PROYECTOS NIVEL: SUBNIVEL: NOMBRE DEL PROYECTO: Brazo hidráulico CAMPO DE ACCIÓN: CIENTÌFICO FACILITADORA: Lcda. Mercedes Garcìa Guayaquil – Ecuador 20 1. DATOS INFORMATIVOS: Institución: UNIDAD EDUCATIVA Código AMIE: 09H00436 Zona: 8 Distrito: 3 Circuito: 09D03C05 Provincia: Guayas Cantón: Guayaquil Parroquia: García Moreno Dirección: Teléfono: Nombres de los estudiantes: Jhon Figueroa Natasha Cevallos Romina Tarira Ashley Castro Carlos Guachamin Jordan Apolinario pág. 2 1. Titulo Brazo robotico hidràulico pág. 3 2. Índice Contenido 2. Índice ..............................................................................................................................................................4 3. RESUMEN .......................................................................................................................................................5 4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................... Ошибка! Закладка не определена. 5. OBJETIVOS ......................................................................................................................................................5 5.1 Objetivo General: .........................................................................................................................................6 5.2 Objetivos Específicos: ...................................................................................................................................6 6. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................................................6 7. MARCO TEORICO ............................................................................................................................................7 8. Foda.....................................................................................................................................................12 8.1 Héxagono Interdisciplinario ................................................................................................................13 8.2 Cronograma de Actividades (Días Viernes/2019) .....................................................................................15 9. ANÁLISIS DE LA SOLUCIÓN PLANTEADA A TRAVÉS DEL PRODUCTO INTERDISCIPLINARIO ......................17 10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..............................................................................................17 11. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................................17 12. Anexos .................................................................................................................................................18 pág. 4 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La unidad se evidenció el poco interés de las estudiantes en el campo científico, por lo general invierten la mayor parte de su tiempo en actividades que no generan su riqueza en el conocimiento. Por lo cual, no permite incrementar su espíritu científico innovador que es aquel que en un futuro les permitirá construir una mejor sociedad. Además de ser consciente de la problemática ambiental que se está viviendo en el mundo y son generadoras de desperdicios, incrementado así la contaminación. Motivo por el cual, el campo de acción científico ha enfocado la misión de nuestro proyecto en utilizar materiales reciclables para emprender el sistema hidráulico en la Unidad Educativa . Para entender los contenidos del tema hidráulica, vamos a construir varios proyectos escolares a base de la esta propuesta, poniendo en juego los principios físicos en los que se basan los circuitos hidráulicos utilizados en numerosas máquinas y herramientas. La presión ejercida a un en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a cualquier punto de fluido, siendo el mismo en todas las direcciones y actúa a través de fuerzas perpendiculares a las paredes del recipiente que lo contiene. Utilizaremos la energía que se relaciona con el estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos. Basándonos en el principio más importante de la hidráulica es el de pascal, en el cual el uso de la tecnología hidráulica es muy variada. La metodología aplicada en la realización del proyecto escolar es el aprendizaje basado en proyectos (ABP) en forma colaborativa para el desarrollo y presentación del proyecto que será de suma utilidad para mantener una buena convivencia escolar y tener conocimientos científicos. 5. OBJETIVOS pág. 5 5.1 Objetivo General: Crear un brazo hidráulico mediante la correcta identificación del material reciclado para su construcción y operación que permita demostrar la aplicación de fuerzas con fluidos y a su vez despierte el espíritu científico en las estudiantes mazzarellanas. 