TORNEO STEM 2022-MINTIC
FORMATO DE
PRESENTACIÓN DE PROYECTO “EN DESARROLLO”
y “FINALIZADO”
Girabotic:
Generador robótico de energía limpia
INSTITUCIÓN EDUCATIVA SIMÓN BOLÍVAR SEDE CONECNTRACIÓN EDUCATIVA
DEL NORTE
Departamento: CÓRDOBA
Municipio: SAHAGÚN
Rural: No
Autor(es):
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DOCENTE PONENTE |
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ALVAREZ
CALLE JORGE EMILIO |
Grados
sexto – noveno Áreas
Matemáticas y Tecnología |
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ESTUDIANTES PONENTES |
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| CAMILA ANDREA ARRIETA RODRIGUEZ |
camilaazenekarrietarodriguez@gmail.com Grado octavo |
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SARIT SERPA CABRERA |
Grado noveno |
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GERALDINE
MARIA URDANETA BALSAN |
Roswarferreira860@gmail.com Grado Séptimo |
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DOCENTES ASISTENTES |
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ANA
KARINA MONTERROZA ARRIETA |
mkarena08@hotmail.com
Grados
sexto a noveno Ciencias
naturales |
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OTROS ESTUDIANTES |
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GERALDIN
DARIANA DEPABLOS DE LA PUENTE |
Geraldindarianadepablos@gmail.com Noveno |
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CERRADA CAÑIZALEZ ORIANETH ESTEFANY |
Noveno |
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GABRIEL
ANDRES RIVERA RODRIGUEZ |
Octavo |
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EDILEY
DEL CARMEN PIMENTEL RAMOS |
noveno |
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DIEGO
ALBERTO PADILLA QUIROZ |
Noveno |
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ROSWAR
GREGORIO FEREIRA BARSAN |
Roswarferreira860@gmail.com Séptimo |
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ANDRÉS
DAVID RAMOS HERAZO |
Noveno |
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YINA LUZ
PEREZ PEREZ |
Noveno |
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LUIS
JAVIER BANDA DÍAZ |
Noveno |
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JUAN
ESTEBAN GARCIA ARRIETA |
Noveno |
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DANNA
SOFIA LARA FLÓREZ |
Séptimo |
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MARIANGEL RIVERA RODRIGUEZ |
mariangelriverarodriguez720@gmail.com Noveno |
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IVAN
DARIO MERCADO MESTRA |
Noveno |
Resumen: Aplicando metodologías innovadoras de educación, se quiere
construir una fuente de energía limpia y autónoma, capaz de “capturar” la luz
del sol mediante un panel fotovoltaico, que modifica su ubicación acorde a la
incidencia de los rayos solares, permitiendo un mayor aprovechamiento de la
misma y utilizarla como medio de alimentación energética para los demás
prototipos que se construyan en la escuela, convirtiéndose en una fuente
económica y limpia. La propuesta busca que los estudiantes de la Institución
Educativa Simón Bolívar sede CEN, utilizando los elementos de kit STEM,
estudien el fenómeno natural del fototropismo positivo y los emulen a través de
sensores y actuadores, que ubicarán un panel solar de manera autónoma, para que
éste ocupe posiciones durante el día, que le permitan aprovechar eficientemente
la energía solar, al tiempo que construyen otros prototipos que recibirán la
energía suficiente para operar durante el desarrollo de las clases.
La propuesta incluye la
construcción de al menos dos prototipos adicionales: uno para el control de
aforo y el otro para mejorar la ventilación de las aulas; sin embargo, la
solución puede aplicarse a otros contextos de la vida escolar; por ejemplo,
apoyar el proyecto de reciclaje para la automatización de canecas recolectoras
de basura o simplemente la implementación de fuentes para cargar celulares.
Otro componente es la utilización
de los RAEE (Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos) como parte de la
construcción de los prototipos, fomentando el aprovechamiento de dichos
materiales y el manejo apropiado de los desechos mediante el reciclaje, con la
ayuda de los encargados de este proyecto en la Institución.
Palabras claves: Arduino, prototipo, transversalidad curricular, energías
alternativas.
Plazo: 3 meses.
Planteamiento del problema: Los
estudiantes viven a diario una serie de experiencias producto de la tecnología
y la naturaleza, sin preocuparse de su origen,
funcionamiento y mucho menos de estudiar la forma como ellos pueden
incidir para mejorar sus condiciones, bien sea mejorando su uso, modificándolo
o creando nuevas soluciones. La falta de
interés por la investigación en la comunidad educativa, especialmente por
entender los fenómenos o experiencias que viven a diario, acrecentadas por el
avance de la tecnología, convierte a los estudiantes en agentes y consumidores
pasivos, incapaces de aprovechar las oportunidades del contexto en pro del
beneficio propio y de la comunidad.
