♨️ Efecto Invernadero en Miniatura
El efecto invernadero y su relación con el calentamiento global, construyendo mini-invernaderos con botellas de plástico y midiendo la temperatura con el P-Bit.
9 saberes del currículo oficial LOMLOE, citados literalmente · 8-15 años
3.º-4.º Primaria · 5.º-6.º Primaria · 1.º ESO · 2.º ESO · 3.º ESO
Realizar el experimento y analizar los primeros resultados.
Para observar la evolución de la temperatura.
De qué trata
El efecto invernadero es un proceso natural que permite que la Tierra mantenga una temperatura adecuada para la vida. Sin embargo, el aumento de gases como el CO₂ ha intensificado este efecto, provocando un calentamiento global.
En este experimento, el alumnado construirá mini-invernaderos con botellas de plástico y medirá la temperatura en su interior y en el exterior con el sensor de temperatura del P-Bit (DHT11 o DS18B20).
Objetivos de la situación
- Entender el efecto invernadero y cómo influye en la temperatura del planeta.
- Observar cómo el calor queda atrapado en un espacio cerrado, simulando la atmósfera terrestre.
- Relacionar el fenómeno con el cambio climático y sus consecuencias.
Por qué esta situación importa
Objetivos de Desarrollo Sostenible que esta situación trabaja de forma directa: no los menciona, los mide.
-
Entender el mecanismo del efecto invernadero es la base para actuar frente al cambio climático.
UNESCO · Greening Curriculum Guidance
Greenhouse gases
El texto describe literalmente el mecanismo que se reproduce en miniatura: los gases actúan como una manta que retiene el calor.
Texto original (en inglés)
The Earth’s temperature is affected by naturally occurring GHGs which serve as a blanket, lessening the loss of heat from the Earth’s surface. Loss of heat (as infra-red radiation) from the Earth’s surface is restricted by small amounts of GHGs such as CO2 in the lower atmosphere. Without this ‘greenhouse effect’ , the Earth’s average air temperature would be -18C instead of about 15C. The rise in the levels of CO2 and of other GHGs (computed as CO2 equivalents), since industrialization, corresponds to the rise in overall global temperature. CO2 stays in the atmosphere for thousands of years. Water vapour (H2O) is also a GHG but forms clouds and falls as rain. Methane (CH4) from natural sources and from cattle farming, waste dumps, leakage from oil wells, etc. is a stronger GHG than CO2 but stays in the atmosphere for a shorter time. GHGs also include nitrous oxides (N2O), ozone and other chemicals. Chemicals such as fluorocarbons used in refrigerators are GHGs but are better known for damaging the ozone layer in the stratosphere. The stratospheric ozone layer is a friend of life on Earth, absorbing much of the ultraviolet radiation from the sun which would otherwise be harmful. Destruction of the ozone layer at the Earth’s poles (creating a seasonal ‘ozone hole’) is discussed in Topic 1.6 Renewable Energy below.
GreenComp · Marco europeo de competencias verdes
Pensamiento sistémico
Conectar un experimento de mesa con un fenómeno planetario exige pensamiento sistémico, no una observación aislada.
Texto oficial del marco
Abordar un problema de sostenibilidad desde todas las vertientes; considerar el tiempo, el espacio y el contexto para comprender cómo interactúan los elementos dentro de los sistemas y entre ellos.
Qué necesitas
Cómo usar el P-Bit en esta situación
Truco de pantalla: Con un solo P-Bit fijo puedes leer las dos temperaturas y la diferencia a la vez.
-
Con el P-Bit apagado, conecta la sonda DS18B20 al puerto negro
IO33.- ¿Qué es la sonda DS18B20? Un sensor de temperatura dentro de una cápsula metálica, en la punta de un cable. Aquí va dentro de la botella cerrada.
- El conector solo entra en una posición. Si notas resistencia al conectarlo, no lo fuerces. Dale la vuelta.
-
Coloca el cuerpo del P-Bit junto a la botella abierta y mete la punta de la sonda dentro de la botella cerrada.
- ¿Qué mide el P-Bit ahí fuera? Su
DHT11integrado, un sensor dentro de la carcasa que mide el aire exterior sin necesidad de conectar nada.
