SSeerriiee:: RReeccuurrssooss ddiiddááccttiiccooss

Tapa:Imagen combinada de la Supernova Remnamt captadapor el telescopio Hubble - NASA.

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PRESIDENTE DE LA NACIÓN

Dr. Néstor Kirchner

MINISTRO DE EDUCACIÓN, CIENCIA Y TECNOLOGÍA

Lic. Daniel Filmus

DIRECTORA EJECUTIVA DEL INSTITUTO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Lic. María Rosa Almandoz

DIRECTOR NACIONAL DEL CENTRO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Lic. Juan Manuel Kirschenbaum

Auto solar

Marta Cristina Moyano

Gabriela Alejandra Iñigo

Moyano, MartaAuto solar / Marta Moyano y Gabriela Iñigo;coordinado por Juan Manuel Kirschenbaum.- 1a ed. - Buenos Aires: Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de laNación. Instituto Nacional de Educación Tecnológica, 2006.152 p.; 22x17 cm. (Recursos didácticos; 22)

ISBN 950-00-0531-X

1. Energía Solar. 2. Auto Solar. I. Iñigo, Gabriela.II. Kirschenbaum, Juan Manuel, coord. III. Título

CDD 621.312 44

Fecha de catalogación: 3/01/2006

Impreso en MDC MACHINE S. A., Marcelo T. de Alvear 4346 (B1702CFZ), Ciudadela,en marzo 2006

Tirada de esta edición: 2.000 ejemplares

Colección Serie “Recursos didácticos”.Director del Programa: Juan Manuel Kirschenbaum.Coordinadora general: Haydeé Noceti.

Distribución de carácter gratuito.

Queda hecho el depósito que previene la ley n° 11.723. © Todos los derechosreservados por el Ministerio de Educación, Ciencia y Técnologia - InstitutoNacional de Educación Tecnológica.

La reproducción total o parcial, en forma idéntica o modificada por cualquiermedio mecánico o electrónico incluyendo fotocopia, grabación o cualquier sis-tema de almacenamiento y recuperación de información no autorizada en formaexpresa por el editor, viola derechos reservados.

Industria Argentina.

ISBN 950-00-0531-X

Instituto Nacional de Educación TecnológicaCentro Nacional de Educación TecnológicaCeNET-Materiales

Serie: “Recursos didácticos”

1 Invernadero automatizado2 Probador de inyectores y de motores paso a paso3 Quemador de biomasa4 Intercomunicador por fibra óptica5 Transmisor de datos bidireccional por fibra óptica, entre computadoras6 Planta potabilizadora7 Medidor de distancia y de velocidad por ultrasonido8 Estufa de laboratorio9 Equipamiento EMA –características físicas de los materiales de construcción–

10 Dispositivo para evaluar parámetros de líneas11 Biodigestor12 Entrenador en lógica programada13 Entorno de desarrollo para programación de microcontroladores PIC14 Relevador de las características de componentes semiconductores15 Instalación sanitaria de una vivienda16 Equipamiento para el análisis de estructuras de edificios17 Cargador semiautomático para máquinas a CNC de accionamiento electroneumático18 Biorreactor para la producción de alimentos 19 Ascensor20 Pila de combustible21 Generador eólico22 Auto solar23 Simuladores interconectables basados en lógica digital24 Banco de trabajo25 Matricería. Matrices y moldes26 Máquina de vapor27 Sismógrafo28 Tren de aterrizaje29 Manipulador neumático30 Planta de tratamiento de aguas residuales

Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología.Instituto Nacional de Educación Tecnológica.Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autónoma de Buenos Aires.República Argentina.

El Instituto Nacional de EducaciónTecnológica -INET- enmarca sus líneas deacción, programas y proyectos, en las metasde:

• Coordinar y promover programasnacionales y federales orientados a for-talecer la educación técnico-profesional,articulados con los distintos niveles y ci-clos del sistema educativo nacional.

• Implementar estrategias y acciones decooperación entre distintas entidades,instituciones y organismos –gubernamen-tales y no gubernamentales-, que permi-tan el consenso en torno a las políticas,los lineamientos y el desarrollo de lasofertas educativas, cuyos resultados seanconsiderados en el Consejo Nacional deEducación-Trabajo –CoNE-T– y en elConsejo Federal de Cultura y Educación.

• Desarrollar estrategias y acciones desti-nadas a vincular y a articular las áreas deeducación técnico-profesional con lossectores del trabajo y la producción, aescala local, regional e interregional.

• Diseñar y ejecutar un plan de asistenciatécnica a las jurisdicciones en los aspectosinstitucionales, pedagógicos, organizativosy de gestión, relativos a la educación téc-

nico-profesional, en el marco de los acuer-dos y resoluciones establecidos por elConsejo Federal de Cultura y Educación.

• Diseñar y desarrollar un plan anual decapacitación, con modalidades presen-ciales, semipresenciales y a distancia, consede en el Centro Nacional de EducaciónTecnológica, y con nodos en los CentrosRegionales de Educación Tecnológica ylas Unidades de Cultura Tecnológica.

• Coordinar y promover programas deasistencia económica e incentivos fis-cales destinados a la actualización y eldesarrollo de la educación técnico-profe-sional; en particular, ejecutar lasacciones relativas a la adjudicación y elcontrol de la asignación del CréditoFiscal –Ley Nº 22.317–.

• Desarrollar mecanismos de cooperacióninternacional y acciones relativas a dife-rentes procesos de integración educativa;en particular, los relacionados con lospaíses del MERCOSUR, en lo referente ala educación técnico-profesional.

Estas metas se despliegan en distintos pro-gramas y líneas de acción de responsabilidadde nuestra institución, para el período 2003-2007:

VVIIIIII

LAS METAS, LOS PROGRAMAS Y LAS LÍNEAS DE

ACCIÓN DEL INSTITUTO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Programa 1. Formación técnica, media ysuperior no universitaria:

1.1. Homologación y validez nacional detítulos.

1.2. Registro nacional de instituciones deformación técnica.

1.3. Espacios de concertación.

1.4. Perfiles profesionales y ofertas formati-vas.

1.5. Fortalecimiento de la gestión institu-cional; equipamiento de talleres y la-boratorios.

1.6. Prácticas productivas profesiona-lizantes: Aprender emprendiendo.

Programa 2. Crédito fiscal:

2.1. Difusión y asistencia técnica.

2.2. Aplicación del régimen.

2.3. Evaluación y auditoría.

Programa 3. Formación profesional para eldesarrollo local:

3.1. Articulación con las provincias.

3.2. Diseño curricular e institucional.

3.3. Información, evaluación y certifi-cación.

Programa 4.Educación para el trabajo y laintegración social.

Programa 5. Mejoramiento de la enseñanzay del aprendizaje de la Tecnología y de laCiencia:

5.1. Formación continua.

5.2. Desarrollo de recursos didácticos.

Programa 6. Desarrollo de sistemas de infor-mación y comunicaciones:

6.1. Desarrollo de sistemas y redes.

6.2. Interactividad de centros.

Programa 7. Secretaría ejecutiva del ConsejoNacional de Educación Trabajo –CoNE-T–.

Programa 8. Cooperación internacional.

Los materiales de capacitación que, en estaocasión, estamos acercando a la comunidadeducativa a través de la serie “Recursosdidácticos”, se enmarcan en el Programa 5del INET, focalizado en el mejoramiento dela enseñanza y del aprendizaje de la Tec-nología y de la Ciencia, uno de cuyos pro-pósitos es el de:

• Desarrollar materiales de capacitacióndestinados, por una parte, a la actua-lización de los docentes de la educacióntécnico-profesional, en lo que hace a co-nocimientos tecnológicos y científicos; y,por otra, a la integración de los recursosdidácticos generados a través de ellos, enlas aulas y talleres, como equipamientode apoyo para los procesos de enseñanzay de aprendizaje en el área técnica.

Estos materiales didácticos han sido elabora-dos por especialistas del Centro Nacional deEducación Tecnológica del INET y por espe-cialistas convocados a través del Programa delas Naciones Unidas para el Desarrollo–PNUD– desde su línea “Conocimientoscientífico-tecnológicos para el desarrollo deequipos e instrumentos”, a quienes estaDirección expresa su profundo reconoci-miento por la tarea encarada.

María Rosa AlmandozDirectora Ejecutiva del Instituto Nacional de

Educación Tecnológica.Ministerio de Educación, Ciencia y

Tecnología

IIXX

Desde el Centro Nacional de EducaciónTecnológica –CeNET– encaramos el diseño,el desarrollo y la implementación de proyec-tos innovadores para la enseñanza y el apren-dizaje en educación técnico-profesional.

El CeNET, así:

• Es un ámbito de desarrollo y evaluaciónde metodología didáctica, y de actuali-zación de contenidos de la tecnología yde sus sustentos científicos.

• Capacita en el uso de tecnología a do-centes, profesionales, técnicos, estudian-tes y otras personas de la comunidad.

• Brinda asistencia técnica a autoridades e-ducativas jurisdiccionales y a edu-cadores.

• Articula recursos asociativos, integrandoa los actores sociales involucrados con laEducación Tecnológica.

Desde el CeNET venimos trabajando en dis-tintas líneas de acción que convergen en elobjetivo de reunir a profesores, a especialistasen Educación Tecnológica y a representantesde la industria y de la empresa, en accionescompartidas que permitan que la educacióntécnico-profesional se desarrolle en la escuelade un modo sistemático, enriquecedor, pro-fundo... auténticamente formativo, tanto paralos alumnos como para los docentes.

Una de nuestras líneas de acción es la de di-señar y llevar adelante un sistema de capaci-

tación continua para profesores de educacióntécnico-profesional, implementando trayec-tos de actualización. En el CeNET contamoscon quince unidades de gestión de apren-dizaje en las que se desarrollan cursos,talleres, pasantías, conferencias, encuentros,destinados a cada educador que desee inte-grarse en ellos presencialmente o a distancia.

Otra de nuestras líneas de trabajo asume laresponsabilidad de generar y participar enredes que vinculan al Centro con organismose instituciones educativos ocupados en laeducación técnico-profesional, y con organis-mos, instituciones y empresas dedicados a latecnología en general. Entre estas redes, seencuentra la Red Huitral, que conecta aCeNET con los Centros Regionales deEducación Tecnológica -CeRET- y con lasUnidades de Cultura Tecnológica –UCT–instalados en todo el país.

También nos ocupa la tarea de producirmateriales de capacitación docente. DesdeCeNET hemos desarrollado distintas seriesde publicaciones –todas ellas disponibles enel espacio web www.inet.edu.ar–:

• Educación Tecnológica, que abarca mate-riales que posibilitan una definición cu-rricular del área de la Tecnología en elámbito escolar y que incluye marcosteóricos generales, de referencia, acercadel área en su conjunto y de sus con-tenidos, enfoques, procedimientos yestrategias didácticas más generales.

XX

LAS ACCIONES DEL CENTRO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

• Desarrollo de contenidos, nuestra segundaserie de publicaciones, que nuclea fascícu-los de capacitación en los que se profun-diza en los campos de problemas y decontenidos de las distintas áreas del cono-cimiento tecnológico, y que recopila, tam-bién, experiencias de capacitación docentedesarrolladas en cada una de estas áreas.

• Educación con tecnologías, que propicia eluso de tecnologías de la información y dela comunicación como recursos didácti-cos, en las clases de todas las áreas yespacios curriculares.

• Educadores en Tecnología, serie de publica-ciones que focaliza el análisis y las pro-puestas en uno de los constituyentes delproceso didáctico: el profesional queenseña Tecnología, ahondando en losrasgos de su formación, de sus prácticas,de sus procesos de capacitación, de suvinculación con los lineamientos curricu-lares y con las políticas educativas, deinteractividad con sus alumnos, y consus propios saberes y modos de hacer.

• Documentos de la escuela técnica, quedifunde los marcos normativos y curricu-lares que desde el CONET –ConsejoNacional de Educación Técnica- deli-nearon la educación técnica de nuestropaís, entre 1959 y 1995.

• Ciencias para la Educación Tecnológica,que presenta contenidos científicos aso-ciados con los distintos campos de la tec-nología, los que aportan marcos concep-tuales que permiten explicar y funda-mentar los problemas de nuestra área.

• Recursos didácticos, que presenta con-tenidos tecnológicos y científicos,

estrategias –curriculares, didácticas yreferidas a procedimientos de construc-ción– que permiten al profesor de la edu-cación técnico-profesional desarrollar,con sus alumnos, un equipamientoespecífico para integrar en sus clases.

Desde esta última serie de materiales decapacitación, nos proponemos brindar he-rramientas que permitan a los docentes nosólo integrar y transferir sus saberes y capaci-dades, sino también, y fundamentalmente,acompañarlos en su búsqueda de solucionescreativas e innovadoras a las problemáticascon las que puedan enfrentarse en el procesode enseñanza en el área técnica.

En todos los casos, se trata de propuestas deenseñanza basadas en la resolución de pro-blemas, que integran ciencias básicas ytecnología, y que incluyen recursos didácti-cos apropiados para la educacióntécnico–profesional.

Los espacios de problemas tecnológicos, lasconsignas de trabajo, las estrategias deenseñanza, los contenidos involucrados y,finalmente, los recursos didácticos estánplanteados en la serie de publicaciones queaquí presentamos, como un testimonio derealidad que da cuenta de la potencialidadeducativa del modelo de problematización enel campo de la enseñanza y del aprendizajede la tecnología, que esperamos que resultede utilidad para los profesores de la edu-cación técnico-profesional de nuestro país.

Juan Manuel KirschenbaumDirector Nacional del Centro Nacional de

Educación Tecnológica.Instituto Nacional de Educación Tecnológica

XXII

Desde esta serie de publicaciones del CentroNacional de Educación Tecnológica, nos pro-ponemos:

• Poner a consideración de los educadoresun equipamiento didáctico a integrar enlos procesos de enseñanza y de apren-dizaje del área técnica que coordinan.

• Contribuir a la actualización de losdocentes de la educación técnico-profe-sional, en lo que hace a conocimientostecnológicos y científicos.

Inicialmente, hemos previsto el desarrollo deveinte publicaciones con las que intentamosabarcar diferentes contenidos de este campocurricular vastísimo que es el de la educacióntécnico-profesional.

En cada una de estas publicaciones es posiblereconocer una estructura didáctica común:

1 Problemas tecnológicos en el aula. Enesta primera parte del material sedescriben situaciones de enseñanza y deaprendizaje del campo de la educacióntécnico-profesional centradas en la re-solución de problemas tecnológicos, y sepresenta una propuesta de equipamientodidáctico, pertinente como recurso pararesolver esas situaciones tecnológicas ydidácticas planteadas.

2 Encuadre teórico para los problemas.En vinculación con los problemas didác-ticos y tecnológicos que constituyen elpunto de partida, se presentan conceptos

tecnológicos y conceptos científicos aso-ciados.

3 Hacia una resolución técnica. Manualde procedimientos para la construc-ción y el funcionamiento del equipo.Aquí se describe el equipo terminado y semuestra su esquema de funcionamiento;se presentan todas sus partes, y los mate-riales, herramientas e instrumentos nece-sarios para su desarrollo; asimismo, sepauta el “paso a paso” de su construc-ción, armado, ensayo y control.

4 El equipo en el aula. En esta parte delmaterial escrito, se retoman las situa-ciones problemáticas iniciales, aportandosugerencias para la inclusión del recursodidáctico construido en las tareas quedocente y alumnos concretan en el aula.

5 La puesta en práctica. Este tramo dela publicación plantea la evaluacióndel material didáctico y de la experien-cia de puesta en práctica de las estrate-gias didácticas sugeridas. Implica unaretroalimentación –de resolución vo-luntaria– de los profesores destinata-rios hacia el Centro Nacional deEducación Tecnológica, así como elpunto de partida para el diseño denuevos equipos.

Esta secuencia de cuestiones y de momentosdidácticos no es azarosa. Intenta replicar –enuna producción escrita– las mismas instanciasde trabajo que los profesores de Tecnologíaponemos en práctica en nuestras clases:

XXIIII

LA SERIE “RECURSOS DIDÁCTICOS”

XXIIIIII

Es a través de este circuito de trabajo (pro-blema-respuestas iniciales-inclusión teórica-respuestas más eficaces) como enseñamos ycomo aprenden nuestros alumnos en el área:

• La tarea comienza cuando el profesorpresenta a sus alumnos una situacióncodificada en la que es posible recono-cer un problema tecnológico; para con-figurar y resolver este problema, es nece-sario que el grupo ponga en marcha unproyecto tecnológico, y que encare análi-sis de productos o de procesos desarro-llados por distintos grupos sociales pararesolver algún problema análogo.Indudablemente, no se trata de cualquierproblema sino de uno que ocasionaobstáculos cognitivos a los alumnosrespecto de un aspecto del mundo artifi-cial que el profesor –en su marco curri-cular de decisiones– ha definido comorelevante.

• El proceso de enseñanza y de aprendiza-je comienza con el planteamiento de esasituación tecnológica seleccionada por elprofesor y con la construcción del espa-cio-problema por parte de los alumnos, ycontinúa con la búsqueda de respuestas.

• Esta detección y construcción derespuestas no se sustenta sólo en losconocimientos que el grupo disponesino en la integración de nuevos con-tenidos.

• El enriquecimiento de los modos de “ver”y de encarar la resolución de un proble-ma tecnológico –por la adquisición denuevos conceptos y de nuevas formastécnicas de intervención en la situación

desencadenante– suele estar distribuidamaterialmente –en equipamiento, enmateriales, en herramientas–.

No es lo mismo contar con este equipamien-to que prescindir de él.

Por esto, lo queintentamos des-de nuestra seriede publicacio-nes es acercar alprofesor distin-tos recursos di-dácticos que a-yuden a sus a-lumnos en estatarea de proble-matización y dei n t e r v e n c i ó n– s u s t e n t a d ateórica y técni-camente– en elmundo tecno-lógico.

Al seleccionar los recursos didácticos queforman parte de nuestra serie de publica-ciones, hemos considerado, en primer térmi-no, su potencialidad para posibilitar, a losalumnos de la educación técnico-profesional,configurar y resolver distintos problemas tec-nológicos.

Y, en segundo término, nos preocupó quecumplieran con determinados rasgos que lespermitieran constituirse en medios eficacesdel conocimiento y en buenos estructurantescognitivos, al ser incluidos en un aula por unprofesor que los ha evaluado como perti-

XXIIVV

Caracterizamos comorecurso didáctico a to-do material o compo-nente informático se-leccionado por un edu-cador, quien ha evalua-do en aquél posibili-dades ciertas para ac-tuar como mediadorentre un problema de larealidad, un contenidoa enseñar y un grupode alumnos, facilitandoprocesos de compren-sión, análisis, profundi-zación, integración,síntesis, transferencia,producción o evalua-ción.

nentes. Las cualidades que consideramosfundamentales en cada equipo que promove-mos desde nuestra serie de publicaciones”Recursos didácticos”, son:

• Modularidad (puede adaptarse a diversosusos).

• Resistencia (puede ser utilizado por losalumnos, sin peligro de romperse confacilidad).

• Seguridad y durabilidad (integrado pormateriales no tóxicos ni peligrosos, ydurables).

• Adaptabilidad (puede ser utilizado en eltaller, aula o laboratorio).

• Acoplabilidad (puede ser unido o combi-nado con otros recursos didácticos).

• Compatibilidad (todos los componentes,bloques y sistemas permiten ser integra-dos entre sí).

• Facilidad de armado y desarmado (posi-bilita pruebas, correcciones e incorpo-ración de nuevas funciones).

• Pertinencia (los componentes, bloquesfuncionales y sistemas son adecuadospara el trabajo con los contenidos cu-rriculares de la educación técnico-pro-fesional).

• Fiabilidad (se pueden realizar las tareaspreestablecidas, de la manera esperada).

• Coherencia (en todos los componentes,bloques funcionales o sistemas se siguenlas mismas normas y criterios para elarmado y utilización).

• Escalabilidad (es posible utilizarlo enproyectos de diferente nivel de com-

plejidad).

• Reutilización (los diversos componentes,bloques o sistemas pueden ser desmonta-dos para volver al estado original).

• Incrementabilidad (posibilidad de iragregando piezas o completando elequipo en forma progresiva).

Haydeé NocetiCoordinadora de la acción “Conocimientoscientífico-tecnológicos para el desarrollo de

equipos e instrumentos”.Centro Nacional de Educación Tecnológica

XXVV

22. Auto solar

22

Este material de capacitación fuedesarrollado por:

Marta Cristina MoyanoProfesora en Matemática, Física yCosmografía. Actualmente, es vicedirectora yprofesora de la Escuela de Educación TécnicaNº 3 de Mar del Plata, en la provincia deBuenos Aires. Se ha desempeñado comodocente de escuelas técnicas durante más detreinta años. Ha realizado trabajos de consul-toría para UNESCO, ICASE -InternacionalCouncil of Associations for Science Education- eICI -Imperial Chemical Industries-, en educa-ción científica y tecnológica; especialmente,como revisora y editora de materiales para laenseñanza de la ciencia y la tecnología. Se hadesempeñado durante ocho años como repre-sentante de ICASE para América Latina y elCaribe. Actualmente, es Jefe del Comité deAsuntos Españoles. Autora de diversos libros,entre otros: Prospectiva de la educación técnicaen el MERCOSUR (1994. CINTERFOR OIT -Centro Interamericano de Investigación yDocumentación sobre FormaciónProfesional, Organización Internacional delTrabajo-).

Gabriela Alejandra IñigoProfesora en Ciencias de la Educación.Actualmente, es profesora en la EET Nº 3 deMar del Plata. Se ha desempeñado durantemás de quince años en actividades relaciona-das con la educación científica y tecnológica,en el ámbito nacional e internacional, habien-do realizado trabajos de consultoría paraUNESCO, ICASE e ICI. Actualmente, es Jefedel Comité de Comunicaciones yPublicaciones de ICASE e integra la ComisiónNacional de DAASE -Desafío Argentino deAutos y Lanchas Solares a Escala-.

Dirección del Programa:Juan Manuel Kirschenbaum

Coordinación general:Haydeé Noceti

Diseño didáctico:Ana Rúa

Administración:Adriana Perrone

Monitoreo y evaluación:Laura Irurzun

Diseño gráfico:Tomás Ahumada

Karina LacavaAlejandro Carlos Mertel

Diseño de tapa:Laura Lopresti

Juan Manuel Kirschenbaum

Retoques fotográficos:Roberto Sobrado

Con la colaboracióndel equipo de profesionales

del Centro Nacionalde Educación Tecnológica

Las metas, los programas y las líneas de acción

del Instituto Nacional de Educación Tecnológica IV

Las acciones del Centro Nacional de Educación Tecnológica VI

La serie “Recursos didácticos” VII

1 Problemas tecnológicos en el aula 4

• El recurso didáctico que proponemos

2 Encuadre teórico para los problemas 7

Energía • Formas de energía• Transformación de energía• ¿Qué son energías alternativas y/o limpias?• ¿Cómo se produce la energía eléctrica a partir del Sol?Auto solar • Auto solar a escala• Optimizando el rendimiento del auto solar a escala

3 Hacia una resolución técnica.Manual de procedimientos para la construcción yel funcionamiento del equipo 63

• El vehículo • El diseño• Las partes• Los materiales • Los instrumentos y las herramientas• La construcción y el armado• El ensayo y el control• La superación de dificultades

4 El equipo en el aula 101

• Modificaciones y adaptaciones• Otros vehículos• Otros usos de la energía solar• Bibliografía

5 La puesta en práctica 112

Índice

44

En un país tan diverso como la RepúblicaArgentina, las situaciones que pueden pre-sentarse en el proceso de enseñanza y deaprendizaje son igualmente diversas y varia-das.

De todas las posibles, le presentamos cuatrosituaciones diferentes, factibles de producirseen el aula.

1. PROBLEMAS TECNOLÓGICOS EN EL AULA

Pensemos en una escuela de frontera de la provincia de Mendoza a la que no llega el tendido eléctri-co y en la que el uso de un generador no es conveniente -porque es difícil conseguir combustible, yaque la estación de servicio más cercana está a más de 30 km-.

Allí se plantea una clara necesidad, ya que en invierno oscurece temprano y se necesita luz artificial,entre otras cosas, para el normal funcionamiento de la escuela.

Por tanto, existe un problema a resolver y los profesores invitan a los estudiantes a reflexionar sobrelas posibles soluciones. Esta situación a superar los lleva a analizar los distintos tipos de energía.

Además, en esta provincia, la empresa distribuidora de energía eléctrica ofrece la posibilidad de insta-lar paneles solares para la obtención de electricidad, a las casas de zonas a las que no llega el tendidoeléctrico.

En este contexto, los estudiantes se plantean la posibilidad del uso de la energía solar para solucionarel problema de suministro eléctrico enla escuela.

El costo de realizar un equipo paraprobar los beneficios del uso domici-liario de la energía solar, es elevado;pero, los docentes del área deTecnología plantean su uso en otrosámbitos como, por ejemplo, el trans-

porte1.

Escuela rural argentina, abasteci-da con paneles solares

1 Programa Escuelas Rurales 2000.wwwwww..ccbbaa..ggoovv..aarr//nnoottaa..jjsspp??iiddNNoottaa==22559922

55

Profesores del área de Sociales se encuentran analizando con estudiantes de una escuela técnica, la cri-sis existente con las empresas proveedoras de combustibles convencionales, debido a la reducción delas reservas petrolíferas en el mundo, crisis que afecta a distintos ámbitos de la sociedad, particular-mente al transporte.

El profesor de "Tecnología de los materiales" de ese mismo curso, aprovecha esta circunstancia pararelacionar el problema con contenidos de su propio espacio curricular: energías no convencionales ysu uso.

