FACILITADOR

Experimento Nacional de Ciencias

Día Nacional de Ciencias de la Juventud 4-H

GUÍA DEL FACILITADOR

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COMPROMISO 4-H

(POR LAS INICIALES DE LAS PALABRAS EN INGLÉS)

Comprometo a mi Mente a pensar con más claridad, a mi Corazón a ser más leal, a mis Manos a trabajar más, y a mi Salud a vivir mejor, por mi club, mi comunidad, mi país y mi planeta.

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INTRODUCCIÓN

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4-H se enorgullece en presentar “4-H2O”, el Experimento Nacional de Ciencias que hará conocer a los jóvenes de todo el país qué es la calidad del agua y su conexión con el cambio climático. Millones de jóvenes participarán activamente en una demostración en vivo de cómo el dióxido de carbono se acumula en la atmósfera. Asimismo, aprenderán cómo los niveles aumentados de dióxido de carbono debido a la actividad humana han llevado al calentamiento global, que podría elevar la temperatura del planeta hasta un grado donde pueden producirse cambios importantes. Algunos ejemplos de ellos son el derretimiento de los casquetes polares, tsunamis, inundaciones, clima más cálido que el normal, aumentos en el crecimiento de las plantas e impacto sobre la calidad del agua. El experimento, diseñado en conjunto con la Extensión de Agricultura y Técnica de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y 4-H de Carolina del Norte, ofrece varias actividades para demostrar, en el nivel más simple, cómo el CO2 puede afectar a los animales y plantas acuáticas y demás organismos vivos de los lagos, arroyos, ríos y océanos. 4-H2O presenta una serie de actividades interactivas y debates para demostrar la importancia de la calidad del agua y su relevancia en relación al cambio climático. Mediante el uso de herramientas de la química, las hojas de trabajo, guías en línea y demostraciones basadas en la Web, el experimento ayudará a los jóvenes a aprender y volver a conectarse con sus propias vidas, alentándolos a medir su propio impacto personal y el de sus familias sobre el medio ambiente. OBJETIVOS Y RESULTADOS: • Jóvenes de todo el país participarán en un experimento que es suficientemente sencillo para que hasta los más chicos puedan realizarlo con éxito, suficientemente interesante para aumentar el interés por la ciencia y suficientemente profundo para permitir a los participantes más grandes continuar explorando. • Los participantes tomarán parte en un debate sobre la calidad del agua y el cambio climático mundial. • Mediante experimentos, aprenderán sobre el efecto de los niveles de CO2 en la calidad del agua. • Calcularán la cantidad de CO2 que cada familia aporta a la atmósfera para entender mejor el impacto humano de la huella de carbono. • Comprenderán las características clave utilizadas para observar la calidad del agua, por ejemplo, el color, olor, las plantas acuáticas y los animales. • Comprenderán el impacto del CO2 y el escurrimiento de nutrientes sobre el crecimiento excesivo de algas en los lagos, lo que produce cambios en la calidad del agua.

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ANTES DE QUE COMIENCES: PRECAUCIONES DE SEGURIDAD Como sucede con todos los experimentos de ciencias, los jóvenes y los adultos deben tener cuidado cuando manipulan los diversos materiales. En este experimento, los jóvenes utilizarán una solución de azul de bromotimol al 0.04% (BTB, por sus siglas en inglés). Los facilitadores deben hacer hincapié en que no debe ingerirse la solución. Como precaución general de seguridad, los jóvenes deben usar gafas, delantales y guantes. Durante el experimento, los participantes de 4-H soplarán para formar burbujas dentro de la solución de BTB; se utilizará un envoltorio de plástico transparente para evitar que el líquido salpique. A continuación se provee información extraída de la Ficha Técnica de Seguridad de Materiales (MSDS, por sus siglas en inglés) sobre la solución de BTB al 0.04%. Existe un enlace al informe completo de la MSDS en www.4-H.org/NYSD.

Identificación del Producto

Efectos Potenciales sobre la Salud Inhalación: No se esperan efectos adversos para la salud debido a su inhalación. Ingestión: Las dosis elevadas pueden provocar malestar estomacal. Contacto Cutáneo: No se espera que ello signifique un riesgo para la salud. Puede provocar una leve irritación. Contacto Ocular: Las salpicaduras pueden provocar irritación. Exposición Crónica: No se halló información. Empeoramiento de Afecciones Preexistentes: No se halló información.

Medidas de Primeros Auxilios Inhalación: No se espera que sean necesarias las medidas de primeros auxilios. Ingestión: Si se ingieren grandes cantidades, dé a beber agua y consulte al médico. Contacto Cutáneo: Lave el área expuesta con agua y jabón. Consulte al médico si se produce irritación. Contacto Ocular: Lave con abundante agua corriente. Consulte al médico si se produce irritación.

Sinónimos: 3,3’, dibromotimolsulfonftaleína, sal sódica en

Manipulación y Almacenamiento

solución acuosa; azul de bromotimol al 0.04% (p/v) Intervalo

Manténgalo en un recipiente herméticamente cerrado y almacénelo en un área fresca, seca y ventilada. Protéjalo del daño físico, la luz directa y el congelamiento. Los recipientes que contienen este material pueden ser peligrosos cuando están vacíos porque retienen residuos del producto (vapores, líquido); respete todas las advertencias y precauciones que se detallan para el producto.

de viraje: pH 6.0 - 7.6 CAS No.: 34722-90-2 Peso Molecular: 646.35 Fórmula Química: C27H27Br2O5SNa Códigos del Producto: D472

Controles a la Exposición y Protección Personal Composición e Información sobre los Ingredientes INGREDIENTE

CAS NO

PORCENTAJE

PELIGROSIDAD

Sal Sódica de Azul de Bromotimol

34722-90-2

< 1%

No

Agua

7732-18-5

> 99%

No

Identificación de Riesgos Como parte de la buena higiene industrial y personal y de los procedimientos de seguridad, evite la exposición innecesaria a las sustancias químicas y asegure su rápida remoción de la piel, los ojos y la ropa.

