen 3.18. Perfil estratigráfico en un núcleo de sedimentos ............................. 72
Imagen 3.19. Presencia de fósiles en la cima de las montañas Antequera .......... 84
Imagen 3.20. Límite de Placas Tectónicas ........................................................... 86
Imagen 3.21 Distribución superficial de placas litosféricas con sus nombres y ubicación .............................................................................................................. 86
Imagen 3.22 Placas Tectónicas de América ........................................................ 88
Imagen 3.23-25. Mezcla de agua caliente ........................................................... 90
Imagen 3.26 Movimiento de la Placa del Pacífico con la Placa Americana en la zona de Jalisco ............................................................................................................. 93
Imagen 3.27 Movimiento de la Placa del Pacífico con la Placa Americana en la zona de Guerrero. ........................................................................................................ 94
Imagen 3.28 Movimiento de la Placa del Pacífico con la Placa Americana en la zona de Oaxaca. ......................................................................................................... 94
Imagen 3.29 Volcán Paricutin ............................................................................ 103
Imagen 3.30 Volcán de Colima .......................................................................... 103
Imagen 3.31 Volcán Popocatepetl...................................................................... 103
Imagen 3.32 Volcán Pico de Orizaba ................................................................. 103
Imagen 3.33 Descripción de las partes de una carta geológica .......................... 108
Imagen 3.34. Ubicación de longitudes del Mundo .............................................. 118
Imagen 3.35 Ubicación de latitudes en la superficie de la Tierra ........................ 118
Imagen 3.36 Zonas de peligro del volcán de Colima .......................................... 123
Imagen 3.37. Acuíferos, zonas de recarga, mantos acuíferos, pozos ............... 127
Imagen 3.38 Concepto de cuenca...................................................................... 128
Imagen 3.39 Ciclo del agua ................................................................................ 129
Imagen 3.40 Ubicación de las Sierras del Valle de México y secciones geohidrológicas .................................................................................................. 137
153
Imagen 3.41 Unidades geohidrológicas del Valle de México .............................. 138
Imagen 3.42 Localización y dsitribución de las unidades hidrogeológicas.......... 139
Imagen 3.43 Secciones hidrogeológicas ............................................................ 139
Imagen 3.44 Modelo conceptual del acuífero del Valle de México ..................... 140
Imagen 3.45 Distribución de agua en la Tierra ................................................... 141
Imagen 3.46 Agua disponible para consumo humano ........................................ 144
INDICE DE DIAGRAMAS
Diagrama 1. Distribución de elementos químicos en atmósfera solar .................. 42
Diagrama 2. Los elementos químicos forman los minerales.. .............................. 63
Diagrama 3. Tiempo geológico con descripción de eventos y edades ................. 99
INDICE DE GRÄFICAS
Gráfica 1. Resultados de la encuesta del Tema Placas Tectónicas ..................... 82
Gráfica 2. Errores más frecuentes ........................................................................ 83