El año anterior, con el retorno
de estudiantes a la presencialidad y motivados por la capacitación obtenida en
STEMNAUTAS 2020, conformamos un pequeño grupo para promover las competencias
del siglo XXI y participar en el Torneo STEM 2021. Debido al éxito de la
campaña, nos propusimos crear un grupo STEM
e iniciar una cruzada por la investigación en robótica en este año.
Producto de esta iniciativa,
comenzamos a interesarnos en las situaciones del contexto educativo y locativo
en la institución, al tiempo en que comenzamos a adquirir los conocimientos
básicos para el uso del Kit STEM que recibimos a principio de este año. Durante
una lluvia de ideas, los estudiantes se interesaron en tres problemas
fundamentales:
·
El uso de energías limpias
·
Mejorar la ventilación en las aulas
·
Controlar el aforo en sitios neurálgicos
como los baños
Por tal motivo, y después de tabular las ideas, se propone crear
un sistema “inteligente” de aprovechamiento de la luz solar, inspirado en el
fototropismo positivo de las plantas, el cual alimentará un sistema de control
de aforo para los baños y un prototipo de ventilación basado en componentes
reciclados con un monitoreo de la temperatura ambiente en el aula de clase.
Contenidos del enfoque STEM aplicados: Sistema Praxis y Sistema Xplora
(todos los planetas). Sistema Anexa (planetas Maker, planeta Robotnic)
Competencias del Siglo XXI aplicadas: Creatividad e innovación, pensamiento
crítico, resolución de problemas, aprender a aprender, responsabilidad personal
y social, apropiación de las tecnologías digitales
Referente teórico/Conceptual:
Teórico:
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Autores |
Dra. Raquel
Simón Allué, Ingeniera en I+D, Óscar Puyal Latorre, Ingeniero de IoT, Dpto.
Monitorización, Dra. Isabel Guedea Medrano, Project Manager |
Año |
2018 |
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“Los paneles solares híbridos se
caracterizan por generar energía térmica y fotovoltaica en un mismo panel.
Esta producción dual optimiza el espacio disponible en cubierta, permitiendo
generar hasta un 40% más de energía por metro cuadrado que ambas tecnologías
por separado. En este trabajo presentamos el primer sistema de control
híbrido, MeshControl, capaz de monitorizar y regular la generación térmica
y/o eléctrica de la instalación solar en función de los perfiles de demanda y
requerimientos del usuario en cada momento. Dicho sistema se basa en los
principios de la tecnología libre y en el concepto de Internet de las Cosas
para diseñar un control aplicado al campo de la energía. La integración de
los primeros supuestos de este control en una instalación híbrida ha
producido un aumento del 11% en la generación de energía de un caso tipo
planteado, aumento que asciende al 66% al comparar con los sistemas solares
tradicionales” |
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Autores |
Diego Libardo Ulloa Prada - Leidy Lorena Romero Cruz |
Año |
2019 |
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“En el
siguiente trabajo se proyecta el mejoramiento de la calidad de vida en un
hogar, mitigando de una manera puntual la necesidad del consumo de energía.
Durante este proceso se han observado los impactos ocasionados al medio
ambiente por el cambio climático, a causa de la contaminación constante en el
planeta que ha surgido como consecuencia de las malas prácticas empleadas
para abastecer las necesidades básicas del ser humano; dentro de las cuales
encontramos la inclusión de tecnologías en la industria de la automatización
para el aumento en la producción de energía eléctrica agotando recursos
naturales no renovables y generando altos niveles de dióxido de carbono” |
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Conceptual:
Prototipo:
según la definición de la RAE, “Ejemplar original o primer molde
en que se fabrica una figura u otra cosa”, en este proyecto lo usamos para
referirnos a un artefacto electrónico único, construido para dar solución a una
problemática y que puede eventualmente construirse masivamente. Es básicamente
un dispositivo de muestra o prueba
Arduino:
Término utilizado para referirse a una de las tantas plataformas de hardware
libre, famosa por su amplia difusión entre desarrolladores de proyectos
electrónicos que utilizan microcontroladores. Combina una poderosa fusión
hardware – software open source.