Dada la extensión del tema y sus posibles aplicaciones, y que este curso pertenece a la modalidad deEquipos e instalaciones electromecánicas, el docente recurre a sus colegas para relacionar los contenidosen un proyecto común que abarque contenidos de otros espacios.

Proponen, así, a los alumnos que busquen información sobre el uso y aplicaciones de las distintas for-mas de energía, en particular la solar.

Estudiantes de Industrias de procesos están realizando análisis de los niveles de contaminación ambien-tal en su localidad debido a la emisión de gases a la atmósfera y comparando estos datos con los nive-les en otras ciudades del mundo.

Entonces, se plantean la necesidad de buscar alternativas para reducir estas emisiones contaminantes.Surge, así, la posibilidad del uso de energías alternativas, también llamadas energías limpias.

Docentes de "Química" recurren a colegas de "Electrónica" y de "Automotores" para el desarrollo deun proyecto tecnológico en conjunto.

Están pensando en un recurso didáctico eficiente para plasmar esta idea.

Un grupo de alumnos toma conocimiento de la existencia de una competencia nacional e internacional,en la que estudiantes presentan autos y lanchas solares a escala. Recurren, entonces, a sus profesorespara desarrollar un vehículo que forme parte de la carrera.

Los estudiantes analizan distintos tipos de placas e integran contenidos sobre energía solar y suaprovechamiento.

Los profesores les proponen que se dividan endistintos grupos; así, algunos podrán desarro-llar un auto solar y otros una lancha, de modoque puedan participar en distintas categorías.Van a conseguir los reglamentos, para trabajarcon las restricciones que allí se presentan, y atener en cuenta todas las variables para laconstrucción del equipo, para obtener elmejor rendimiento del vehículo desarrollado ycontar con posibili-dades de participarde la competencia.

Competencia argentinade autos solares a escala

Todas estas situaciones tienen en común elhecho de analizar el uso de la energía solar.Por supuesto, son innumerables las aplica-ciones que existen en la actualidad; pero,muchas de ellas no son adecuadas para sudesarrollo en el aula, ya sea por el costo o porel nivel de conocimientos requerido. En cam-bio, el desarrollo de un auto solar a escala seencuentra al alcance de los estudiantes ytiene un costo accesible. Además, es perti-nente para su aplicación en el aula y provocaun conflicto cognitivo en el estudiante, quepuede ser superado durante el desarrollo delproyecto.

El diseño y construcciónde un auto solar a escala esconveniente para ser desa-rrollado por alumnos detercer ciclo de educacióngeneral básica, educaciónpolimodal y educación téc-

nico-profesional, porque les permite estudiary reflexionar sobre los beneficios del uso delas energías alternativas y analizar un sinnú-mero de variables para concretar la construc-ción del vehículo, buscando la mejor solu-ción al problema planteado.

Además, el diseño y construcción de un autosolar a escala tiene muchas similitudes con eldiseño y la construcción de un auto real. Enambos casos, se deben considerar los efectosde diversas fuerzas cuando se diseña elvehículo (fuerza de roce, resistencia aerodi-námica, etc.) y seleccionar los materiales autilizar para el chasis y otras partes (ruedas,sistema de transmisión, etc.); y también sedebe tener en cuenta cómo funcionan las cel-das solares y cómo se transfiere la energíacon la menor pérdida posible.

66

Para el desarrollo deeste recurso didácti-co proponemos el di-seño y la construc-ción de un auto a es-cala, propulsado me-diante energía solar.Se trata de un vehícu-lo capaz de recorreruna distancia deter-minada, en el menortiempo posible, conlas condiciones de se-guridad que se esta-blezcan, utilizando alSol como fuente deenergía.

EEll rreeccuurrssoo ddiiddááccttiiccoo qquuee pprrooppoonneemmooss

77

2. E N C U A D R E T E Ó R I C O PA R A L O SP R O B L E M A S

EEnneerrggííaaLa energía es utilizada por el hombre parasatisfacer sus necesidades. La disponibilidadde recursos energéticos es uno de los factoresmás importantes en su desarrollo, y éstedemanda el uso de distintos tipos y fuentesde energía.

FFoorrmmaass ddee eenneerrggííaa

Existen diversas formas de energía. Entreellas, podemos mencionar:

EEnneerrggííaa mmeeccáánniiccaa. Está relacionada con elmovimiento de un cuerpo o sistema, y lasfuerzas que pueden producirlo. Se calculacomo:

Em = Ec + Ep

Donde:- Ec: Energía cinética.

- Ep: Energía potencial.

EEnneerrggííaa cciinnééttiiccaa. Es la energía debida almovimiento, que posee un cuerpo o un sis-tema. Se calcula como:

Ec = ½ m . V2

Donde:- m: Masa del cuerpo.- V: Velocidad del cuerpo.

EEnneerrggííaa ppootteenncciiaall. Es la energía de un cuerpodebida a su posición, respecto de un sistemade referencia. Se calcula como:

Ep = m . g . h

Donde:- g: Aceleración de la gravedad.- m: Masa del cuerpo.- h: Altura, respecto de la referencia.

Se define la eenneerrggííaa como la capacidad pararealizar trabajo. Se calcula como el productoescalar entre la fuerza y la distancia.

W = F . d W = F . d . cos �

Donde:• W: Trabajo.• F: Fuerza.• d: Desplazamiento.• �: Ángulo que forman los vectores fuerza y

desplazamiento.

En el Sistema Internacional, la unidad de energíaes el joule (J), y se define como el trabajo que hayque realizar con una fuerza de 1 newton, pararecorrer 1 metro, en la misma dirección y sentidode la fuerza.

También existen otras unidades, comúnmente uti-lizadas:

• Caloría (Cal): Equivale a 4,1868 joule, y se definecomo el calor necesario para elevar en 1 ºC latemperatura de un gramo de agua, a presiónatmosférica normal.

• Watt-hora (Wh): Es la energía eléctrica de 1 wattde potencia, durante una hora y equivale a3,61.103 joule. Generalmente, se utiliza un múlti-plo de esta unidad: el kWh, es decir, 103 Wh.

→ →

EEnneerrggííaa eellééccttrriiccaa. Es la energía que propor-ciona la corriente eléctrica. Se calcula como:

Ee = V . I . t

Donde:- V: Tensión.- I: Intensidad de corriente.- t: Tiempo.

Generalmente, se mide en watt-hora.

EEnneerrggííaa ttéérrmmiiccaa. Es la energía producida porel movimiento de las moléculas; es decir,debida a la energía mecánica de las molécu-las de un cuerpo. Generalmente, se mide encalorías.

Existen otras formas de energía, como laquímica, electromagnética, nuclear, etc., queno son de importancia para el desarrollo deeste recurso didáctico.

TTrraannssffoorrmmaacciióónn ddee eenneerrggííaa

La energía no se crea ni se destruye; se trans-forma. Esto se conoce como el PrimerPrincipio de la Termodinámica.

Puede transformarse de una forma a otra,siendo la cantidad de energía final igual a laenergía inicial.

En la práctica, no toda la energía inicial setransforma en la energía deseada. Existe unatransformación en otras formas, que nopueden ser aprovechadas. Se conoce a éstascomo pérdidas de energía, y se dan general-mente en forma de calor.

¿Qué son energías alternativas y/o limpias?

A diferencia de las energías convencionales,las energías alternativas utilizan recursos re-novables como fuente de generación; esdecir, poseen una fuente prácticamenteinagotable (en comparación con las energíasconvencionales; por ejemplo, el petróleo) enrelación con el tiempo de vida del hombre.

Tienen su origen en la naturaleza: el viento,el Sol, los cursos de agua, el movimiento delas olas en la superficie del mar y océanos, elcalor interior de la Tierra, son fuentes deenergías alternativas.

En cada caso, observamos la presencia de unfactor común: el efecto y la acción del Sol. ElSol es, en forma directa o indirecta, la fuenteprimaria de todas las formas de energía queutilizamos actualmente.

Ésta es la que pone en marcha la "maquina-ria" de la Tierra. Calienta la atmósfera, losocéanos y los continentes, genera los vientos,interviene en el ciclo del agua, hace crecer lasplantas, proporciona alimento a los animalese, incluso (en un largo período), produce loscombustibles fósiles. Nosotros dependemosdel agua, el viento, las plantas y los com-bustibles fósiles para hacer funcionar nues-tras industrias, calentar y refrigerar nuestras

88

Dado que el equipo a construir esun auto solar a escala, analizaremos lastransformaciones de energía involucradasy cómo disminuir las pérdidas, con el obje-tivo de mejorar el rendimiento delauto.

viviendas y para mover nuestros sistemas detransporte.

En contraposición, los combustibles (carbón,petróleo, uranio, gas) usados por las energíasconvencionales, tienen un tiempo de vidadeterminado, se agotan y su utilización oca-siona graves im-pactos sobre elmedio ambiente.Los hidrocarbu-ros son combus-tibles de alto va-lor energético, pe-ro su combustiónintroduce una va-riedad de conta-minantes al am-biente.

La crisis energética contribuyó a la difusiónde las energías alternativas. Éstas tienen ven-tajas significativas:

• Utilizan recursos que no se agotan y tec-nologías limpias en su producción.

• Producen un mínimo impacto sobre elmedio ambiente.

• No generan residuos difíciles de tratar nigases contaminantes, como lo hacen loscombustibles fósiles.

• Permiten la utilización de recursoslocales.

Existen varios tipos de energías alternativas.Algunas de ellas no han sido desarrolladaspor limitaciones técnicas y/o económicas, yotras se han utilizado sólo parcialmente;pero, la solar y la eólica son las que mayoralcance han logrado en su desarrollo e imple-mentación.

La principal fuente de energía es el Sol. LaTierra recibe del Sol, energía en forma de luzvisible, radiación infrarroja y ultravioleta.

Sin embargo, en la atmósfera esta energíaproduce una variedad de efectos; algunos deéstos tienen importancia como recursoenergético, tal es el caso de la energía eólica,la energía de la biomasa, la diferencia de tem-peraturas oceánicas y la energía de las olas.Estos tipos de energía son inagotables,limpios y se pueden utilizar de forma auto-gestionada (ya que es posible aprovecharlosen el mismo lugar en que se producen).

99

En la Argentina haymás de 2.000.000 depersonas que notienen acceso al ser-vicio del tendidoeléctrico. Esta de-manda podría sercubierta por fuentesde energía reno-vable.

En la Argentina, entre el 45 y 50 % de la ge-neración de energía proviene de centralestérmicas.

EEnneerrggííaass aalltteerrnnaattiivvaass yy//oo lliimmppiiaass

• Energía de hidrógeno

• Energía geotérmica

• Energía eólica

• Energía solar

EEnneerrggííaa ddee hhiiddrróóggeennoo. La obtención deenergía a partir del hidrógeno, utiliza esteelemento químico como combustible para lageneración de electricidad o energía térmica.

Las ventajas son: el hidrógeno es un elemen-to muy abundante en el universo y no pro-duce emisiones contaminantes, ya que susubproducto es el vapor de agua.

Su fuente más común es el agua. Mediante sudescomposición química (electrólisis) seobtiene oxígeno e hidrógeno. Este último secomprime y se almacena en tanques, hastaser utilizado.

En la actualidad ya existen autos que funcio-nan con hidrógeno; aunque la mayor dificul-tad para la generalización del uso de este tipode energía es su alto costo.

EEnneerrggííaa ggeeoottéérrmmiiccaa. Se obtiene a partir de laenergía almacenada en el subsuelo de la tie-rra. Usa el vapor natural de la tierra para laproducción de energía eléctrica o térmica.

Es posible distinguir dos formas de uti-lización de esta energía:

• A partir del vapor, generar electricidad;ésta es una forma similar a las centralestérmicas pero sin producir emisionescontaminantes, ya que el vapor no seobtiene quemando combustibles fósiles.

• Usar directamente el calor para calefac-cionar.

Así, la ventaja es que se reduce la emisión degases contaminantes a la atmósfera.

Una desventaja del uso de la energía geotér-mica es que, durante la fase de exploración yperforación, se producen alteraciones en elecosistema.

EEnneerrggííaa eeóólliiccaa. Es la energía obtenida delviento. Las aplicaciones más comunes son:generación eléctrica y bombeo de agua. Esdecir, la energía cinética del viento se trans-forma en energía eléctrica o mecánica.

La energía eólica es derivada de la energíasolar, porque una parte de los movimientosdel aire atmosférico se debe al calentamientocausado por el Sol(también existe unefecto de larotación de laTierra y otro de laatracción gravita-cional de la Luna yel Sol). En nuestropaís hay regionesdonde la energíaeólica es muyabundante; princi-palmente, en ellitoral marítimo yen la Patagonia.

1100

Geiser

Aerogenerador

Los equipamientos más comunes utilizadospara el aprovechamiento de la energía eólicason:

• Los molinos, usados para extraer aguadel subsuelo. Están compuestos por unnúmero elevado de palas (12 a 16). Sonactivados a baja velocidad del viento,accionando una bomba que extrae elagua del subsuelo.

• Los aerogene-radores sonu t i l i z a d o spara producirelectricidad.Tienen menoscantidad de

palas (generalmente, tres), un rotor y ungenerador que se mueve por arrastre delrotor.

EEnneerrggííaa ssoollaarr. El Sol produce una enormecantidad de energía que es emitida en formade radiación electromagnética a todo el espa-cio.

Una parte de ella es interceptada por laTierra. Esta radiación es atenuada en su pasopor la atmósfera; es decir, que la cantidad deenergía solar que llega a la superficie terrestrees mucho menor que la emitida por el Sol.

1111

Molino utilizado para extraer agua

En Comodoro Riva-davia el 10 % el su-ministro eléctrico esde origen eólico.

Aerogenerador

El consumo anual mundial de energía es de85 billones de kWh (85.000.000.000.000 dekilowatt-hora). Esto es lo que puede medirse,ya que existe una gran cantidad de energía nocomercial -que no puede calcularse- queconsume cada persona; por ejemplo, cuántamadera se quema, o qué cantidad de agua seutiliza en pequeños saltos para producirenergía eléctrica. Según algunos expertos,esta energía no comercial puede constituiruna quinta parte del total de la consumida.Aunque éste fuera el caso, la energía totalconsumida por el mundo sólo significaría el1/7.000 de la energía solar que incide sobre

1122

Puesta de sol en Ibiza, España.Gentileza de Débora Iñigo

El Sol produce, aproximadamente, 1.1 . 1020 kWh cada segundo (1 kWh es la energía necesaria para ilu-minar una lámpara de 100 watt durante 10 horas).

La atmósfera exterior intercepta, aproximadamente, la mitad de una billonésima parte de la energía gen-erada por el Sol o, aproximadamente, 1.5 trillones (1.500.000.000.000.000.000) de kWh al año. Sin embar-go, debido a la reflexión, dispersión y absorción producida por los gases de la atmósfera, sólo un 47 %de esta energía -aproximadamente, 0.7 trillones (700.000.000.000.000.000) de kWh- alcanza la superficiede la Tierra2.

La radiación solar global se mide en forma directa, empleando instrumental destinado a tal efecto.

Como la radiación procedente del Sol es energía que llega al planeta por unidad de tiempo, se la evalúacomo una potencia. Su unidad es la unidad de energía sobre la unidad de tiempo (joule/segundo, es decirwatt). Cuando se quiere evaluar la radiación solar incidente en un lugar a lo largo de un determinadoperíodo, debe multiplicarse la potencia por el período. Si esa operación se realiza durante todo el día, setiene el total de energía acumulado diariamente. Este total es la integral de la radiación solar y se deno-mina irradiación. Se lo mide en megajoule por metro cuadrado (MJ/m2), o en kilowatt-hora por metrocuadrado (kWh/m2).

Para integrar los datos provistos por los equipos de medición, se emplean distintos instrumentos elec-trónicos que pueden denominarse, genéricamente, integradores3.

2 Datos extraídos de hhttttpp::////ssoollaarrffoottoovvoollttaaiiccaa..ggaalleeoonn..ccoomm//AARRCCHHIIVVOOSS//ffaaqqss..hhttmm3 Raúl Righini, Hugo Grossi Gallegos. Departamento de Ciencias Básicas. Universidad Nacional de Luján.

la superficie de la Tierra cada año4.

Por eso es que se considera a esta fuentecomo inagotable.

El flujo solar que incide sobre la Tierra puedeser utilizado, por ejemplo, para calentaragua, calefaccionar un ambiente o paragenerar electricidad.

Así, la energía solar puede transformarse en:

• FFoottoovvoollttaaiiccaa. Se llama fotovoltaica a laenergía solar aprovechada por medio deceldas fotoeléctricas, capaces de convertirla energía solar en electricidad.

• TTéérrmmiiccaa. Se denomina térmica a laenergía solar cuyo aprovechamiento selogra por medio del calentamiento dealgún medio. La climatización de vivien-das, calefacción, refrigeración, secado,etc., son aplicaciones térmicas.

La cantidad de energía solar registrada en undía soleado de verano, con cielo despejado yen una superficie de 1 m2 colocada en formaperpendicular al sol, es de una potencia de1.000 W/m2, lo que equivale a 1 kWh/m2 deenergía, cada hora de luz solar plena.

Existen distintos sistemas de aprovechamien-to de la energía solar:

• SSiisstteemmaa ssoollaarr ppaassiivvoo oo aarrqquuiitteeccttuurraa bbiioo--cclliimmááttiiccaa. No necesita ningún dispositivoespecial; tiene en cuenta la ubicación de

la vivienda, su orientación, materiales deedificación para almacenar, capturar ydistribuir la luz y el calor.

• SSiisstteemmaa ssoollaarr aaccttiivvoo. La energía es recogi-da por dispositivos artificiales denomina-dos colectores solares, transformándolaen energía térmica, o para generar elec-tricidad mediante la conversión foto-voltaica utilizando celdas fotovoltaicas.

1133

4 Datos extraídos dewwwwww..ccoonnssttrruuiirr..ccoomm//EECCOONNSSUULLTT//CCoonnssttrruurr//NNrroo5599

Arquitectura bioclimática

Diagrama delsistema fotovoltaico

La ventaja principal del uso de estos sistemases que son silenciosos, confiables y quetienen una producción limpia (no contami-na).

¿¿CCóómmoo ssee pprroodduuccee eenneerrggííaa eellééccttrrii--ccaa aa ppaarrttiirr ddeell SSooll??

La producción está basada en el fenómenofísico denominado eeffeeccttoo ffoottoovvoollttaaiiccoo. Ésteconsiste en convertir la luz solar en energíaeléctrica, por medio de unos dispositivossemiconductores denominados células foto-voltaicas.

Un sseemmiiccoonndduuccttoorr es un dispositivo que, enciertas condiciones, se comporta como unmaterial conductor y, en otras, como un noconductor.

Consideremos el ejemplo de un mal conduc-tor eléctrico. El silicio es un elemento abun-dante en la superficie de la Tierra. Puede ser

obtenido a partir de laarena. El silicio tienenúmero atómico 14 y suconfiguración electrónicaes de 2, 8, 4. Los diezelectrones en la primera ysegunda órbita son esta-bles. Los cuatro elec-trones de la última órbitaforman enlaces covalentescon electrones de la últi-ma órbita de otros átomosde silicio. Así, cada átomocomparte los cuatro elec-

trones de su última órbita con cuatro átomosadyacentes, formando una estructura atómi-ca muy estable. Los electrones se encuentranen posiciones "fijas". Es, así, un mal conduc-tor eléctrico.

Para cambiar esto se le agregan porcentajesde otros elementos. Este proceso se denomi-na "dopado".

Mediante el dopado de silicio con fósforo seobtiene un mate-rial con electro-nes libres o ma-terial con por-tadores de carganegativa (siliciotipo n), ya que elfósforo tiene cin-co electrones ensu última órbita.

1144

Sistema solar activo

EEssttrruuccttuurraa ddee ssiilliicciioo

Átomo de fósforo

1155

Realizando el mismo proceso, pero agregan-do boro en lugar de fósforo, se obtiene unmaterial de características inversas, ya que elboro tiene sólo 3electrones en suúltima órbita;esto constituyedéficit de elec-trones o materialcon cargas posi-tivas libres ohuecos (siliciotipo p).

El silicio es usado en las celdas fotovoltaicas.Cada celda solar se compone de una delgadacapa de material tipo n y otra de mayor espe-sor de material tipo p.

Ambas capas separadas son eléctricamenteneutras; pero, al ser unidas, justamente en launión p-n, se genera un campo eléctricodebido a los electrones libres del silicio tipon que ocupan los huecos de la estructura delsilicio tipo p.

Al incidir la luz sobre la celda fotovoltaica,los fotones que la integran chocan con loselectrones de la estructura del silicio, dán-doles energía y transformándolos en conduc-tores.

Debido al campo eléctrico generado en launión p-n, los electrones son orientados,fluyendo de la capa p a la capa n. Medianteun conductor externo, se conecta la capanegativa a la positiva, generándose así unflujo de electrones (corriente eléctrica) en laconexión.

Mientras la luz siga incidiendo en la celda, elflujo de electrones se mantendrá. La intensi-dad de la corriente generada, variará propor-

Átomo de boro

Silicio tipo p

Silicio tipo n

Fotón chocando en la estructura

1166

cionalmente según la intensidad de luz inci-dente.

Una celda es capaz de generar una tensión de0,46 a 0,48 voltios, utilizando la radiaciónluminosa como fuente.

Estas células o celdas fotovoltaicas se montanen serie y/o paralelo sobre paneles o módu-los, para obtener niveles más elevados detensión. Esto constituye un ppaanneell oo ppllaaccaassoollaarr.

PPaanneell ssoollaarr. Este conjunto de celdas estáenvuelto por unos elementos que le con-fieren protección frente a los agentes exter-nos y rigidez para acoplarse a las estructurasque los soportan. Los elementos son los si-guientes:

• EEnnccaappssuullaannttee, constituido por un mate-rial que debe presentar una buena trans-misión a la radiación y una degradabili-dad baja a la acción de los rayos solares.

• CCuubbiieerrttaa eexxtteerriioorr ddee vviiddrriioo tteemmppllaaddooque, aparte de facilitar al máximo latransmisión luminosa, debe resistir lascondiciones climatológicas más adversas(hielo, abrasión, impactos producidos

por el granizo) y soportar cambios brus-cos de temperatura.

Una prueba estándar para su homologaciónconsiste en lanzar (con un cañón neumático)una bola de hielo de dimensiones y consis-tencia preestablecidas al centro del cristal.

• CCuubbiieerrttaa ppoosstteerriioorr, constituida normal-mente por varias capas opacas que refle-jan la luz que ha pasado entre los inters-ticios de las células, haciendo que vuel-van a incidir sobre éstas.

• MMaarrccoo ddee mmeettaall, normalmente de alu-minio, que asegura rigidez al conjunto, yque lleva los elementos necesarios para elmontaje del panel sobre la estructurasoporte.

• CCaajjaa ddee tteerrmmiinnaalleess, que incorpora losbornes para la conexión del módulo.

• DDiiooddoo ddee pprrootteecccciióónn, que impide dañospor sombras parciales en la superficie delpanel.

Teniendo en cuenta que el panel carece departes móviles, y que las celdas y los contac-

Panel solar

Panel con nieve

tos van encapsulados en una resina sintética,se consigue una mejor fiabilidad junto conuna larga vida útil, del orden de 30 años omás.

Los paneles solares están compuestos porcélulas fotovoltaicas de silicio mmoonnooccrriissttaalliinnooo ppoolliiccrriissttaalliinnoo. La diferencia entre una y otraradica en el procedimiento de fabricación.

Las celdas de silicio monocristalino seobtienen a partir de silicio muy puro, que serefunde en un crisol junto con una pequeñaproporción de boro. Una vez que el materialse encuentra en estado líquido, se le intro-duce una varilla con un "cristal germen" desilicio, que incorpora nuevos átomos proce-dentes del líquido, que quedan ordenadossiguiendo la estructura del cristal.

De esta forma, se obtiene un monocristaldopado que, luego, se corta en obleas de,aproximadamente, 3 décimas de milímetrode espesor. Estas obleas se introducendespués en hornos, dentro de los cuales sedifunden átomos de fósforo, que se deposi-tan sobre una cara y alcanzan una cierta pro-fundidad en su superficie. Posteriormente, yantes de realizar la serigrafía para las inter-conexiones superficiales, se recubren con untratamiento antireflexivo de bióxido detitanio.

En las células policristalinas, en lugar de par-tir de un monocristal, se deja solidificarlentamente la pasta de silicio sobre unmolde, con lo cual se obtiene un sólido for-mado por muchos cristales de siliciopequeños, que pueden cortarse, luego, enfinas obleas policristalinas..

Los paneles solares generan electricidadincluso en días nublados, aunque surendimiento disminuye. La producción deelectricidad varía con la luz que incide sobreel panel.

En los paneles solares, hay una pérdida deenergía en la transformación debido a que:

• No toda la luz es absorbida por la placa,sino que parte es reflejada por ella.

• Parte de la energía solar se transforma encalor; y, al no ser aprovechada comoenergía eléctrica, es considerada comopérdida.

Una capa antirreflejo aumenta la eficacia dela placa.

El rreennddiimmiieennttoo de un panel solar depende,principalmente, de la intensidad de laradiación luminosa y de la temperatura de lasceldas solares.

La intensidad de corriente que genera elpanel aumenta con la radiación, per-maneciendo la tensión aproximadamenteconstante. En este sentido, tiene muchaimportancia la colocación de los paneles; esdecir, su orientación e inclinación respecto ala horizontal, ya que los valores de laradiación varían a lo largo del día en funciónde la inclinación del sol respecto al hori-zonte.