- ¿Qué mide el P-Bit ahí fuera? Su
- Sitúa ambas botellas exactamente en el mismo lugar y a la misma altura, para que reciban la misma luz solar y la diferencia se deba solo al invernadero.
-
Ve a la pantalla Termo Lab (4ª del carrusel).
- ¿Qué verás? La temperatura de fuera, la de dentro de la botella, y la diferencia entre ambas, calculada automáticamente por el propio P-Bit. Sin restar a mano ni alternar pantallas.
Cómo se hace
Crearemos dos entornos: un mini-invernadero hecho con una botella cerrada, y un espacio sin cobertura al exterior. Usaremos el sensor de temperatura del P-Bit para medir el calor atrapado dentro del invernadero y compararlo con la temperatura externa.
1. Planteamiento de la pregunta de investigación
- ¿Cómo cambia la temperatura dentro de un espacio cerrado en comparación con el exterior?
- ¿Por qué el calor queda atrapado dentro del invernadero?
- ¿Cómo se relaciona esto con el calentamiento global?
2. Formulación de hipótesis
Algunos ejemplos que puede plantear el alumnado:
«Si la botella está cerrada, el calor aumentará más rápido que en el exterior.»
3. Preparación del experimento
- Cortar dos botellas de plástico por la mitad y colocar ambas mitades sobre una base de cartón.
- Cerrar una de ellas con la parte superior de la botella, formando un invernadero. Dejar la otra abierta.
- Añadir tierra o arena en ambas, si se quiere simular una superficie terrestre.
- Preparar el P-Bit: deja el cuerpo del P-Bit (con su DHT11 integrado) junto a la botella abierta, midiendo el aire de fuera, y mete la punta de la sonda DS18B20 dentro de la botella cerrada.
- Ubicar ambas botellas en un lugar soleado, junto al P-Bit, y esperar unos minutos antes de empezar a tomar datos.
- Leer ambas a la vez en la pantalla Termo Lab: verás la temperatura de fuera, la de dentro de la botella, y la diferencia entre ambas, sin tener que mover ningún sensor ni alternar pantallas.
4. Toma de datos
Mediciones a registrar
- Temperatura dentro del invernadero y en el exterior, cada 5-10 minutos durante 30-60 minutos.
Ejemplo de tabla de datos
| Tiempo | Dentro | Fuera | Diferencia |
|---|---|---|---|
| 0 min | — | — | — |
| 10 min | — | — | — |
| 20 min | — | — | — |
| 30 min | — | — | — |
5. Análisis de datos
- Grafica la diferencia (dentro menos fuera) a lo largo del tiempo, en vez de las dos temperaturas por separado: esa curva es la que muestra directamente cuánto calor extra atrapa la botella, y si esa diferencia crece, se estabiliza o baja.
- ¿En qué momento la temperatura dentro del invernadero empezó a aumentar más rápido?
- ¿Cómo representa este experimento, con sus límites, lo que ocurre en la atmósfera terrestre?
6. Reflexión y conclusiones
Preguntas para el debate
- ¿Se confirmaron nuestras hipótesis?
- ¿Por qué es importante controlar la emisión de gases de efecto invernadero?
- ¿Qué acciones podemos tomar para reducir el calentamiento global?
7. Soluciones y alternativas sostenibles
- Reducción de emisiones de CO₂ y otros gases de efecto invernadero.
- Uso de energías renovables para disminuir la dependencia de combustibles fósiles.
- Monitoreo de temperatura con sensores como el P-Bit, para entender mejor el fenómeno a escala local.
Qué currículo trabaja
Con ese curso y esa materia no hay saberes. Prueba otra combinación.
3.º-4.º Primaria
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural2
-
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural · 3.º y 4.º
El calor. Cambios de estado, materiales conductores y aislantes, instrumentos de medición y aplicaciones en la vida cotidiana.
Por qué encaja
El calor y sus aplicaciones: por qué un espacio cerrado retiene más calor que uno abierto.
