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sábado, 14 de noviembre de 2020

Vivienda domótica y autosuficiente

 

Damián Iglesias Domínguez. Curso 2020/21. 1º Bachillerato de Ciencias

Palabras clave: domótica, Arduino, resistencias LDR, servomotor, mando a distancia, automatización, bioconstrucción, fotovoltaico, aerogenerador

PRESENTACIÓN

Vivienda domótica y autosuficiente

En una primera fase de participación en "smart city Téllez STEAM" nos planteamos construir la maqueta de una vivienda unifamiliar que incorpora elementos automatizados como pueden ser la apertura de las puertas, movimiento de persianas, encendido de luces, etc. Todos los elementos se programan con Arduino. En otra fase nos centraremos en el grado de autosuficiencia energética ya que debe ser construida siguiendo los principios de la bioconstrucción, utilizando materiales reciclados y recogiendo el agua de lluvia.

La vivienda no está conectada a la red eléctrica, ya que posee paneles solares fotovoltaicos y un aerogenerador, que almacenan la energía en un banco de baterías.

Vista general del grupo de trabajo
Preparando el montaje
        

Vistas generales y preparando el montaje.

Con el objetivo de realizar las prácticas de forma segura y evitar el contagio por COVID-19 este curso cada alumno individualmente realiza un módulo de la vivienda y posteriormente un alumno realizará el montaje.

DETALLES DE TIPO PRÁCTICO:

El umbral de las LDR (LDR – Fotorresistencia. El LDR (Light Dependent Resistor / resistor dependiente de la luz), puede variar en función de la iluminación de la sala. Conviene realizar lecturas de la señal a través del puerto serie para ajustar los valores de los condicionales de los programas       

Subiendo el programa a la placa de Arduino y
 depurando errores de programación
 

Antes de colocar los servomotores en la casa, comprobar la posición del eje en 0, 90º y 180º para que la orientación del servo sea la correcta.       


Detalle de montaje de la persiana



Funcionamiento de la barrera

Al presionar la flecha hacia arriba del mando, abre la barrera pasado 1 segundo se cierra automáticamente

   


  

Funcionamiento del ventilador

Si la temperatura asciende por encima del valor determinado se activa el motor

Luz exterior

Con ausencia de luz en el exterior se enciende el LED exterior


Ajustando el nivel de iluminación

Luz interior

Con ausencia de luz en el interior se encienden los LEDs del interior

Ventanas

Se pueden regular con el mando a distancia

AGUNAS CONSIDERACINOES

Trabajar de forma colaborativa y tratar de evitar los posibles contagios por COVID-19 es todo un reto, reto que estamos superando respetando el uso de mascarillas, ventilando el aula, usando gel hidroalcohólico, etc. etc.

Posiblemente incorporaremos a nuestra casa domótica otros automatismos que previamente montaremos y calibraremos como trabajo individual

viernes, 6 de noviembre de 2020

Electrosmog

 Vivimos rodeados de dispositivos y gadgets tecnológicos que, aunque en principio nos hacen la vida más fácil y entretenida, es verdad que tienen como contrapartida algunos aspectos como el exceso de ondas electromagnéticas que nos rodean a diario. Este efecto denominado “electrosmog” o niebla electromagnética, es, desde hace tiempo, objeto de estudio por parte de las autoridades sanitarias como la OMS (Organización Mundial de la Salud) que en 2014 publicó un extenso informe sobre las ondas electromagnéticos que emiten los teléfonos móviles, que fueron clasificadas por el Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer como "posiblemente carcinógenas".

En la búsqueda de una ciudad sostenible e inteligente como nuestra Smart city, tenemos que encontrar un equilibrio de contaminación de ondas electromagnéticas y evolución, de manera que sea sostenible y saludable para todos. Pero ¿podemos evitar o minimizar estos efectos aparentemente nocivos que generan las ondas electromagnéticas?. La respuesta es que si, por lo menos en la medida que podamos controlar ciertos dispositivos como puede ser en el entorno de nuestro hogar. Algunos consejos útiles son:

apagar el wifi por la noche o poner los dispositivos en "modo avión"

desenchufar los aparatos eléctricos que no se precisen

no usar lámparas de lectura cerca del cuerpo

colocar filtros que limpien la "electricidad sucia"

situar los electrodomésticos contra paredes que den al exterior

colocar el teléfono móvil a una distancia de 30 o 40 cm del cuerpo al escribir mensajes de texto o navegar por internet

evitar en lo posible acercar el aparato a la cabeza (usando audífonos y dispositivos "manos libres")

reducir la cantidad de llamadas y su duración

usar el teléfono móvil en zonas con buena recepción

no dormir con el teléfono móvil en la habitación







Hay estudios que han demostrado que el electrosmog en los dormitorios causa una disminución en la melatonina, una de estas hormonas esenciales. En algunos casos, los datos muestran una disminución de más del 50% en los niveles normales de melatonina (Informe de Bioinitiative 2012).