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Límite de Exposición a Partículas Atmosféricas: No existe ninguno establecido. Sistema de Ventilación: No se espera que sea necesaria ninguna ventilación especial. Respiradores Personales (Aprobados por el Instituto Nacional para la Salud y Seguridad Ocupacional, NIOSH, por sus siglas en inglés): No se espera que se necesiten respiradores personales. Protección Cutánea: Use guantes protectores y limpie la ropa que cubre el cuerpo. Protección Ocular: Gafas de seguridad.

Medidas para su Eliminación Diluya con agua y elimine por el sumidero si las ordenanzas locales lo permiten; de lo contrario, lo que no pueda servir para recuperarse o reciclarse debería manipularse en una instalación de eliminación de desechos adecuada y aprobada. El procesamiento, uso o la contaminación de este producto pueden cambiar las opciones de eliminación de desechos. Las reglamentaciones de eliminación de desechos locales y estatales pueden ser diferentes de las reglamentaciones federales. Elimine el recipiente y el contenido no utilizado en conformidad con las reglamentaciones locales, estatales y federales.

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exPeRIM

eNT PAR T2

What hap pen

FACILITADOR

HAZ EL EXPERIMENTO

ed whe n you add ed the effe rves

cent anta cid

Why do you thin k the reac tion

• Use agua corriente y no guarde el azul de bromotimol en botellas de agua envasada. Cuando agregue el azul de bromotimol, el agua debería cambiar a un color azul claro. Si el agua es de color azul oscuro, los participantes demorarán más en observar el cambio de color. •S  i el agua se torna de color verde o amarillo después de agregar la solución de azul de bromotimol, vuelque el agua y enjuague el vaso, o use un vaso limpio con agua limpia. •P  regunte a los jóvenes qué creen que sucederá con la solución. •D  espués de agregar la última media pastilla al vaso, pregunte a los participantes qué creen que sucederá. • El color del agua cambiará rápidamente de azul a amarillo y los alumnos también podrán observar el gas producido. •E  l azul de bromotimol puede utilizarse hasta para 50 ensayos. Si se utiliza un gotero con la solución (contiene aproximadamente entre 10-15 gotas) para cada oportunidad en que un alumno sople dentro de un nuevo vaso de agua (aproximadamente 2 ml de solución de BTB), el facilitador puede llevar a cabo 50 o más ensayos con la solución. Se puede agregar menos solución de BTB (por ejemplo, 5-10 gotas) y el experimento aún funcionará. La única diferencia será que el color azul será más claro que el aguamarina que se obtiene cuando se utiliza un gotero lleno, como se describe en el procedimiento. •E  l color del agua cambiará de azul a verde debido al indicador BTB y a la cantidad de CO2 que los alumnos soplen dentro del agua. Si se continúa soplando dentro del líquido, el color cambiará de verde a amarillo claro.

d in you r science

Nt

here

the other : three tablets whole. TY NOTe

cup half full with water. 2. Using an eyedrop per, add 1 dropper full of bromothymol blue solution to the cup. Stir water with one end of the straw. The water will turn a light aquama rine blue color. 3. Tear a piece of plastic wrap to use to cover the top of the cup. 4. Insert the straw into the cup. Cover the top of the cup with the plastic wrap and with the straw sticking out on one side. The plastic wrap helps prevent splashing of the liquid during step 5. 5. Slowly blow bubbles into the cup. As you are blowing, count to 3 and watch what happens to the water that has been dyed blue. Does the water change color?

class the impact of acid rain?

If high leve ls of CO 2 are in our atmosp

, do you think CO 2 can also oz cup, fill the cup half full of wa16 ente 15. In one r wat er? 13. Observe the bags as the seltzer tablets ter and add 2 droppers filled with bromothyrelease the gas. Then, when the tablets finish mol blue solution. CO is a fizzing, look at the differences in the bag 2 gas that can slowsizes. will hap ly return pen to the what you think will down Write to the atm gas at different yellow water to CO osp bag will fill with solution 14. Each sit for a happen to the solution: s you prod 2 here from of few hou wat amounts different er. Wha represents uced rs levels. and This by blow t do you the CO ing in CO think the atmobe released 2 retu rns bacinto CO2 gas that can k to the 2 if you allo w the sphere based on the carbon footprint. Theatmosphere? smaller the carbon footprint (e.g. 1/2 tablet) 16. Now, add the last ½ tablet to the cup. the less CO2 released (the less air that fills What Happens? Why? the bag). The larger the carbon footprint the blowing let’s try again, this time with more people more CO2 gas being released (e.g. 2 tabstudents slowly blow 4. Have two or three gases leads lets). The buildup of greenhouse 1. Fill a new 16 oz cup half full with water. Did cup. What happened? bubbles into the to temperature. in increases www. of full 4-H.org/NY 2. Using eyedropper add 1 dropper SD the color change faster or slower compared 4-H Nation the al Youth into bromothymol blue solution. Stir water with bubbles blew person to when one Scienc e Day | 2010 Nation water one end of the straw. The water will turn a al Scienc cup? Why do you think the blue e Experi tHINk to tHINGS blow- ment - 4-H2O | 8 light aquamarine blue color. people ABout: more faster with turned yellow

Do tHe exPerIMe

exPeRIMeNT PART 1 1. Fill a 16 oz plastic

so quickly?

