El IES Peñamayor apuesta por la ciencia y la ingeniería. Este año ha lanzado su tercera sonda a la estratosfera y no contentos con eso se ha embarcado además en la construcción de un vehículo eléctrico tripulado. Este centro ubicado en Nava presentará ambos proyectos en la III Feria de la Ciencia y de la Innovación de Asturias organizada por la Consejería de Ciencia, Empresas, Formación y Empleo del Principado de Asturias, a través de la Fundación para el Fomento en Asturias de la Investigación Científica y la Tecnología (FICYT).
Alumnado y profesorado del proyecto Daniell en la estratosfera, !vaya tela!
¿En qué consisten los dos proyectos que vais a presentar en la Feria?
El primer proyecto consiste en el envío de una sonda estratosférica con una pila Daniell en su interior para estudiar su comportamiento en condiciones de bajas presiones y temperaturas. También se llevan muestras de telas de varios tejidos para estudiar si sus propiedades mecánicas se modifican por su exposición a esas condiciones extremas. Finalmente, la sonda incluye sensores de radiación ultravioleta protegidos con esas mismas telas para comprobar la protección de los distintos tejidos frente a dicha radiación.
El segundo proyecto consiste en la construcción de un vehículo eléctrico de competición dentro de la categoría F24 de GreenPower. El objetivo principal es diseñar y optimizar el coche para competir en mayo de 2025, priorizando la eficiencia energética. En esta categoría, gana el equipo cuyo vehículo logre recorrer la mayor distancia con una batería limitada, lo que implica optimizar aerodinámica, consumo energético y estrategias de conducción. Este proyecto forma parte de una red internacional con más de 2.500 equipos en todo el mundo que buscan fomentar la movilidad sostenible.
¿Cómo los habéis llevado a cabo?
El primer proyecto fue uno de los seleccionados en la misión SERVET X, una iniciativa de la Fundación Ibercivis dirigida a centros educativos de todo el país que quieran poner un experimento científico rumbo a la estratosfera.Nos parece importante aprovechar los lanzamientos de experimentos a la estratosfera, por ser este entorno, dadas sus condiciones extremas, un «laboratorio” interesante para centros educativos, que no disponen de medios para reproducir en un laboratorio terrestre estas condiciones. Esta es nuestra tercera participación y ya contábamos con experiencia pues anteriormente habíamos participado en la misión SERVET VI (2022) lanzando un experimento sobre sidra, y en la misión SERVET VIII (2023) lanzando un experimento sobre la detección de infrasonidos y la reproducción del himno de Asturias en la estratosfera.
Cableado y momento del lanzamiento de la sonda
En el proyecto “Daniell en la estratosfera, ¡vaya tela!” teníamos unos objetivos muy concretos ya desde el inicio y su relación con las distintas materias de Bachillerato y ESO. La pila Daniell es un saber básico de Química de 2º Bachillerato. Los ensayos de tracción y punzonado se estudian en Tecnología e Ingeniería de Bachillerato. La programación, la electrónica y las telecomunicaciones de la sonda se trabaja en Tecnología y Digitalización (ESO) y en Tecnología e Ingeniería de Bachillerato. La radiación UV se estudia en Física de 2º Bachillerato.
En el segundo proyecto contamos con todos los materiales necesarios para la construcción del coche, salvo la carrocería y otros extras. En el ensamblaje participa activamente el alumnado de Tecnología de 4º ESO, y consistió principalmente en los siguientes pasos. Primero remachamos las placas metálicas que sirven como base a la parte inferior del chasis, y colocamos los sistemas de seguridad con tornillería básica. Después montamos los ejes de las ruedas traseras y delanteras y tuvimos que calibrar su altura, inclinación y apertura, y a continuación colocamos la dirección del coche y el volante. Este fue probablemente el paso que más tiempo nos llevó. Entonces realizamos todo el cableado eléctrico, incluyendo la alimentación del claxon, la luz de freno y el acelerador que se conecta a un relé que activa el motor. Tuvimos que utilizar guías para llevar los cables por el interior del chasis. Con el coche prácticamente montado, terminamos de calibrar la colocación de los discos de freno para asegurarnos que el coche era seguro.
Cidercar, vehículo eléctrico de competición
Una vez terminado el ensamblaje básico, iniciamos el estudio de los materiales para la carrocería, buscando un equilibrio entre resistencia, aerodinámica y facilidad de montaje. Paralelamente, comenzamos a desarrollar un sistema de telemetría con sensores que monitorizan parámetros clave del coche, como el estado de las baterías, el consumo energético y la eficiencia en carrera. Esta información se transmitirá en tiempo real al conductor, permitiéndole ajustar su estrategia de conducción para optimizar la autonomía. Para ello, aplicamos conocimientos de electrónica analógica y digital en el diseño del sistema de medición, además de programación e Internet de las Cosas para el envío y análisis de los datos recogidos.
Se trata además de un proyecto que gira no solo en torno al montaje del coche, sino que queremos hacer extensible a todo el alumnado del centro a través de diversas situaciones de aprendizaje. Ha participado también alumnado de Bachillerato en la difusión del proyecto a través de redes, alumnos de Producción Digital de 4º ESO en la elaboración de material impreso en 3D como merchandising del proyecto, alumnado de Física y Química en el análisis científico de movimientos rectilíneos y circulares, uso de las baterías, fuentes de energía, etc. Incluso hay asignaturas no STEAM del centro que planean participar en el proyecto de diversas formas próximamente.