El aumento de temperatura en las celdassupone un incremento en la corriente y, almismo tiempo, una disminución de la ten-sión. El efecto global es que la potencia delpanel disminuye al aumentar la temperatura

1177

1188

de trabajo. Una radiación de 1.000 W/m2 escapaz de calentar un panel unos 30 gradoscentígrados por encima de la temperatura delaire circundante, reduciendo la potencia enun 15 %; ya que disminuye la tensión en2 mV/(célula/grado) . 36 células . 30 grados = 2,16 V.

Por ello, es importante colocar los paneles enun lugar en el que estén bien aireados.

SSiisstteemmaa ffoottoovvoollttaaiiccoo. Un sistema fotovoltaicoes un dispositivo que, a partir de la radiaciónsolar, produce energía eléctrica en condi-ciones de ser aprovechada por el hombre.

El sistema consta de:

• UUnn ggeenneerraaddoorr ssoollaarr compuesto por unconjunto de paneles solares, que captanla radiación luminosa procedente del Soly la transforman en corriente continua abaja tensión (12 ó 24 V).

• UUnn rreegguullaaddoorr ddee ccaarrggaa cuya misión esevitar sobrecargas o descargas excesivasal acumulador -las que le produciríandaños irreversibles-; y asegurar que el sis-tema trabaje siempre en el punto demáxima eficiencia.

• UUnn aaccuummuullaaddoorr que almacena la energíaproducida por el generador y que per-mite disponer de corriente eléctrica fuerade las horas de luz o días nublados.

• UUnn iinnvveerrssoorr (opcional) que transforma lacorriente continua de 12 ó 24 V almace-nada en el acumulador, en corrientealterna de 220 V. Es decir, que una insta-lación solar fotovoltaica con inversor, uti-

liza 220 Vca. En cambio, una instalaciónsolar fotovoltaica sin inversor, utiliza unatensión de 12 ó 24 Vcc.

Una vez almacenada la energía eléctrica en elacumulador, hay dos opciones: sacar unalínea directamente de éste para la instalación,y utilizar lámparas y elementos de consumode 12 ó 24 Vcc o bien, transformar la co-rriente continua en alterna de 220 V a travésde un inversor.

Las instalaciones fotovoltaicas requieren unmantenimiento mínimo y sencillo, que con-siste en las siguientes operaciones:

PPaanneelleess. Requieren un mantenimiento nulo omuy escaso, debido a su propia configu-ración: no tienen partes móviles, y las célulasy sus conexiones internas están encapsuladasen varias capas de material protector.

Es conveniente hacer una inspección general1 ó 2 veces al año para asegurarse de que lasconexiones entre paneles y al regulador esténbien ajustadas y libres de corrosión. En lamayoría de los casos, la acción de la lluviaelimina la necesidad de limpieza de los pane-les; en caso de ser necesario, simplemente seutiliza agua.

RReegguullaaddoorr. La simplicidad del equipo de re-gulación reduce sustancialmente el mante-nimiento y hace que las averías sean muyescasas.

Las operaciones que se pueden realizar sonlas siguientes: observación visual del estado yfuncionamiento del regulador, compro-bación del conexionado y cableado delequipo, y, además, la observación de los valo-

1199

res instantáneos del voltímetro yamperímetro, que dan un índice del compor-tamiento de la instalación.

AAccuummuullaaddoorr. Es el elemento de la instalaciónque requiere una mayor atención; de su co-rrecto uso y buen mantenimiento dependerá,en gran medida, su duración. Las opera-ciones usuales que deben realizarse son lassiguientes:

• Comprobación del nivel del electrolito(cada 6 meses, aproximadamente): debemantenerse dentro del margen compren-dido entre las marcas de "Máximo" y"Mínimo". Si no existen estas marcas, elnivel correcto del electrolito es de 20 mmpor encima del protector de separadores.Si se observa un nivel inferior en algunode los elementos, se deben rellenar conagua destilada o desmineralizada. Nodeben rellenarse nunca con ácido sulfúri-co.

• Al realizar la operación anterior, debecomprobarse tambiénel estado de los termi-nales de la batería;deben limpiarse deposibles depósitos desulfato y cubrir todaslas conexiones convaselina neutra.

• Medida de la densidaddel electrolito (si sedispone de un den-símetro) con el acu-mulador totalmentecargado, debe ser de1,240 +/- 0,01 a 20

grados Celsius. Las densidades deben sersimilares en todos los vasos. Diferenciasimportantes en un elemento son señal deposible avería.

AApplliiccaacciioonneess ddee ssiisstteemmaass ffoottoovvoollttaaiiccooss.Prácticamente cualquier aplicación que fun-cione con corriente eléctrica se puede ali-mentar con un sistema fotovoltaico ade-cuadamente dimensionado.

Entre las principales aplicaciones seincluyen: electri-ficación deviviendas, sis-temas de bombeoy riego, ilumi-nación de rutas,repetidoras deradio y televisión,autos y botessolares, etc.

La única limitación es el costo del equipo y,en algunas ocasiones, el tamaño del campode paneles.

Campo de paneles solares en España

No obstante, en lugares remotos alejados dela red de distribución eléctrica, lo másrentable suele ser instalar energía solar foto-voltaica en lugar de realizar la conexión a lared. En otras palabras, la rentabilidad de laenergía solar dependerá del contexto en quenos encontremos.

Una gran parte de la humanidad, en los paí-ses en desarrollo, no tiene acceso a la electri-cidad por carecer de una infraestructura eléc-trica básica. En estos países, la energía solarfotovoltaica resulta ser la fuente más apropia-da para obtener electricidad y, en algunoslugares, la única.

En los países desarrollados, en los que existeuna amplia infraestructura eléctrica, lacuestión es diferente. En este caso, en térmi-nos puramente económicos, los sistemasfotovoltaicos sólo resultan rentables enlugares alejados de la red convencional. Noobstante, la cuestión cambiaría bastante si,además de la rentabilidad económica, tam-bién se tuviera en cuenta el costo ambientalde cada fuente de energía.

VVeennttaajjaass yy ddeessvveennttaajjaass ddee llaa eenneerrggííaa ssoollaarrffoottoovvoollttaaiiccaa. La energía solar fotovoltaica, aligual que otras energías renovables, consti-tuye, frente a los combustibles fósiles, unafuente inagotable. Contribuye al autoabaste-cimiento energético nacional y es menos per-judicial para el medio ambiente, evitando losefectos de su uso directo (contaminaciónatmosférica, residuos, etc.) y los derivados desu generación (excavaciones, minas, can-teras, etc.).

Los efectos de la energía solar fotovoltaica

sobre los principales factores ambientales sonlos siguientes:

CClliimmaa. La generación de energía eléctricadirectamente a partir de la luz solar norequiere ningún tipo de combustión, por loque no se produce polución térmica ni emi-siones de CO2 que favorezcan el efecto inver-nadero.

GGeeoollooggííaa. Las células fotovoltaicas se fabricancon silicio, elemento muy abundante en lanaturaleza y del que no se requieren canti-dades significativas. Por lo tanto, en la fabri-cación de los paneles solares no se producenalteraciones en las características litológicas,topográficas o estructurales del terreno.

SSuueelloo. Al no generar ni contaminantes, nivertidos, ni movimientos de tierra, la inci-dencia sobre las características físico-quími-cas del suelo o su erosionabilidad, es nula.

AAgguuaass ssuuppeerrffiicciiaalleess yy ssuubbtteerrrráánneeaass. No seproduce alteración de los acuíferos o de lasaguas superficiales ni por consumo, ni porcontaminación por residuos o vertidos.

FFlloorraa yy ffaauunnaa. La repercusión sobre la vege-tación es nula y, al eliminarse los tendidoseléctricos, se evitan los posibles efectos per-judiciales para las aves.

PPaaiissaajjee. Los paneles solares tienen distintasposibilidades de integración, lo que hace quesean un elemento fácil de integrar y armo-nizar en diferentes tipos de estructuras, mini-mizando su impacto visual. Además, altratarse de sistemas autónomos, no se alterael paisaje con postes y líneas eléctricas.

2200

RRuuiiddooss. El sistema fotovoltaico es absoluta-mente silencioso lo que, en viviendas ais-ladas, representa una clara ventaja frente alos generadores de motor.

MMeeddiioo ssoocciiaall. El suelo necesario para instalarun sistema fotovoltaico de dimensión mediano representa una cantidad significativacomo para producir un grave impacto.Además, en gran parte de los casos, sepueden integrar en los techos de las vivien-das.

Por otra parte, la energía solar fotovoltaicarepresenta la mejor solución para aquelloslugares a los que se quiere dotar de energíaeléctrica preservando las condiciones delentorno -como es el caso, por ejemplo, de losespacios naturales protegidos-.

El problema de los sistemas solares foto-voltaicos es su costo inicial de instalación.

Por otra parte, se debe tener en cuenta que laenergía solar está sometida a fluctuaciones yvariaciones, que influyen en el rendimientodel sistema. Por ejemplo, la radiación solar esmenor en invierno, cuando más se la suelenecesitar.

AAuuttoo ssoollaarr

Un vehículo funciona porque puede conver-tir la energía de una forma a otra.

Existe un gran desarrollo en autos solares;tanto Australia como EEUU realizan carrerasen forma bianual, donde se muestran los pro-totipos logrados con esta tecnología.

El diseño de un coche solar requiere desafíosextras; por ejemplo, el peso del vehículo, lacantidad y distribución de las celdas solares,entre otros.

La mayor complicación es construir un autoeficiente; es decir, aprovechar la máximaenergía para el funcionamiento del coche,teniendo en cuenta que la radiación solar noes constante (varía durante el día) y es nuladurante la noche.

Los valores de tensión y corriente de los pa-neles solares de estos vehículos deben sercontinuamente ajustados, mediante controleselectrónicos, para maximizar la potenciaobtenida del panel, según la radiación decada momento.

Teniendo en cuenta que la potencia obtenidapor cada celda es muy baja, son factores cru-ciales en el diseño: la eficiencia del motor, elpeso, la resistencia al rodar y la aerodinámi-ca.

Un vehículo solar tiene muchas característi-

2211

Un vveehhííccuulloo ssoollaarr es aquel que utiliza laenergía solar fotovoltaica como fuente. Laenergía eléctrica obtenida del panel solarse convierte en energía mecánica, usandoun motor.

"Aurora 2003". wwwwww..aauurroorraassoollaarrccaarr..ccoomm

cas en común con otros autos. Tiene un cha-sis, una fuente de energía, motor, sistema detransmisión, dirección y suspensión.

AAuuttoo ssoollaarr aa eessccaallaa

Antes de construir el recurso didáctico pro-puesto -auto solar a escala-, debemos teneren cuenta algunos aspectos específicos de sudiseño.

2222

AAuuttoo ssoollaarr aa eessccaallaa

1. Chasis

2. Distribución de la masa

3. Inercia

4. Mecanismos y transmisión

5. Ruedas y ejes

6. Aerodinámica

7. Motor

8. Panel solar

9. Dirección y suspensión

10. Dirección para la compe-tencia

11. Carrocería y cabina

Una vez analizados todos estos aspectos, esconveniente realizar un bosquejo preliminardel auto solar a escala.

11.. CChhaassiiss

El chasis o bastidor es el armazón sobre elque se montan y relacionantodos los elementos del auto:por un lado, la carrocería, elmotor y la transmisión; porotro, los ejes con las ruedas; y,por último, la placa solar.

Generalmente, está formadopor dos largueros, unidos entresí por varios travesaños,aunque puede tener otras for-mas diversas. La estructura delchasis debe ser tal que soportey sostenga los elementos yamencionados.

2233

Estudiante realizando un plano de su autosolar a escala

Plano de un auto solar a escala

“Twister”, auto junior

2244

"Pucará" (Miramar)"Pueyrredón" (Mar del Plata)

Distintos tipos de chasis

Las dos variables a considerar en la construc-ción del chasis son: su peso y su resistencia.La aerodinámica es un tercer factor a tener encuenta.

El peso del chasis es determinante en el pesototal del vehículo. Uno más liviano que otro-en igualdad de condiciones con el resto delas variables- será más veloz.

Por ejemplo, un auto de 1.7 kg masa demo-raría 1.5 segundos más (aproximadamente)en completar un recorrido de 100 metros,que uno de 1.4 kg masa. Cabe destacar queun buen auto completa un recorrido de 100metros en menos de 20 segundos; es decirque la diferencia de tiempo representa el 8 %del tiempo total.

2255

"Helios II" (Mar del Plata)En general, para ganar una carrera, el autodebe acelerar tanto como sea posible,durante el mayor tiempo posible.

En términos físicos, esto significa que laaceleración debe ser lo más grande posible.Así, el Segundo Principio de Newton rela-ciona la aceleración con la masa:

F = m . aDonde:- F: Fuerza.- m: Masa.- a: Aceleración.

a � 1 / m Donde:- � indica "proporcional".

Por lo tanto, la aceleración es inversamenteproporcional a la masa. Es decir, mientrasmenor sea la masa del vehículo, mayor serásu aceleración, en igualdad de condicionescon el resto de las variables.

→ →

→

→

2266

Por otra parte, el chasis debe ser lo suficien-temente fuerte para no romperse fácilmente,en caso de choque o despiste. Para lograresto se deben tener cuenta dos aspectos enel diseño: el material con el que se construyeel chasis y la estructura de éste.

Las estructuras son especialmente impor-tantes cuando queremos considerar obje-tos que son comparativamente livianos yfuertes. Todos podemos hacer cosas queson fuertes; pero, muchas veces, a expen-sas de mayor cantidad de masa y, por lotanto, de materiales.

EEssttrruuccttuurraass

La eessttrruuccttuurraa de cualquier objeto es aquellaparte destinada a soportar la acción defuerzas exteriores, que tenderán a deformarloy, en el extremo, a destruirlo. En el caso quesoporte las fuerzas, las transmitirá al suelo,que se comportará, a su vez, como una estruc-tura.

Las fuerzas actuantes pueden ser:

• permanentes (como el peso propio y cier-tas sobrecargas) o

• accidentales, cuando actúan ocasional-mente (como la presión del viento, el pesode la nieve y el de las personas).

También pueden ser estáticas o dinámicas,según actúen en reposo o en movimiento.

La función primaria de una estructura es resis-tir la acción de las fuerzas que podrían provo-car la ruptura en la sección más débil o másexigida. Pero no basta con eso; es necesarioque el sistema de fuerzas actuantes se halleen equilibrio, vale decir que su resultante seanula y que este equilibrio sea estable.

Para que la estructura resista en el transcursodel tiempo, será necesario que la situaciónestática no cambie por la acción de fuerzasimprevistas y, además, que los materiales con-serven sus características resistentes. Estas

características podrían cambiar por efecto dela agresión física o química.

Cumplidas estas exigencias, la estructuradebe satisfacer una última y verdadera finali-dad, que es: Valer por sí misma y servir al obje-to diseñado, del que es parte inseparable. Porlo tanto, la concepción de la estructura estáimplicada en el planteo de diseño mismo y nopuede concebirse independiente de él. Seríaerróneo concebir un objeto para una estruc-tura; como así también, una estructura para unobjeto.

El complejo problema que se plantea podríaexpresarse diciendo que el tipo de estructurano es más que una respuesta al problema ten-sional que viene planteado por la forma, la quea su vez no puede concebirse independiente-mente de la función y del material que leservirá de base. Material y forma quedan, así,ligados al tipo estructural de manera interde-pendiente. El respeto de esta interdependen-cia es fundamental.

La solución al problema se basa en cuatroprincipios, considerados en una totalidad:

• Función utilitaria (uso o destino).

• Función estática (resistencia y estabili-dad).

2277

• Función plática (forma).

• Función económica (realización).

El proyecto está sujeto, en cierto modo, a laelección del tipo estructural en relación conlos materiales y técnicas conocidas, de lasque se deberá tener un concepto cabal y com-pleto, para poder moverse con agilidad dentrode su campo, sobre todo si se ensaya unabúsqueda derivada hacia soluciones nuevas.

Las incógnitas son:

• Material básico (conocimiento profundode sus posibilidades).

• Tipo estructural (conocimiento profundodel fenómeno tensional).

• Formas y dimensiones (en relación a lasanteriores).

• Proceso de ejecución (técnicamentepracticable y económicamente posible).

La casi imposibilidad de resolver el problemasatisfaciendo plenamente todas las exigen-cias, lleva al diseñador a la elección y al sacri-ficio de algunas de ellas en beneficio de otras.

Conviene definir los términos que utilizamos alanalizar el problema estructural:

MMeeccáánniiccaa: Rama de la Física que estudia elmovimiento y las fuerzas que lo producen. Lamecánica aplicada o mecánica de los materia-les o resistencia de materiales estudia laacción de las fuerzas sobre los materiales y lasdeformaciones que les producen.

RReeppoossoo: Concepto relativo que supone invaria-bilidad de la distancia que separa dos puntosen el espacio.

MMoovviimmiieennttoo: Lo contrario de reposo.

FFuueerrzzaa: Agente capaz de producir un cambioen el estado de reposo o movimiento de uncuerpo.

EEssttááttiiccaa: Parte de la mecánica que trata losestados de equilibrio de las fuerzas.

EEqquuiilliibbrriioo ddee uunn ssiisstteemmaa ddee ffuueerrzzaa: La sumavectorial de las fuerzas es igual a 0.

MMoommeennttoo: Producto vectorial entre el vectorfuerza y el vector posición, con respecto al ejede rotación del cuerpo de un sistema.

DDeeffoorrmmaacciióónn: Cambio en el estado de agre-gación de las partículas de un cuerpo, motiva-do por la acción de fuerzas exteriores,capaces de modificar las fuerzas de cohesiónpropias del cuerpo en estado de reposo.

EEssffuueerrzzoo: Fuerzas interiores que se generan enun sólido como consecuencia de la acción defuerzas exteriores y que buscan equilibrarlas.

TTeennssiióónn: Esfuerzo referido a la unidad desuperficie sobre la cual actúa el esfuerzo.

IIssoossttááttiiccaass: Línea de presiones que indican latrayectoria de los esfuerzos de compresión otracción en el interior de un sólido, consti-tuyendo una red dimensional (isostáticas decompresión e isostáticas de tracción).

IIssoobbaarraass: Curvas que, superpuestas a lasisostáticas, resultan de unir puntos de igualvalor de tensión5.

5 Villaverde, Adela. Universidad Nacional de Mar del Plata.

No es sencillo lograr un apropiado balanceentre un chasis liviano y, a la vez, resistente;construyendo una estructura muy simple(con poco material) y con un material muyliviano, se obtendría un chasis liviano perotambién frágil. Se debe lograr una soluciónde compromiso entre estas dos variables,para obtener el mejor chasis posible.

Materiales tales como fibra de vidrio, plásti-co, madera balsa, pueden resultar livianospero no muy resistentes. Un grupo de estu-diantes utilizó varillas de fibra de carbonopara construir el chasis de su auto solar.

2288

Chasis de plástico

Chasis de madera balsa

Combinación de materiales

Chasis de caños

2299

Autos junior, con chasis de alambre

Una solución, frecuentemente planteada,consiste en realizar una estructura más com-pleja, que le da al chasis mayor fortaleza; y,luego, ejecutar agujeros para disminuir sumasa.

También se pueden combinar distintos mate-riales para lograr una disminución de la masay un aumento de la resistencia del chasis.

3300

"Inti I" (San Juan)

3311

La variedad de materiales que pueden usarseen la construcción del chasis de un auto solara escala, está dada por la imaginación delestudiante.

La elección de los materiales está determina-da no sólo por las propiedades del material,sino también por su costo. Esto se refiere nosolamente al precio del material, sinotambién al costo de moldearlo y combinarlocon otros materiales para darle forma ypropiedades especiales. Los materiales máscaros pueden ser los "mejores"; pero,su costo adicional sólo será justificado siposeen propiedades muy específicas queno pueden ser igualadas por una alternativamás económica.

Otro aspecto relevante en la elección de losmateriales es su disponibilidad. Un grupo dealumnos de una escuela de El Bolsón cons-truyó un chasis con cartón y goma espuma,porque no disponía de varillas dealuminio, material que originalmente desea-ba utilizar.

Otra alternativa consiste en utilizarmateriales reciclados de otras máquinas oaparatos, como por ejemplo: electro-domésticos, materiales de la construcción,paraguas, etc.

"Caiken" (El Bolsón); chasis de aluminio ymadera

"Desafío II" (Mar del Plata)

"Caiken 01b" (El Bolsón)

El chasis debe sostener la placa solar, elmotor, la cabina y el sistema de dirección.Todos estos aspectos deben ser consideradosal momento de diseñarlo. Especificacionessobre la forma de montar estos elementosserán tratadas en la parte 3 de este módulo,ya que dependen del material y la forma delchasis.

Dada la diversidad de posibilidades paramontar estos elementos, presentamosalgunos ejemplos ya realizados en otros pro-totipos.

3322

Chasis realizado con partes de una plancha

Chasis realizado con varillas de paraguas

"Jumbo" (Salta) Cabina de plástico, montadasobre chasis de aluminio y motor sobre untravesaño del chasis; la placa está por encimadel nivel de la cabina, apoya sobre varillas dealuminio agujereadas

3333

PPrrooppiieeddaaddeess mmeeccáánniiccaass ddee llooss mmaatteerriiaalleess

Éstas se relacionan con la forma en que reaccionan los materiales al estar sometidos a fuerzas.

• EEllaassttiicciiddaadd: Cualidad que presenta un material para recuperar su forma original al cesar elesfuerzo que lo deformó.

• PPllaassttiicciiddaadd: Cualidad opuesta a la elasticidad. Indica la capacidad que tiene un material demantener la nueva forma, una vez deformado.

• FFrraaggiilliiddaadd: Facilidad con que se rompe un material sin que se produzca una deformaciónelástica. Cualidad opuesta a la resiliencia.

• MMaaqquuiinnaabbiilliiddaadd: Indica la mayor o menor facilidad que tiene un material para ser conforma-do mediante arranque de viruta.

• DDuuccttiilliiddaadd: Indica la capacidad de un material de ser estirado y conformado en hilos finos.

• MMaalleeaabbiilliiddaadd: Indica la capacidad de un material de ser conformado en láminas delgadas,sin romperse.

• RReessiilliieenncciiaa: Resistencia que opone un material a un golpe brusco e intenso.

• TTeennaacciiddaadd: Resistencia de un material a la rotura, cuando está sometido a esfuerzos lentosde deformación.

• RReessiisstteenncciiaa aa llaa ffaattiiggaa: Resistencia contra esfuerzos fluctuantes. Estos esfuerzos puedenhacer que un material se rompa, incluso antes de haber alcanzado la fuerza correspondientea la resistencia última.

• DDuurreezzaa: Resistencia que opone un cuerpo a ser penetrado por otro. Esta propiedad informasobre la resistencia al desgaste contra agentes abrasivos.

• RReessiisstteenncciiaa oo tteennssiióónn aa llaa ttrraacccciióónn: Esfuerzo de tracción por unidad de superficie sobre lacual actúa el esfuerzo.

"Alfa y Omega" (Mar del Plata); motor mon-tado sobre la rueda, sostenido con una chapaal chasis Chasis con motor y sostén para el panel solar

3344

Montaje de motor en auto junior

Sostén de la placa

Panel solar sostenido con bandas elásticas

Sostén de la placa con alambre

Motor sostenido con precintos

Montajede motoren autojunior

22.. DDiissttrriibbuucciióónn ddee llaa mmaassaa

La distribución de la masa es importante.Debe haber suficiente masa en las ruedas quetraccionan, para evitar que éstas patinen.

Los autos que tienen tracción delantera sedesplazan mejor en la nieve y el hielo, quelos que tienen tracción trasera. Es mejorcolocar la masa existente sobre las ruedas deconducción, que agregar masa adicional.

3355

MMaassaa ddee uunn ccuueerrppoo

M = � . V

Donde:- M: Masa del cuerpo.- �: Densidad del cuerpo.- V: Volumen del cuerpo.

CCeennttrroo ddee mmaassaa. Cualquier cuerpo puede con-siderarse conformado por una infinidad departículas muy pequeñas. Éstas tienen supropia masa y, por ende, su propio peso. Laresultante de todas estas fuerzas peso, es elpeso total del cuerpo.

La ubicación del peso total estará sujeta a laforma en que están distribuidas estas partícu-las muy pequeñas. El punto en el que se aplicael peso total se denomina centro de masa.Dicho de otro modo, el centro de masadepende de la forma en que está distribuida lamasa en el cuerpo y no tiene necesariamenteque coincidir con el centro geométrico delcuerpo.

RRoottaacciióónn yy ttrraassllaacciióónn ddee uunn ccuueerrppoo. Cualquiermovimiento puede descomponerse en uno derotación y otro de traslación.

En términos simples, si se aplica una fuerza aun cuerpo, éste rotará y/o se trasladará,dependiendo no sólo del vector fuerza, sinotambién de dónde se aplique, respecto delcentro de masa.

Una fuerza aplicada sobre el eje del centro demasa, dará como resultado que el cuerpo sedesplazará, sin girar.

En caso contrario, la fuerza que se apliquedará como resultado una rotación del cuerpo.

Esto es originado por el momento de la fuerzao torque (M), que se define como el productovectorial del vector posición (r), con respectoal eje de rotación y la propia fuerza (F).

M = r x F

El torque es proporcional a la fuerza y, tam-bién, a la distancia al eje.

Este concepto es sumamente importante en eldesarrollo del recurso didáctico propuesto,por lo que lo trataremos posteriormente, endetalle.