5.2 Objetivos Específicos: Construir un brazo con materiales reciclables para no dañar el medio ambiente y seguir avanzando tecnológicamente sin ningún daño a nuestro entorno. Con el uso y la construcción del brazo hidráulico, innovaremos y aplicaremos el conocimiento en la formación de nuestra educación. Demostraremos que el brazo hidráulico es el mismo proceso de la prensa hidráulica, ya que esta levanta grandes masas con pequeñas fuerzas. 6. JUSTIFICACIÓN El Ministerio de Educación en respuesta a los cambios científicos que se están generando a nivel mundial, incluye en su malla curricular la creación de Proyectos y que este se convierta en una herramienta útil para la adquisición y desarrollo de conocimientos y habilidades en las estudiantes; articulando las múltiples actividades pedagógicas con proyectos científicos, proyectos de vida práctica, proyecto artísticos-cultural; para así favorecer la innovación educativa. Por lo cual, La Unidad Educativa”, consciente de la importancia de los proyectos y comprometidos con la excelencia académica y su responsabilidad social ambiental, organiza los proyectos escolares en su jornada académica para contribuir al desarrollo integral del estudiante como lo establece la Constitución en el Art. 27, y la Ley Orgánica de Educación Intercultural (LOEI) en el Art. 2; literal x; y en el Art. 7; literal b. El campo científico genera un proyecto que está basado en el principio de Pascal, el cual dice que: “La presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido”. pág. 6 El proyecto consiste en la representación de un brazo hidráulico que sirve para levantar objetos a distancia. Nos ha parecido interesante la realización de este proyecto, para demostrar las múltiples adaptaciones en la realización de tareas y como se pueden aplicar las leyes físicas para mejorar la eficacia en el trabajo y demostrar dinámicamente con elementos de poco valor, el funcionamiento de la teoría de pascal. También aplicar conceptos matemáticos y científicos básicos y utilizar materiales reciclados, para la elaboración del brazo hidráulico con jeringas y de esta manera contribuir no sólo con el conocimiento a las estudiantes sino también valorar el cuidado del medio ambiente y la influencia de la investigación científica en el desarrollo de un país. 7. MARCO TEORICO Los sistemas hidráulicos, han sido desde hace muchos años, algunos de los principales sistemas de automatización industrial que existen. En la actualidad, la mayoría de los robots industriales utilizan los principios de la hidráulica para mover brazos mecánicos de gran precisión combinados con sistemas de programación avanzados. El presente proyecto educativo tiene como fin desarrollar la creatividad mediante la recolección de elementos reciclados Todos hemos sentido la presión del agua cuando nos sumergimos en el fondo de una piscina esta presión es causada por la cantidad de líquidos que se encuentra encima de nosotros. El peso del agua que provoca presión cuando nos sumergimos es causado por la fuerza de gravedad terrestre. El sistema hidráulico funciona en este experimento como un gato hidráulico. Consiste esencialmente en dos jeringas una incrustadas en un soporte y otra, en la otra jeringa se ejerce una presión de 1kg con la jeringa uno se bombea agua por medio de la manguera y luego se empuja el pistón de la jeringa dos y observamos cómo se levanta la masa que colocamos en el extremo de la jeringa. Para el desarrollo del proyecto escolar se aplicaron las siguientes fases con sus respectivas actividades: Elección del tema pág. 7 · Búsqueda de información · Desarrollo del modelo · Realización de pruebas preliminares · Ajustes y obtención de resultados MATERIAL -8 varillas de madera -50 palitos de madera -Silicón -Sierra -Mangueras de normogotero -6 jeringas -pintura vegetal (3 colores distintos) -10 abatelenguas -Agua -Bisagra PROCEDIMIENTO 1.- Cortar 4 varillas de madera a 40cm, otras 4 a 60cm. 24 palitos enteros, 4 a 9cm, 20 a la mitad y 20 a 3cm 2.- Con las varillas de 40cm, 12 palitos enteros, 20 a la mitad y 4 de 9cm construir un prisma rectangular. 3.-Posteriormente con las varillas de 60cm, los 12 palitos enteros y los 20 cortados pág. 8 a 3cm construir otro prisma rectangular 4.- Al tener ya las dos estructuras las unimos con una bisagra de sus extremos (adaptada al tamaño de las estructuras) 5.-Con los abatelenguas, hacer una garra al gusto, sin olvidar que se debe poder mover (abrir y cerrar y dejar un pequeño espacio para colocar la jeringa horizontalmente 6.- Unir la garra en el extremo del prisma más delgado. 7.-Unir tres jeringas a sus mangueras correspondientes posteriormente llenar las Jeringas unidas a las mangueras con el agua de los tres colores diferentes. 8.-Tapar las mangueras con las otras 3 jeringas a su otro extremo (evitando la entrada del aire). 