Durante el segundo trimestre, el alumnado de 2º ESO de la materia Tecnología y Digitalización trabaja el estudio de las estructuras trianguladas y su aplicación práctica mediante el diseño y construcción de una estructura resistente utilizando barras de papel reciclado.
El proyecto combina análisis de estructuras reales, interpretación de planos, modelado 3D mediante Tinkercad y construcción en el taller.
A partir del diseño de una pirámide triangulada como módulo estructural básico, el alumnado construye en grupos una estructura capaz de soportar grandes cargas utilizando materiales ligeros y reciclados.
El proyecto finaliza con una prueba real de carga, comprobando experimentalmente que la resistencia de la estructura construida supera el peso de una persona (aprox. 60 kg)
1. DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS
- ACTIVIDAD 1: Estudio de estructuras trianguladas
Objetivo principal: Comprender las características, estabilidad y resistencia de las estructuras trianguladas mediante el análisis de construcciones reales.
Descripción:Esta actividad consiste en el estudio de diferentes estructuras trianguladas presentes en construcciones reales, analizando cómo la utilización de triángulos permite aumentar la estabilidad y mejorar el reparto de cargas en una estructura.
Después de estudiar los distintos esfuerzos presentes en las estructuras (tracción, compresión, flexión y torsión), el alumnado analiza el comportamiento de distintas formas geométricas frente a la aplicación de fuerzas, comprobando cómo las estructuras trianguladas mantienen su estabilidad debido a que el triángulo es una figura indeformable.
Durante la actividad se trabajan conceptos relacionados con resistencia, estabilidad, esfuerzos y deformaciones, observando ejemplos reales como puentes, torres eléctricas o la Torre Eiffel. Así el alumnado aprende cómo el diseño geométrico influye directamente en la resistencia y estabilidad de las estructuras.
Durante esta actividad se trabajan los siguientes conceptos:
- estructuras trianguladas,
- estabilidad estructural,
- reparto de cargas,
- resistencia de materiales,
- esfuerzos en estructuras,
- análisis de construcciones reales,
- interpretación de planos,
- y diseño estructural básico.
Tiempo de preparación docente: 1 hora
Tiempo de trabajo en el aula: 4 horas
- ACTIVIDAD 2: Interpretación de planos 2D y modelado 3D con Tinkercad
Objetivo principal: Desarrollar habilidades de interpretación de planos y representación espacial mediante el análisis de estructuras trianguladas en 2D y su posterior modelado tridimensional utilizando herramientas digitales.
Descripción: Esta actividad consiste en el análisis e interpretación del plano de la estructura que posteriormente será construida en el taller, identificando las diferentes vistas (alzado, perfil y planta), las dimensiones de las barras y la distribución de los elementos triangulados.
A partir del estudio del plano, el alumnado observa cómo la estructura completa está formada por la repetición de módulos triangulados. Debido a que la pirámide triangulada constituye el elemento estructural básico del proyecto, el alumnado realiza un modelado tridimensional simplificado de dicha estructura utilizando Tinkercad.
Durante el proceso de diseño en Tinkercad, el alumnado trabaja inicialmente creando una única barra tridimensional, ajustando sus dimensiones para representar las piezas que posteriormente utilizarán en la construcción física. A partir de esa barra base, aprenden a duplicar, girar y unir elementos geométricos hasta formar una pirámide triangular sencilla, comprendiendo así cómo se construyen digitalmente las estructuras trianguladas a partir de módulos básicos.
La actividad permite introducir el uso de herramientas TIC aplicadas al diseño técnico y facilita la comprensión espacial de la estructura antes de su construcción física en el taller.
Durante esta práctica se trabajan los siguientes conceptos:
- interpretación de planos,
- vistas de una estructura,
- estructuras trianguladas,
- representación espacial,
- modelado 3D,
- diseño asistido por ordenador,
- herramientas digitales de diseño,
- y aplicación de las TIC al diseño tecnológico.
Tiempo de preparación docente: 2 horas
Tiempo de trabajo en el aula: 4 horas
- ACTIVIDAD 3: Construcción y prueba de carga de la estructura triangulada
Descripción: Partiendo del diseño estudiado anteriormente, el alumnado construye físicamente las pirámides trianguladas que previamente había modelado en 3D mediante Tinkercad, comprobando cómo los módulos triangulados se combinan para formar una estructura resistente y estable.
Durante el montaje, el alumnado prepara las barras de papel, realiza cortes en bisel para mejorar las uniones y ensambla progresivamente la estructura utilizando pegamento termofusible.
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Finalmente, se realiza una prueba real de carga para comprobar experimentalmente la resistencia de la estructura construida. Durante las pruebas realizadas, algunas estructuras llegan a soportar aproximadamente 60 kg de peso, como se pude ver en el siguiente vídeo:
Durante esta práctica se trabajan los siguientes conceptos:
- estructuras trianguladas,
- estabilidad y resistencia,
- reparto de cargas,
- construcción de estructuras,
- interpretación de planos,
- modelado y representación espacial,
- trabajo cooperativo,
- y aplicación práctica del diseño tecnológico.
Tiempo de preparación: 1 hora
Tiempo de trabajo en el taller: 8 horas
2. METODOLOGÍAS UTILIZADAS
Durante el desarrollo del proyecto se utilizan metodologías activas centradas en la participación práctica del alumnado y en la resolución de problemas técnicos mediante el trabajo cooperativo.
Las principales metodologías utilizadas son:
- aprendizaje basado en proyectos,
- aprendizaje práctico y experimental,
- resolución de problemas,
- trabajo cooperativo,
- diseño y modelado digital,
- y aprendizaje basado en la construcción y comprobación experimental.
A lo largo de las distintas actividades, el alumnado avanza desde el análisis teórico de estructuras trianguladas hasta el diseño digital y la construcción física de una estructura resistente, aplicando los contenidos de forma progresiva y práctica.
3. RELACIÓN DE LAS ACTIVIDADES CON EL PROYECTO CITE DEL CENTRO
Las actividades desarrolladas se integran dentro del proyecto CITE STEAM del centro mediante el uso de herramientas digitales aplicadas al diseño técnico, la representación espacial y la construcción de estructuras.
A través del modelado 3D mediante Tinkercad y de la interpretación de planos técnicos, el alumnado trabaja competencias relacionadas con el diseño digital, la visualización espacial y la aplicación de las TIC en contextos tecnológicos reales.
Además, el proyecto favorece el desarrollo de la competencia digital, el trabajo cooperativo y la aplicación práctica de conocimientos tecnológicos mediante procesos de diseño, construcción y experimentación.
4. DIFICULTADES ENCONTRADAS
Las principales dificultades detectadas durante el desarrollo del proyecto estuvieron relacionadas con la precisión en la construcción de las estructuras, la correcta alineación de las barras, la realización de cortes en bisel y la estabilidad del conjunto durante el montaje.
Además, el modelado tridimensional mediante Tinkercad requirió un apoyo progresivo debido a las dificultades iniciales del alumnado para comprender la representación espacial y el manejo de herramientas de diseño 3D.
También fue necesario reforzar aspectos relacionados con la organización del trabajo cooperativo y la distribución de tareas dentro de cada grupo.
5. TIEMPO TOTAL DEDICADO
Tiempo total de preparación docente: 4 horas
Tiempo total de trabajo en el aula/taller: 16 horas
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