"Diablo"; auto con el motor colocado entrelas dos ruedas

33.. IInneerrcciiaa

La inercia de rotación depende de la masa yde su distribución respecto del eje derotación. Como una rueda liviana acelerarámás rápido que una rueda pesada, se debenutilizar ruedas lo más livianas posibles paraalcanzar una rápida aceleración desde la líneade largada. Se debe mantener el centro demasa de la rueda cerca de su centro.

Quitando masa de las ruedas se reduce lainercia rotacional.

44.. MMeeccaanniissmmooss yy ttrraannssmmiissiióónn

3366

"Helios" (Mar del Plata); auto solar conmotor al costado, sobre la rueda que trac-ciona

Rueda maciza de teflón

Ruedas agujereadas para reducir su masa

PPootteenncciiaaCuando se realiza un trabajo, no es lomismo realizarlo en un período de tiempoque en otro mayor. Esta situación lleva aconsiderar otra magnitud física que relacio-ne no sólo el trabajo, sino también el tiempoen que éste se realiza.

Así, se define la ppootteenncciiaa como el productoentre la fuerza aplicada a un cuerpo y lavelocidad que éste adquiere.

P = F . v

Donde:- P: Potencia [watt].- F: Fuerza [newton].- v: Velocidad [m/s].

O:

P = M . �Donde:- P: Potencia.- �: Velocidad angular. - M: Momento de la fuerza o torque.

Siendo M = I . F

Donde:- I: Momento de inercia.- F: Fuerza

3377

Una transmisión es cualquier dispositivo quetransmite potencia mecánica de un lugar aotro.

Algunas transmisiones son muy sencillascomo, por ejemplo, los engranajes de unabrelatas. Otras, en cambio, son muy com-plejas, como la transmisión en un auto, quetiene palanca de cambios y diferentes veloci-dades.

Un reloj mecánico tiene una transmisión quetransfiere potencia del motor al segundero.Otra transmisión va del segundero alminutero. Ésta tiene una "relación de trans-misión" de 60 a 1. Es decir, cada 60 pasos delsegundero, el minutero hace uno.

Algunas veces está conformado solamentepor el eje del motor y las ruedas; y, en otras,se incluyen además engranajes, poleas, etc.

¿Para qué es la transmisión? La potenciadisponible del motor es utilizada, por unaparte, para que el auto sea veloz y, por otra,para que sea fuerte (por ejemplo, para que

El sistema de transmisión del auto es uti-lizado para transferir la potencia del motora las ruedas.

Sistema de transmisión de un auto solar aescala

"Apolo" (Salta); sistema de transmisión concadena

Transmisión con poleas

3388

tenga la fuerza necesaria para subir unaloma).

El sistema de transmisión permite priorizar lafuerza o la velocidad. Es decir, que ademásde transferir potencia de un lugar a otro, sepuede intercambiar torque por velocidad ovelocidad por torque, ya que la potenciadisponible es la misma en ambos casos.

Por ejemplo, si se conecta el motor al panelsolar o a una batería (si no hay sol), el motorgirará muy rápido. No será muy difícil dete-ner el eje con la mano. Si se conectan lasruedas directamente al eje del motor, éstasgirarán muy rápidamente (lo cual es bueno),y cuando se coloque el auto en el suelo,probablemente su peso será suficiente paradetener el motor (lo cual es malo).

Si pensamos que el motor es lo suficiente-mente potente para mover el auto, entonces,¿qué es lo que está mal? El problema es quela proporción relativa entre el torque y lavelocidad angular no es apropiada para estaaplicación.

La solución a algunos de estos problemas esun sistema de transmisión. Éste puede estar

constituido por engranajes, cadenas, poleas,etc. que harán que las ruedas giren con unmayor torque (el auto será más difícil dedetener), pero a una menor velocidad que ladel eje del motor.

Obviamente, aquí hay que optar, ya que lapotencia disponible es fija. Se puede teneralta velocidad pero sin suficiente torque (elauto no se moverá), o baja velocidad y eleva-do torque (el auto se desplazará muy lenta-mente)

Para seleccionar una opción satisfactoria uobtener "solución de compromiso", se debeconstruir una transmisión con una "relaciónde transmisión" que dé al auto una acele-ración media y una velocidad máxima media.

¿Qué es "media"? Esto dependerá del restodel diseño del auto. Un auto de Fórmula 1 yun tractor tendrán transmisiones diseñadasque les permitan trasladarse a la velocidadadecuada para los fines con que fueron cons-truidos. De la misma manera se trabaja con elauto solar. Se debe encontrar una relaciónadecuada entre los radios, ya sea de losengranajes o de las ruedas o del eje.

MMeeccaanniissmmooss

Existen distintos mecanismos, tales comopoleas y correas, aparejos, engranajes,ruedas cónicas, etc. Éstos transmiten potenciamecánica de un lugar a otro, posibilitandotambién el cambio de dirección del movimien-to.

PPoolleeaass

La polea es una máquina simple, formada poruna rueda (generalmente, con algún tipo de

acanalamiento) y abrazada por una correa,cuerda o cable. Esta rueda gira alrededor deun eje sujeto a su armadura.

Las poleas pueden ser fijas o móviles.

En este caso, P = R (siendo P, la potencia y R,la resistencia). Así, la relación de transmisiónserá igual a 1.

Las poleas se combinan, pudiendo modificarseasí la relación de transmisión. Ésta está dadapor la relación de los diámetros:

3399

Relación = D1 / D2Donde:- D1: Diámetro de la polea conductora.- D2: Diámetro de la polea conducida.

Las correas son los elementos de unión entrelas poleas. El cálculo anterior se ha realizadosuponiendo que las correas no "patinan".

EEnnggrraannaajjeess

Se conoce como engranaje al conjunto de doso más ruedas dentadas, que están en contac-to a través de sus dientes, de forma tal quecuando una gira, también lo hacen las demás.

La ventaja que tienen es que no pueden res-balar -como puede ocurrir con las poleas ycorreas-, aunque pueden "trabarse" si noestán bien colocados.

Se denomina piñón al engranaje que transmiteel movimiento y rueda al que lo recibe. Así, larelación de transmisión puede calcularse de lasiguiente forma:

Relación = Np / NrDonde:- Np: Número de dientes del piñón. - Nr. Número de dientes de la rueda.

Nótese que, en un sistema de engranajes, secambia el sentido de movimiento circular.

Si se parte del principio que no existe desliza-miento, la velocidad tangencial de ambosengranajes es la misma:

V = (2 . � . R . Z) / 1000Donde:- V: Velocidad [metros/minutos].- R: Radio [mm].- Z: Número de revoluciones por minuto.

Así, igualando las velocidades tangenciales:

(2 . � . Rp . Zp) / 1000 = (2 . � . Rr . Zr) / 1000

se deduce que:

Rp . Zp = Rr . ZrDonde:- Zp: Número de revoluciones del piñón.- Zr: Número de revoluciones de la rueda.

Por tanto, la relación de transmisión, tambiénestá dada por:

Rp / Rr = Zr /Zp

RRuueeddaass ccóónniiccaass

4400

Se utilizan para transmitir movimiento, cuandoel ángulo formado por los ejes es de 90º. Y,como en el caso de los engranajes, su relaciónde transmisión es:

Relación = Np / NrDonde:- Np: Número de dientes de la rueda cónica

conductora.

- Nr: Número de dientes de la conducida.

Existen otros tipos de transmisiones, como lasruedas de fricción o el tornillo sinfín, que nodesarrollamos en este módulo, ya que no soncomúnmente utilizados como sistemas detransmisión en un auto solar a escala.

SSeelleecccciioonnaarr llaa mmeejjoorr rreellaacciióónn eennttrree eennggrraannaajjeess.La relación es calculada como el radio entre elengranaje conductor y el conducido. Se debetratar de construir un vehículo de forma talque permita experimentar con distintosradios de engranajes.

Mecanismos y transmisión

• Seleccionar la mejor relaciónentre engranajes

• Modificar la relación de trans-misión

Transmisión con engranajes

Sistemade trans-misiónconruedascónicas

MMooddiiffiiccaarr llaa rreellaacciióónn ddee ttrraannssmmiissiióónn. Lavelocidad y la fuerza pueden ser modificadasusando también diferentes tamaños deruedas.

El tamaño de la rueda y del eje pueden sercambiados para aumentar o disminuir lavelocidad y el torque de la rueda, al igual quelos engranajes y poleas. La diferencia deradios puede ser incrementada, cambiandopor una rueda más grande. También sepuede modificar la relación de radios, agre-gando una polea al eje.

Considere usted el eje y la rueda mostradosen la siguiente figura. Debido a que el radiode la rueda es cinco veces más grande que elradio del eje, una revolución del eje mueve elvehículo cinco veces la longitud de la circun-ferencia del eje.

La mayoría de los estudiantes elige la relaciónde transmisión mediante prueba y error.Aunque esto puede ser efectivo, no siemprese dispone de gran variedad de ruedas yengranajes.

Como una alternativa, se puede hacer un cál-culo simplificado de la relación, conociendoalgunos datos del motor.

Cabe destacar que, como otras fórmulas sim-plificadas, tiene sus limitaciones y debe serusada con discreción:

Esta fórmula es útil en la mayoría de loscasos. De todas formas, la relación de trans-misión puede ser modificada de acuerdo conlas pruebas en pista.

55.. RRuueeddaass yy eejjeess

4411

Relaciónde transmisión = (Vmax . Drueda) /(Vc . K . �I)

Donde:• Vmax: Tensión máxima a circuito abierto del

panel solar (en volt).• Drueda: Diámetro de la rueda, en milímetros.

• Vc: Tensión constante del motor para1000 rpm.

• I: Constante que depende de la intensidaddel sol: 1 para sol pleno, 0,5 a media luz, etc.

• K: Constante que depende del tipo de pista.Si la pista tiene 100 metros de largo, K esigual a 150. Si la pista tiene 60 metros delargo, K es 140.

Ruedas y ejes

• Elegir el tamaño de las ruedas

• Seleccionar el material de lasruedas

• Alinear ejes y ruedas

• Reducir la resistencia derodadura

EElleeggiirr eell ttaammaaññoo ddee llaass rruueeddaass. El diámetro yespesor de las ruedas y de los ejes afectaránel funcionamiento del vehículo.

Es conveniente utilizar ruedas con undiámetro mayor ya que, de esta forma, elauto recorrerá más distancia en cada giro dela rueda.

Así, el eje de una rueda más grande rotarámás lentamente que el eje de una ruedapequeña, si ambos vehículos se desplazan ala misma velocidad.

Asimismo, a mayor velocidad de rotación deleje, mayor roce en los cojinetes.

Mientras más rápido gire el eje, más friccióntendrá. Por lo tanto, para un mayor diámetrode rueda, el eje girará más lentamente, yhabrá menor pérdida de energía debido alroce en los cojinetes.

4422

Auto en proceso de construcción, donde semuestran distintos tipos de ruedas

RRooccee

El roce o fricción es una fuerza de resistenciaentre dos materiales que están en contacto y enmovimiento a la vez. En otras palabras, es lafuerza entre dos objetos que están siendo frota-dos entre sí.

En un auto solar, las ruedas y los ejes tienen fric-ción cuando giran. Minimizar este roce permitiráa las ruedas girar más libremente, como así tam-bién más rápido, resultando un auto más veloz.

CCoojjiinneetteess

La conexión entre el eje y el chasis es llamadacojinete. Según la Real Academia Española, uncojinete es una pieza o conjunto de piezas en quese apoya y gira el eje de un mecanismo.

Un cojinete puede ser tan simple como un eje enun agujero, o una conexión más compleja, comouna funda suave en un agujero que da al ejemenor superficie de roce.

Aquí también pueden usarse rulemanes. Éstos seencuentran en muchos dispositivos conocidos,como bicicletas, patines y ruedas de patinetas.Los rulemanes tienen menor roce, pero son carosy más difíciles de utilizar que los cojinetes.

Rueda sin rulemán Rueda con rulemán

SSeelleecccciioonnaarr eell mmaatteerriiaall. El material del quepueden estar hechas las ruedas usadas en unauto solar a escala, es muy variado.

Aquí surgen dos opciones: por un lado, uti-lizar ruedas del tipo de autos de hobby o deautos de juguetes, o construirlas.

En el primer caso, los estudiantes se "aho-rran" el trabajo de construir las ruedas, perono se dispone de gran variedad de tamaños ymateriales. Generalmente, son ruedasanchas, de poco diámetro y de plástico. Estasruedas no son muy convenientes para unauto solar a escala, ya que, comoexplicáramos anteriormente, es mejor que lasruedas sean finas y de mayor diámetro.

En el segundo caso, los estudiantes puedenelegir el material, el diámetro y el espesor delas ruedas; por lo que tienen más opcionespara realizar una mejor elección de lasruedas. Cabe recordar que el diámetro de larueda es importante, ya que forma parte de larelación de transmisión.

4433

Chasis con ruedas obtenidas de un auto dejuguete

Auto solar junior, con ruedas obtenidas de uncamión de juguete

Las ruedas son torneadas, por lo que estainstancia de la construcción de nuestro

recurso didáctico es una excelente oportunidad paraque los estudiantes desarrollen sus habilidades pro-cedimentales con esta técnica.

Alumno de la EET Nº 3 de Mar del Plata,torneando piezas para su auto solar a escala

4444

Los materiales comúnmente utilizados sonaluminio, teflón, poliamida, acrílico, entreotros. En alguna ocasión, algunos estudianteshan torneado sus ruedas de madera.

Una alternativa a las anteriormente presen-tadas, consiste en utilizar otros elementoscomo ruedas. Es decir, no las tornean, perotampoco son ruedas compradas. Un ejemplode esto es el uso de CD, como ruedas.

AAlliinneeaarr eejjeess yy rruueeddaass. Si las ruedas no estánalineadas, el auto tenderá a girar, necesitandomás energía para desplazarse y resultando uncoche más lento.

En el caso de la carrera de autos solares aescala, el vehículo se desplazará sobre unaguía fija que lo mantendrá corriendo sobre lapista, aún si desea doblar. Si las ruedas noestán alineadas, se desperdiciará muchaenergía, ya que éste rozará contra la guía quelo conduce.

"Pucará" (Miramar); auto con ruedas de alu-minio

Auto solar a escala, con ruedas de teflóntorneadas

"Relámpago" (Vicente López); auto solar aescala, con CD como ruedas traseras

RReedduucciirr llaa rreessiisstteenncciiaa ddee rrooddaadduurraa. En térmi-nos simples, la resistencia de rodadura es lafuerza mínima requerida para que el autocomience a moverse. Esta fuerza es directa-mente proporcional a su peso, al roce entrelas partes móviles (transmisión) y al roce delas ruedas con el piso.

Generalmente, el roce entre las partesmóviles es despreciable y, además, difícil demedir.

En cuanto al roce de las ruedas con el piso,éstas deberían ser lisas, pulidas y muyangostas (estrechas) para que rueden fácil-mente sobre el piso. De todas maneras, lasruedas deben proveer suficiente tracciónpara que los neumáticos no resbalen en lalínea de salida. Cuando las ruedas ruedan alo largo de una ruta, la fricción no permiteque resbalen. Un neumático ancho tendrámás tracción que uno angosto, pero también,más resistencia de rodadura. Si es necesario,se pueden usar bandas elásticas en lasruedas, sobre las que está conectado elmotor, para incrementar la tracción.

Además, la resistencia de rodadura tiene doscomponentes: una estática y otra dinámica.La primera depende, principalmente, de losmateriales y de las superficies que están encontacto entre sí, sin importar la velocidad.Por otra parte, la resistencia dinámica seincrementa con la velocidad.

Fr � v

Donde:- Fr: Resistencia de rodadura.

- v: Velocidad.

En resumen, la resistencia de rodadura esproporcional a la velocidad, y es afectada porel material de la pista, el material y eldiámetro de la rueda, los cojinetes y el dis-positivo de dirección.

La resistencia de rodadura y del vientoafectan la aceleración, porque reducen lafuerza resultante que actúa sobre el auto.

Ft = Fm - Fv - Fr

Donde:- Ft: Fuerza total.

- Fm: Fuerza provista por el motor.

- Fv: Fuerza de resistencia del viento.

- Fr: Resistencia de rodadura.

66.. AAeerrooddiinnáámmiiccaa

Cuando un objeto se mueve a través del aire,experimentará una fuerza de oposicióncomúnmente llamada "resistencia aero-dinámica".

4455

"Twister"; ruedas traseras con bandas elásti-cas para incrementar la tracción

4466

Cabe recordar que el aire consiste enoxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono yotros gases; por lo tanto, es evidente que elaire tiene masa y no es "nada".

Entonces, cuando un objeto se mueve através del aire, experimentará la resistenciaaerodinámica, proporcional a su velocidad ysu geometría.

Dado que se pretende que el auto se muevalo más rápido posible, se debe intentarreducir esta fuerza.

Un auto solar puede alcanzar velocidadesmayores a 20 km/h. A estas velocidades, laresistencia aerodinámica es significativa,

especialmente cuando se compara esta fuerzacon la provista por el motor.

Hay dos características físicas responsablesde la resistencia aerodinámica en un vehícu-lo en movimiento:

• el área frontal del auto,

• la forma.

Construir autos aerodinámicos, usualmentesignificará masa extra, lo cual reduce la acele-ración. Por lo tanto, se debe arribar a unasolución de compromiso entre la aero-dinámica del diseño del auto y la masainvolucrada en éste.

Vista lateral

Vista lateral

Para evaluar la resistencia aerodinámica dedistintas formas de vehículos, los estudiantespueden construir un "túnel de viento" yrealizar mediciones.

Un tubo de cartulina gruesa de 600 mm dediámetro puede ser un túnel apropiado. Unventilador potente provee una fuente deviento conveniente.

La velocidad del viento puede ser medidapor un instrumento, que sirve a tal efecto,disponible en el mercado.

La resistencia aerodinámica del auto puedeser medida utilizando un dinamómetromontado encima del túnel, conectadocon una cuerda al vehículo a testear.Éste debe ser colocado en un lugar conpoca resistencia de rodadura. Mientrasmayor sea la velocidad del viento,menos significativos serán los efectosde la resistencia de rodadura.

El coeficiente de la resistencia aero-dinámica k puede ser calculado de lasiguiente forma:

Fv � v2

Donde:- Fv: Resistencia aerodinámica, medida con

el dinamómetro.- v: Velocidad del viento, medida con el

anemómetro.

Fv = k . v2

Por lo tanto:

k = Fv / v2

Donde:- k: Coeficiente de resistencia aerodinámica.

Este coeficiente no es constante; pero, paranuestros propósitos es una buena aproxi-mación.

En resumen, el estudiante debería diseñar unvehículo con la menor resistencia aero-dinámica posible. Es decir, construir el áreafrontal del auto tan pequeña como sea posi-ble, y hacer una carrocería tan aerodinámicacomo se pueda. Una forma pobremente dise-ñada puede tener un coeficiente de 0.5 y unaforma muy buena, uno menor que 0.012,por lo que la resistencia aerodinámica dis-minuye considerablemente con la forma, aigual velocidad.

4477

Diagrama de un túnel del viento

77.. MMoottoorr

Un motor es un dispositivo que transformadiferentes tipos de energía en energíamecánica.

Se clasifican según el tipo de energía queconvierten: motores eólicos, hidráulicos,neumáticos, térmicos, eléctricos, entre otros.

Los motores eléctricos son dispositivos queconvierten la energía eléctrica en energíamecánica.

Un auto solar a escala utiliza un motor eléc-trico. Éste obtiene energía eléctrica del panelsolar y la convierte en energía mecánica derotación, que será transformada en energíacinética para el desplazamiento del vehículo.

La selección del motor es un aspecto clave enel desarrollo de un auto solar a escala.

Se pueden utilizar motores de bajo costo, deltipo de "hobby"; pero la desventaja es su bajaeficiencia. De todas maneras, algunosmotores industriales pequeños tienen unaeficacia mayor del 80 % y son una mejor

opción, aunque su costo es elevado.

Esto se debe, en los primeros, a la pérdidasustancial de potencia debido a la fuerza deroce en las escobillas. Por otra parte, losmotores industriales tienen, usualmente,mucha menor fuerza de roce en las escobillasque los motores de hobby y esto, junto a lamayor potencia de los imanes, da comoresultado una mayor eficiencia.

Actualmente, muchas computadoras perso-nales están equipadas con motores de co-rriente continua para el ventilador.Desafortunadamente, éstos parecen habersido diseñados para funcionar durante largosperíodos y no tienen alta eficiencia. Por lotanto, no son motores muy convenientespara usar en los autos solares a escala.

Un motor tiene distintas características, queson especificadas en las fichas técnicas, pro-vistas por los fabricantes. En caso de noposeerlas, si son relevantes para el diseño delauto, pueden ser medidas y calculadas.

Entre las especificaciones más importantes,podemos citar:

4488

TTeennssiióónn nnoommiinnaall. Es la tensión o voltaje defuncionamiento, para que el motor nosobrepase la máxima velocidad recomenda-da, girando sin carga.

RRaannggoo ddee tteennssiióónn. Indica el rango de ten-siones a las que puede funcionar un motor.Por ejemplo, un motor con tensión nominalde 12 V, funcionará también con tensionesmenores y pueden ser tolerados breves picosde voltaje más elevado.

PPootteenncciiaa nnoommiinnaall. Esta cifra representa lamáxima potencia de salida, cuando el motortrabaja dentro de la zona de potenciarecomendada. Depende de cada tipo demotor.

RRaannggoo ddee ppootteenncciiaa. Como el rango de ten-sión, el rango de potencia de un motor esusualmente especificado para operacionescontinuas. De todas formas, picos cortos deoperación a dos o tres veces la potenciaespecificada son aceptables, cuando existeun lapso de tiempo que permita que el motorse enfríe.

CCoonnssttaannttee ddee tteennssiióónn oo ddee vvoollttaajjee. La cons-tante de tensión es una de las característicasmás importantes de un motor eléctrico, en loque a autos solares a escala concierne, y estádirectamente relacionada con la selección dela relación de transmisión.

Todos los motores eléctricos con imanes per-manentes generan una tensión entre sus ter-minales de entrada, cuando sus rotores estánrotando. La tensión resultante es directa-mente proporcional a la velocidad derotación del rotor y es, usualmente, referidacomo constante de tensión del motor, con

unidades de minivolt por rpm.

Generalmente, los fabricantes listan la recí-proca de la constante de tensión en sus fichasde especificaciones técnicas, llamada "cons-tante de velocidad", con unidades de rpmpor volt.

CCoonnssttaannttee ddee ttoorrqquuee. El momento de lafuerza o torque de salida de un motor eléc-trico es directamente proporcional a la co-rriente de armadura por la constante detorque, cuando la corriente no es demasiadoelevada. Esto no es un problema para losautos solares aescala, porque lacorriente disponi-ble es de alrede-dor de un amperey está dentro delrango operativo decorriente del mo-tor.

La constante de torque es la cantidad demomento de la fuerza producida por cadaampere de corriente; es utilizada para calcu-lar la fuerza disponible en la rueda, en elpunto de contacto con el suelo, para con-ducir el vehículo. Los fabricantes no siempreespecifican este valor, pero es directamenteproporcional a la constante de tensión; y, siésta es conocida, entonces la constante detorque -también llamada constante de par-puede ser calculada.

RReessiisstteenncciiaa ddee llaa aarrmmaadduurraa. Ésta es laresistencia entre los terminales del motor conla armadura estacionaria. Este valor, juntocon la corriente en vacío, es usado para cal-cular la eficiencia del motor.

4499

Cabe recordar queel momento de lafuerza tiene unida-des de newton pormetro.

CCoorrrriieennttee eenn vvaaccííoo. Es la corriente que circu-la por el motor cuando éste no tiene carga.Depende de la fricción en las escobillas y enlos cojinetes, y varía ligeramente con dife-rentes velocidades.

Esta tensión se opone a la fuente de tensiónde entrada, hasta que se alcanza el equilibrioen el punto donde la corriente es lo suficien-temente grande, para superar las pérdidas delmotor.

Muchas de las pérdidas son causadas por elroce de las escobillas a través del conmuta-dor. La corriente en equilibrio, cuando lafuente de tensión es igual a la tensión nomi-nal, es denominada como corriente en vacío.

Consideremos, ahora, cómo es posible lamedición de características.

Las características de los pequeños motoresindustriales son provistas por los fabricantesen las fichas técnicas.

De todas maneras, puede darse el caso que seutilicen motores de los que no se dispone laficha técnica ni el modelo del motor. Enton-ces, las características principales pueden sermedidas usando algún instrumental básico.

Las mediciones realizadas a continuación uti-lizan valores para un motor de un auto solar aescala (la potencia máxima del panel solar es de10 W).

MMeeddiirr llaa rreessiisstteenncciiaa ddee aarrmmaadduurraa. Esta carac-terística es una de las más fáciles de medir yuna de las más importantes.

Se puede usar un óhmmetro o, si no se

dispone de él, puede calcularse midiendo latensión y la corriente, como se muestra en lasiguiente figura.

Sus alumnos conectan una pila y miden lacorriente y la tensión con el rotor del motordetenido. Con este nivel de tensión nodebería haber problema de sobrecalen-tamiento del motor.

La corriente medida puede variar en algunosmotores debido a la posición del rotor. Eneste caso, debe calcularse un promedio sim-ple de la corriente.

La resistencia de armadura (Ra) se calcula de

la siguiente manera.

Ra = V/I

Y se mide en ohm.

MMeeddiirr llaa ccoorrrriieennttee eenn eell vvaaccííoo. Utilizando elmismo circuito de la figura anterior, conectanuna tensión de alrededor de 12 volt y midenla corriente. Éste es el valor de la corriente enel vacío (I0).