9.-Colocar una jeringa en donde se encuentran unidos los dos prismas a la altura donde se pueda levantar la estructura más delgada. 10.-La segunda jeringa colocarla en la garra de forma horizontal de preferencia en Una esquina de la garra (evitando la obstrucción del movimiento de la garra)y Pasar la manguera por en medio de las estructuras. 11.-La tercera y última manguera colocarla en la base de madera de forma que quede sujeta a la estructura de madera y dando libertad de movimiento a la jeringa y asegurarla a la base. Brazo Hidráulico: es un estructura mecánica que en su estructura se asemeja a un brazo humano, tres partes unidas entre sí y que se pueden mover independiente mente una de la otra y dichos movimientos son realizados por aumento o disminución de la presión ejercida pág. 9 por un medio líquido y un medio gaseoso. (Hermes, s.f.) Un sistema hidráulico tiene dos conceptos que tienen claros fuerza y presión. Fuerza: toda acción capaz de cambiar la posición de un objeto . Presión: es el resultado de dividir esas fuerzas por la superficie de dicho objeto que tiene en contacto sobre el suelo. La prensa hidráulica se consigue, empujando por medio del agua dentro de una jeringa se trasmite a través de mangueras llamados conductores y se proyecta como cilindró hidráulico, los líquidos tienen algunas característica que los hacen ideales para la función como son: el movimiento es libre de sus moléculas , los líquidos se adaptan a la superficie.(http://brazohidraulicoulsacgrupob.blogspot.com/, 2011) Materiales Y Partes Jeringas: serán utilizadas para hacer funcionar el brazo hidráulico ya que gracias a ellas el brazo tendrá movimiento y es lo más esencial que necesita el brazo para funcionar. Clavos: serán utilizados para poder construir el carrito del brazo, también para fijar los rieles en la base y también como eje de giramiento del brazo hacia los lados. Palillos: serán utilizados como pasadores para que el brazo se mueva de arriba hacia abajo, mientras que las tuercas de cartón se fijaran a los palillos para sostenerlos. Cartón o madera: es lo esencial para poder elaborar el brazo hidráulico ya que gracias a la madera o cartón se podrá dar forma al brazo y construir el carrito para que tenga movilidad horizontal. Mangueras De Suero: se utilizará para unir las jeringas para poder darle movimiento al brazo, también se utilizará para que pase el líquido de una jeringa a otra. Agua: será utilizado para demostrar que un líquido con poca densidades necesario aplicar mayor fuerza. Pintura: se utilizará para darle color al brazo. Metodología pág. 10 RESULTADOS Después de varios prototipos preliminares y pruebas efectuadas, se pudo conseguir que funcionara el brazo hidráulico. Ahora, se realizarán diferentes pruebas donde se medirá la fuerza, el trabajo, la energía potencial, la energía cinética y la presión en las jeringas. 8. METODOLOGÍA Para la ejecución y cumplimiento del proyecto se utilizó una investigación EXPLORATORIA: Se proponen obtener datos y hacer observaciones básicas que permitan delimitar un problema. DESCRIPTIVA: Procuran entregar una visión de conjunto, profundizando en una de las variables que intervienen el problema de investigación, identificando sus rasgos característicos. Fase 1 Investigación: Encuesta sobre reciclaje y su reutilización. Presentar video sobre el reciclaje y reutilización. Conocer la importancia y tipos de elementos de reciclaje Fase 2: Trabajos prácticos: Reconocimiento del logotipo y nombre del Proyecto. Recolección de materiales de reciclaje para elaborar los productos. Fase 3: Evaluación: Presentación de carpetas individuales de las estudiantes Los procedimientos y técnicas utilizados son: Método ABP El Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) es un método de enseñanza-aprendizaje centrado en el estudiante en el que éste adquiere conocimientos, habilidades y actitudes a través de situaciones de la vida real, y que se evidencia durante todo el proceso del Proyecto pág. 11 desde el planteamiento de la problemática hasta la presentación del producto ante la comunidad educativa. Método Deductivo El método Deductivo consiste en partir de los hechos generales para llegar a los hechos particulares, así se basó en la problemática en la Unidad Educativa Fiscomisional Santa María Mazzarello. Técnica de la Observación La observación es un proceso activo que produce resultados y consecuencias. Lo utilizamos para reconocer los elementos que pueden rehusarse y servir como material para poder realizar cada trabajo práctico siguiendo un orden. 