Have you discusse

How do people increase the amoun t of CO buildin 3. Cover the cup with a piece of plastic g up in the atmosp 2 here? wrap leaving several straws sticking out Have you ever thought about how you and your family impact on the sides. about your carbon the environment? footprint, which is Get ready to learn determined by the ment from activities amount of CO that such as driving a is released into the 2 car. Ultimately, you’ll earth’s increasing environdiscover how CO temperatures. 2 builds up and adds to the exPeRIMeNT PART 2 MAterIALS: 1. Let’s see how CO2 levels can build up in • Two 16 oz or earth’s atmosphere. The sandwich bags will larger clear plastic cups • 0.04% Bromoth tIMe reQuIreMe represent the earth’s ability to capture greenymol blue indicato Nt: r solution (BMB) • Two packets of 30 minutes total house gases. effervescent antacid tablets • 1 flexible straw and 2. You will need three plastic sandwich bags Part 1: 10 minutes • Plastic wrap two packets of effervescent antacid tablets for Part 2: 10 minutes • Water this experiment. Worksheet and discussio • Eyedroppers for each group or participa n: 10 minutes tabnt • 3 sandwich-sized 3. Using two packets of effervescent antacid plastic bags with zipper seals lets (4 tablets), break one tablet in half. Leave

ProCeDure:

tablets?

Bromothy mol blue is a chem If an acid ical solu is added tion that to a solu produced can tion cont . If a bas aining brom detect if somethi e is add will rem ed to a ng is bas ain blue othymol solution ic or acid . do you blue, a containi ic. think wat yellow ng brom color will er with othymol be CO is bas blue, the 2 ic or acid solution ic?

En "Haz el Experimento", los jóvenes observarán cómo se acumula el CO2 y se libera a la atmósfera. Luego, pasarán a "Huella de Carbono" a fin de medir la huella de carbono de sus familias. •P  riorice la seguridad. Asegúrese de que los participantes soplen para formar burbujas solamente dentro del líquido. Adviértales que eviten que el líquido entre en la boca. No deben beber el líquido. Compruebe si alguien es alérgico al látex.

occurred

SAFe THe INTO IMPORTANTBlOW BUBBle4.S Fill one of the 16 oz cups half full with water. INTO YOURwater into a plastic sandwich bag. Be SURe TO ONlY Pour the lIQUId gOINg lIQUId. AVOId THe lIQUId. NOT dRINK of MOUTH. dO 5. Seal the bag so that only a small portion

the zipper is still open and press the air out of

the bag. 6. Add the broken ½ tablet to the bag through 6. Blow into the liquid let air into again and count the small opening (be sure to not until the water changes color the bag). Quickly seal the bag and shake the again. What color is the liquid now? contents for 3 seconds. Place the bag on the counter and allow it to rest. (Make sure the bag is completely sealed.) The bag will begin to fill with gas from the tablets.

4-H National Youth Science Day | 2010 National Science Experiment - 4-H2O |

ing in the cup? below (or Keep notes about the experiment using the questions to www.4-H.org to other questions that come to mind), then login join the discussion. exPeRIMeNT PART 1

por-the solution? only a small thatobserve about 8. Seal the second you did so What bag tion of the zipper is still open and press the air out of the bag. 9. Add one whole tablet to the second bag using sealin the solution? present were 5. Quickly step colors method from the same Which the bag and shake the contents for 3 seconds. Place the bag on the counter and allow it to rest. (Make sure the bag is completely sealed.) in the solution? The changes the color from observe fill with gas you to didbegin The bag will were blue green, green, tablets. colors you may have seen think green is one of the and yellow. Why do you water. 10. Fill the 16 oz cups again half full with turned yelcolors that you could see before the water Add the water to the third plastic sandwich low? bag. 11. Seal the third bag so that only a small portion of the zipper is still open and press the blew in the bag. air out ofWhat happened when more than one person to the third bag. Quickly tablets cup? 12. Add twothe seal the bag and shake the contents for 3 seconds. Place the bag on the counter and allow it to rest. (Make sure the bag is comwith fill to begin will bag The pletely sealed.)

Science Experiment - 4-H2O | 4-H National Youth Science Day | 2010 National

gas from the tablets.

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Add 7. Fill the 16 oz cups again half full with water. the water to the second plastic sandwich bag.

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•P  ara los participantes de 4-H más jóvenes: Si teme que un participante beba el líquido por accidente, agregue sólo unas cuantas gotas de solución de BTB al agua y agite el vaso hasta que el agua se torne de color azul claro. Para ello necesitará aproximadamente entre 5 y 8 gotas por cada medio vaso de agua. Instruya a los participantes de 4-H que soplen sobre la superficie del líquido en lugar de introducir la pajita completamente dentro del líquido. El líquido igual cambiará de azul a verde y luego a amarillo. •O  tra opción es que el facilitador sea quien sople dentro del vaso en lugar del participante de 4-H (según la edad y el nivel de madurez del grupo). •H  aga que los alumnos dejen uno de los vasos donde han soplado (que cambió al color amarillo) quieto sobre la mesa. Haga que los participantes observen qué sucede con el agua unas cuantas horas después o al día siguiente. •P  ida que repitan el experimento y agregue unas cuantas gotas de azul de bromotimol al agua de un vaso, donde el color cambiará a azul claro. Luego, haga que agreguen unas cuantas gotas de jugo de limón o soda. Pídales que observen y escriban qué sucede.