En relación a los trenes tipo maglev de levitación magnética, no hay estudios definitivos del efecto causado en los pasajeros durante los trayectos debidos al electromagnetismo aunque de los estudios referidos anteriormente, se desprende que pueden causar efectos nocivos, de forma que buscaremos maneras de minimizar estas situaciones adversas.


lunes, 15 de junio de 2020

SMART CITY EN MINECRAFT

A lo largo del curso, los estudiantes de Cultura Científica han desarrollado de forma cooperativa una serie de proyectos que les han permitido profundizar en contenidos de carácter científico así como trabajar destrezas propias del trabajo de investigación.

Justo al finalizar el primer trimestre, el alumnado hizo una entrega y defensa parcial de sus trabajos. Y, de no ser por el confinamiento, a estas alturas ya  habrían expuesto sus productos finales.

Pepe Borrallo y Enzo Román, exponiendo su trabajo en el primer trimestre


Uno de estos proyectos se ha centrado en el diseño con Minecraft de una calle ubicada en una smart city imaginaria, para lo cual sus autores, Enzo Román y Pepe Borrallo, han realizado un trabajo previo de búsqueda bibliográfica que les ha permitido descubrir por qué algunas ciudades son auténticos referentes como smart cities y adoptar las estrategias que les han resultado más interesantes en su propio diseño.
Su objetivo, tal y como explican, ha consistido en "recrear dicha calle con un panorama bastante más sostenible del que encontramos en la realidad".
Entre las medidas smart que han recogido, se encuentran:
- Carreteras que presentan incorporados en el firme cargadores de baterías para los vehículos. (Suecia).
- Paradas de autobuses con cubiertas vegetales. (Holanda).
- Columpios conectados a estaciones de recarga de móviles. (Utrecht. Países Bajos).
- Pantallas táctiles, cámaras web y de conteo, sensores, rastreadores de móviles, APPs y totems para fomentar el turismo inteligente. (Cáceres).
Enzo y Pepe han intentado plasmar en su diseño el uso de las energías renovables para el alumbrado y el aprovechamiento energético eficaz. A través de paneles solares y baterías eficientes proponen  un alumbrado limpio en cuanto a emisiones de CO2. Apuestan por un aprovechamiento óptimo y sostenible de los recursos. Pepe y Enzo concluyen que: "o estamos con la Naturaleza, o contra ella".


El siguiente vídeo, explicado por sus autores, muestra el diseño final. ¡Enhorabuena a Pepe y Enzo por el trabajo!





Con esta entrada, despedimos la edición 2019/2020 de nuestro proyecto CITE STEAM. 
¡Volveremos!👋



Profesora y coordinadora del Proyecto: Minerva Martín García


jueves, 11 de junio de 2020

FUTURO DE LOS TRENES MAGLEV

Teniendo en cuenta que la velocidad de crucero de un avión comercial es de unos 900 km/h, y que los trenes de levitación magnética están alcanzando esas velocidades, cabe suponer que este medio de transporte será decisivo en años venideros para el transporte de pasajeros y comercial.
El próximo año 202, China dispondrá de un tren bala capaz de alcanzar los 600 km/h, lo que hace que la brecha entre el transporte aéreo y el terrestre sea cada vez menor.





El proyecto lo ha desarrollado la compañía estatal China Railway Rolling Stock Corporation (CRRC), el mayor proveedor mundial de equipos de transporte ferroviario, quienes presentaron en mayo de 2019 el primer prototipo de tren Maglev de levitación magnética. El primer prototipo tren salió de la línea de producción de la ciudad China de Qingdao, y sus exitosas pruebas han afianzado su y concretado su fabricación en masa en el próximo año 2021.

Estos avances harán que se transforme por completo el panorama turístico y comercial en China, pues se lograrán valores jamás logrados en cuanto a velocidad se refiere, que harán posible por ejemplo recorrer la ruta Pekín-Shanghái en 3,5 horas, frente a las 5,5 horas que tarda un tren de alta velocidad convencional o las más de 12 horas que se tarda por carretera, pues hay 1200 km entre ambas ciudades.

Aun así, el récord absoluto de velocidad para este tipo de trenes lo tiene Japón, ya que la empresa Central Japan Railway consiguió en 2015 durante unas pruebas una velocidad máxima de 603 km/h con un  tren como el de la siguiente figura.





Los alumnos participantes en el proyecto de construcción de nuestro tren maglev conocen estos modelos, que servirán de referencia para diseñar nuestros propios prototipos. De no ser por la suspensión de actividades lectivas presenciales, sus creaciones serían ya una realidad. Sin embargo, las circunstancias nos han obligado a posponer el trabajo para el curso que viene.




Profesor: Ramón María Palacios Leytón

FRICCIÓN Y FRENADO EN TRENES MAGLEV

Tal y como hemos visto a lo largo de este curso, los trenes de levitación magnética apenas tienen rozamiento en su mecanismo, pues su funcionamiento se basa en el principio de repulsión magnética, capaz de crear un potente campo magnético que prácticamente permite que el tren flote en el aire; esto se consigue por un sistema de suspensión electrodinámica conocido como EDS. 

