Sentir el calor 

Por Susan Ferguson 

Traducido por Sabrina Sánchez

AHORA HAY MÁS DE 300 ciudades en el mundo con más de un millón de habitantes₁. Muchos de los materiales utilizados para construir aquellas ciudades no reflejan bien el calor, y así la urbanización incrementada ha conducido a un fenómeno de alcance mundial ahora conocido como la isla urbana de calor₂. Esos materiales absorben la radiación térmica y la liberan lentamente de vuelta a la atmosfera₃. Como resultado, las temperaturas en las comunidades urbanas pueden alcanzar hasta unos 20 grados Fahrenheit (11 grados Celsius) más que en las comunidades rurales circundantes₄. Esta diferencia de temperatura creada por los humanos resulta en «islas» de calor rodeadas por áreas inalteradas de temperaturas más frescas. 

   No fue sino hasta que comencé a incorporar lecciones sobre ecología urbana que, de hecho, me empecé a dar cuenta de los tipos y cantidad de concreto, pavimento y asfalto que fue utilizado en la construcción de nuestras instalaciones escolares y de cómo la biodiversidad había sido suprimida por este proceso. Era hora de desafiar a mis estudiantes a examinar las superficies duras en nuestras instalaciones. Sus observaciones y preguntas se convertirían en la base de nuestro estudio de los efectos de la urbanización, sobre el ambiente natural y sobre la salud humana y bienestar. A partir de dichas observaciones he creado una serie de actividades de cartografía que captan la atención de estudiantes de secundaria para explorar los asuntos asociados con el efecto de la isla urbana de calor. Las comparto con ustedes con la esperanza de que las puedan utilizar con su propia clase. 

  Estudiar los efectos de los materiales artificiales sobre el entorno natural alienta a los estudiantes a que examinen sus alrededores locales y a que recolecten información auténtica. En el presente, muchas unidades de ecología se enfocan en ecosistemas inalterados. Incorporar lecciones de ecología urbana en dichas unidades tradicionales lleva a los estudiantes de ciencia al aire libre, en contacto directo con su entorno cotidiano. Cuando los estudiantes estudian la limitada vegetación de nuestras instalaciones, comienzan a apreciar dichos elementos naturales y de cómo estos son capaces de soportar el incremento del calor causado por la urbanización. 

Con acceso a tecnología como Google Maps y Google Earth, los estudiantes se pueden involucrar en actividades significativas de cartografía que actúan como un puente a lo que los profesionales ahora utilizan para resolver problemas del mundo real. Educar a los estudiantes en el uso de sistemas de posicionamiento global (GPS, por sus siglas en inglés) y sistemas de información geográfica (SIG) puede elevar el conocimiento de un estudiante de la tecnología actual, su aplicación en el análisis de las condiciones presentes y futuras de la Tierra y planificar para el futuro. Con dichas tecnologías, los estudiantes no tendrán escasez de información y tendrán el potencial de convertirse en participantes activos involucrados en ciencia auténtica, lo opuesto a memorizar un conjunto de hechos ya preparados. Como educadores, es importante mostrar la relevancia de dichas herramientas y de cómo pueden impactar en la visión que tiene cada uno de su entorno. Permitir a los estudiantes utilizar las instalaciones de su escuela para combinar un número de diferentes tipos de datos desde una serie de mapas puede enriquecer su entendimiento del incremento de calor y la pérdida de biodiversidad causada por el efecto de la isla de calor urbana. Adicionalmente, esto permite a los estudiantes sugerir cambios que puedan mitigar los efectos negativos del impacto humano en la comunidad y puede ser la clave para promover responsabilidad cívica para su entorno. Las siguientes lecciones pueden ser utilizadas con estudiantes de escuela secundaria para crear un modelo GIS de mapas interactivos a fin de analizar los patrones y relaciones de diferentes elementos en sus instalaciones. 

Lección 1: Identificar los elementos artificiales en las instalaciones de la escuela 

Descripción: Esta actividad permite a los estudiantes recopilar datos de los elementos artificiales en el patio de su escuela y registrar la ubicación y cantidad de estos materiales en un mapa delineado con Google Earth. 