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CÓMO CALCULAR TU HUELLA DE CARBONO En "Haz el experimento", los jóvenes observaron cómo se acumula el dióxido de carbono y se libera al medio ambiente. Ahora aprenderán a medir la huella de carbono de sus familias. • En este proyecto, los alumnos aprenderán a calcular su huella de carbono y practicarán con el cálculo de "La Familia Verde".

6. gas for electrici ty or Hea t If you look at your fami ly’s gas bill used durin g the mon you can find th). Some gas in their out the exac people use homes uses t number electricity of Therms Choose a 20-30 Ther to heat their of electricity number for ms during homes. The your fami the summ either summ average ly er and 50-8 er or winte US family 0 Therms r gas use. The gre that uses during the en Family winter per on average month. used 60 Ther ms of gas therms used in one mon iN oNe moNth moNths th.

• Completen la hoja de trabajo para la Familia Verde juntos, como grupo.

Ne taNks

12

x

Ns iN oNe taNk

or train. The green Family does not take the bus

x

11

total pouNd s of from gas per Co2 year

=

pouNds Co per gallNo 2 N

x

Add up the 52 x 0.5 x totalx CO prod your family’s activ 2 ities.

totAL pou

total Co from 2 propaNe per year from

pouNds of Co 13total busses or triaNs per year =

pouNds Co2 per mile

weeks iN oNe year

days per week traveled

miles per day traveled

No. of family members who use the bus/traiN

x

• Haga notar a los alumnos que la cantidad de libras de CO2 liberadas por un automóvil que aprovecha bien la energía es menor que la cantidad de libras de CO2 liberadas por el automóvil tradicional que funciona con gasolina.

pouNds Co per therm 2

per year

x

7. Propane used for electrici ty for Coo king or Many fami Heating lies use a propane tank to heat an outdoor The gre grill. en Family did not use any propane tanks. No. the use of metro/train to travel? 3. does your family ride the bus orpropa gallo

2

=

uced each year to calcu (ADD ALL late your BLUE BOX family’s carb ES) on footprint

nds of Co

this year? 4. did your family travel by airplane

2

from my fam

or CO relea 2 sed by

ily =

Now that year you miles of 700 have last calculated The green Family flew a total carbon footp the carbon rint using footprint information for the Gree for your fami total pouNds of Co2 n Family pouNds Co2 Thin miles traveled ly. you shou gsfrom to air travel per year ld calculate Thin per mile k About by plaNe iN year your own • How can you reduce your fami or your carb ly’s carbon on footprint? footprint? What are things you • If we do can do to help not reduce reduce CO CO level 2 s, what will 2 happen to the Green Family Carbon Footprint the weather, www.4-H.or g/NYSD people, plan 5. electricity carbon footprint. Later at ts, and wate 4-H Nation Family, calculate the family’s al Youth Scienc r on earth Using the data from the table about the Green DaykWh ? electricity your family used of Nation | 2010 family’s find the amounte of you willfootprint. youatcan billcarbon electricity family’s your yourcalculate al Scienc home or at www.4-H.org/NYSD, If you look e per ment month. between 500 and 900 kWh of electricityExperi - 4-H2O | 12 during the month. The average U.S. family uses gas powered car? 1. does your family drive a traditional in one month. The green Family uses 750 kWh of electricity then gasoline and are not considered energy efficient, If your family has a car or cars that use traditional gasoline. milesCoper gallon oftotal pouNds of Co2 mileage of 13 - 20pouNds an average gas moNths have 2 your family car or cars will kwh eleCtriCity per year

x

0.9

=

from eleCtriCity

per kwh

per year

moNth

used iN oNe 1000 miles not energy efficient. The family drives The green Family has one car that is per gallon per month and the car travels 18 miles

x

• Ahora, utilizando una factura de servicios públicos de su ciudad como ejemplo, muestre a los alumnos cómo pueden calcular los kWh y las termias. Los alumnos además necesitarán una calculadora.

miles per moNth traveled

Number of Cars

x

. . x 12 —

miles per galloN

x

1.5

=

total pouNds of Co2 from driviNg per year

pouNds Co2 per galloN

x 22

= CALCuLAte You

energy efficient car? 2. does your family drive a hybrid or

per tank a hybrid, on average it can travel longer distances If your family car is an energy-efficient car or | 11 Experiment - 4-H2OWhat of gasoline. gallon Science | 2010 per National miles Science - 40Day Youth30 4-H National can travel of gas. Most energy-efficient cars or hybrids

r CArBoN Foo

tPrINt

is yourwww.4-H.org/NYSD carbon footpr

int?

Calculate the carbon month car. The family drives 1000 miles per footprint for the “Green The green Family has one energy efficient calculate the amount Family” by using the information provided of CO the Green and the car travels at 33 miles per gallon 2 family releases into below. You can gas/electricity usage. the atmosphere each Then discover your year based on car own family’s carbon “The Average Family.” and total pouNds of Co footprint by calculati 2 pouNds Co2 miles per moNths ng the CO usage miles per moNth Number from driviNg per year per galloN of 2 galloN traveled

of Cars

x

• Aliente a los alumnos a repetir la actividad más tarde, utilizando la medición real de kWh y termias de sus familias.