El diseño de este sistema es el siguiente: 

Los raíles contienen unas bobinas que originan un efecto electromagnético. Por su parte, el tren lleva unos imanes superconductores llamados “bogies”. Cuando el tren sale del estado de reposo (parada) y comienza a moverse, los imanes situados bajo el tren comienzan a interactuar con los de la vía y cuando se alcanza una velocidad cercana a los 150 kilómetros/hora  la fuerza magnética creada es lo suficientemente potente como para elevar el tren 10 centímetros del suelo, eliminando la fricción y permitiendo aumentar la velocidad. Por todo esto, se consigue una reducción de hasta un 60% menos de gasto en combustible que un tren convencional. 

Entonces, ¿cómo se consigue el movimiento?

Como hemos dicho, el arranque se consigue con un efecto de repulsión electromagnética. 
Para mantener el movimiento lineal sobre la vía, hay que seguir  proporcionando ese mismo efecto con una corriente alterna que circula a través de la vía, generando campos magnéticos contrarios a los del rotor ubicado en el tren, que gira haciendo que el polo norte y sur se inviertan constantemente  e interactúen con los siguientes en la vía,  proporcionando la  propulsión del tren. Para poder variar esta velocidad lineal, se debe controlar la frecuencia de giro del rotor variando la cantidad de corriente en la vía, ya que la corriente viaja en dirección proporcional a la del tren.

¿Cómo se frena en un tren Maglev?

Si la propulsión del tren y su movimiento se consigue a través de un efecto electromagnético, para frenarlo se utiliza ese mismo efecto. En este caso, invirtiendo el curso de la corriente alterna, creando una fuerza en sentido contrario al desplazamiento del tren y así provocando que desacelere y frene. 

¿Qué sucede cuando un tren Maglev está parado?

En los sistemas E.M.S y E.D.S cuando alcanzan un velocidad de 2.7 m/s, dejan de levitar y sacan unas ruedas (de caucho normalmente), que hacen que el tren se frene por la fricción ejercida con la vía y en algunos casos también se utiliza un sistema de frenos hidráulico.




Todos estos principios teóricos, vistos en clase con los alumnos, los tendremos en cuenta en el diseño definitivo de nuestro tren maglev


Profesor: Ramón María Palacios Leytón

viernes, 5 de junio de 2020

NUESTRA PROPUESTA "ALUMBRADO URBANO CON ÁRBOLES BIOLUMINISCENTES"... ¡A LA GRAN FINAL DE MAÑANA 2020!

Si en entradas anteriores compartíamos la excelente noticia sobre la preselección de nuestra propuesta "Alumbrado urbano con árboles bioluminiscentes" para pasar a la segunda fase de "Mañana 2020"...

¡¡Hoy mismo nos han comunicado que somos uno de los 3 proyectos de centros educativos finalistas en nuestra categoría! !
😃😃😃😃😃😃😃

El evento final será el 25 de junio donde un jurado decidirá los ganadores.


"Mañana" es una iniciativa que lanza el reto de construir entre todos un mañana mejor, desde una perspectiva más humana y sostenible.

🌍#MañanaEmpiezaHoy





Profesora: Minerva Martín García

martes, 2 de junio de 2020

CONSTRUYENDO LOS CIMIENTOS DE LA INNOVACIÓN

Gracias a los alumnos de 2ºESO - 3 por diseñar, preparar y construir el escenario para la puesta en marcha del Desafío City Shaper para la FLL.


Los arquitectos diseñan y construyen edificios. Combinan ciencia y arte para llevar a cabo sus creaciones y estructuras. Unas veces crean edificios nuevos y otras rediseñan edificios ya construidos.
Forman parte de un equipo mayor, exactamente como el nuestro. Los ingenieros estructurales, civiles y ambientales se aseguran de que un proyecto sea adecuado para el lugar de la construcción. Los trabajadores de la obra, como los electricistas, los fontaneros y los carpinteros, así como los directores del proyecto se aseguran de que los trabajos cumplan los plazos establecidos y de que se ajusten al presupuesto. Todos los profesionales son importantes para conseguir hacer el trabajo.
Nuestras ciudades se enfrentan a grandes retos, como el transporte, la accesibilidad e incluso los desastres naturales.
¿Cómo podemos modelar un futuro mejor para todos? Hará falta trabajo en equipo y creatividad.

¿Estáis preparados para construir entre todos un futuro mejor?

El objetivo es superar el siguiente escenario.



Con los vehículos esperando a ponerse en marcha, empezaron los cimientos.



Y se formó una parte del equipo






     


Y después de tanto trabajo, los desafíos no habían hecho más que empezar....




Profesor: Óscar Ordiales Plaza
Alumnado: 2º ESO 3. Tecnología