MMeeddiirr llaa ccoonnssttaannttee ddee tteennssiióónn. Esta carac-

5500

terística puede ser medida cuando el motorgira lentamente.

Para esto, los alumnos realizan una marca enel eje del motor. Para ver mejor, pueden colo-car un disco liviano en el eje, marcando unradio en él. Ajustan la tensión del generadorhasta que el motor gire dos revoluciones enun segundo. En realidad, a los efectos del cál-culo, la velocidad del motor no importa; perosí para que cada revolución pueda ser física-mente contada.

Utilizando un cronómetro, registran el tiem-po (t), en segundos, que tarda el eje delmotor en dar cien vueltas.

También toman nota de la corriente (I) y latensión (V) que suministra el generador. Conestos datos, más la resistencia de armadura(Ra) obtenida previamente, calculan la cons-

tante de tensión (Vc) utilizando la siguiente

fórmula:

Vc = t . (V - I . Ra)/6

El resultado es en volt por 1000 rpm.

El valor obtenido con este método no esexacto; pero, para nuestros propósitos, esuna buena aproximación.

MMeeddiirr llaa ccoonnssttaannttee ddee ttoorrqquuee. La constantede torque es directamente proporcional a laconstante de tensión. Entonces, una vez cal-culada esta última, la constante de torquepuede ser obtenida de la siguiente manera:

Tc = Vc / 0.1047

CCoonnssiiddeerraarr oottrraass ccaarraacctteerrííssttiiccaass. Las especifi-caciones de los fabricantes usualmente listanmás características que las que hemos deta-llado. De todas formas, aparte del interésgeneral, éstas pueden ser ignoradas para eldesarrollo de un auto solar a escala, aunquepodrían ser importantes para otras aplica-ciones.

MMoonnttaarr eell mmoottoorr. Como ya explicáramos, elmotor se monta sobre el chasis. La ubicacióndel motor y la forma en que éste se instala enel auto, dependerá de la forma del chasis y dela transmisión elegida.

Aquí se presenta otra oportunidad para quelos estudiantes desarrollen su creatividad eimaginación en la forma de resolver esteproblema.

5511

Motor en su abrazadera

Abrazadera del motor

Es conveniente que el montaje del motortenga un sistema regulable, para poderrealizar ajustes de último momento.

AAnnaalliizzaarr eell rreennddiimmiieennttoo ddeell mmoottoorr. Dos de lasrazones de las pérdidas en el motor son fácil-mente identificables. La primera es debida ala potencia disipada en la resistencia dearmadura y la segunda, al roce dentro delmotor.

Gran parte de la resistencia de armadura sedebe a la resistencia del bobinado y las esco-billas; tendrá pequeños cambios, dependien-do de la alineación de las escobillas y de las

variaciones en la corriente de armadura.Además, cuando el motor tiene una cargaelevada, se calienta y eso provoca un aumen-to en la resistencia de armadura.

En un motor de corriente continua, las pér-didas por roce no pueden ser evitadas,aunque se mantienen relativamente cons-tantes a pesar de la variación de carga.

El rendimiento de un motor es provisto porel fabricante en la ficha técnica. Si no sedispone de ella, conociendo las característi-cas del motor, se puede calcular surendimiento (Ef):

Ef = (P0/ Pi) . 100

Donde:

- Pi: Potencia de entrada.

- P0: Potencia de salida.

Pi = V . I

P0 = Pi - Pr - Pf

Donde:

- Pr: Pérdida de potencia debido al roce.

- Pf: Pérdida de potencia debido a la resisten-

cia de armadura.

Pr = (V - I . Ra) . I0Pf = I² . Ra

El cálculo del rendimiento de un motor tam-bién es más complicado que el que hemospresentado; pero, para el desarrollo de unauto solar a escala, nuestro procedimientoresulta una buena aproximación.

5522

Motor colocado y ajustado en el chasis

Montaje regulable

5533

88.. PPaanneell ssoollaarr

El panel solar es la fuente de energía delvehículo. Como explicamos, es el dispositivoque convierte la energía solar en energía eléc-trica.

Para el desarrollo de un auto solar a escala seutiliza un panel solar de 4 a 10 W. La deter-minación de la potencia -es decir, el modelode panel a utilizar-, dependerá de su costo ydel tamaño del auto.

Cabe destacar que la elección del motor eléc-trico está relacionada con el tipo de panelsolar a utilizar.

Estos paneles tienen una eficiencia de alrede-dor del 10 %; esdecir que una decada diez unida-des de energíasolar sobre elpanel es converti-da en energíaeléctrica.

Los mejores panelesen el mundo tienen,aproximadamente,un 25 % de eficien-cia y son extremada-mente caros.

Panel solar de 6 watt, utilizado en losautos solares junior

Panel solar de 10 watt, utilizado enlos autos solares senior

MMaassaa yy ddiimmeennssiioonneess. Estas características,usualmente, son dadas por el fabricante, enla hoja técnica.

El panel solar se monta sobre el chasis. Por lotanto, su masa y sus dimensiones deben te-nerse en cuenta a la hora de diseñar elvehículo (particularmente, el chasis), ya queel panel agregará masa al auto y el tamaño delchasis debe ser acorde al de la placa.

CCoorrrriieennttee eenn ccoorrttoocciirrccuuiittoo. Si se conecta unamperímetro a los terminales del panel solar,se medirá la corriente de cortocircuito delpanel (ICC). Ésta es directamente propor-

cional a la intensidad de luz solar a la queestá expuesto el panel; por tanto, la máximaICC puede ser obtenida al mediodía de un día

soleado.

Esta corriente aumenta con el incremento detemperatura del panel, aunque estas varia-ciones no suelen ser tenidas en cuenta.

TTeennssiióónn aa cciirrccuuiittoo aabbiieerrttoo. Si se conecta unvoltímetro en los terminales del panel solar,se medirá su tensión a circuito abierto (ICa).

Ésta depende de la cantidad de celdas queposee el panel (aproximadamente, 0,6 V porcelda).

Esta tensión disminuye con el aumento de latemperatura en el panel (2 mV por celda, porgrado Celsius de incremento de temperatu-ra).

RReennddiimmiieennttoo. El rendimiento de un panelsolar depende de la carga que se le conecte.

Los fabricantes, generalmente, incluyen elgráfico tensión-corriente en la hoja de especi-ficaciones técnicas del panel solar.

La potencia (en watt) se calcula multiplican-do la corriente por la tensión.

P = V . I

Tanto Vca como Icc son valores límites de ten-

sión y corriente respectivamente; aunque elpanel no produce ninguna potencia útil a Vca

5544

Características del panel solar

• Masa y dimensiones

• Corriente en cortocircuito

• Tensión a circuito abierto

• Rendimiento

• Factor de forma

• Inclinación

Gráfico tensión corriente hoja técnicaKyocera

-porque la corriente es cero- y tampoco a Icc

-porque la tensión es cero-.

Nótese que, para conseguir la máxima poten-cia, la resistencia de la carga conectada alpanel debe ser óptima; es decir, obtener lamayor tensión posible con la menor dismi-nución de corriente (zona T).

FFaaccttoorr ddee ffoorrmmaa. Las características de dospaneles solares, aún siendo de la mismapotencia y del mismo fabricante, puedenvariar sustancialmente. Esto puede ser expli-cado a través del factor de forma (FF). Éstedefine la forma de la caída exponencial de lacorriente delpanel, en funciónde la tensión, y de-pende de la formaen que son he-chas las celdas so-lares.

A pesar de ello, es bastante simple calcular elfactor de forma (FF) si se conoce la potenciade salida nominal, Vca e Icc.

Puede utilizarse la siguiente fórmula:

FF = P / (Vca . Icc)

Los valores típicos de FF, para paneles uti-lizados en la construcción de autos solares aescala varían, generalmente, entre 0,58 y0,72. Es preferible un valor más elevado deFF.

IInncclliinnaacciióónn. La posición relativa del panelrespecto de la luz solar -o sea, el ángulo deincidencia de la luz sobre el panel- es unaspecto a tener en cuenta, ya que se esperaobtener la mayor potencia posible del panelsolar.

Una forma es que el panel produzca más co-rriente. Para ello, se necesitan más electronesmoviéndose en él. Si más luz solar incidesobre el panel, más electrones serán "arranca-dos" de los átomos en cada celda y, así, seproducirá más corriente.

5555

Gráfico tensión corriente con la zona Tmarcada

No hay nada que sepueda hacer paracambiar este valor,una vez que el panelha sido fabricado.

"Inti 2000" (Arroyito); auto solar a escala,utilizando el panel solar inclinado

Inclinar el panel fotovoltaico de forma talque el ángulo de incidencia de la luz sea denoventa grados, incrementará la potencia desalida.

Se puede medir Icc del panel, utilizando dis-

tintos ángulos de inclinación, para corrobo-rar esta afirmación.

EEssttaabblleecceerr llaa rreellaacciióónn eennttrree eell mmoottoorr yy llaappllaaccaa. Se deben conocer las característicasdel motor eléctrico y del panel solar parapoder tomar una decisión acertada y funda-mentada respecto del motor.

También puede ser útil analizar algunosaspectos operativos de un auto solar a escalafuncionando. ¿Qué sucede cuando se conec-ta el motor al panel solar?

En un primer momento, el motor se encuen-tra en estado estacionario y la tensión en susbornes, en el instante en que el panel solar esexpuesto al sol, es simplemente el productoentre la corriente de cortocircuito Icc del

panel y la resistencia de armadura Ra del

motor. En este momento, la corriente dearmadura deja de ser nula.

Dado que el torque es directamente propor-cional a la corriente de armadura, el auto semoverá incrementando su velocidad.

En tanto el vehículo gana en velocidad, latensión en el motor aumenta, mientras quela corriente disminuye, hasta llegar a unequilibrio. Éste es alcanzado cuando elmomento de la fuerza producido por elmotor y en combinación con la relación detransmisión, iguala a la fuerza requerida paramover el auto solar a escala.

Se debe tener en cuenta que, a esta altura, laresistencia aerodinámica probablemente serámayor que la resistencia de rodadura.

99.. DDiirreecccciióónn yy ssuussppeennssiióónn

La función de un sistema de dirección es diri-gir las ruedas delanteras en respuesta a lasórdenes dadas por el conductor, para con-seguir un control direccional del vehículo.

Los ángulos de dirección posibles de seralcanzados quedan modificados por lageometría de la suspensión, y por lageometría y reacciones en el sistema de direc-ción. Las características de la dirección se ventambién influenciadas por factores talescomo la geometría de las ruedas, el tipo deneumático y la distribución de masa.Además, se requiere una buena estabilidadpara que el auto tienda, por sí mismo, aseguir en línea recta.

5566

"Apocalipsis" (Mar del Plata); auto solar aescala, utilizando un panel solar sin incli-nación

Para variar de dirección en la marcha de unvehículo, se cambia la orientación de lasruedas delanteras. El mecanismo de direc-ción ha de cumplir el requisito de llevarambas ruedas debidamente orientadas sobresus trayectorias curvas.

La dirección consiste en una barra deacoplamiento en cuyos extremos se articulanlas ruedas o sus ejes, mediante cojinetes orodillos; de modo tal que cuando una ruedavira, la otra se ve obligada a hacerlo también,para que el resultado sea un cambio en ladirección del auto. Este sistema está monta-do en la parte delantera del chasis.

Cabe destacar que, en un auto solar a escala,no siempre se cuenta con un sistema dedirección y suspensión. En estos casos, lasruedas que no traccionan se dejan fijas y ali-neadas a las otras.

Otra opción consiste en dejar las ruedaslibres; es decir, que éstas puedan girar libre-mente alrededor de su eje. Este sistema es elmás sencillo; pero, la desventaja es que lasruedas pueden posicionarse en forma per-pendicular a la dirección del desplazamiento,provocando un roce mucho mayor entre lasruedas y el piso; e, incluso, trabarse y detenerel vehículo.

5577

Dirección de un auto solar junior, construi-da con partes de un paraguas

Eje de la rueda

Dirección de madera

Auto solar a escala con sistema de dirección

En general, dadas las dimensiones de losautos solares a escala, no se utiliza un sistemade suspensión. Aunque en los autos cuida-dosamente diseñados, sueleemplearse una suspensiónindependiente para cadarueda delantera, la queamortigua los golpes ysaltos que puedan producirlos desniveles de la pista.

Así, la suspensión consisteen un brazo móvil sobre elcual se coloca la rueda, yestá acoplado perpendicu-larmente al eje fijo me-diante una articulación. Deesta manera, las ruedas, alsubir y bajar sin reaccionarla una en la otra, gracias a lasuspensión independiente, también suben y

bajan sus brazos móviles sin que elmovimiento de uno repercuta en el otro, gra-cias a la articulación que los une al eje.

5588

"Furia Roja" (Mar del Plata); auto solar aescala con sistema de suspensión

Auto sin direccióny ruedas locas

1100.. DDiirreecccciióónn ppaarraa llaa ccoommppeetteenncciiaa

Tal como planteáramos en la última situaciónproblemática que le acercábamos en nuestraspáginas iniciales, en la que un grupo de estu-diantes desea participar de la carrera de autossolares a escala, se debe tener en cuenta elreglamento de estas competencias.

Dado que en los otros casos, un sistema dedirección no es absolutamente necesario, estepunto será desarrollado conforme a lasrestricciones de la carrera de autos solares aescala.

Cabe destacar que la pista posee una guíafija, en forma de "U", sobre la cual corre elauto, que evita que éste se despiste. Por lotanto, el auto solar a escala debe poseer unsistema que le permita deslizarse por estaguía.

Generalmente, se utiliza un pequeñorulemán, montado horizontalmente sobre uneje vertical, en el frente del auto. De esta

manera, el rulemán se desliza por dentro dela guía en forma de "U". El rulemán debetener un diámetro tal que encaje en la guía,sin atascarse.

Otra forma consiste en utilizar dos rulemanesmontados por fuera de la guía. Este sistemaes más eficaz, cuando la guía está perfecta-mente alineada o instalada en la pista.

5599

Autos solares a escala, compitiendo6

6 Para acceder a estos reglamentos, le proponemos dirigirsea: wwwwww..ssooffttwwaarreeddeellcceennttrroo..ccoomm..aarr//ddaaaassee//iinnddeexx..hhttmmll

Dirección por dentro de la guía

Dirección por fuera de la guía

Sea cual fuere la forma usada, es convenienteemplear un sistema de ajuste para la altura yel ancho.

1111.. CCaarrrroocceerrííaa yy ccaabbiinnaa

La carrocería y la cabina de un auto realtienen varios propósitos. Protegen a lospasajeros del viento y la lluvia, proveenseguridad adicional en caso de choque einfluyen en la estética del vehículo. Pero,además, modifican el rendimiento, ya queun auto bien diseñado puede reducir laresistencia aerodinámica. Esto es similar enun auto solar a escala.

Por lo tanto, se debe diseñar una cabina conforma aerodinámica, para reducir la resisten-cia del aire. Es decir, construir el área frontaldel auto tan pequeña como sea posible yhacer una carrocería tan aerodinámica comose pueda.

Para construir la cabina se debe elegir unmaterial que permita dar forma y que, a suvez, sea liviano, a los efectos de no agregarmasa; por ejemplo, fibra de vidrio, planchasfinas de plástico, papel, etc.

6600

Vista frontal del sistema de dirección

Distintas cabinas

En el caso que el vehículo compita en la ca-rrera de autos solares a escala, la cabina debetener un habitáculo que albergue dos huevos,que hacen las veces de conductor y acom-pañante, ya que el reglamento indica que elvehículo debe transportar dos huevos, sinromperlos, para corroborar la seguridad delauto.

OOppttiimmiizzaannddoo eell rreennddiimmiieennttoo ddeellaauuttoo ssoollaarr aa eessccaallaa

Reducir la resistencia aerodinámica o laresistencia de rodadura daría como resultadouna mejora en la velocidad promedio delvehículo. De todas formas, en un auto solar a

escala, es difícil precisarcuánto podría mejorarse conpequeñas variaciones de estasdos variables.

Como explicáramos endetalle, en un auto solar aescala, la fuente de energía esel Sol. Ésta se transforma,sucesivamente, hasta obtenerenergía cinética en eldesplazamiento del vehículo.

En resumen, la velocidadfinal del vehículo dependerá-entre otras variables- de laenergía inicial disponible.

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"El hijo del Sol" (Vicente López)

Diagrama de trans-formación de ener-gía en un auto solara escala

Además, en cada proceso de transformaciónexisten pérdidas (de las cuales hemos habla-do en detalle); por tanto, una forma deaumentar el rendimiento del auto consiste endisminuir dichas pérdidas.

Analizando el gráfico del final de esta página,se puede determinar cómo se distribuye lapotencia disponible del panel solar.

La mayor parte de la potencia es utilizadapara acelerar el auto, mientras que el resto esconsumido por las pérdidas en cada procesode transformación de energía, es decir: en elmotor, en el sistema de transmisión, etc.

Disminuir alguna de estas pérdidas, incre-mentará la potencia neta disponible para laaceleración del vehículo.

Por ejemplo, reducir a la mitad la resistenciaaerodinámica incrementaría la potenciadisponible para la aceleración, de un 58 % al

63,5 %. Este incremento es menor que el12 %, que sería el aumento de potenciadisponible si se disminuyera la masa delvehículo en un 12 %.

En otras palabras, el rendimiento de un autosolar a escala será afectado en mayor medidapor cambios en la masa del chasis, que porlos mismos porcentajes de cambio en las pér-didas del motor, roce entre las partesmóviles, resistencia de rodadura o resistenciaaerodinámica.

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Gráfico con distribución porcentual de la potenciaútil y de las pérdidas

Todos los conceptos presentadosson considerados en el desarrollo delrecurso didáctico propuesto. Es en lapuesta en práctica (el diseño y construc-ción de un auto solar a escala) en la quese establece la transferencia deestos conceptos.

6633

EEll vveehhííccuulloo

Vamos a proponerle el diseño y la construc-ción de un auto a escala, propulsado aenergía solar, sin almacenamiento de energía,destacando que son innumerables las posi-bilidades de su resolución tecnológica.

La elección de los materiales, las decisionesrelacionadas con la estructura del chasis, elsistema de transmisión, entre otros, determi-narán las técnicas y herramientas a utilizar.

Esta diversidad de posibilidades en el desa-rrollo del auto solar, brinda al docente opor-tunidades extras de implementar este recursoen el aula y de contextualizar el uso de mate-riales disponibles.

Este equipo hasido desarrolladocon las acota-ciones de dimen-siones y potenciaque rigen la com-petencia de autossolares a escala.Esta decisión hasido tomada conel propósito deincluir restric-ciones en el dise-ño.

Este auto solar a escala tiene un chasis demadera balsa, ruedas de grilón, sistema detransmisión con engranajes, tracción traseracon sistema de dirección y suspensión, y ca-bina de fibra de vidrio para el conductor yacompañante.

3. HACIA UNA RESOLUCIÓN TÉCNICAManual de procedimientos para la construcción yel funcionamiento del equipo

Decidimos construir un auto sinalmacenaje de energía porque esto vuelveel diseño más complejo en cuanto aldesarrollo conceptual, pero lo simplificaen cuanto a la resolución tecnológica.

Usar un sistema de almacenamientoincrementa el problema de comprensiónde los conceptos involucrados en el pro-ceso de transformación de energía solar aeléctrica y, luego, a mecánica. Dicho deotro modo: Es más difícil comprender loque sucede entre el panel solar y el motor,y entre éste y el sistema de transmisión.

Por otra parte, el hecho de no utilizar unsistema de almacenamiento de energía,hace que la resolución tecnológica seamás compleja. Es decir, hay más variablesa tener en cuenta para que el vehículofuncione. Y esto amplía las oportunidadesde aprendizaje de los estudiantes.

Esto acerca más alos estudiantes auna situación real,donde una solucióntécnica a un pro-blema tecnológicosiempre tiene res-tricciones, ya seaneconómicas, tec-nológicas, socialeso ambientales.

Otra condición de diseño es que el panelsolar sea independiente del chasis; esto sig-nifica que, al retirar el panel, el auto debemantener su estructura.

El vehículo debe completar una vuelta de100 metros, en una pista con forma de ocho.

La pista tiene dos puntos críticos:

• La zona de sombra debajo del puente.

• La subida del puente.

El auto debeser diseñadoy construidode forma talque supereestos dospuntos críti-cos sin pro-blema: sersu f i c i en te -mente rápi-do para pa-sar el conode sombrasin detenerse

y lo suficientemente fuerte para subir la lomasin inconveniente7.

EEll ddiisseeññooSus alumnos deben tomar decisiones, previa-mente a la construcción del auto. Están rela-cionadas con las partes del vehículo, su dis-tribución, los materiales a utilizar, etc. Estoforma parte del diseño.

6644

En el diseño y la construcción del auto,intervinieron Maximiliano Díaz, MatíasBruzzone, Eduardo Bueri, Pablo Facio,Mariano Barragán y Nicolás Maroto, alum-nos de la Escuela de Educación Técnica Nº3 de Mar del Plata, provincia de BuenosAires.

7 Lo invitamos a consultar la página del Desafío Argentinode Autos y Lanchas Solares a Escala -DAASE-:wwwwww..ssooffttwwaarreeddeellcceennttrroo..ccoomm..aarr//ddaaaassee//iinnddeexx..hhttmmll

6655

Después de deci-dir el diseño, esconveniente querealicen planoscon las distintasvistas del auto,que muestrenalgunos detalles

de construcción.

Una vez completados los planos, debenrevisar que el diseño contemple todas lasespecificaciones.

A los efectos de animar a los alumnos arealizar innovaciones en el diseño, el vehícu-lo debe contener un panel sólido, plano, rígi-do de al menos 100 mm por 220 mm por 0,3mm de espesor. Este panel debe ser montadoverticalmente en el auto, a 90º de la direcciónde movimiento. Además, debe poderdesmontarse.

Los estudiantes, al igual que los ingenieros,aprenden de sus errores. Por esta razón,usualmente, construyen uno o más produc-tos para testearlos antes de construir el defi-nitivo.

El testeo es una parte importante del diseño;por esto, es útil monitorear, evaluar y modi-ficar los diseños iniciales, a fin de obteneruna versión final mejor.

En un auto solar a escala, estas pruebas ymodificaciones se dan, principalmente, en elsistema de transmisión. La relación de trans-misión es calculada inicialmente, aunque

Cabe recordar quelas vistas muestran lamayoría de la infor-mación sobre el obje-to que se planeaconstruir.

Los resultados obtenidos en las pruebasrealizadas en el túnel de viento muestranque el efecto de este panel puede ser deimportancia en el rendimiento del auto. Unavelocidad del viento de 25 km/h en un auto,sin ninguna forma aerodinámica, podríagenerar una resistencia aerodinámicacinco veces mayor que en un vehículo másaerodinámico.

luego es modificada de acuerdo con los resul-tados de las pruebas en pista.

LLaass ppaarrtteess

11.. CChhaassiiss

Tal como se describiera, el chasis es funda-mental en el desarrollo de este prototipo.

Éste debe ser liviano y, a la vez, lo suficiente-mente fuerte para no romperse y para sopor-tar el peso del panel solar, el motor y la cabi-na con el conductor.

Las dimensiones del chasis deben ser acordesa las del panel solar y, además, cumplir conlas exigencias del reglamento:

• Ancho máximo 320 mm, incluyendo las

ruedas.

• Largo máximo 650 mm.

El chasis de este equipo será construido conlistones y planchuelas de madera balsa. Sepodría utilizar varillas de aluminio o fibra decarbono; pero, laventaja que selogra utilizandoeste último mate-rial, no es justifi-cada por la grandiferencia decosto.

Decidimos que el chasis fuese de maderabalsa para que los estudiantes puedan traba-jar con más técnicas y materiales, dado quelas ruedas se tornean y que otras piezas sonde aluminio.

22.. RRuueeddaass

El diámetro de las ruedas debe tenerse encuenta en el cálculo de la relación de trans-

6666

PPaarrtteess ddeell aauuttoo ssoollaarr

11. Chasis

22. Ruedas

33. Ejes, dirección y suspensión

44. Motor

55. Sistema de transmisión

66. Panel solar

77. Cabina

La madera balsa esliviana, pero se astillafácilmente cuando seagujerea. El pino esun poco más pesado,pero más maquina-ble.

6677

misión.

Como planteáramos, aquí los estudiantestienen dos posibilidades:

• obtener ruedas ya hechas -por ejemplo,de un auto de juguete-, compradas en unnegocio de elementos para aeromodelis-mo, etc.; o

• construirlas ellos mismos.

Con la finalidad de que los alumnos puedenaprender tantas técnicas como sea posible,hemos optado por la segunda opción.

Por tanto, las ruedas serán torneadas.

A esta altura, también debe tenerse en cuen-ta el roce entre las distintas partes del auto,particularmente en los ejes y las ruedas. Poresta razón, se colocarán rulemanes en lasruedas, a fin de disminuir el rozamientoentre las partes móviles del auto.

De esta manera, una vez decidido el diámetrode las ruedas, se debe contar con los rule-manes, para tomar sus medidas e incluirlasen el diagrama.

33.. EEjjeess,, ddiirreecccciióónn yy ssuussppeennssiióónn

Éstos deben ser montados sobre el chasis yson otra fuente de rozamiento. Para dis-minuir el roce, se colocarán rulemanes entodas las ruedas.

Se trabajará con tornillos, ya que permitenrealizar las uniones más fácilmente.

El eje delantero llevará un sistema de direc-ción y suspensión.

44.. MMoottoorr

El motor es de 12 V, CC, obtenido de unavideograbadora.

El auto tendrá tracción trasera y sobre unasola rueda ya que, de esta forma, no se nece-sitan estabilizadores adicionales para las cur-vas.