12

moNths per year

per year

. . x 12 —

x 22

=

the Average Family

:

Average family car travel 1,000 miles per month Average gas miles per gallon Traditional car: 13 - 20 miles per gallon Hybrid or energy efficient car: 30 - 40 miles per gallon Average bus or train rider miles 10 – 30 miles per day

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Science Experiment - 4-H2O | 4-H National Youth Science Day | 2010 National

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Average family travel from state to state 500 – 1000 miles Average electricit y use 500 - 900 kWh

:

The Green Family has one car that is not energy efficient and travels at 18 miles per gallon. The Green Family has one energy efficient car that travels at 33 miles per gallon. The Green Family does not take the bus or train. The Green Family flew 700 miles last year.

The Green Family uses 750 kWh of electricity in one month.

Average gas use

• Pueden dejar en blanco algunas de las preguntas de la hoja de trabajo. Por ejemplo, es posible que algunos de los participantes de 4-H no viajen en avión este año o que sus familias no utilicen tanques de propano.

the Green Family

The Green Family travels 1,000 miles per month

Summer = 12 - 30 Therms Winter = 50 - 85 Therms

The Green Family on average used 60 Therms of gas in one month.

Propane Tanks Families can use propane tanks for a variety of purposes, such as powering a gas grill.

The Green Family did not use any propane tanks.

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¿Sabías? Datos sobre calidad del agua y calentamiento global: • El vapor de agua (H2O) y el dióxido de carbono (CO2) se encuentran entre los gases de efecto invernadero responsables del efecto invernadero. En los últimos años, la contaminación ambiental con nutrientes (en especial nitrógeno y fósforo) se ha convertido en un problema global, en particular el vertido de aguas residuales y el escurrimiento de materiales agrícolas que contienen fertilizantes dentro de fuentes de agua naturales. • Estados Unidos es el país que más contribuye al calentamiento global —libera un cuarto del dióxido de carbono del mundo– un factor esencial para que se produzca el calentamiento global. Lo que proviene de las usinas eléctricas, los embotellamientos de tránsito y el smog industrial hacen que nuestro ozono desaparezca, que los casquetes polares se fundan y las temperaturas aumenten.

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ÚNASE AL DEBATE "Cómo Calcular tu Huella de Carbono" es una excelente manera de ayudar a los jóvenes a conversar con otros del grupo y con sus pares en línea de otros lugares del país para obtener más información. Use los consejos que se encuentran a continuación para ayudar a los jóvenes a explorar más allá de las actividades anteriores y "Únase al Debate". •U  se las preguntas para ayudar a los jóvenes a analizar sus observaciones en conjunto.

JoIN tHe

Para obtener más información o para consultar la hoja completa de preguntas frecuentes, visite www.4-H.org/NYSD

IoN

of CO rele 2 ased

from com mon

SOURCe Gasoline

•P  ídales que presten atención a las noticias que llevaron al establecimiento del Día Nacional de Ciencias de la Juventud 4-H y aliéntelos a buscar y traer un artículo relacionado con el agua para compartir con su clase o su club.

DISCuSS

The amo unt

used for drivi ng

Air travel Mass Tran sit - buses and train s Electricity as kilo-W att Hour (kW h) Gas for elect ricity or heat Measured as a Ther m Propane gas for electricity or heat

Measured

sources

Amount

of CO2 Released 22 pounds CO /gal lon 2 0.9 poun ds CO /mil e 2 0.5 poun ds CO /mil e 2 1.5 poun ds CO /kW h 2

11 pounds CO /The rm 2 13 pounds CO /gal lon 2

explain : Write dow n some of your note s or go right to 4-H.org to discuss what you think with others. ways you can explo re this expe riment furth • Allow one er: of the cups that you blew table. Obs erve wha CO into t happens and turne happened to the wate2 d the wate ? r a few hour r yellow to stay undi s later or sturbed on the next day. • Try repe the Why do ating the you think experime this water light nt by addi blue. Add ng a few a few drop drops of bromothy s of lemo mol blue n juice or to water soda. The in a cup solution will turning the evaluat turn e: yellow due to the acid Visit 4-H. . org for a fun online resource to see just to learn mor how much you learn e or for a ed! click on com elaborat e: Here are some

resources

plet under “the e FAQ sheet, visit www.4-H.o experiment. rg/NYSD ” and

4-H Nation al

Youth Scienc e Day | 2010 Nation al Scienc e Experiment

Día Nacional de Ciencias de la Juventud 4-H | Experimento Nacional de Ciencias - 4-H2O |

- 4-H2O |

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www.4-H.or

g/NYSD

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6. Place bag #2 (labe led Algae the bowl + Fertilizer in a sunn ) and y location. open. (Use Leave the the bowl bag to hold the not spill.) bag so it will 7. For bag #3 (labeled Global War bag leavi ming), seal ng only a small open the ing for the 8. Insert straw. the straw through the to blow into opening the bag like just enou gh add addi a balloon. tional CO This will straw and 2 into the bag. Pull out the seal the smal l opening CO insid 2 to trap the e. This is similar to produced the CO with the seltz gas er. The bag 2 inflated. should look Special note