Materiales: tablas sujetapapeles, papel para delinear el mapa, tablero para registrar los tipos de materiales, cámara, lápices de colores 

Procedimiento: Comenzar con un debate con la clase acerca de la tecnología GPS y cómo se utiliza. Muchos estudiantes ya saben que esta tecnología ubica el lugar y proporciona indicaciones a una dirección en particular. Sin embargo, no están al tanto de que la información de la aplicación de GPS les proporciona una herramienta para resolver problemas del mundo real. Hay sitios web, como el que se encuentra detallado en la sección de recursos más adelante, que proporciona hechos básicos, diagramas y, a menudo un video para ayudarlos con esta porción de la lección. Describa cómo funciona el GPS y mencione algunas de sus aplicaciones. Divida a los estudiantes en grupos y haga que utilicen Google Earth para localizar las instalaciones de la escuela y que impriman la imagen que encuentren. Los estudiantes pueden utilizar las impresiones para trazar un contorno de la vista área de las instalaciones. Una vez que se ha establecido que los estudiantes comprenden lo que es el GPS, introduzca la tecnología SIG. El sistema SIG demostrará a los estudiantes que múltiples capas de mapas contienen información específica que puede ser combinada en un mapa que englobe todo. Esta presentación puede resaltar que reunir múltiples formas de datos puede ayudar a ayudar a construir un modelo de funcionamiento de los diferentes elementos en las instalaciones de la escuela. 

  Los estudiantes ahora pueden llevar la plantilla de las instalaciones de la escuela afuera para identificar y registrar la cantidad y tipos de elementos hechos por el hombre que observen y dibujarlos en el contorno del mapa. Al trabajar en grupos colaborativos, los estudiantes deciden cómo mostrar estos elementos en su mapa. Dichos elementos pueden ser codificados por color y se puede crear una leyenda para seguir identificando estos materiales encontrados. Los estudiantes también pueden utilizar la cámara para tomar fotos de estos elementos para adjuntar cerca de la leyenda. Como grupo, los estudiantes habrán reunido datos de estos elementos artificiales al crear un mapa, un gráfico de elementos artificiales y fotografías de dichos materiales. 

 Una continuación de esta parte del proyecto de cartografía sería introducir las diferentes formas de transferencia de calor y relacionar esa información con los materiales artificiales. Permitir los estudiantes utilizar termómetros infrarrojos para recopilar datos de temperatura a fin de determinar las áreas más cálidas y más frescas en las instalaciones de la escuela apoyará aún más su creciente concienciación de cuales elementos tienden a agregar calor al medioambiente.

Lección 2: Identificar las plantas en las instalaciones de la escuela 

Descripción: Esta actividad permite a los estudiantes recopilar datos sobre la cantidad y tipos de plantas en las instalaciones de su escuela para crear un segundo mapa. 

Materiales: Tablas sujetapapeles, primer mapa de elementos artificiales, mapa delineado en una transparencia, tablero para registrar los tipos de plantas, rotuladores de colores

Procedimiento: Los estudiantes están afuera en las tierras de la escuela de nuevo, pero ahora están concentrando sus observaciones estrictamente en la cantidad y tipos de plantas. El mismo contorno utilizado para crear el mapa de elementos artificiales será imprimido en un papel transparente y ubicado sobre el primer mapa. Los estudiantes pueden ahora dibujar la ubicación de cada tipo de planta y emular las series de mapas utilizados con tecnología SIG. Permitir a los estudiantes enfocarse en solo un elemento a la vez le da un conocimiento y apreciación mayor para dichos elementos separados en sus instalaciones. Como en la primera lección, los estudiantes también van a crear una leyenda y un set de fotografías para los diferentes tipos de plantas. 

Una continuación para esta parte del proyecto de cartografía sería analizar los efectos combinados de la evaporación de la tierra y la transpiración de las plantas a fin de mostrar los efectos de la evapotranspiración en las temperaturas circundantes. 

Lección 3: Estrategias de mitigación para reducir la cantidad de calor 

Descripción: Los estudiantes analizarán los dos mapas creados en los que se muestra la proporción entre los elementos artificiales y la vida vegetal en sus instalaciones y trabajan de forma colaborativa para crear un mapa final que represente sus soluciones para reducir la temperatura ambiente. 

Materiales: Tablas sujetapapeles, primeros dos mapas, mapa delineado en una transparencia, tablero para registrar las añadiduras, rotuladores de colores 

Procedimiento: Ahora que los estudiantes tienen dos mapas diferentes para asistirlos en el entendimiento de los elementos separados que componen sus instalaciones escolares, pueden combinar estos mapas. Combinarlos les dará una mayor comprensión de cómo pueden ellos mitigar cualquier efecto negativo en el medioambiente y planificar para el futuro. Los estudiantes analizaran sus primeros dos mapas para determinar qué posibles soluciones podrían reducir la temperatura ambiente en las instalaciones de su escuela. Los estudiantes pueden investigar diferentes especies de plantas nativas que tendrían el efecto óptimo para reducir las temperaturas y de forma potencial tener el beneficio adicional de incrementar la biodiversidad de las instalaciones de su escuela. Se puede dibujar cualquier otra estrategia en este mapa final. Los estudiantes deben seguir teniendo la oportunidad de salir al exterior y analizar dichas estrategias de mitigación. Al utilizar otro esquema de transparencia, podrán ver fácilmente los efectos adicionales como una entidad separada que se añade a su instalación escolar. Esto les permite fácilmente cambiar sus modelos, ya que este mapa final es una unidad separada. 