Código de referencia:
PRI-CMNSC.c2.A.15· Real Decreto 217/2022 y 157/2022 -
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural · 3.º y 4.º
Procedimientos de indagación adecuados a las necesidades de la investigación (observación en el tiempo, identificación y clasificación, búsqueda de patrones, creación de modelos, investigación a través de búsqueda de información, experimentos con control de variables...).
Por qué encaja
Comparar caja cerrada frente a caja abierta, todo lo demás igual, es el experimento con control de variables del saber.
Código de referencia:
PRI-CMNSC.c2.A.1· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Matemáticas1
-
Matemáticas · 3.º y 4.º
Comparación gráfica de dos conjuntos de datos para establecer relaciones y extraer conclusiones.
Por qué encaja
Caja cerrada frente a caja abierta son dos conjuntos de datos comparados gráficamente.
Código de referencia:
PRI-MAT.c2.E.5· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
5.º-6.º Primaria
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural2
-
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural · 5.º y 6.º
El clima y el planeta. Introducción a la dinámica atmosférica y a las grandes áreas climáticas del mundo. Los principales ecosistemas y sus paisajes.
Por qué encaja
El experimento en miniatura se conecta con la dinámica atmosférica a escala planetaria.
Código de referencia:
PRI-CMNSC.c3.C.2· Real Decreto 217/2022 y 157/2022 -
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural · 5.º y 6.º
Fases de la investigación científica (observación, formulación de preguntas y predicciones, planificación y realización de experimentos, recogida y análisis de información y datos, comunicación de resultados...).
Por qué encaja
La comparación se sostiene como investigación completa: predicción, medida y conclusión.
Código de referencia:
PRI-CMNSC.c3.A.1· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
1.º ESO
Biología y Geología2
-
Biología y Geología · 1.º a 3.º
Las causas del cambio climático y sus consecuencias sobre los ecosistemas.
Por qué encaja
Ancla central: 'las causas del cambio climático y sus consecuencias sobre los ecosistemas' es el fenómeno que la caja reproduce a escala.
Código de referencia:
ESO-BG.1-3.E.5· Real Decreto 217/2022 y 157/2022 -
Biología y Geología · 1.º a 3.º
Las funciones de la atmósfera y la hidrosfera y su papel esencial para la vida en la Tierra.
Por qué encaja
Las funciones de la atmósfera y su papel esencial para la vida, puestas en juego por el propio experimento.
Código de referencia:
ESO-BG.1-3.E.3· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Tecnología y Digitalización1
-
Tecnología y Digitalización · 1.º a 3.º
Estructuras para la construcción de modelos.
Por qué encaja
Construir la estructura de la caja es el saber de estructuras para la construcción de modelos.
Código de referencia:
ESO-TD.etapa.A.4· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Matemáticas1
-
Matemáticas · 1.º a 3.º
Comparación de dos conjuntos de datos atendiendo a las medidas de localización y dispersión.
Por qué encaja
Comparar caja cerrada y abierta por su media y su dispersión, no solo por la temperatura máxima.
Código de referencia:
ESO-MAT.1-3.E.6· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
2.º ESO
Biología y Geología2
-
Biología y Geología · 1.º a 3.º
Las causas del cambio climático y sus consecuencias sobre los ecosistemas.
Por qué encaja
Ancla central: 'las causas del cambio climático y sus consecuencias sobre los ecosistemas' es el fenómeno que la caja reproduce a escala.
Código de referencia:
ESO-BG.1-3.E.5· Real Decreto 217/2022 y 157/2022 -
Biología y Geología · 1.º a 3.º
Las funciones de la atmósfera y la hidrosfera y su papel esencial para la vida en la Tierra.
Por qué encaja
Las funciones de la atmósfera y su papel esencial para la vida, puestas en juego por el propio experimento.
Código de referencia:
ESO-BG.1-3.E.3· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Tecnología y Digitalización1
-
Tecnología y Digitalización · 1.º a 3.º
Estructuras para la construcción de modelos.
Por qué encaja
Construir la estructura de la caja es el saber de estructuras para la construcción de modelos.
Código de referencia:
ESO-TD.etapa.A.4· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Matemáticas1
-
Matemáticas · 1.º a 3.º
Comparación de dos conjuntos de datos atendiendo a las medidas de localización y dispersión.
