Proyecto sobre el agua: etapas de investigación y profundización

Establecer por qué un litro de agua pesa un kilogramo.

1. La masa volumétrica (densidad) del agua a 4^{\circ}\text{C} es \rho = 1000\,\text{kg/m}^{3}.
2. Convertimos el volumen de 1 litro a metro cúbico: 1\,\text{L} = 1\,\text{dm}^{3} = 10^{-3}\,\text{m}^{3}.
3. Calculamos la masa con m = \rho \cdot V: m = 1000\,\text{kg/m}^{3} \times 10^{-3}\,\text{m}^{3} = 1\,\text{kg}.
4. Por eso, por definición del litro y la densidad del agua, 1 litro de agua (a 4^{\circ}\text{C}) pesa 1 kg.

Investigar por qué el agua es la base de la escala centígrada de temperaturas.

1. Los puntos de referencia de la escala Celsius se definieron con propiedades del agua: el hielo se funde a 0^{\circ}\text{C} y el agua hierve a 100^{\circ}\text{C} a presión atmosférica.
2. Se dividió el intervalo entre ambos puntos en 100 partes iguales, de ahí "centígrada".
3. El agua es abundante, fácil de obtener y sus cambios de estado son estables y reproducibles, lo que la convierte en patrón confiable.

Estudiar la función lineal a partir de la escala centígrada de temperaturas y las tendencias.

1. Sea C la temperatura en grados Celsius y F en grados Fahrenheit: la relación es lineal, F = mC + b.
2. Usamos dos puntos: C = 0 \Rightarrow F = 32 y C = 100 \Rightarrow F = 212.
3. Pendiente: m = \dfrac{212 - 32}{100 - 0} = \dfrac{180}{100} = 1.8.
4. Ordenada: al sustituir C = 0, F = b = 32.
5. Función lineal: F = 1.8\,C + 32.

Analizar algunas propiedades físicas, como la densidad (flotación de los barcos y del hielo).

1. El agua líquida tiene densidad \rho_{\text{agua}} \approx 1000\,\text{kg/m}^{3}; el hielo tiene \rho_{\text{hielo}} \approx 917\,\text{kg/m}^{3}.
2. Como \rho_{\text{hielo}} < \rho_{\text{agua}}, el hielo flota según el principio de Arquímedes.
3. Los barcos flotan porque su densidad promedio (casco + aire) es menor que la del agua; se hunden hasta desplazar un volumen de agua cuyo peso iguala al del barco: P_{\text{agua desplazada}} = P_{\text{barco}}.

Estudiar la molécula de agua, las uniones, el puente de hidrógeno, molécula polar y geometría molecular.

1. La molécula es \text{H}_{2}\text{O}: un oxígeno unido a dos hidrógenos por enlaces covalentes polares.
2. Geometría angular (en forma de "V") con ángulo de aproximadamente 104.5^{\circ}.
3. El oxígeno es más electronegativo, por lo que atrae los electrones: aparece un dipolo (\delta^{-} en O, \delta^{+} en H), lo que hace a la molécula polar.
4. La polaridad permite los puentes de hidrógeno entre moléculas, lo que explica su alta temperatura de ebullición, su gran capacidad calorífica y su carácter de disolvente universal.

Investigar la cantidad de agua necesaria para obtener 1 kg de granos, 1 kg de carne y 1 L de refresco (valores aproximados del huella hídrica).

1. Agua huella hídrica de los granos (cereales): aproximadamente 1500 a 2000 L por kg.
2. Carne (res): aproximadamente 15\,000 L por kg.
3. Refresco (1 L): aproximadamente 130 L (incluyendo agua en materias primas y envase).
4. Comparación: la carne requiere casi 10 veces más agua que los granos y más de 100 veces más que un litro de refresco.

¿Cuáles son las reservas de agua dulce en Latinoamérica y en México?

1. América Latina concentra cerca del 30\% del agua dulce superficial del mundo, destacando la cuenca del Amazonas, el río Paraná y el sistema de lagos (Titicaca, Nicaragua).
2. En México, la reserva más importante es el sistema de acuíferos del Valle de México y los ríos como el Lerma, Grijalva-Usumacinta y Balsas.
3. Aun así, más del 97\% del agua del planeta es salada; solo ~3\% es dulce, y de ella la mayor parte está congelada en glaciares.

Reflexionar sobre la frase "Nadie se baña dos veces en el mismo río" (Heráclito).

Respuesta orientativa: La frase ilustra el cambio permanente: el agua del río fluye y nunca es la misma, así como todo en la naturaleza está en constante transformación. Aplicado al tema del agua, recuerda que el recurso se renueva pero también se contamina y se agota, por lo que su disponibilidad depende de cómo lo cuidemos.

Reflexionar sobre la diferencia entre concebir el agua como bien social o como mercancía. ¿Por qué se compra el agua?

Respuesta orientativa: Concebirla como bien social implica que su acceso es un derecho humano universal garantizado por el Estado; concebirla como mercancía la somete a oferta, demanda y privatización. Se compra el agua porque su captación, potabilización y distribución tienen costos (infraestructura, tratamiento), especialmente donde la red pública no llega, como en el suministro por pipa.

Si el agua es un bien público y su acceso es un derecho social universal, reflexionar por qué no siempre se respeta esa garantía.

Respuesta orientativa: La garantía se incumple por falta de inversión en infraestructura, corrupción, sobreexplotación de acuíferos, contaminación y desigualdades territoriales que dejan a comunidades rurales e indígenas sin servicio. Además, la privatización y el cambio climático agravan la escasez, haciendo que el derecho quede solo en el papel.

¿De qué manera el derecho al agua está presente en la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos y en los pactos internacionales?

Respuesta orientativa: En México, el artículo 4º constitucional reconoce el derecho humano al agua sana, suficiente, limpia, accesible y asequible; el artículo 27 faculta a la Nación para cuidar su distribución y preservar la calidad. En el plano internacional, la ONU lo reconoció como derecho humano en la Resolución 64/292 (2010) y está incluido en el PIDESC y los ODS (meta 6.1).

Estudiar los asentamientos de poblaciones en los bordes de los ríos a lo largo de la historia: Mesopotamia (Tigris y Éufrates) y Egipto (desembocadura del Nilo).

Respuesta orientativa: Ambas civilizaciones se desarrollaron en riberas fértiles: Mesopotamia entre el Tigris y el Éufrates aprovechó la agricultura de riego y la escritura cuneiforme; Egipto en el Nilo se benefició de las crecidas anuales que depositaban limo fértil, base de su prosperidad. El agua determinó la ubicación de ciudades, el excedente alimentario y el surgimiento del Estado.