¿Qué habéis descubierto o logrado con el proyecto?
En el primer proyecto se han comprobado experimentalmente los resultados que predice la teoría para el comportamiento de la pila Daniell. También se han realizado los ensayos de tracción y punzonamiento de las telas que viajaron a la estratosfera y se ha comprobado que su resistencia se ha reducido con respecto a las que no viajaron. Finalmente, pudimos comprobar como las telas deportivas con protección UV ofrecen una protección hasta 100 veces mayor que otras telas de algodón o fibras sintéticas.
En el segundo proyecto se debería destacar por encima de cualquier hallazgo tecnológico la importancia del trabajo en equipo. El propio alumnado reconoce ahora la importancia de repartir correctamente las tareas, respetarse en el taller y saber trabajar de forma autónoma pero colaborativa. Han mejorado mucho, pero también saben que les queda mucho camino por delante y que sincronizarse para conseguir un objetivo conjunto es probablemente la tarea más difícil a la que se enfrentan. Respecto a los aprendizajes tecnológicos, el alumnado ha adquirido experiencia práctica en el uso de herramientas manuales como remachadoras y llaves, además de software de diseño digital para planificar la carrocería. También les ha servido para aplicar conceptos de física sobre el movimiento del coche, geometría avanzada para el diseño de la carrocería, y de análisis de materiales para evaluar su resistencia y peso. En el ámbito eléctrico, aprenden sobre circuitos de distribución de energía, el uso real de componentes electrónicos como condensadores o varistores, además de empezar a programar sistemas electrónicos para completar la telemetría del vehículo.
¿Por qué es importante este proyecto y cómo lo estáis dando a conocer?
En ambos proyectos hemos logrado implicar a un buen número de alumnos y profesores del centro, de modo que podemos contextualizar ideas y ligar contenidos y eso es muy positivo para al alumnado. Se relacionan conceptos entre sí y es mucho más fácil ver su aplicación en la vida real. Por poner un ejemplo, mientras el profesor de Física y Química explica la relación entre la masa y el peso de los cuerpos, el profesor de Tecnología utiliza este concepto para hacer ensayos de tracción sobre telas, colgando de las telas diferentes masas para controlar bajo qué fuerza se rompen.
Respecto a la divulgación, tenemos grupos y estudiantes responsables específicamente de la divulgación, entendiendo que en estos proyectos no solo importa “hacer” las cosas, sino también saber explicarlas y hacerlas llegar al resto del centro y de la comunidad. Lo hacemos principalmente a través de varias cuentas de Instagram (@iespenamayornava, @navafyq, @robot.nava y @cidercar) y con pósters divulgativos colgados en los pasillos del instituto. Hemos hecho también algunos formularios para implicar a las familias, y planeamos recoger toda la información en una página web específica próximamente.
Con la realización de este tipo de proyectos la motivación del alumnado aumenta muchísimo y los aprendizajes son mucho más significativos. Además, este tipo de proyectos ofrece al alumnado la posibilidad de viajar, acudir a concursos, ferias como la III Feria de la Ciencia y de la Innovación de Asturias, visitar empresas, etc.
¿Qué ha sido lo más difícil y qué os gustaría mejorar de cara a futuro?
La principal dificultad para llevar a cabo este tipo de proyectos es la financiación. Por un lado, se precisa la compra de materiales que no suele haber en un instituto como dispositivos electrónicos, materiales para la carrocería del coche, etc. Por otro lado, la asistencia a las carreras con el coche eléctrico o al lugar de lanzamiento de la sonda estratosférica implica una serie de gastos que el alumnado y las familias deben asumir. Esto plantea un reto, pero al mismo tiempo una oportunidad para plantear campañas de autofinanciación en las que el alumnado entiende la importancia de emprender y que ellos solos con un poco de ayuda también tienen la capacidad de desarrollar proyectos complejos si se lo proponen.
¿Habéis establecido algún tipo de colaboración con personas expertas, empresas o instituciones externas al centro?
Para superar las dificultades económicas citadas en la pregunta anterior, hemos contado siempre con la participación de empresas que patrocinan el proyecto y están muy arraigadas en el entorno del centro: llagares, talleres mecánicos, cafeterías de la zona, etc.
También contamos con ayuda de expertos de GreenPower que nos resuelven cualquier consulta relativa a la construcción del coche y a las reglas de la competición. Por otro lado, desde la Fundación Ibercivis también nos han asesorado durante la realización del primer proyecto.
¿Qué esperáis de vuestra participación en la III Feria de la Ciencia y de la Innovación?
Esperamos que el alumnado mejore su capacidad comunicativa atendiendo al público en la explicación de los proyectos STEAM del centro. Con ello, damos a conocer nuestros proyectos e investigamos los de otros centros y asociaciones con la intención de buscar posibles vías de colaboración.
Para nosotros es muy importante la colaboración entre centros, por ejemplo, hemos presentado una propuesta común con el IES Víctor García de la Concha (Villaviciosa) que consiste en desarrollar un software para un satélite real junto a la empresa de lanzamiento de cohetes española PLD Space.