AMPLÍA TU APRENDIZAJE

FACILITADOR

El Experimento de las Algas El siguiente es un experimento adicional que los jóvenes pueden explorar después del Día Nacional de Ciencias de la Juventud 4-H. •H  aga que los alumnos escriban sus observaciones sobre los sistemas de algas y pídales que predigan qué sucederá con el agua. •D  urante la semana de observación, la bolsa de CO2 reprodujo las condiciones de un jardín de invierno, de modo que la temperatura dentro de la bolsa será más elevada que la de las bolsas abiertas. Es posible que los alumnos observen gotitas o vapor de agua en la superficie de las bolsas cerradas. La bolsa cerrada actúa como un ecosistema cerrado o "mini" sala solar; su acción es similar a lo que sucede con el planeta durante el calentamiento global. El experimento agrega algas adicionales a la muestra de agua para que los alumnos vean resultados rápidos y coherentes. •S  i realiza este experimento en verano, quizás observe el crecimiento de las algas en muestras de agua, sin necesidad de agregar solución de cultivo para algas. •E  ste experimento puede realizarse además utilizando agua de una pecera que contenga algas visibles presentes en el agua. •D  espués de una semana, los alumnos deberían cerrar las bolsas para evitar derrames. Deberían observar que las algas verdes o marrones se acumulan en el fondo y a los lados de las bolsas. • L os alumnos deberían observar que el agua utilizada como control tendrá cierto crecimiento de algas, pero no en la misma cantidad que en las bolsas con CO2 y fertilizante. La bolsa de control debería ser de un color verde más claro que el de las demás bolsas. La bolsa con el sistema de bioma cerrado de CO2 debería tener más crecimiento de algas y, por consiguiente, ser de un color verde más oscuro. Observarán diferencias de color y quizás vean algas que se acumulen en el fondo de la bolsa. Si estas algas (vivas o muertas) se acumulan en el tiempo en un sistema natural, harán que el agua se vuelva más turbia y la dañarán aún más. • F inalmente, esta biomasa puede acumularse hasta que llene el lago y provoque la muerte de los organismos que viven en él; este proceso de denomina eutrofización. Además, se puede generar un debate sobre fertilizantes, debido a que los fertilizantes utilizados por los seres

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9. Make sure the bag is sealed bowl to hold well. Place the bag so it in the it will not spill. 10. Place this bowl and bag with bags in a sunn y location #1 and #2. The Glob bag (#3) al Warming will act like a terrarium “solar room or a mini ” because the plastic to trap extra will heat from be able the sun insid Hence, the bag is like e the bag. the earth light and trapping heat in the sunatmosphe re.

You can try different variables amount of with the extra fertilizer, the types algae wate see the effec of fertilizer r, such as t on alga used, and making bags e growth. where you where you place some vary the You can indiv of the bags idually try in the dark methods to detailed abov to grow algae from samples that e in the expe ing algae you colle from natu rime nt without ct from natu ral water, favorable the need it’s best to ral water for natural to purchase using the do it durin algae grow algae cultu same g the summ th. res. If you er months are grow when algae for nutrients of wate lots with r temperatu when we create a warm environment whatthappens For FuN Let’s see JuS res are ! to grow in water. Here are some addi tional ways Part 2: your expe to make the riments. Visit most of www • more During the MAterIALS .4-H.org fun experimen summer: Try /NYSd for ts! different types samples from of water your comm Part 1: algae grow unity to see from a nearby lake, river, stream, pond, or • Water . Add fertili how much tIMe reQuIreMeNt zer and CO • After bags water* tap with the wate turning the 2 to sandwich wate(kit)** r. You can r with the a fish tank! solution greenculture • Algae even useplus or yello BMB solut water from w by blow 10 - 15 minutes for the experiment ion plastic oning water. Let that can write • Markers it, dobags not pour out algae to grow. the cups rema the for days 3-7 least food pellets or the • Tryatthis what happ (5 multipurposeinplant still for • Fertilizer experimen 24 hours. ens to the t with See wate liquid) fertilizer differ you of houseplant r the next 10 drops ent in approxithink this day. Why You’ll see the algae growing types of fertilizer. happened do • Using sand ?bags again plastic (The wate • Three becausesandwich wich bags days. Observe and discuss r will turn mately three the CO gas blue fill half full culture soluti Three air).Styrofoam bowls will diffus • the 2 five weeks with to wate on approximately the results e back into and fertilizer. one r, algae dark and Place one • Straws experiment. starting bag in the after place thethe other in sunlight. pens to the • Eyedroppers See what algae that hapdoes not recei the Algae experiment ve 4-H National Youth Science Day. following sunlig explore can youth that ht. The following is an additional experiment

exPAND Your LeArNING

Nutrients, and Algae Water Quality: Increased CO2, Temperature, www.

a local pet store; they can also be natural sources like a pond or a fish tank at *Note: Algae culture solution can be found from visit www.4-H.org/NYSD algae growers. To find an algae supplier, please

4-H.orpurchased from commercial g/NY simple organism known as algae. Algae are SD 4-H Nation Ponds, lakes, and rivers are home to a photosynthetic al Youth Scienc hours. Cap the bottle after 24 to grow— with hot tap water and allow it to rest for 24 , H O, and sunlight energy from the sun **Note: e Day When using tap water, fill a gallon jug | 2010 aquatic plants that use green chlorophyll, CO2 2 National in the water to be released from the solution. Science Experi time for any chlorine hours and use for the experiment. This will give ment - 4-H2O a process called “photosynthesis.”

source for because they provide oxygen and are a food Most of the time, algae in water are beneficial a green mat of visited a lake that appears green or even has fish and many other animals. You may have STeP-BY-STeP INSTRUCTIONS algae growing on the surface. bags with the following: three 1. Label of algae Global algae growth can increase rapidly. Over-growth Algae Control, (2) Algae + Fertilizer, and (3) (1) During the summer with longer daylight hours, fertilizers from light, water temperature, nutrients Warming. is due to a combination of factors, such as increasing entering the water, and CO2. and then open 2. Using the algae solution, swirl the contents negative impact on water quality? the bottle. How does global warming lead to a cup of water* 3. Add to each of the three plastic bags 1/3 increase algae growth. bowls 1) Increased atmospheric CO2 levels with sunlight and 5 droppers of algae culture. Use the Styrofoam hold the plastic bags stable so they will not spill. to help growth. and water temperature, also increasing algae 2) Increased atmospheric CO2 increases air You may want to do this one bag at a time.