55.. SSiisstteemmaa ddee ttrraannssmmiissiióónn

Los grabadores y videograbadoras viejos sonbuenas opciones para encontrar engranajes ypoleas de distintos tamaños. También sepueden conseguir en los negocios de artícu-los para modelismo, aunque esto implica uncosto extra. Se pueden considerar los mez-cladores eléctricos y los controles remotoscomo posibles donantes de elementos para laconstrucción de un auto solar a escala.

El sistema de transmisión de nuestro autoconsta de un piñón de bronce y una coronaplástica.

66.. PPaanneell ssoollaarr

El auto llevará una placa solar de 10 watt,conectada al motor con conectores molex yun interruptor, a fin de vincular rápidamenteel panel al motor.

Además, contará con un sistema que permitadesmontar el panel del auto.

77.. CCaabbiinnaa

La cabina debe portar dos huevos: conductory acompañante.

LLooss mmaatteerriiaalleess

En el vehículo solar que proponemos, uti-lizamos:

• 5 listones de madera balsa rectangular de4 mm x 4 mm.

• 2 listones de madera balsa de 10 mm x 4mm.

• 2 planchas de madera balsa de 3 mm (elresto de las medidas es estándar: 90 mmx 7 mm).

• 2 rulemanes � externo: 10 mm y �interno: 3 mm.

• 2 rulemanes � externo: 16 mm y �interno: 5 mm.

• 2 rulemanes � externo: 12,8 mm y �interno: 5 mm (para las guías).

6688

Vista superior Vista inferior

• 1 barra de grilón �: 60 mm, longitud 15cm (la longitud dependerá de la cantidadde ruedas a tornear).

• Adhesivo instantáneo cianocrilato 2pomos x 20 gramos.

• Soldadura plástica (10 minutos).

• 1 Panel solar Solartec de 10 watt ModeloKS10 fibra8.

• 1 motor de CC de 12 V.

• 1 piñón de bronce de 7 dientes.

• 1 corona plástica de 70 dientes.

• 2 conectores molex grandes.

• 1 interruptor pequeño.

• 1 m de cable bipolar.

• 4 tornillos de 1/8", longitud: 77,3 mm.

• 4 arandelas comunes 1/8".

• 4 arandelas grover 1/8".

• 4 tuercas 1/8".

• 3 tornillos de �: 2 mm.

• 3 tuercas de �: 2 mm.

• 2 tornillos de 5 mm.

• 2 arandelas comunes 5 mm.

• 2 arandelas grover 5 mm.

• 2 tuercas 5 mm.

• 3 tornillos de �: 2 mm.

• 3 tuercas de �: 2 mm.

• 2 tornillos de �: 1/8" paso fino (para elsoporte del motor).

• 2 resortes de tensión.

• 1 barra de aluminio rectangular de 23mm x 23 mm.

• 1 barra de aluminio �: 19 mm.

• 1 chapa galvanizada de 0,5 mm de espe-sor.

• 1 lámina de aluminio de 1 mm de espe-sor.

• Fibra de vidrio para el molde.

• Fibra de vidrio para la cabina.

• 3 caños de fibra de carbono de �: 7 mmy 50 mm de longitud.

• 50 cm de caño de bronce de �: 4 mm.

• 50 cm de caño de bronce de �: 6 mm.

• 1 hoja de papel de entelar.

• 1 frasquito de Dope.

• Tiner.

• 20 gr de cera desmoldante.

• 1 lámina acrílico de 10 cm x 10 cm.

LLooss iinnssttrruummeennttooss yy llaasshheerrrraammiieennttaass

Vamos a necesitar:

• Torno.

• Torno manual.

• Bit.

• Herramienta de corte.

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8 Las autoras recomendamos esta marca, porque la empresaKyocera Solar Argentina realiza descuentos a las escuelasque trabajan con vehículos solares a escala; y además,entrega las placas ya preparadas para los autos (es decir,sin los marcos).

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• Punzón.

• Sierra.

• Destornillador.

• Regla.

• Calibre.

• Lima plana.

• Lima de matricería.

• Escofina.

• Pinza.

• Agujereadora.

• Cizalla.

• Manchón.

• Alicate.

• Soldador (estaño).

• Pelacables.

• Trincheta.

• Tijeras.

• Lápices.

• Martillo.

• Yunque.

• Morsa.

• Dobladora.

• Mechas de: �: 9,75 mm, �: 5 mm, �: 2mm, �: 3,25 mm.

• Mandril para adaptar al torno.

• Lija fina (500).

• Téster.

• Pincel fino.

• Nivel.

LLaa ccoonnssttrruucccciióónn yy eell aarrmmaaddoo

A continuación, presentamos la secuencia aseguir en la construcción y el armado delauto solar a escala.

Cabe destacar que el orden puede variarsegún el diseño y materiales a utilizar; por lotanto, esta secuencia es orientativa.

SSeeccuueenncciiaa ddee ccoonnssttrruucccciióónn yy aarrmmaaddoo

11. Ruedas

22. Chasis

33. Soporte para el motor

44. Transmisión

77. Sistema eléctrico

88. Eje trasero

99. Tren delantero

1100. Guías para la carrera

1111. Montaje final

55. Cabina

66. Panel solar

5.1. Molde

5.2. Cabina

6.1. Soporte

6.2. Conexión eléctrica

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11.. RRuueeddaass

Comenzamos con las ruedas, ya que el espe-sor final de éstas determinará la longitudfinal de los ejes y, por lo tanto, las dimen-siones finales del chasis.

A partir de una barra cilíndrica de grilón, setornean las cuatro ruedas macizas con lassiguientes dimensiones:

• �: 55 mm para las ruedas delanteras.

• �: 60 mm para las traseras.

• espesor: 3 mm.

Las ruedas son torneadas. Para ello, se colo-ca la barra en el cabezal y la herramienta(bit). Se controla que ambas estén centradas.

A continuación, se realiza un frenteado delmaterial; luego, se mide el diámetro inicial yse cilindra hasta alcanzar los 55 mm (que esel diámetro de la rueda).

Es conveniente recordar a los alumnos lasnormas de seguridad para el trabajo en eltorno; particularmente, en relación con eluso de gafas de seguridad (por las virutasque puedan saltar).

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Una vez alcanzados los 55 mm, se coloca elmandril en el manguito, con una mecha de9,75 mm de diámetro, teniendo en cuentaque el diámetro del rulemán es de 10 mm.

Para aprovechar mejor el material, se debemedir cuánto se adentrará la mecha en labarra; es decir, qué profundidad tendrá elagujero que estamos realizando. Éste es elespesor del rulemán; en nuestro caso, 4 mm.

Si la rueda es de 3 mm de espesor, se dejará"un topecito" de 1 mm para que el rulemánno se salga.

Una vez realizado este agujero, se coloca laherramienta de corte, la que debe estar bienafilada.

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Se mide 3 mm de espesor y se marca. Luego,se hace un surco a 5 ó 6 mm, ya que se debetener 1 mm extra para el tope del rulemán.

Antes de realizar el corte, se coloca elrulemán. Se va ajustando y apretando, hastaque entra completamente.

La ventaja de colocarlo en la rueda en estemomento es que se puede controlar si haquedado bien centrado. Una manera sencillade hacer esto consiste en colocar un tornillolargo y en hacer girar el cabezal del torno.

Por último, se realiza el corte. Y, ya tenemosla rueda.

Para finalizar, se quitan las rebarbas con uncuter o con una lija fina de carpintero.

Si el agujero posterior de la rueda hubiesequedado pequeño, se agranda con unamecha o un sacabocado.

Las ruedas traseras llevan dos rulemanes másgrandes que los de las otras ruedas. Por lotanto, se efectúa el mismo procedimiento,pero el agujero se realiza de un diámetroacorde al diámetro externo del rulemán (12,8mm) y con una profundidad de 6 mm, paraque quepan los dos rulemanes.

22.. CChhaassiiss

Como ya adelantáramos, el chasis es demadera balsa. Consta, básicamente, de unentramado de varillas de 4 x 4 mm, con dis-tintas "costillas" a lo largo de la estructura.Esto contribuye a que la estructura sea másfuerte.

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Primero, se marcan las cuatro costillas máspequeñas en los listones de madera balsa. Semide cada costilla y se marca con un lápiz.

Si se ajunta la escala, se puede usar el dibujodel plano como patrón para marcar las cur-vas. En este caso, previamente se debe recor-tar la parte curva, para luego poder marcar.

A continuación, se cortan con un cuter otrincheta, dejando de 1 a 3 mm de margen,que son rebajados, luego, con una lija fina.Este procedimiento tiene dos finalidades; porun lado, obtener una terminación muchomás prolija y, por otro, evitar "pasarse" de lamedida, ya que la madera balsa es muy fácilde cortar y, por lo tanto, también es fácilpasarse de la medida en un corte.

Para cortar los sectores curvos, se realizancortes sucesivos, aproximándose paulatina-mente a la medida, ya que al cortar transver-salmente a la veta de la madera, ésta puederomperse.

Una vez que se ha terminado de lijar la cos-tilla, controlamos la terminación con elplano.

La quinta y sexta costillas son más anchasque el listón, por lo que se requiere un pasoprevio a marcar y cortar; se corta un trozo dellistón restante y se pega sobre el otro (conadhesivo instantáneo-cianocrilato).

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Se debe tener cuidado al trabajar con el pega-mento, ya que el listón puede quedar pegadoa la mesa de trabajo. Para evitar que estosuceda, se coloca un plástico debajo de lamadera que se quiere pegar y, así, se evita queel material quede pegado a la mesa.

Una vez que el pegamento está seco, ya con-tamos con una planchuela lo suficientementeancha para marcar la quinta costilla.

A continuación, procedemos de la mismamanera que en las anteriores.

Una vez cortado el contorno de cada costilla,se marcan los cortes y agujeros a realizar,

como se indica en el plano. A continuación,se corta de la misma forma explicada ante-riormente.

Se debe tener especial cuidado de no pasarseen el corte y arruinar la pieza.

8800

Posteriormente, se deben construir las costi-llas laterales. Se procede de igual manera quecon las otras costillas.

Una vez que se han preparado las piezas, semonta todo sobre la vista superior del planoy se presenta para verificar si se debe realizaralgún ajuste final.

Los listones de 4 x 4 mm conforman los tra-vesaños centrales. Éstos se pasan por los agu-jeros hechos en las costillas.

A continuación, se pegan con cianocrilatotodas las piezas; primero, las costillas late-rales o cruzantes, y, al final, las uniones de lostravesaños y las costillas principales.

8811

Se pegan listones de madera balsa -comomuestra la foto- para darle forma al chasis. Lacantidad es variable, según la habilidad delestudiante que vaya a hacer la cobertura delchasis. A mayor cantidad de listones, mayorfacilidad al entelarlo.

33.. SSooppoorrttee ppaarraa eell mmoottoorr

Consiste en una chapa galvanizada de0,5 mm de espesor, doblada y perforada, quese fija al chasis.

En la chapa semarca un rectán-gulo de 54 mm x24 mm y se cortacon una cizalla.

8822

En caso de no contarcon una cizalla, susalumnos pueden utili-zar una tijera de cor-tar chapa o una sie-rra.

A continuación,se marca unalínea a 32 mm deuno de los bordesy, por allí, sedobla a 90º, conuna máquinadobladora.

Se realizan 3 agujeros:

• Con una mecha de 5 mm, un agujerocentrado, para que pase el eje del motor(con el piñón).

• Con una mecha de 3,25 mm, para lostornillos que sostienen el motor.

Para marcar el centro de los agujeros, se pro-cede de la siguiente manera:

Se marca una línea a ¼ y otra a ¾ del anchode la chapa y, luego, se marca otra líneatransversal a 14,7 mm del borde. Con unpunzón se marcan los centros. A conti-nuación se agujerea.

Cabe destacar que la ubicación de estos últi-mos dos agujeros dependerá el tamaño delmotor a utilizar, por lo que es convenientemarcar los centros, midiendo las distanciasde éstos en el motor.

• Los agujeros de sostén del motor son demayor diámetro que el diámetro deltornillo, para poder tener un margen deregulación de la ubicación del motor enel auto.

44.. TTrraannssmmiissiióónn

Hemos selecciona-do un sistema detransmisión conengranajes: piñóny corona, con unarelación de trans-misión de 70 a 7.

8833

En caso de no contarcon una dobladora,los estudiantes pue-den realizar el doblezcon un yunque y unmartillo.

Cabe recordar que laelección del sistemade transmisión condi-ciona la posición delmotor en el auto.

El piñón, de bronce, se acopla al eje delmotor.

Los piñones metálicos son de mayor pre-cisión pero los de nylon son más suaves en elacoplamiento; su función es la de determinarla desmultiplicación junto con la corona yfijar cuántas vueltas de motor se tiene quedar por cada vuelta de rueda.

Aquí corroboramos la adecuación de losdiámetros del eje del motor y el agujero delpiñón; por lo que, primero se presenta y, acontinuación, se coloca.

Es conveniente fijar el piñón al eje, porque apesar de encastrar en el eje, el piñón puedesalirse en algún salto o golpe del auto.Simplemente se fija con adhesivo instantá-neo, cianocrilato.

La corona, segundo elemento de la trans-misión, se fija al lado interno de la rueda, con3 tornillos de 2 mm de diámetro.

Previamente, se debe centrar la corona con larueda. Además, debe estar lo más perpendi-cular posible al eje y sin deformaciones.

Es mejor atornillar la corona que pegarla, yaque de esta forma se permite el cambio decorona.

8844

Cara interna de la rueda con corona

Cara externa de la misma rueda

El encastre entre el piñón y la corona se rea-liza al montar la rueda de tracción y el motoren el chasis, utilizando la regulación delsoporte del motor para este paso.

55.. CCaabbiinnaa

55..11.. MMoollddee. Previamente, construimos elmolde de la cabina. Se coloca yeso en unmolde cúbico, con un volumen mayor al quetendrá la cabina.

Una vez que el yeso se seca, queda formadoun cubo macizo que se saca del molde.

Se lija, dándole la forma que se desea cons-truir.

Una vez que se obtiene la forma deseada, seencera (con la cera desmoldante) y se recubrecon fibra de vidrio.

Cuando se seca, se corta al medio, obtenién-dose así el molde para la cabina.

55..22..CCaabbiinnaa. Se encera la parte interior delmolde y se coloca fibra con resina dentro deél.

Se espera a que se seque y se sacan las dospartes.

Se macilla para quitarle las imperfecciones.Luego, se pinta.

Se corta la tapa superior -con la formareglamentaria, para que se vea el huevo- y sele coloca un acrílico.

8855

66.. PPaanneell ssoollaarr

66..11.. SSooppoorrttee. El panel solar se fija al chasiscon un sistema de macho y hembra. Paraesto, se usan caños de fibra de carbono y unabarra de aluminio.

Cortamos, con una sierra, 3 varillas huecasde fibra de carbono (tipo caño) de 7 mm dediámetro exterior, 2,8 mm de diámetro inte-rior y 60 mm de longitud, cada una.

Se liman las diferencias que pudiesen quedar,de modo que las tres varillas tengan la mismalongitud.

Torneamos los machos del soporte, a partirde una barra de aluminio de �: 19 mm.

Cilindramos 6 mm del material a 2,8 mm dediámetro y dejamos una pared frenteada de0,5 mm a 19 mm de diámetro.

Para cada tubo, fabricamos un cubo conmadera balsa. Cortamos 5 cuadrados de 13mm de lado y 3 mm de espesor; los pegamoscon cianocrilato, formando un cubo sin tapasuperior. Éste se llena de cianocrilato y,luego, se introduce el caño de fibra de car-bono.

Se dejan secar y, durante el montaje final, sefijan al chasis.

8866

66..22.. CCoonneexxiióónn eellééccttrriiccaa. Se fija el interruptora la cara posterior del panel solar.

A continuación, se suelda el cable bipolar alos terminales de salida del panel y al inte-rruptor.

77.. SSiisstteemmaa eellééccttrriiccoo

Se conecta el panel solar al motor, utilizandoun interruptor y conectores molex, parapoder separar el panel del chasis.

Se suelda un extremo de cable bipolar a cadaterminal del conector hembra. El otroextremo del cable se suelda al interruptor.

Por otra parte, se suelda otro trozo de cablebipolar a cada terminal del conector macho yel otro extremo, a los terminales de entradadel motor.

Se conectan los terminales de la placa alinterruptor, soldando un cable entre ambosextremos.

Se debe tener especial cuidado en realizaruna buena soldadura, para evitar falsos con-tactos.

Así, queda completo el conexionado eléctri-co del auto.

8877

88.. EEjjee ttrraasseerroo

El eje trasero va anclado al chasis.

Cabe recordarque decidimos te-ner tracción sobreuna sola ruedatrasera en esteauto.

El eje trasero debe estar muy derecho y el ejede la rueda que tracciona, incorpora la coro-na, cojinetes y la rueda.

Los ejes traseros son realizados con dostornillos de 5 mm (uno para cada rueda). Yacontamos con los rulemanes colocados encada rueda, por lo que el tornillo se pasa através del eje del rulemán, el que es fijadocon arandelas y tuercas.

Por otra parte, este conjunto se fijará al cha-sis utilizando un cubo de madera balsa, de lamisma forma en que se explicó anterior-mente.

99.. TTrreenn ddeellaanntteerroo

Los ejes son realizados con tornillos de 1/8"y 77 mm de longitud.

Dado que se cuenta con un sistema de direc-ción y suspensión, éste se construye almismo tiempo que el montaje de los ejes yruedas delanteras.

Se doblan 2 tornillos de 1/8" a 90º, a una dis-tancia de 35 mm desde la cabeza del tornillo.

Se corta con una sierra la barra rectangularde aluminio a una distancia de 6 mm, obte-niendo así el material base para la masa delsistema de dirección.

Se repite el procedimiento, ya que se necesi-ta una masa para cada rueda delantera.

8888

De esta forma, semejora la estabilidaden las curvas y, así,se evita la colocaciónde estabilizadores.

Se realiza un agujero pasante, centrado, conuna mecha de 3,25 mm. Además, se hacendos agujeros de 2 mm de diámetro sobreambas caras laterales de la masa.

Se liman las rebarbas y se redondean las pun-tas.

A continuación, se corta un rectángulo dechapa de aluminio de 23 mm x 45 mm. Se

marca con un punto de marcar una línea a 10mm de cada borde, pararela al borde máschico (línea A). Luego, se marcan dos líneasperpendiculares a las anteriores a 4 mm decada borde de la chapa (línea B).

Se realiza un agujero de 2 mm de diámetro,centrado en el cuadrante indicado en la foto,que luego servirá para pasar los pernos quesujetarán la masa. Se repite el proceso para elotro cuadrante.

Luego, se realizan 4 agujeros, centrados enlas franjas laterales, a 2 mm de cada línea A.

Se dobla la chapa a 90º por las líneas A,quedando así una chapa en forma de "U".

Se corta el tercio central de cada línea B y se

8899

doblan las pestañas hacia afuera, comomuestra la foto.

Así, se obtiene la pieza sobre la cual se montala masa. Se presentan ambas, y se realizan losajustes necesarios.

Se preparan los pernos (de 2 mm dediámetro).

Se coloca la masa en el tornillo que hace lasveces de eje (y, a la vez, de puntera de direc-ción) y se fija con soldadura plástica.

Se corta la cabeza del tornillo y se dobla elconjunto a 90º, a 7 mm del extremo.

9900

Se monta la chapita sobre la masa y se fijacon dos pernos, uno en cada extremo.

Se coloca la rueda delantera (la de 55 mm dediámetro) y se fija con tuercas. Se dejan dostuercas en el otro extremo, las que serviránpara unir el sistema con la dirección para laguía.

Se cortan dos tubos (de bronce, de 4 mm dediámetro) de 130 mm de longitud y se mar-can los agujeros para los pernos, a 5 mm desus extremos.

Se repite el proceso, pero con tubos de 6 mmy 3 mm de diámetro.

Se obtienen, así, dos tubos de cada medida;éstos conformarán las barras de dirección ysuspensión.

Se agujerea la cabina a 20 mm desde la parteposterior. Y se realiza otro agujero a 60 mmdesde el primero hacia delante. Se repite laoperación del otro lado.

9911

Se corta una lámina de un espesor de 1,5mm, 45 mm de longitud y 9 mm de ancho.Se marca y se dobla a 90º, a una distancia de5 mm de cada costado, quedando confor-madas dos pestañas.

Se le hacen dos agujeros de 2 mm dediámetro, por donde pasará un eje (de 60mm de longitud) que una las dos láminas, enel interior de la cabina. La distancia a la cualse realizan estos agujeros se determina a par-tir de la presentación del conjunto en la cabi-na.

Se fijan las láminas a la base de la cabina, concianocrilato.

Se sujetan los tubos de 6 y 4 mm a la cabinay al portamasa, con pernos. El tubo de 6 mmse coloca en los agujeros delanteros, y el de4, en los traseros.

Una vez que este conjunto está montado, sepresenta el tercer tubo (de 3 mm). Se fija alportamasa con pernos y se marca el lugar enla cabina, donde se realizan los agujeros, paraque pase el tubo.

Se fijan a la cabina con pernos.

Los resortes que integran la suspensión, secolocan después de completar la dirección.

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1100.. GGuuííaass ppaarraa llaa ccaarrrreerraa

Es el elemento que mantiene al auto en lapista, en la dirección de ésta.

Existen varios formatos y tamaños; pero, elmás generalizado es el uso de dos rulemanespor fuera de la guía.

Una vez que está terminado el tren delantero,procedemos de la siguiente manera:

Se colocan los dosrulemanes restantes(de 12,8 mm dediámetro externo) endos tornillos de 5 mmde diámetro. Se fijancon tuercas.

La barra de dirección, se construye cortandodos rectángulos de la chapa galvanizada, de10 mm x 200 mm. Se agujerea cada uno, enun extremo, con una mecha de 1/8".

Se presentan los rectángulos, y se marcan dospuntos, ubicados cada uno a 30 mm del cen-tro. Se realizan dos agujeros con una mechade 5 mm.

Se pasan los tornillos que sujetan los rule-manes y se fijan con otras dos tuercas.

Se conecta esta barra a las punteras de direc-ción, con las tuercas. Así, queda conformadala barra de dirección para la guía.

Se sujetan los resortes: en un extremo, a lospernos, del lado de arriba de los portamasas;y, del otro, con un eje (como el de la barra dedirección) que pasa por debajo de la cabina.

De esta forma, finalizamos con el montajedel tren delantero y la dirección para la guía.

1111.. MMoonnttaajjee ffiinnaall

A esta altura, contamos con las partes delauto en forma separada:

• Cabina, con el tren delantero.

• Ruedas (la de tracción tiene montada lacorona).

• Motor con el soporte.

• Panel con las conexiones eléctricas.

• Portaplacas.

• Chasis.

A continuación, montamos todo sobre elchasis, siguiendo los siguientes pasos:

Se une la cabina con el tren delantero, al cha-sis. Se alinea la cabina a la primera costilla.

Luego, se procede a pegar ambas piezas concianocrilato.

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9944

Se presentan las ruedas traseras. Se alineancon las delanteras y se colocan. Debemostener especial cuidado de que ambas ruedasqueden a la misma altura. El cubo de maderabalsa se fija al chasis con cianocrilato.

Para el montaje del motor: Se lo presenta,con su soporte, a una altura determinada porla corona. El encastre entre ésta y el piñóndebe ser suave, para que no haya pérdidas deenergía. Se pega el soporte del motor al cha-sis, utilizando cianocrilato.

Se pegan los portaplacas al chasis, concianocrilato, dos en la parte trasera y unoadelante, al centro.

9955

Chasis y cabina con tren delanteros, unidos

Se corrobora que queden nivelados.

Luego, se presenta la placa, para medir la dis-tancia a la cual deben fijarse los machos. Unavez medida, éstos se pegan al panel solar concianocrilato.

Para finalizar, se procede a entelar el chasis.Con cianocrilato, se pega el papel de entelaral chasis, bien estirado.

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Una vez que se ha entelado todo el auto, semoja con agua, utilizando un pincel fino. Deesta forma, al secarse, queda bien estirado. Acontinuación se da una mano de dope continer (previamente, se mezcla al 50 %).

Si se desea, se puede pintar. Si lo hacemos,tomamos la precaución de cubrir las partesque no serán pintadas, tales como ejes,ruedas, etc.

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Una vez completada la secuencia de cons-trucción, procedemos a probar el auto.

Colocamos el auto en el piso, al sol. Sehabilita el interruptor, y el auto comienza adesplazarse.

EEll eennssaayyoo yy eell ccoonnttrrooll

Para los estudiantes que trabajan en esteproyecto, es útil construir varios compo-nentes distintos, para ayudar a evaluar ytestear los diseños iniciales. Por ejemplo: dis-tintos tipos de ruedas, usar rodamientosdiferentes, ensayar varios modelos de cabina,etc.

Una vez que la versión final es construida,también debe ser testeada.

Primero, se controla que todas las conexionessean correctas, que el encastre entre el piñóny la corona sea suave, ni muy apretado comopara que se trabe, ni muy alejado para que nose salteen dientes.

Si se cuenta con una rampa, se puede co-rroborar la relación torque-velocidad. Si elauto no sube la rampa, se debe cambiar larelación de transmisión para aumentar eltorque. Esto puede hacerse de dos maneras:

• cambiando el diámetro de la rueda,

• cambiando la corona.

LLaa ssuuppeerraacciióónn ddee ddiiffiiccuullttaaddeess

RRuueeddaass. Al tornear las ruedas, pueden surgiralgunos problemas:

• Que se parta la rueda porque se clava laherramienta. En este caso, hay que tor-near una nueva rueda.