 Una continuación de esta lección final sería explicar la causa y efecto del efecto urbano de isla de calor que está teniendo lugar en las comunidades urbanas. Muchos materiales artificiales, tales como el concreto, tiende a absorber el calor irradiado durante el día e irradiarlo de vuelta a la atmósfera por la noche lo que provoca temperaturas más altas. La estrategia de mitigación más común para reducir dichas temperaturas es añadir vegetación para crear sombra y para devolver humedad al aire a través del proceso de evotranpiración. Los estudiantes pueden combinar sus mapas para determinar las ubicaciones más eficaces en sus instalaciones para ayudar a reducir la temperatura. Entender este fenómeno a medida que la población continúa aumentado ayudará a sus estudiantes a aprender la importancia de construir modelos de sus comunidades a fin de encomiar al proceso de planificación y construir paisajes urbanos más saludables.

Extensión: Gestión medioambiental 

Una de las actividades con mayor impacto para seguir estas lecciones sería hacer que los estudiantes elijan una de las estrategias de mitigación e implementarla en las tierras de la escuela. Una cosa es guiarlos a través del proceso de creación de mapas, pero el paso final sería tomar medidas. Incluso un pequeño cambio liderado por los estudiantes cada año puede crear un gran impacto con el tiempo. 

  Comprender el equilibrio entre los elementos naturales y artificiales dentro de tu comunidad puede proporcionar a los estudiantes un profundo entendimiento de lo que conlleva crear un medioambiente humano más saludable. Con la expansión de las áreas urbanas, la oportunidad para que las personas vivan la naturaleza está disminuyendo₅. Como educadores necesitamos crear más oportunidades para que los estudiantes pasen más tiempo al aire libre, recopilar datos precisos y entender las formas actuales de tecnología utilizada por los científicos en el campo para entender nuestro mundo en constante cambio. Enseñar a los estudiantes lo que pueden lograr con la información que reciben puede ayudarles en el futuro a guiarlos a tomar decisiones responsables basadas en la conservación. 

Susan Ferguson enseña ciencia de séptimo grado en Highland Junior High en Mesa, Arizona.

Sabrina Sánchez es traductora de inglés literaria y técnica científica. Se desempeña como traductora freelance desde Buenos Aires, Argentina. 

Recursos: 

1. Official U.S. Government information about the Global Positioning System (GPS) and related topics. (2013). Retrieved from www.gps.gov/students/ 
2. How does GPS work? Physics.org. Retrieved from www.physics.org/article-questions.asp?id=55 
3. National Geographic. GIS (geographic information system). Retrieved from http://education.nationalgeographic.com/encyclopedia/geographic-information-system-gis/ 
4. Teach Engineering. (2015). What is GIS? Retrieved from https://www. teachengineering.org/view_lesson.php?url=collection/uoh_/lessons/uoh_dig_ mapping_less1/uoh_dig_mapping_less1.xml 
5. National Geographic. Urban heat island. Retrieved from http://education.nationalgeographic.com/encyclopedia/urban-heat-island/ 
6. EPA. (2015). Heat Island Effect. Retrieved from www.epa.gov/hiri/index.htm 

Notas finales:

1. Barnett, M., Vaughn, E., & Cotter, L. (2011). Urban environmental education: Leveraging technology and ecology to engage in studying the environment. International Research in Geographical and Environmental Education, 20(3), 199-214. 
2. Chow, W., Brennan, D., Brazel, A. (2012). Urban heat island research in Phoenix, Arizona. American Meteorlogical Society, 4, 517-530. 
3. Harlan, S., Boudreau, D. (2012). Human Nature. Chain Reaction/Arizona State University, 7(1), 4-5. 
4. Zrioka, P. (2012). Paving the way to a cooler future. Chain Reaction/Arizona State University, 7(1), 6-7. 
5. Miller, J. (2005). Biodiversity conservation and the extinction of experience. Trends in Ecology & Evolution, 20(8), 430-434.