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the 4. Place bag #1 (labeled Algae Control) and bowl in a sunny location. Do not seal the bag. Use the bowl to hold the bag so it will not spill.

large mats of algae. 3) Overabundance of algae in lakes causes plants, and fish. 4) Blocked light penetration in water kills algae,

10 drops 5. Add 5 multipurpose plant food pellets or Algae of houseplant fertilizer liquid to bag #2 (labeled + Fertilizer) and bag #3 (labeled Global Warming). cause and nutrients from human use of fertilizers can Warmer water temperatures due to global warming algae overtime. This upsets the ecosystem balance. When Science Experiment - 4-H2O algae to grow faster and for longer periods of 4-H National Youth Science Day | 2010 National respiration than photosynthesis. populate a water system, they will undergo more

When algae impair water

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will begin to die and decay. The water will become This will lead to oxygen depletion in the lake. Algae sunlight from of the lake. Reduced visibility in the lake blocks cloudy and dead algae will collect at the bottom oxygen to support aquatic life. penetrating the water, leading to reduced available in the lake in the lake, leading to the death of living organisms The dead algae will, over time, completely fill If this happens, the lake will no longer be suitable known as eutrophication (pronounced – yoo-tro-fi-ka-shun). Sd and plants to live. To learn more, visit www.4-H.org/NY for humans to use for recreation or for animals

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humanos llegarán a los sistemas acuáticos naturales y estimularán el crecimiento de las algas en el agua, que se ve amplificado por las temperaturas más cálidas del agua gracias al calentamiento global. OBSERVACIÓN ESPECIAL: Los participantes pueden intentar diferentes variables con el agua de algas extra, por ejemplo, preparar bolsas en las que varíen la cantidad de fertilizante, los tipos de fertilizante utilizados, y colocar algunas bolsas en la oscuridad para observar su efecto sobre el crecimiento de las algas. Si a los grupos de 4-H les interesa que cada alumno monte su propio cultivo de algas individual, el proveedor puede suministrar cantidades de cultivo para algas de más de un cuarto de galón. El costo de un cultivo de un cuarto de galón excede el objetivo de mantener un precio total de $10 a $20 por equipo. Por lo tanto, sugerimos el procedimiento grupal de cultivo de algas para que los alumnos vean resultados rápidos durante el Experimento Nacional de 4-H. Los alumnos pueden intentar hacer crecer algas en muestras que recojan de agua natural, utilizando los mismos métodos que se detallaron anteriormente en el experimento, sin necesidad de comprar cultivos para algas. Si los participantes hacen crecer algas en agua natural, es mejor hacerlo en el verano, cuando las temperaturas del agua son más favorables para el crecimiento natural de las algas. La mayoría de las tiendas para mascotas proveerán además una pequeña cantidad de agua de sus peceras, otra fuente natural de cultivo para algas.

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GLOSARIO DE TÉRMINOS Algas: Miembros de un grupo de organismos que realizan la fotosíntesis, en su mayoría acuáticos. Calidad del Agua: Término que define las características del agua en relación con los estándares establecidos sobre qué es apto para el consumo humano y para todos los propósitos domésticos habituales, incluida la higiene personal. Dióxido de Carbono: Gas incoloro que es un componente presente en escasas proporciones en la atmósfera terrestre, formado por la combustión de materiales que contienen carbono, por la fermentación y por la respiración de los animales, y es utilizado por las plantas en el proceso de fotosíntesis. Eutrofización: Aumento gradual en la concentración de fósforo, nitrógeno y otros nutrientes de las plantas en un sistema acuático que envejece, por ejemplo, un lago. Kilovatio hora (kWh): Medida de energía eléctrica equivalente a un consumo eléctrico de 1000 vatios por hora. La electricidad se vende como kilovatio-horas. Oxígeno: Gas incoloro e inodoro, esencial para los organismos vivos que lo convierten en dióxido de carbono. Termia: Una termia es una unidad de medida de gas natural que se utiliza en la factura de gas. 1 termia es igual a 100,000 unidades térmicas británicas (Btu).

A continuación detallamos 5 maneras sencillas para conservar el agua: 1. N  o dejes correr el agua mientras lavas los platos. Llena un fregadero con agua para lavar y el otro con agua para enjuagar. 2. Guarda una jarra de agua en la nevera para las bebidas frías, en lugar de hacer correr el agua. 3. Lava las frutas y verduras en una batea con agua en lugar de hacer correr el agua. 4. Acorta un minuto o dos tu ducha y ahorrarás hasta 150 galones de agua por mes. 5. Cierra bien los grifos después de usarlos.