• Que se funda el material o se obtengauna mala terminación, debido a un malmaquinado. Es conveniente contar conmaterial extra, para el caso de tener querealizar una nueva rueda.

CChhaassiiss. Al trabajar la madera balsa, tenemosque tener cuidado, ya que al ser muy fácil decortar, se puede pasar de medida cuando serealiza el corte del material -es decir, cortarde más-.

Por otra parte, cuando se doblan los listones,éstos pueden quebrarse. Si se dificulta el tra-bajo con los listones, puede solucionarseagregando más costillas a la estructura; deesta manera se disminuye la cantidad de lis-tones.

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TTeerrmmiinnaalleess. Tanto los terminales del motorcomo los del panel solar, deben soldarse conmucho cuidado, ya que pueden rompersedurante este proceso, inutilizando el compo-nente dañado.

GGuuííaa ppaarraa llaa ccaarrrreerraa. Es importante que laaltura a la que están ubicados ambos rule-manes, sea regulable, de modo que notoquen con el piso, y que queden a unaaltura acorde a la altura de la guía (ya que,comúnmente, se desconoce este dato).

Además, no deben estar muy separados, yaque esto hace que el auto tenga un mayordesplazamiento lateral en las curvas, conmerma de velocidad.

AAddaappttaacciioonneess aannttee llaa ffaallttaa ddee hheerrrraammiieennttaass.La falta de algunas herramientas puedeprovocar complicaciones en la secuenciaconstructiva del auto.

Por ejemplo, la falta de una mecha con lamedida requerida para hacer el agujero sobreel que se monta el rulemán y que resulte undiámetro insuficiente para trabajar con unaherramienta interna en el torno, puedeprovocar dificultades que retrasan el procesoo que signifique el cambio de alguna partedel auto.

Esto se soluciona realizando adaptaciones,que dependerán de los materiales y herra-mientas disponibles, y de la creatividad einventiva de los estudiantes.

EEssttaabbiilliiddaadd eenn llaass ccuurrvvaass. La estabilidad delvehículo en las curvas depende de su veloci-dad y del centro de gravedad.

Se puede calcular la fuerza centrífuga (fc)

conociendo la velocidad (v) y masa (m) delauto, y el radio de la curva (r), utilizando lasiguiente fórmula:

fc = v2 . m/r

Estimar la altura del centro de gravedad (h),que será cercana a la altura del panel solar, ycalcular el momento de la fuerza:

M = fc . h

Por otra parte, calcular el peso del vehículo(m . g) por la distancia horizontal desde larueda al centro de gravedad (Mp) general-

mente, en el centro del auto.

Para que el vehículo sea estable, el momentode la fuerza debe ser menor que Mp.

110000

110011

4. EL EQUIPO EN EL AULA

Las instancias de trabajo con el vehículo solar pueden esquematizarse de la siguiente manera:

FFaassee

11.. CCoonnoocceerr

22.. DDiisseeññaarr

33.. PPllaanniiffiiccaarr

PPaassooss aa sseegguuiirr

Investigar cómo son construidos los autos reales: formas, materiales, ca-racterísticas, partes, transmisión.

Aprender sobre energía solar, celdas solares y autos solares.

Investigar propiedades de materiales y adhesivos. ¿Absorben el agua?¿Flotan? ¿Se deslizan? ¿Ruedan? ¿Son fáciles de dar forma y unir? ¿Sonlivianos? ¿No se rompen?

Realizar bocetos, planos del vehículo que se piensa desarrollar, teniendo encuenta las medidas que se encuentran en el reglamento (en caso de com-petencia).

Realizar cálculos.

Calcular relaciones de transmisión.

Estimar rendimiento y eficacia.

Distribuir las tareas en el grupo.

Obtener los materiales y las herramientas necesarios. Este proyecto se tratade llevar a cabo con materiales de desecho.

Establecer un plan lógico de trabajo.

Llevar un cuaderno de anotaciones.

Registrar los aportes de cada miembro del grupo.

Si es necesario, enviar cartas a las firmas comerciales, pidiendo informa-ción, catálogos, etc.

110022

Por otra parte, también promueve el trabajointerdisciplinario, ya que el desarrollo de unproyecto de estas características requiereconocimientos de distintas áreas.

Así, distintas asignaturas pueden hacer usode este recurso didáctico, más allá del espa-cio de ciencias y tecnología.

Con suficiente compromiso por parte de losestudiantes y apoyo de otros docentes, losrequerimientos relacionados al proyectopueden ser hallados y negociados, por ejem-plo, en:

TTeeccnnoollooggííaa. Este recurso es esencialmente unproyecto de diseño y construcción, elemen-tos claves del área de Tecnología.

FFaassee

44.. CCoonnssttrruuiirr

55.. EEvvaalluuaarr

PPaassooss aa sseegguuiirr

Construir circuitos eléctricos que funcionen con baterías (sólo con propósi-tos de prueba) y, luego, con celdas solares.

Aprender cómo los interruptores funcionan a través de la construcción yuso de productos comerciales.

Seguir el proceso tecnológico para construir el auto.

Investigar, diseñar, construir, probarlo en pista. Mejorarlo.

Realizar un póster con todos los pasos llevados adelante, a fin de comunicarel proceso concretado.

Monitorear:• funcionamiento del vehículo,

• materiales utilizados,

• fuentes consultadas, ideas aportadas, análisis realizado,

• dificultades y soluciones,

• cambios introducidos y soluciones aportadas para mejorar el auto,

• utilización de las herramientas,

• funcionamiento del grupo,

• toma de decisiones,

• síntesis final sobre el conjunto del proyecto,

• actitudes cooperativas, originalidad,

• comunicación del proyecto.

110033

Indi

vidu

alEn

gru

poM

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110044

Dado que los autos solares a escala posibili-tan la implementación de variadas técnicasde construcción, amplitud en el uso de dis-tintos elementos y materiales, el recursopuede ser utilizado para áreas específicas,tales como electrónica, electromecánica,carpintería, etc.

TTeeccnnoollooggííaa ddee llooss mmaatteerriiaalleess. En este espaciocurricular se incluye el estudio de lasenergías renovables, como así también loconcerniente al estudio, análisis y selecciónde los materiales que conformarán las partesdel vehículo. De esta manera, este proyectopuede encuadrarse perfectamente en esteespacio.

MMaatteemmááttiiccaa. Se puede abordar este proyectodesde el espacio curricular de Matemática, yaque el trabajo implica el uso de fórmulas,generación y análisis de gráficos, a partir delas distintas pruebas de testeo del auto y/osus componentes (como por ejemplo, elmotor, la placa, entre otros). Otro potencialuso de la Matemática en este recurso didácti-co consiste en el desarrollo de modelosmatemáticos de la eficiencia de un cochesolar.

CCiieenncciiaa: Las ciencias y, particularmente, laFísica juegan un rol muy importante en elproceso de diseño. Por una parte, ciertosrequerimientos de diseño y decisiones rele-vantes en el desarrollo tecnológico se funda-mentan en principios físicos. Así, existe unacantidad de experimentos y actividades di-señadas para testear y comparar compo-nentes, que ayudarán a los estudiantes atomar decisiones en el desarrollo de su auto.

IInnffoorrmmááttiiccaa: La Informática es casi esencial

en la ejecución de un modelo matemático deldesarrollo del vehículo. Existen distintosprogramas para ello.

EEssttuuddiiooss mmeeddiiooaammbbiieennttaalleess: El auto proveeuna perfecta ilustración de la aplicación y eluso de energías renovables, y esto puede uti-lizarse como un punto de partida parafuturas investigaciones o comparaciones -como, por ejemplo, sobre modos de trans-porte-.

LLeenngguuaa: El registro del proceso es fundamen-tal para el buen desarrollo de un proyectotecnológico. Los mejores modos y formas derealizar dicho este registro, pueden ser anali-zados y estudiados desde este espacio curri-cular. Asimismo, la comunicación de losresultados obtenidos, ya sea al resto de laclase, a otros grupos de estudiantes en lamisma institución o a la comunidad en gene-ral, es un corolario importante de este recur-so didáctico.

De igual manera, un proyecto de estas carac-terísticas, tiene la particularidad de integrartanto contenidos conceptuales, como pro-cedimentales y actitudinales, permitiendo eldesarrollo de competencias referentes a labúsqueda de información, a la organización,al diseño, al ensayo de soluciones y alternati-vas, a la creatividad, que se articulan en laresolución de un problema tecnológico.

Entre los procedimentales podemos men-cionar:

• habilidades necesarias para utilizar lasherramientas y máquinas adecuadas parael trabajo a realizar,

• uso correcto de instrumentos de

medición,

• utilización de herramientas de repre-sentación (por ejemplo, el dibujo técni-co) en la etapa de diseño,

• análisis de los datos pertinentes para laresolución de los problemas planteados,

• análisis crítico para la toma de decisionesrespecto de los materiales a utilizar,

• análisis crítico para la toma de decisionesde compromiso con relación a las partesdel auto, etc.

Entre los contenidos actitudinales, desta-camos:

• trabajo en equipo: la cooperación entrelos miembros del grupo para el buendesarrollo del proyecto,

• desarrollo del espíritu solidario entre losgrupos,

• respeto por el pensamiento y las ideas delos otros,

• desarrollo de valores relacionados con elcuidado del medio ambiente, a través deluso de energías limpias,

• valoración de los principios científicosque sirven de base para el diseño y eldesarrollo de un proyecto tecnológico, yexplican el funcionamiento de máquinasy herramientas,

• desarrollo de una visión equilibrada de laTecnología y su impacto en la sociedad.

El recurso didáctico propuesto permite a losalumnos el desarrollo de un proyecto tec-nológico acorde a sus capacidades y posibili-dades.

MMooddiiffiiccaacciioonneess yy aaddaappttaacciioonneess

Este recurso didáctico ofrece una gran versa-tilidad en el uso de materiales, y por lo tantoen la aplicación de distintas técnicas.

Por esta razón, su implementación en el aulabrinda un sinnúmero de posibilidades demodificaciones y adaptaciones.

El recurso propuesto involucra el uso de unagran diversidad de materiales: aluminio,grilón, madera balsa, fibra de carbono, galva-nizado, lo cual implica una serie numerosade técnicas.

Para la adaptación del modelo en el aula, estasecuencia puede simplificarse:

• restringiendo la diversidad de materiales,

• diseñando una estructura más sencilla,

• eliminando el sistema de dirección y sus-pensión,

• utilizando otro sistema de transmisión,

• integrando materiales o componentesreciclados.

A modo de ejemplo, presentamos una modi-ficación sobre las ruedas de este prototipo.

RRuueeddaass. Cabe recordar que es convenientecontar con distintos tipos de ruedas para pro-bar en pista.

Así, en el caso de este auto, son macizas;pero, se pueden agujerear o tornear. Estobrinda a los estudiantes la oportunidad de

110055

trabajar con distintos niveles de complejidaden la tarea. Además, les permite probar latracción, utilizando ruedas de distinta masa.

Por otra parte, si los alumnos no conocen latécnica del torneado (porque pertenecen aEGB3 o no son de la especialidadElectromecánica, por ejemplo), se puedenutilizar ruedas ya fabricadas, omitiendo así latarea de tornear.

Esto es sólo un ejemplo, de la misma manerase pueden introducir modificaciones en lasdistintas partes del auto.

MMaatteerriiaalleess. La elección de los materiales estáíntimamente relacionada con las técnicas autilizar y su nivel de complejidad.

A continuación, presentamos una brevedescripción de materiales que pueden uti-lizarse en la construcción de un auto solar aescala.

AAlluummiinniioo. Se puede utilizar para hacer elchasis, los ejes, el soporte del motor, ruedas,etc. Es un metal de color blanco plateado,muy abundante en la naturaleza. Es muyligero, fácil de mecanizar y muy maleable.Funde, aproximadamente, a la mitad de tem-peratura de fusión del acero, por lo que suproducción es más barata. El aluminio tam-bién se puede reutilizar, hasta en un 95 %, esmás ligero que el acero y absorbe mejor laenergía. Entre sus importantes característicasse encuentran, además, la reducción delruido y las vibraciones.

FFiibbrraa ddee ccaarrbboonnoo. Se trata de uno de losmateriales más utilizados en el mundodeportivo, ya que es resistente y ligero. No

sólo se usa en piezas exteriores; si se combi-na con poliamida y poliéster, se pueden fa-bricar piezas para el motor, ya que estoscompuestos son altamente resistentes alcalor. En un auto solar a escala, se utiliza enla construcción del chasis.

HHiieerrrroo yy aacceerroo. Siguen siendo los materialespor excelencia: chasis, puertas, capós, llan-tas, suspensiones, son hechas de estos mate-riales. En un auto solar a escala, se utilizancuando se reciclan materiales en su construc-ción.

PPlláássttiiccooss. Estos materiales se puede encon-trar en muchas de las piezas de unautomóvil. Depende de la formulación quetenga, para que su función sea una u otra.Los más utilizados son los termoplásticos ylos elastómeros. Dentro de los primeros, seincluyen el polipropileno (PP), el poliestileno(PE), la poliamida (PA) y el policloruro devinilo (PVC). En el grupo de los segundos, sepueden hallar aquellos que están reforzadoscon fibra y aquellos que no. En un auto solara escala se pueden usar para construir lasruedas, el soporte del motor, el sostén delpanel e, incluso, el chasis.

PPoolliiaammiiddaass. Se fabrican a partir del fenol. Suaspecto (sin colorear) es blanco lechoso. Lapoliamida más conocida es el nylon. Sonmuy resistentes al desgaste por fricción, a lafatiga, al impacto y a la abrasión. No se defor-man hasta los 100 ºC. En un auto solar aescala se combinan con la fibra de carbono,para la construcción de uniones y cojinetes.

PPoolliimmeettaaccrriillaattooss. Son también conocidoscomo resinas acrílicas o metacrilatos. Seobtienen a partir del gas natural, aire com-

110066

primido y la acetona. Son muy ligeros yresistentes, especialmente a golpes.Conservan las propiedades durante años,después de haber estado expuestos a laintemperie, a la salinidad, etc.

PPoollíímmeerrooss y ccoommppoossiitteess -compuestos quími-cos-. No se oxidan, no se degradan, sonligeros y absorben muy bien las vibraciones.Gracias a estas cuatro características, se uti-lizan cada vez más en la fabricación de todotipo de piezas para autos. Uno de los pro-blemas de estos compuestos es su polémicoreciclaje. Los plásticos tienen que ser someti-dos a una operación denominada pirólisis,que consiste en quemarlos a altas tempera-turas en ausencia o con presencia muy limi-tada de oxígeno, para separar los diferenteselementos que forman el compuesto. Puesbien, la pirólisis resulta bastante contami-nante; al producirse una combustión incom-pleta -falta oxígeno-, se generan dioxinas yresiduos muy contaminados y, por extensión,altamente contaminantes.

En principio, parece que este problema tieneuna complicada solución. Las investigacionescaminan hacia la producción de materialescada vez más complejos, para conseguir lascaracterísticas de flexibilidad, resistencia odureza buscadas. Es esa misma complejidadla que se vuelve contra los creadores que,ahora, tienen que trabajar en nuevas técnicasde separación de elementos, menos dañinaspara el medio ambiente.

CCoommppoonneenntteess. Aquí también se puedenrealizar modificaciones, dependiendo de ladisponibilidad de materiales y de las habili-dades de los estudiantes.

Por ejemplo, para el sistema de transmisiónse pueden usar engranajes, o poleas, o ruedascónicas, entre otros. La elección del sistemaestará condicionada por el acceso a los dis-tintos componentes, su costo y la habilidaden la implementación de cada sistema en elauto.

Cabe destacar que, según el sistema elegido,será la forma en que se monte éste en el auto.

En el capítulo “Encuadre teórico” de estematerial de capacitación hemos presentadouna gran variedad de opciones factibles deser usadas en el diseño y la construcción deun auto solar a escala.

CCoossttoo. El costo total de un auto solar a escalapuede variar sustancialmente, dependiendode los materiales y componentes a utilizar, yde la posibilidad de reciclarlos de otrosaparatos (por ejemplo, si el motor se comprao se obtiene de una video).

De todas formas, el elemento de mayor costoes la placa solar, ya que difícilmente puedaobtenerse de otro aparato o que una escueladisponga previamente de ella.

Una estrategia útil para reducir costos con-siste en que varios grupos utilicen un mismopanel. De esta forma, sólo se invierte en lacompra de un panel; pero, varios grupospueden desarrollar autos diferentes con lamisma placa.

AAuuttoo ssoollaarr aa eessccaallaa ccoonn aallmmaacceennaajjee ddeeeenneerrggííaa. Como explicáramos, decidimosconstruir un vehículo sin sistema de almace-naje de energía, en conformidad con lareglamentación de la carrera de autos solaresa escala.

110077

Una variación que puede introducirse a esterecurso consiste en agregar un sistema dealmacenaje.

Un acumulador de energía es un elementocapaz de almacenar un tipo de energía ysuministrarla posteriormente.

Éste puede ser mecánico o eléctrico.

Los aaccuummuullaaddoorreess ddee eenneerrggííaa mecánica máscomunes son:

• volante de inercia,

• elementos elásticos.

En un auto solar a escala, éstos, al almacenarenergía mecánica, deberían ubicarse a partirde la salida del motor; es decir, desde elpunto en que se cuenta con alguna forma deenergía mecánica.

El vvoollaannttee ddee iinneerrcciiaa consiste en un discomacizo, montado sobre un eje, con la misiónde garantizar un giro regular. El movimientoirregular de giro del eje se puede producircuando la fuerza que origina el movimientono es constante.

Las irregularidades del giro se evitan graciasa la inercia del disco, que frena el giro del ejecuando éste tiende a acelerarse y sigue giran-

do cuando el eje tiende a detenerse.

Así, se consigue un giro más uniforme en eleje de salida de la máquina.

Los eelleemmeennttooss eelláássttiiccooss son aquellos que sedeforman por la acción de una fuerza, recu-perando su forma inicial cuando ésta cesa.

Esta propiedad depende del material y sellama "elasticidad".

Los elementos elásticos se pueden deformarmediante fuerzas de compresión, tracción,flexión o torsión. De esta forma, según elesfuerzo al que se encuentren sometidos loselementos, será su configuración.

Los aaccuummuullaaddoorreess ddee eenneerrggííaa eellééccttrriiccaa máscomunes para un auto solar a escala, son loscondensadores. Su uso está más generaliza-do, debido a los niveles de potencia con quese trabaja en un auto solar a escala.

Un capacitor ocondensador esun componenteformado por dosláminas conduc-toras separadaspor un dieléctricoe s p e c i a l m e n t ediseñado paraofrecer una capa-cidad determina-da.

La capacidad de un capacitor, depende de suforma y del medio aislante en que se encuen-tre.

110088

Se denomina ddiiee--llééccttrriiccoo a la sustan-cia que no conducecorriente eléctrica.En él no hay cargaseléctricas libres. Laintroducción de undieléctrico en uncapacitor tienecomo finalidadaumentar o elevarsu capacidad.

En el caso del auto solar a escala, laenergía proporcionada al motor no es

constante, ya que varía con la intensidad de luza la que está expuesto el panel solar y ésta noes constante (por ejemplo, cambia si se nubla)y, por ende, la fuerza en el motor variará deacuerdo con estos cambios.

110099

RReecciiccllaajjee ddee ccoommppoonneennttee ddee uunn aauuttoo

(...) Hay más dificultades en el tratamiento de losplásticos y, en muchas ocasiones, los des-guazadores se plantean si, realmente, este tra-bajo es rentable. Existe una operación denomi-nada desensamblado selectivo (desmontado depiezas específicas) que sólo resulta viable en elcaso de parachoques, depósitos de gasolina oaquellas piezas cuyo plástico es caro (las tuli-pas de las luces son un ejemplo). El desensam-blado, hoy en día, se realiza de manera manual,en la mayoría de los centros de desguace.

El predominio del plástico ha llevado a un pro-gresivo abandono de los materiales tradi-cionales (hierro y aleaciones, sobre todo) y hadado paso a los elementos del futuro. Metalescomo el magnesio o el aluminio, aleacionescomo el acero y el acero inoxidable, o mineralescomo la crisolita, el oro, la mica, el cinabrio, elplatino, el yeso o el talco hacen su aparición enescena.

La industria automovilística investiga confrenética actividad los nuevos materiales.Busca un elemento maravilloso, silencioso,duro, resistente, flexible, elástico, que vibrepoco… y, además, que sea barato. Lo quieretodo. Por eso, no escatima en nada e inviertemiles de millones de euros para encontrarlo.

En este camino, la industria topa con las cadavez más exigentes normativas medio ambien-tales; en especial, con los reglamentos relativosal reciclaje de vehículos. En 2015, el 95 % de laspiezas de un coche deberán ser totalmentereutilizables. Esto plantea algunos problemas.

En 2015, el 95 % de las piezas de los vehículosfabricados en la Unión Europea deberá ser

totalmente reciclable.

El plástico es uno de los ejemplos más notables.Resulta económico y es ligero; pero, su recicla-

je es costoso y contaminante, y los fabricantesno están dispuestos a pagar por ello. Surge,entonces, la eterna cuestión: ¿Quién tiene quehacerse cargo de reciclar un vehículo? ¿Elusuario? ¿El fabricante? ¿El Gobierno?

Para colmo, las baterías, los catalizadores y ele-mentos como el berilio, vanadio o cobalto (queencontramos en los cableados, sobre todo) -¡Incluso un vehículo abandonado en su conjun-to!- son considerados "residuos peligrosos".Para su reciclaje, la Unión Europea estableceun protocolo de destrucción que, en ocasiones,resulta de problemática adaptación a las diver-sas reglamentaciones vigentes en cada país.

Hace poco más de un año (en diciembre de2002), entró en vigor en España un Real decretoacerca de los vehículos fuera de uso. En estedocumento se "invitaba" a los talleres de des-guace a reconvertirse en Centros Autorizadosde Recepción y Descontaminación (CARD). Sóloen estas instalaciones se podrá desguazar uncoche a partir de 2006. En esa fecha, un 85 % delas piezas ya tiene que ser reciclable. En 2015, elporcentaje debería llegar al 95 %.

Reciclar antes era más sencillo. En primer lugar,porque no había preocupaciones medioambien-tales (ni normas que sancionaran el vertidoincontrolado de, por ejemplo, el aceite lubri-cante del motor o de los neumáticos usados) y,en segundo lugar, porque lo que de verdad seaprovechaba de los coches era el hierro (elresto de materiales, en mayor o en menor medi-da, se desechaba).

Así, cuando acabe la vida útil del automóvil, sedesguazará y se extraerán de él las piezas reuti-lizables.

Estas condiciones afectan al desarrollo denuevos materiales. Económico, resistente,ecológico, flexible, elástico… ¿no son demasia-dos requisitos?9

9 Artículo adaptado de wwwwww..aauuttooppiissttaaoonnlliinnee..ccoomm

Así, la capacidad es la propiedad que tienenpara almacenar carga eléctrica. Su unidad esel faradio (F). Esta unidad es muy grande,por lo que, normalmente, se utilizan sub-múltiplos, tales como el microfaradio (µF),entre otros.

OOttrrooss vveehhííccuullooss

Al igual que un auto solar a escala, se puedendiseñar y construir otros vehículos propulsa-dos a energía solar.

Algunos pueden resultar más o menos com-plejos, debido a los contenidos que están enrelación con el desarrollo del equipo, o lasvariables a tener en cuenta.

De todas maneras, son merecedores de unmódulo aparte.

OOttrrooss uussooss ddee llaa eenneerrggííaa ssoollaarr

Retomando las situaciones problemáticasplanteadas, es evidente que la energía solartiene otras aplicaciones, además de la aquíabarcada (proveer energía a un auto a escala).Por lo tanto, se pueden proponer otras apli-caciones además de ésta; por ejemplo: el uso

de energía solar para proveer energía eléctri-ca a una casa, para proveer agua caliente, etc.

Así, el docente puede plantear la aplicaciónde la energía solar construyendo un sistemafotovoltaico que alimente un dispositivoeléctrico o la construcción de un calentadorsolar.

Estas alternativas pueden tener un costomayor que el de un auto solar a escala, comoasí también una menor cantidad de técnicasinvolucradas en el desarrollo del proyecto.

Además, el diseño y construcción de un autosolar a escala ofrece una amplitud de posibi-lidades, en cuanto al uso de materiales y lasvariables involucradas, que no se encuentraen otros desarrollos.

111100

En la Argentina, junto con la competenciade autos solares a escala se está llevandoa cabo una competencia de lanchassolares a escala, desde el 2001.10

10 wwwwww..ssooffttwwaarreeddeellcceennttrroo..ccoomm..aarr//ddaaaassee//iinnddeexx..hhttmmll

NNuueessttrroo aaggrraaddeecciimmiieennttoo aa qquuiieenneess ccoollaa--bboorraarroonn::

• en el diseño y en la construcción delauto, alumnos de la EET Nº 3 de Mardel Plata, provincia de Buenos Aires;

• con los gráficos y diseños, PabloDíaz;

• con los recursos tecnológicos, SergioSosa Ortega y Diego Iñigo;

• con material sobre estructuras, arqui-tecta Adela Villaverde;

• con las fotos, Débora Iñigo.

111111

BBiibblliiooggrraaffííaa

• Ayllón, Victoria y otros (2000) Electrónica I. Santillana. Buenos Aires

• Centre for Photovoltaic Engineering (2001) Design & Technology. Hands & Minds.University of South Wales. South Wales.

• Curriculum Resources Australia (1998) Ideas into Practice. Campbelltown.