STEM: es una sigla formada por los
términos en inglés Science, Technology, Engineering and Mathematics (ciencia,
tecnología, ingeniería y matemáticas), que hace referencia a una metodología
integradora de diversas disciplinas del conocimiento humano en el aprendizaje
Energías
limpias: se refiere a la obtención de energía a través de medios no
contaminantes como los gases de efecto invernadero
Objetivos:
General: Aplicar la metodología STEM en la construcción de un prototipo
basado en Arduino para proveer de manera autónoma energía limpia a otros
proyectos de la escuela
Específicos:
·
Organizar grupos de trabajo
interdisciplinares para trabajar en el proyecto
·
Capacitar a docentes
y estudiantes en el uso de Arduino y enfoque STEM
·
Adquirir los
elementos tecnológicos necesarios para la construcción de los prototipos
·
Construir el sistema
de generación de energía limpia para utilizarlo en los demás proyectos de la
escuel
·
Organizar jornadas
de prueba del prototipo con la comunidad educativa
·
Publicar los
resultados obtenidos en las pruebas finales del prototipo
Metodología: El proyecto se inicia con una socialización con los docentes
de las diferentes áreas, en referencia a las metodologías que se aplicarán para
desarrollar el dispositivo, sus implicaciones en la comunidad, su injerencia en
la planeación – ejecución de las clases de manera transversal y la motivación
que debe imprimirse a los estudiantes para que se involucren. Posteriormente,
se organizarán horarios de trabajo con docentes y estudiantes implicados
directamente en la construcción del prototipo. Seguidamente se procede a
capacitar al personal comprometido, en el enfoque STEM, circuitos de Arduino,
programación en processing, simulador ThinkerCard y demás competencias
necesarias para desarrollar el proyecto.
En cuanto a
las clases que reciben los demás estudiantes, diseñarán y aplicarán secuencias
didácticas que aborden el tema desde distintas perspectivas; por ejemplo, el
docente de ciencias naturales trabajará en la explicación de eventos naturales
como el fototropismo positivo y negativo en las plantas, las fuentes de energía
de origen natural, el calentamiento global entre otros. Todo esto ocurre
mientras los demás docentes de manera simultánea abordan el mismo tema desde
otras disciplinas: Informática (Arduino, programación, circuitos), Artística
(construcción de maquetas con materiales reciclables), Ética
(corresponsabilidad con el medio ambiente), Sociales (la afectación en la
economía y otras áreas del calentamiento global), Matemáticas (temperatura
promedio, consumo de energía) y otras transversalizaciones.
Una vez
adquiridos los elementos tecnológicos necesarios, mediante la metodología de
aprender haciendo (maker) y basándose en los preceptos del ABP, se procede a la
implementación de talleres prácticos en los cuales se adquirirán competencias
básicas en la configuración de sensores y actuadores, haciendo finalmente
énfasis en los foto receptores y paneles solares, perfeccionado la detección de
luz en diferentes direcciones, para después ensayar en campo los prototipos
construidos y perfeccionarlos hasta obtener un producto final que cumpla con
los requerimientos. Luego, se organizarán jornadas para la prueba final del
prototipo con la comunidad educativa, comenzando con la jornada de la tarde y
extendiéndola a toda la Institución. Las evidencias se publicarán en las redes
sociales para dar conocimiento del proyecto a toda la ciudadanía.
Durante
todo el desarrollo del proyecto, tanto docentes como estudiantes, tendrán la
oportunidad de experimentar el enfoque STEM desde su perspectiva, invitándolos
a sentir curiosidad por los fenómenos y tecnología con los que interactúan,
detectar problemáticas y plantear soluciones amigables con el medio ambiente.
Resultados esperados:
·
Lograr que las directivas de la
Institución, se interesen en mejorar el ambiente en las aulas, mediante la
implementación de soluciones energéticas amigables con el medio ambiente
·
Involucrar a la comunidad educativa en
la construcción de soluciones de interés común desde el aula, aprovechando los
medios tecnológicos disponibles con responsabilidad social y ambiental
·
Construir un dispositivo autónomo que
permita aprovechar la energía solar para alimentar los prototipos que
construyan en el grupo STEM
Resultados obtenidos: Se describirán según el avance del proyecto
Discusión y Análisis: Es un proyecto en desarrollo
Conclusiones: Se describirán según el avance del proyecto.
Impactos de los resultados obtenidos: Se describirán según el avance
del proyecto
Bibliografía:
Cruz, D. L.-L. (2019). https://repository.unad.edu.co/.
Recuperado el 27 de Julio de 2022, de
http://repositorio.ug.edu.ec/handle/redug/52240
Varios. (2018). https://www.casadomo.com/.
Recuperado el 27 de Julio de 2022, de
https://www.casadomo.com/comunicaciones/comunicacion-control-inteligente-energia-solar-iot-aplicado-paneles-solares-hibridos