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EL PORQUÉ DE LA CALIDAD DEL AGUA El Experimento Nacional de Ciencias de este año —4-H20— está diseñado para interesar a la juventud de todo el país, mediante la siguiente pregunta: ¿Por qué es importante la calidad del agua y por qué es importante estudiarla ahora? Calidad del agua es un término que se utiliza para describir las características químicas, físicas y biológicas del agua. En la actualidad, a medida que nuestra población evoluciona, enfrentamos una preocupación creciente porque nuestras fuentes de agua limpia están siendo contaminadas por las temperaturas cada vez más cálidas, las emisiones de dióxido de carbono y los peligrosos escurrimientos. Estos cambios en la calidad del agua no sólo afectan la provisión de agua potable, sino los hábitats naturales de las plantas acuáticas, los animales y organismos. La mayor parte del dióxido de carbono producido naturalmente o generado por el hombre es absorbido por el océano, formando ácido carbónico. Si bien parte de este CO2 es consumido por los organismos presentes en el agua durante la fotosíntesis, una pequeña proporción permanece en el agua. El aumento del CO2 de la atmósfera ha llevado a la disminución de la alcalinidad del agua de mar, lo que avivó la preocupación de que ello podría afectar de manera negativa a los organismos que viven en el agua. Una cantidad creciente de estudios han demostrado efectos adversos en los organismos marinos, entre ellos: •U  na disminución de la velocidad a la cual los corales productores de arrecifes pueden producir sus estructuras. • Una disminución de la capacidad de las algas marinas y el zooplancton libre para mantener sus conchas protectoras • Una disminución de la supervivencia de especies marinas en estado larvario, incluidos los peces y mariscos que se comercializan. Al aprender a proteger la calidad de nuestra agua, aprenderemos además a proteger los recursos naturales necesarios para preservar nuestros ecosistemas locales y globales, nuestras empresas y familias.

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NOTAS

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Durante más de 100 años, 4-H ha estado a la vanguardia en la enseñanza de las ciencias, la ingeniería y la tecnología a la juventud. El Día Nacional de Ciencias de la Juventud de 4-H es un acontecimiento anual –y forma parte de la campaña nacional de 4-H de Un Millón de Nuevos Científicos. Un Millón de Nuevas Ideas. El ambicioso objetivo consiste en atraer a un millón de nuevos jóvenes a los programas de ciencia, ingeniería y tecnología para el año 2013.

Este experimento es un proyecto conjunto de 4-H de Carolina del Norte, Carolina del Norte Extensión de Agricultura y Técnica de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, Consejo Nacional de 4-H, Sede Nacional de 4-H, Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura (NIFA, por sus siglas en inglés), Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA, por sus siglas en inglés), y el Equipo Nacional de Gestión de las Ciencias de 4-H. Agradecemos especialmente a Claudette Smith, Ph.D., Ciencias para la Familia y los Consumidores/Líder de Programas de 4-H, Programa de Extensión Cooperativa de Carolina del Norte, Universidad Estatal de Agricultura y Técnica de Carolina del Norte; Stephanie Luster-Teasley, Ph.D. (Donaciones de NSF n.° 0813631 y n.° #0935154), Facultad de Ingeniería, Universidad Estatal de Agricultura y Técnica de Carolina del Norte y Gregory D. Goins, Ph.D., Departamento de Biología, Facultad de Artes y Ciencias, Universidad Estatal de Agricultura y Técnica de Carolina del Norte por sus esfuerzos conjuntos para generar conciencia y educación en nuestra juventud respecto de la calidad del agua y el cambio climático.

Aprende más sobre 4-H en www.4-H.org o encuéntranos en Facebook en www.facebook.com/4-H. El Nombre y Emblema de 4-H están protegidos por 18 USC 707. Producido por el Equipo de Comercialización y Comunicaciones del Consejo Nacional de 4-H 5/10-mkt001. ©2010 NATIONAL 4-H COUNCIL 4-H es una comunidad de seis millones de jóvenes en los Estados Unidos, que aprenden liderazgo, ciudadanía y habilidades para la vida. El Consejo Nacional de 4-H trabaja para fomentar el movimiento para el Desarrollo de la Juventud de 4-H construyendo un mundo en el cual la juventud y los adultos aprendan, crezcan y trabajen juntos como catalizadores de cambios positivos. El Consejo Nacional de 4-H está asociado al Sistema de Extensión Cooperativa de las Universidades de Disciplinas Terrestres, la Sede Nacional de 4-H ubicada en el Instituto Nacional de Agricultura y Alimentos (NIFA, por sus siglas en inglés) perteneciente al Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA, por sus siglas en inglés), las comunidades y otras organizaciones para proveer ayuda técnica y capacitación, desarrollar los planes de estudios, crear programas modelo y promocionar el desarrollo positivo de la juventud para cumplir su misión. El Consejo Nacional de 4-H administra además el Centro Nacional de Conferencias para la Juventud de 4-H, una instalación para conferencias y un Servicio Nacional de Suministros de 4-H, el agente autorizado para los artículos que llevan el Nombre y el Emblema 4-H. El Consejo Nacional de 4-H es una organización sin fines de lucro 501(c)(3). El Consejo Nacional de 4-H se compromete a cumplir con una política por medio de la cual todas las personas tengan igualdad de acceso a sus programas, instalaciones y empleo, independientemente de la raza, color, sexo, religión, credo, ascendencia u origen nacional, edad, situación de veterano, orientación sexual, estado civil o discapacidad física o mental. La mención o exhibición de una marca registrada, un producto patentado o una firma en textos o dibujos no constituye un aval del Consejo Nacional de 4-H ni de la Sede Nacional de 4-H, y no implica que se apruebe la exclusión de productos o firmas adecuadas.

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