• Francisco, Silvia; Sanz, José E. (2004) Tecnología Industrial I. McGraw Hill Interamericana.Buenos Aires.

• Franco, Ricardo y otros (2000) Tecnología Industrial I. Santillana. Buenos Aires.

• Haehnel, Robert (2003) Junior Solar Sprint. Inside Tips on parts and construction. USA.

• Harley, Peter (1999) Model Solar Car Racing. Einstein Desing. Victoria.

• Harley, Peter (2002) Model Solar Racer. Einstein Design. Victoria

• Heafitz, Andrew y otros (2001) Junior Solar Sprint. Classroom Investigations. USA.

• Holly, Krisztina y Madhani, Akhil (2000) An Introduction to building a Model Solar Car.Student Guide for the Junior Solar Sprint Competition. USA.

• Moyano, Marta (2002) Proyecto curricular TPP. Mar del Plata.

• Rutherford, Brian (2001) Solar Vehicle. Pitso, Inc. Pittsburg.

• Stevenson, John. Solar Power. Resources for the secondary science teacher. Faculty ofEngeneering. University of South Wales. South Wales.

• Woithe, Stan (2001) Model Solar Cars: optimising their performance. Technology EducationCentre. University of Adelaide. Adelaide.

• Yavorski, M y otros (1977) Manual de Física. Mir. Moscú.

• Young, Wayne (2002) Model Solar Boat Guide. Dep. Mechanical Engineering. MonashUniversity. Australia.

111122

Esta parte final de nuestro módulo de capa-citación contiene un cuadernillo para la eva-luación del recurso didáctico que le presen-tamos y, de las experiencias didácticas y con-tenidos propuestos a partir de él:

Esta evaluación tiene dos finalidades:

• Brindarle a usted, como docente que uti-liza este material, la oportunidad de do-cumentar el seguimiento de las activi-dades que realice con sus alumnos, a par-tir de nuestras propuestas y, en funciónde esta memoria de acciones, propiciaruna reflexión acerca de los cambios,mejoras o enriquecimiento de su propiatarea de enseñanza.

• Obtener de su parte, como usuario deeste material, información sobre todoslos aspectos en torno a los cuales gira lapropuesta.

Para este relevamiento de información, ustedencontrará, a continuación, una serie decuestionarios organizados básicamente entablas o matrices para completar. Con losdatos que usted exprese en ellos esperamostener una realimentación que nos permitamejorar todos los componentes de la serie depublicaciones “Recursos didácticos” yenriquecerla con propuestas o docu-mentación complementaria para aquellosdocentes que planteen iniciativas, interro-

gantes o dificultades específicas con relacióna la construcción del recurso didáctico, a lasactividades de aula, a los contenidos cientí-ficos y tecnológicos, a la metodología deenseñanza, a los procedimientos incluidos, ala información sobre materiales y a otrosaspectos.

Dada la importancia que esta información deretorno tiene para nuestro trabajo deseguimiento, mejora y actualización, leagradecemos que nos remita el cuadernillocon todas las observaciones, comentarios osugerencias adicionales que nos quiera hacerllegar. Para ello puede remitirnos una copia,a través de correo postal, a

Área de Monitoreo y Evaluación –CeNET–Oficina 112Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autónoma de Buenos Aires.República Argentina.

O, si lo prefiere, solicitarnos el archivo elec-trónico de las páginas que siguen aeevvcceenneett@@iinneett..eedduu..aarr, enviándonos la versióndigitalizada de sus respuestas a través delmismo correo electrónico.

Desde ya, muchas gracias.

5. LA PUESTA EN PRÁCTICA

Identificación del material:

Las dimensiones que se consideran para la evaluación del módulo de capacitación y delrecurso didáctico son:

IILa puesta en práctica

1. Nivel educativo

2. Contenidos científicos y tecnológicos

3. Componentes didácticos

4. Recurso didáctico

5. Documentación

6. Otras características del recurso didáctico

7. Otras características del material teórico

8. Propuestas o nuevas ideas

(*) Por favor, indique la modalidad, la orientación, la especialidad, etc.

Escuela técnica (*)Nivel educativo EGB2

Polimodal(*)

Trayecto técnico-profesional (*)

Formaciónprofesional (*)

Otra (*)

1 2 3 1 62 3 4 5

EGB3

Nivel en el queusted lo utilizó

Asignatura/espacio curricular en el que usted lo utilizó:

2. Contenidos científicos y tecnológicos trabajados:

1. Nivel educativo en el que trabajó el material:

3. Componentes didácticos:

3.1. Testimonios (situaciones problemáticas) presentados en el material

a. ¿Le resultaron motivadores para iniciar las actividades propuestas?

b. ¿Le facilitaron el desarrollo de contenidos curriculares que ustedtenía previstos?

c. A su criterio, ¿están vinculados con el recurso didáctico que se lepropone desarrollar?

d. ¿Le facilitan la organización de situaciones didácticas para el tra-bajo de los contenidos científicos y tecnológicos propuestos?

e. El nivel de las situaciones problemáticas que se plantean, ¿es eladecuado al nivel educativo para el que está previsto?

f. En caso negativo, ¿permiten adecuaciones para ser trabajados enel nivel educativo de sus alumnos o en otro nivel educativo?

g. Los testimonios iniciales, ¿permiten generar diferentes soluciones(soluciones tecnológicas o didácticas)?

En caso que su respuesta sea negativa (en cualquier ítem), le pedimos que nos indique porqué (señale el número del ítem a que corresponde su comentario)

Otro (indique el ítem al que corresponde el comentario):

La puesta en prácticaIIII

Sí Otro1No

1 Utilice esta opción para indicar que agregará comentarios al final de este sector de la matriz.

La puesta en práctica

3.2. Estrategias

A partir de la utilización de las propuestas de trabajo en el aula contenidas en el material ydel recurso didáctico con el que se asocian, le solicitamos que nos indique (tomando comoreferencia su forma de trabajo anterior a disponer del material), cómo resolvió las activida-des consignadas en la tabla siguiente:

IIIIII

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado2

Inco

rpor

ado3

3.2.1. Contextualización de la estrategia didáctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

a. Determinar las capacidades, habilidades, conocimientos previosnecesarios para iniciar las actividades propuestas.

b. Organizar, asociar, relacionar los conocimientos científicos y tec-nológicos para resolver un problema tecnológico.

c. Recortar (identificar) los contenidos científicos y tecnológicos atrabajar con sus alumnos para el desarrollo de un sistema/produc-to tecnológico como el propuesto por el material.

d. Vincular estos conocimientos con los saberes previos de los alum-nos.

e. Establecer la secuencia adecuada de los contenidos científicos ytecnológicos, y de los procedimientos para generar una solucióntecnológica (la propuesta por el material u otra diferente).

f. Organizar una experiencia didáctica integrando conocimientoscientíficos y tecnológicos, metodología de resolución de problemasy procedimientos propios del trabajo tecnológico.

g. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

2 No aplicado: No lo hizo antes ni ahora con este recurso didáctico.3 Incorporado: Integró la estrategia a sus clases a partir de la utilización del recurso didáctico propuesto.

La puesta en prácticaIIVV

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado

Inco

rpor

ado

3.2.2. Desarrollo de la estrategia didáctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

h. Encuadrar la tarea a partir de la formulación de uno (o varios)problemas.

i. Explicitar consignas de trabajo que plantean una situación pro-blemática.

j. Organizar las actividades de aprendizaje atendiendo a las etapaspropias de la resolución de problemas.

k. Utilizar técnicas de trabajo grupal.l. Promover el trabajo colaborativo y cooperativo.m. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado

Inco

rpor

ado

3.2.3. Aspectos cognitivos (proceso de aprendizaje de sus alumnos)

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

n. Estimular a sus alumnos en la búsqueda de información e investi-gación en torno al problema eje del material.

o. Promover la consulta a variadas fuentes de información.p. Rescatar, incorporar los aportes del grupo para identificar aspectos

o variables críticas del problema.q. Evaluar los conflictos cognitivos propios del proceso de aprendizaje.r. Detectar, evaluar, la comprensión asociativa.s. Promover la reflexión sobre las actividades realizadas y las estrate-

gias utilizadas en cada parte del proceso.t. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

4. Recurso didáctico:

4.1. Construcción del recurso didáctico

Tomando en cuenta la finalidad prevista en el material para el recurso didáctico (equipamien-to o software), le pedimos que nos indique si, a partir de la propuesta contenida en el mate-rial:

4.1.1. Utilizó:

VVLa puesta en práctica

a. Un equipo ya construido, según lapropuesta del material.

c. Otro que ya tenía disponible(de características similares).

b. Un software.

d. Ninguno.

Si su respuesta fue “d.” indíquenos la razón, por favor:

a. ¿Pudo seguir sin dificultades los procedimientos indicados en el “Manual deconstrucción”?

b. La secuencia indicada, ¿fue la adecuada para la construcción?

c. El grado de complejidad, ¿fue el apropiado para el nivel educativo a que sedirige el recurso?

d. Los contenidos científicos asociados, ¿son pertinentes para el desarrollo delrecurso propuesto?

e. Los contenidos tecnológicos asociados, ¿son pertinentes para el desarrollodel recurso propuesto?

f. Con sus alumnos, ¿construyó el recurso didáctico siguiendo el proceso y lametodología de resolución de problemas?

g. ¿Siguió todos los procedimientos propuestos para la construcción peroincorporó sus propios contenidos científicos y tecnológicos?

h. Por el contrario, ¿hizo adaptaciones en los procedimientos de construcciónpero mantuvo los mismos contenidos?

i. ¿Realizó la construcción siguiendo las actividades de aula propuestas en elmaterial?

j. ¿Diseñó sus propias experiencias en función de su grupo de alumnos?

¿Completó todas las etapas del proceso de construcción propuesta?

En caso negativo, indíquenos a qué fase llegó:

Sí No

La puesta en práctica

4.1.2. ¿Realizó todo el proceso de construcción del recurso didáctico con susalumnos? (Conteste este apartado en caso de que haya construido un equipoigual al propuesto. En caso contrario, pase al apartado 5 “Documentación”)

4.1.3. En caso de que su respuesta sea afirmativa, le pedimos que nos indique:

Sí No

Sí No

a. Planificación.

c. Construcción, armado.

b. Diseño en dos dimensiones.

d. Ensayo y control.

e. Superación de dificultades (evaluación del funcionamiento, siguiendo las indica-ciones y la lista de control que brinda el material).

f. Construcción de otro equipo que se adapta más a sus necesidades curriculares(Si marcó esta alternativa, lo invitamos a responder, directamente, el apartado 4.1.5.).

VVII

VVIIIILa puesta en práctica

4.1.4. Complete este ítem sólo si realizó el proceso de construcción del equipo siguiendo losprocedimientos indicados en el Manual. Si no fue así, lo invitamos a responder elapartado 4.1.5.

Acerca de los materiales, herramientas e instrumentos:

a. La especificación de los materiales para la construcción, ¿fue suficiente paraconseguirlos?

b. ¿Utilizó los mismos materiales (en calidad y tipificación) indicados en ladocumentación?

c. ¿Reemplazó materiales, instrumentos, componentes, piezas, etc., sin alterarel resultado final previsto en el material?

d. La especificación de las herramientas a utilizar, ¿le resultó adecuada?

e. La cantidad de herramientas indicadas, ¿fue la necesaria?

f. Los instrumentos, ¿estuvieron bien especificados?

g. El tipo y cantidad de instrumentos, ¿fueron los adecuados para armar elrecurso didáctico?

Sí No

4.1.5. En caso de que usted haya construido un recurso didáctico diferente al propuesto porel material de capacitación, le pedimos que nos indique si la razón fue:

a. El propuesto no se ajustaba a susnecesidades curriculares.

c. No pudo interpretar el manual deconstrucción.

b. No pudo conseguir los materi-ales o instrumentos indicados.

d. Otra (Por favor, especifíquela).

La puesta en práctica

4.1.6. ¿Qué características específicas destacaría en este recurso didáctico diferente al pro-puesto por el material, que sus alumnos han construido. (Marque todas las opcionesque considere necesarias):

a. Se ajusta mejor a los contenidoscurriculares que necesita trabajar.

c.

b. Es más económico.

d. Es más adaptable(a diversos usos).

e. Otra (Por favor, especifique):

Permite su reutilización(mediante el desarme y armado, enfunción de necesidades didácticas).

Descripción del recurso didáctico construido:f.

Indique las principales diferencias con el equipo propuesto(estructurales, funcionales, didácticas):

g.

VVIIIIII

La puesta en práctica

a. Aprovechando todo el proceso y lasecuencia de construcción pro-puestos en el material.

c.

b. Aplicándolo (como algo ya comple-to) a la solución de problemas dife-rentes al propuesto en el material.

d. Otra (Por favor, especifique):

Utilizándolo como un sistema tecnológico (ya construido) en las funciones paralas que está pensado (manejo de las variables, control de operaciones, etc.).

4.2. Utilización del recurso didáctico

4.2.1. ¿Cómo utilizó el recurso didáctico (hecho por usted o ya construido), en las experien-cias didácticas que concretó? (Puede marcar todas las opciones que crea necesarias)

IIXX

La puesta en práctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, este recurso didáctico lepermitió a usted, como docente:

a. Integrar contenidos científicos y tecnológicos en la solución de situa-ciones problemáticas de carácter tecnológico.

b. Diseñar situaciones de enseñanza y de aprendizaje centradas en laresolución de problemas tecnológicos.

c. Planificar y promover en sus alumnos la organización del trabajo(planificación y secuenciación de tareas), según el proceso tecnológico.

d. Favorecer la identificación de aspectos o variables críticas de unasituación problemática.

e. Organizar las actividades de manera que facilite la toma de decisionespor parte de los alumnos (determinación y selección de alternativas,opciones de diseño, materiales, etc.).

f. Organizar la actividad de sus alumnos en función de solucionesdiversas a los problemas planteados.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

4

Otro

5

4.2.2. Ya sea que haya desarrollado el recurso didáctico con sus alumnos según las especifi-caciones del material, ya sea que haya construido otro diferente o que haya utilizadoun equipo ya construido, en relación con las actividades que usted venía realizando,la utilización del recurso didáctico propuesto por el material le permitió (seleccione laopción que coincida con sus experiencias):

g. Agregue otras que usted considere haber logrado de una mejor manera con este recursodidáctico

4 NA: No aplicable; es una actividad que no realizó antes ni ahora.5 Otro: Recuerde utilizar esta opción para indicar que agregará comentarios al final de este sector de la tabla.

XX

La puesta en práctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, este recurso le permitió alos alumnos (habilidades intelectuales):

Capacidad de planificar

h. Identificar variables o aspectos fundamentales de un problema tec-nológico.

i. Organizar su trabajo en etapas (identificar y seguir la secuencia deoperaciones de un proceso).

j. Ejecutar las actividades en los plazos o etapas previstas.

k. Seleccionar materiales, herramientas y piezas, de acuerdo con lasnecesidades del diseño.

l. Anticipar y resolver dificultades que podrían surgir en el proceso.

m. Prever puntos críticos de todo el proceso.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

n. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

XXII

La puesta en práctica

Capacidad para tomar decisiones

o. Analizar alternativas en función de un problema.

p. Seleccionar alternativas en función de las restricciones planteadasen el problema, o en el contexto de enseñanza y de aprendizaje.

q. Adecuar la propuesta para la solución del problema planteado.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

r. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

XXIIII

La puesta en práctica

Capacidad de aplicar y transferir

s. Interrelacionar los datos, técnicas y procedimientos en el diseño dela solución.

t. Utilizar técnicas de representación adecuadas al equipo que seconstruye o en el ya construido que se utiliza.

u. Integrar los conocimientos científicos y tecnológicos en losmomentos pertinentes para el diseño de la solución.

v. Relacionar, ensamblar componentes en la secuencia adecuada.

w. Utilizar de manera correcta la simbología y los lenguajes propios dela tecnología (representación gráfica, simbólica, etc.).

x. Transferir conocimientos científicos y tecnológicos en otras activi-dades similares.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

y. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

Otro (Por favor, exprese aquí los comentarios que tenga, identificando el ítem con la letra quecorresponda):

XXIIIIII

La puesta en práctica

5. Documentación (Material teórico, manual de procedimientos y propuestas didácticas):

5.1. ¿Cómo calificaría los aportes del material recibido (encuadre y desarrollo teórico, y expe-riencias propuestas para el aula)?

a. Por su potencialidad didáctica (sugerencias, propuestas de trabajo en elaula, papel motivador, etc.).

b. Para sus necesidades curriculares (desarrollo de los contenidos y experien-cias previstas en su planificación).

c. Para organizar, planificar, concretar experiencias didácticas relacionadascon problemas de Educación Tecnológica.

d. Para renovar, actualizar, ampliar (subraye el que se ajusta más a su expe-riencia) los contenidos que desarrolla en su área/ disciplina.

e. Para trabajar conocimientos científicos y tecnológicos de manera asociadaa un problema tecnológico.

f. Para organizar experiencias de aprendizaje en torno a la utilización derecursos didácticos.

g. Para utilizar un recurso didáctico en el marco de experiencias didácticasorganizadas en función de la resolución de problemas.

h. Para integrar mejor contenidos científicos y tecnológicos en la soluciónde problemas de carácter tecnológico.

i. Para estimular la generación creativa de otros recursos didácticos.

MV6

V PV

Otras (Especifíquelas, por favor)

6 Escala= MV: Muy valioso / V: Valioso / PV: Poco valioso

XXIIVV

Sí OtroNo

La puesta en práctica

5.2. Manual de procedimientos para la construcción y el funcionamientodel recurso didáctico

En caso de que haya seguido los procedimientos contenidos en el Manual (ya sea para hacerun equipo igual o uno diferente al propuesto), le pedimos nos indique si:

a. ¿Pudo seguir todos los procedimientos descriptos, sin dificultad?

b. ¿La secuencia descripta le resultó la adecuada?

c. ¿La secuencia establecida le planteó alternativas según algún crite-rio (disponibilidad de los materiales, trabajo de contenidos especí-ficos, etc.)?

d. ¿La finalidad (para qué sirve) del equipo está indicada con clari-dad?

e. ¿Se establecen cuáles son los contenidos (científicos o tecnológicos)que se asocian al equipo a construir?

f. ¿Se determina la relación entre conocimientos implicados, proce-dimientos a seguir, materiales a utilizar y experiencias posibles derealizar?

g. ¿Considera que la relación anterior es pertinente (es la que corres-ponde) para la construcción que se propone?

h. ¿La descripción de los procedimientos le facilitaron la organizaciónde las experiencias de trabajo con sus alumnos?

i. ¿Pudo seguir las indicaciones para la puesta en funcionamiento?

j. ¿Todas las indicaciones para el uso son claras?

Otro (identifique con la letra que corresponda el ítem sobre el que hace observaciones)

Por favor, fundamente sus respuestas negativas o agregue los comentarios que crea pertinentes(identifique el ítem a que se refiere):

XXVV

La puesta en práctica

6. Otras características del recurso didáctico:

6.1. Constructivas (Por favor, conteste sólo si realizó el proceso de construcción). Indique siel proceso de construcción reúne las siguientes características:

a. Simplicidad.. Es sencillo de construir por parte de los alumnos.

b. Economía. Es posible hacerlo con materiales de bajo costo.

c. Compatibilidad. Todos los componentes, bloques y sistemas permiten serintegrados entre sí.

d. Acoplabilidad. Puede ser unido o combinado con otros recursos didácticos.

e. Sencillez. Permite combinar diferentes tipos de materiales (madera, cartón,plástico, otros similares).

f. Facilidad de armado y desarmado. Permite, sencillamente, realizar pruebas,correcciones, incorporación de nuevas funciones, etc.

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué (Por favor, identifique sucomentario con la letra del rasgo aludido):

XXVVII

La puesta en práctica

6.2. Técnicas (Por favor, complete tanto si construyó el equipo como si utilizó uno ya cons-truido)

a. Portabilidad. Puede ser utilizado en el taller, aula, laboratorio.

b. Modularidad. Puede ser adaptado a diversos usos; para trabajar diversos con-tenidos curriculares o para realizar diferentes experiencias didácticas; paraaprendizaje, demostraciones, análisis, etc.

c. Reutilización. Posee partes, componentes, bloques o subsistemas que puedenser desmontados para volver a su estado original, y usados en sí mismos o enforma independiente.

d. Incrementabilidad. Puede complejizarse agregando piezas o completando elsistema para mejorar su funcionalidad, rendimiento, precisión o calidad.

e. Aplicabilidad múltiple. Como sistema tecnológico, permite que usted selec-cione las variables con las que desea trabajar (algunas de las que maneja el sis-tema, todas las previstas o agregar otras).

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué, identificando su comentariocon la letra correspondiente:

XXVVIIII

La puesta en práctica

6.3. Didácticas (Por favor, complete tanto si construyó el equipo como si utilizó uno yaconstruido)

a. Congruencia. Tiene relación con los testimonios de realidad incluidos en elmódulo de capacitación.

b. Pertinencia. Los componentes, bloques funcionales y sistemas son adecuadospara el trabajo con los contenidos curriculares de la educación técnico-profe-sional.

c. Integración. Posibilita el tratamiento asociado de los conocimientos científicosy tecnológicos propuestos en el material.

d. Escalabilidad. Es posible utilizarlo con proyectos o problemas con diferentesniveles de complejidad.

e. Complejidad creciente. Las soluciones alcanzadas para una parte del proble-ma, sirven de base para las siguientes o permite que, agregando componentes,sea utilizado como solución a problemas más complejos.

f. Adaptabilidad. Permite su adaptación a soluciones diversas en torno a lasproblemáticas planteadas.

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué, identificándola con la letracorrespondiente:

XXVVIIIIII

La puesta en práctica

7. Otras características del material teórico:

¿Cómo calificaría el diseño del módulo escrito (desarrollo de contenidos científicos y tec-nológicos, y propuestas de experiencias didácticas)?

a. Formato gráfico del material (distribución del contenido, márgenes, dis-tribución de texto e imágenes, inserción de gráficos, diseño gráfico glo-bal, etc.).

b. Lenguaje utilizado (claridad, adecuación al destinatario).

c. Organización (secuencia entre cada parte).

d. Adecuación al destinatario (evidencia que se toma en cuenta que es unmaterial para ser trabajado en un ámbito escolar).

e. Pertinencia de los conocimientos científicos con las problemáticasplanteadas.

f. Pertinencia de los conocimientos tecnológicos con las problemáticasplanteadas.

g. Vinculación (pertinencia) del recurso didáctico que propone con lassituaciones didácticas planteadas.

h. Congruencia (vinculación) de los contenidos propuestos con el recursodidáctico.

i. Aporte metodológico para enriquecer sus estrategias didácticas.

j. Aporte teórico (en general) para su trabajo docente.

k. Valor motivador para el trabajo con sus alumnos.

l. Valor orientador para generar sus propios recursos didácticos.

m. Concepción innovadora para el trabajo didáctico en la educación técni-co-profesional.

MB7

B MR

Si marcó la opción “Malo”, le pedimos que nos explique por qué:

7 Escala= MB: Muy bueno / B: Bueno / R: Regular / M: Malo

XXIIXX

La puesta en práctica

8. Propuestas o nuevas ideas:

Tanto para los autores de este material, como para el CeNET como institución responsablede su elaboración y distribución, una de las finalidades más importantes es suscitar en loseducadores nuevas ideas, aplicaciones o propuestas creativas a partir de la lectura o el traba-jo con el módulo.

En función de ello, le solicitamos que nos indique:

Si a partir del módulo (contenido teórico y recurso didáctico) usted, en su calidad de(marque todas las opciones que correspondan):

a. docente a cargo de un grupo de alumnos

c. responsable de la asignatura:

b. directivo

d. lector del material

e. otro (especifique):

ha generado nuevas ideas o propuestas:

Respecto de los contenidos (independientemente del recurso didáctico):

a. Organización de su asignatura.

b. Contenidos científicos y tecnológicos (formas de asociarlos, ampliarlos,desarrollarlos, etc.)

c. Planificación de las experiencias didácticas.

d. Trabajo con resolución de problemas.

Sí No

XXXX

La puesta en práctica

Otras (Por favor, especifique en qué ámbitos ligados con los contenidos ha generado estasnuevas ideas o propuestas):

Si su respuesta fue afirmativa le pedimos que la amplíe:

XXXXII

La puesta en práctica

En relación con el recurso didáctico. Le pedimos que nos relate (libremente) las nuevas ideaso propuestas que el trabajo con este material le ha suscitado:

XXXXIIII

Sí

La puesta en práctica

No

En caso negativo, por favor, indíquenos por qué:

¿Puso en práctica alguna de estas ideas o propuestas?

¿Cuál/es?

XXXXIIIIII

Títulos en preparación de la serie “Desarrollo de contenidos”.

• Colección: Tecnología química en industrias de procesos

• El aire como materia prima

• El azufre como materia prima

• Los minerales como materia prima –bauxita y minerales de hierro

• Colección: Construcciones

• Construcción de edificios. Cómo enseñarla a través de la resoluciónde problemas

• Construcciones en hormigón armado: tecnología, diseño estructuraly dimensionamiento

• Colección: Telecomunicaciones

• Técnicas de transmisión banda base aplicadas a redes LAN y WAN

• Cálculo de enlaces alámbricos

• Colección: Materiales

• Fundamentos y ensayos en materiales metálicos

• Colección: Tecnología en herramientas

• Historial de las herramientas de corte

• Diseño y fabricación de herramientas de corte

• Colección: Electricidad, electrónica y sistemas de control

• Instalaciones eléctricas

• Familia TTL (Lógica transistor-transistor)

• Familia lógica CMOS