Por qué encaja
Comparar caja cerrada y abierta por su media y su dispersión, no solo por la temperatura máxima.
Código de referencia:
ESO-MAT.1-3.E.6· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
3.º ESO
Biología y Geología2
-
Biología y Geología · 1.º a 3.º
Las causas del cambio climático y sus consecuencias sobre los ecosistemas.
Por qué encaja
Ancla central: 'las causas del cambio climático y sus consecuencias sobre los ecosistemas' es el fenómeno que la caja reproduce a escala.
Código de referencia:
ESO-BG.1-3.E.5· Real Decreto 217/2022 y 157/2022 -
Biología y Geología · 1.º a 3.º
Las funciones de la atmósfera y la hidrosfera y su papel esencial para la vida en la Tierra.
Por qué encaja
Las funciones de la atmósfera y su papel esencial para la vida, puestas en juego por el propio experimento.
Código de referencia:
ESO-BG.1-3.E.3· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Tecnología y Digitalización1
-
Tecnología y Digitalización · 1.º a 3.º
Estructuras para la construcción de modelos.
Por qué encaja
Construir la estructura de la caja es el saber de estructuras para la construcción de modelos.
Código de referencia:
ESO-TD.etapa.A.4· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Matemáticas1
-
Matemáticas · 1.º a 3.º
Comparación de dos conjuntos de datos atendiendo a las medidas de localización y dispersión.
Por qué encaja
Comparar caja cerrada y abierta por su media y su dispersión, no solo por la temperatura máxima.
Código de referencia:
ESO-MAT.1-3.E.6· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
4.º ESO
Tal como está, esta situación no trabaja ningún saber de este curso. Con el añadido de abajo, sí.
Y si tienes una sesión más
Añade: Añadir una explicación de por qué el plástico deja pasar la luz pero no dejar salir el calor: en términos de transferencia de energía.
Y sumas este saber de Física y Química:
-
Física y Química · 4.º
Transferencias de energía: el trabajo y el calor como formas de transferencia de energía entre sistemas relacionados con las fuerzas o la diferencia de temperatura. La luz y el sonido como ondas que transfieren energía.
Por qué encaja
En 4.º, la luz y el calor como formas de transferencia de energía explican el mecanismo completo, no solo el resultado observado.
Código de referencia:
ESO-FQ.4.C.2· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Otras áreas que puedes trabajar
Áreas hacia las que se puede extender. A diferencia de lo de arriba, esto es criterio pedagógico nuestro y no una cita del currículo: por eso no lleva código.
- Geografía e Historia. Investigar cómo ha cambiado la concentración de CO₂ atmosférico desde la industrialización.
- Educación en Valores Cívicos y Éticos. Debatir qué acciones cotidianas del centro aumentan o reducen las emisiones de gases de efecto invernadero.
Para ir más lejos
Cinco actividades para ampliar la situación, más otras ideas y las áreas con las que se conecta.
1. Escultura de datos: "La atmósfera en nuestras manos" 🏺
Objetivo: representar cómo el efecto invernadero atrapa el calor.
Descripción: modelar una escultura con capas que expliquen el fenómeno.
Técnica: modelado en 3D.
2. Mapeo satelital del cambio climático 🛰️
Objetivo: analizar imágenes de la NASA sobre el retroceso de glaciares.
Descripción: comparar imágenes satelitales de diferentes décadas para estudiar cambios en la temperatura global.
Técnica: tecnología y observación científica.
3. Poesía climática: "La Tierra que respira" 🎶
Objetivo: expresar a través de la poesía el impacto del efecto invernadero.
Descripción: escribir una poesía desde la perspectiva de la Tierra.
Técnica: literatura y sensibilización ambiental.
4. Mini invernadero con botellas 🌱
Objetivo: analizar cómo un invernadero conserva el calor.
Descripción: construir un pequeño invernadero con botellas plásticas y sembrar semillas dentro.
Técnica: experimentación y agricultura urbana.
5. Gráfica de gases de efecto invernadero con materiales naturales 📊
Objetivo: representar visualmente el impacto de los gases en el calentamiento global.
Descripción: crear gráficos usando hojas secas, semillas y materiales naturales.
Técnica: arte y ciencia combinadas.