8.1Foda FODA (Fortalezas, Oportunidades, Debilidades, Amenazas), detectan los espacios en los que se desarrollarán las actividades inherentes al proyecto escolar. pág. 12 FORTALEZAS OPORTUNIDADES Recursos humanos motivados. Recursos para realizar los trabajos. Apoyo de los miembros de la familia. Salones de clases adecuados Apoyo de la comunidad. Mesas de trabajo grupal. Tutoriales virtuales. Disponibilidad de colaboración. Compañerismo. Predisposición al realizar los trabajos. DEBILIDADES Traer AMENAZAS incompleto materiales Falta de colaboración del cuidado los reciclados o no traerlos en el tiempo ambiental por parte de los familiares y de establecido. la comunidad. Desorden al realizar los trabajos grupales. Pérdida o daño de materiales. 8.2 Héxagono Interdisciplinario PROYECTO: pág. 13 Normas y compromisos para el cuidado del medio ambiente pág. 14 8.3 Cronograma de Actividades (Días Viernes/20) El conjunto de actividades que se ejecutan dentro del proyecto de aprendizaje escolar son las siguientes: Nombre del proyecto/Producto:BRAZO HIDRÀULICO PROYECTO: ACTIVIDADES MAYO JUNIO JULIO AGOSTO META/ S. 1 S1 S2 S3 S4 S1 S2 S3 FASE 31 7 14 21 28 5 12 19 S4 SEPTIEMBRE S1 S2 S3 S4 S1 2 16 23 30 6 Socialización con el personal Docente Socialización con estudiantes y representantes legales. proyecto escolar. Elaboración y presentación del plan de proyecto escolar. Búsqueda de la información en internet. Encuesta sobre reciclaje y su reutilización. elaboración del FODA DOR Reconocimiento del logotipo y nombre del Proyecto. cos problema y prácti Sensibilización sobre el os Investigación 2: hidràulico. Trabaj Fase 1: Fase proyecto escolar) Presentar video sobre el Gato y nrazo NTA (Desarrollo y ejecución del ESCOLARES Definición y conformación de grupos por Implementación Elaboración y realización de encuestas. RIME EXPE INDAGADOR ORGANIZACIÓN DE PROYECTOS ROLES PRIMER QUIMESTRE pág. 15 Planteamiento del problema. PROYECTO: Objetivos y Justificación. ROLES ACTIVIDADES Concepto de reciclaje OCTUBRE META /FASE s1 s2 Confección de los controles Confección del sistema hidráulico Ensamblaje Fase 2: Trabajos prácticos Experimentador Observar recolectar materiales Observarvideo video yy explicación de la mano reciclables para elaborar brazo hidráulico robótica de los moldes para el brazo Confección hidráulico Observar video y elaborar gato hidráulico Confección del brazo. Nombre del proyecto/Producto: BRAZOdeHIDRÀULICO Observar video y recolectar materiales reciclaje para elaborar la garra s3 NOVIEMBRE s4 s1 s2 s3 DICIEMBRE s4 s1 s2 s3 ENERO s1 s2 s3 FEBRERO s4 s1 s2 s3 SEGUNDO QUIMESTRE Pruebas del brazo hidráulico Corrigiendo errores Establece interrogantes y expresa sus criterios sobre el proceso del producto Presentación del producto de los proyectos escolares ante la comunidad. Aplicación del principio de Pascal. Socialización de los resultados y cada uno de los participantes expondrá sus impresiones y conclusiones del proceso. Entrega de Informes Fase 3: Coevaluación Indagador - creador Brazo hidráulico decorado pág. 16 s4 9. ANÁLISIS DE LA SOLUCIÓN PLANTEADA A TRAVÉS DEL PRODUCTO INTERDISCIPLINARIO Las estudiantes de elaboraron y expusieron su proyecto escolar de Brazo hidràulico mediante tècnicas propias de la edad, utilizando adecuadamente los recursos del medio, de esta manera se sensibilizaron al respetar y cuidar de la naturaleza y su entorno para una buena convivencia en la comunidad educativa. Conocieron la importancia de reciclar y de reutilizar los mismos mediante la aplicaciòn de tècnicas y de herramientas como elementos tecnològicos, el internet, audiovisuales, textos, entre otros que contribuyeron a la elaboraciòn de sus creaciones y donde pudieron expresar sus sentimientos y emociones. Al tèrmino del proyecto realizaràn una exposiciòn de sus trabajos segùn el cronograma planificado, todo el proyecto escolar estuvo monitoreado y guiado por la facilitadora para que el trabajo sea significado y el producto pueda ser expuesto de acuerdo a la edad de las estudiantes con eficiencia, orden y responsabiliadad. 10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Gracias a la construcción de este brazo pudimos levantar diversos objetos de diferentes masas y así comprobar diferentes conceptos de física y entenderlos mejor. Con este proyecto se puede demostrar que la Física no tiene que ser una ciencia difícil o aburrida, sino que utilizando proyectos sencillos se derivan una gran cantidad de conceptos de Física-Mecánica, a la vez utilizando material reciclable para poder aprender divirtiéndonos. Así mismo los mismos principios se utilizan a una escala mayor para levantar objetos más pesados, como pueden ser los de una construcción (rocas, maderas, vigas, etc.). Estas máquinas se utilizan en la vida diaria y que con un poco de investigación se puede llegar a conocer su funcionamiento. 11. BIBLIOGRAFÍA pág. 17 12. ANEXOS SOCIALIZACIÓN Y FORMACIÓN DE GRUPOS pág. 18 REUTILIZAR pág. 19
