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Aprendizaje Activo: Puentes con palillos

Una buena forma de aprender es “haciendo”. El grupo de innovación educativa VGG (Visual Graphics Group) de la UPM desarrolla experiencias educativas en las que el alumno es el elemento central del aprendizaje.

Este año, los profesores José Jaime Rúa Armesto y María Jesús Casati Calzada han continuado con una simpática práctica que motiva el aprendizaje de la geometría de los poliedros, relacionando otras asignaturas como el diseño estructural: Construir un puente de palillos para verificar su carga de rotura.
Este modelo educativo se documenta en “Metodologias activas como mejora de la visión espacial

La participación entusiasta de nuestros alumnos les ha llevado incluso a fotografiar la experiencia, y han colgado unos vídeos en youtube que se pueden ver al final de este artículo.

Os dejo algunas fotos, así como el enunciado que se les ha facilitado a los alumnos. Los vídeos merecen la pena.

Puente con palillos
Puente con palillos
Enunciado de la práctica

Objetivo:

Los alumnos, como parte de la evaluación continua del trabajo en equipo, diseñarán y construirán un puente resistente para una luz igual al largo del formato UNE A4 ( L = 297 mm), empleando como únicos materiales palillos redondos y cola blanca de secado rápido. Los palillos los proporciona el profesor, siendo éstos de 68,3 mm de largo, de los que venden en LIDL en cubiletes de 400 unidades. La resistencia del puente se determinará dividiendo la carga que es capaz de soportar por el peso propio del puente.

Bases:

PARTICIPANTES: Alumnos de la asignatura, encuadrados en equipos de cuatro miembros. Cada alumno en un equipo y cada equipo un puente.
FECHAS: Inscripción hasta el viernes 16 de enero a las 12:00. Por la conveniencia de equilibrar los equipos, los tres últimos equipos en inscribirse podrían quedar compuestos con tres personas, pasando el cuarto miembro a reforzar al equipo incompleto. La entrega y la prueba se realizan en clase, el viernes 23 de enero a las 9:00.
GEOMETRÍA:
  • La parte superior del puente debe permitir una superficie horizontal continua.
  • El plano superior debe disponer una zona de apoyo de la carga de al menos 18 cm x 6 cm, de tal modo que se pueda colocar sobre ella el peso a soportar.
  • El ancho máximo del puente y su canto máximo es 2L/3
  • Los puentes han de cumplir una altura máxima sobre el plano de los soportes de 2L/5.
MATERIALES:
  • El medio de unión de los palillos debe ser cola blanca de carpintero de secado rápido. Es el material que permite trabajar con seguridad e higiene, por lo que es tan obligatorio como los palillos especificados.
  • Los palillos no pueden recibir tratamiento o refuerzo alguno, sólo pueden tener cola en sus puntas y no se permite duplicarlos, recortarlos ni adelgazarlos.
  • En caso de sospecha de incumplimiento, cada equipo puede solicitar un test para comprobar que al menos se puede extraer un palillo intacto en uno solo de sus competidores. Como consecuencia de las anteriores solicitudes y de las propias percepciones, los profesores pueden exigir una prueba a cada uno de los concursantes. La verificación consistiría en introducir los nudos extremos en agua (o algodón humedecido) de tal forma que se podría extraer dicho palillo.
PROHIBICIONES:
NO se podrá reforzar la estructura con pegamento en otro lugar que no sean las puntas.
Los puentes NO pueden ser pintados, ni estar barnizados, rociados o sumergidos en ninguna sustancia que modifique su resistencia.
Nada de superglue, loctite, silicona, etc.
NO se puede pegar palillos por los lados (o usar palillos dobles, triples, etc.).

Desarrollo de la prueba:

a) Evaluación preliminar y documental, cuatro puntos:

Antes de pasar al ensayo de resistencia se verificarán las condiciones geométricas que se muestran en el dibujo adjunto. (Fig. 1)
Todos los equipos deberán presentar junto al modelo la documentación que lo describe:
Proyecciones diédricas acotadas o croquis
Fotografía
Previsión de la acción de las cargas y de la primera rotura en dos barras del puente.
De ello se muestra el ejemplo del documento adjunto, correspondiente al modelo que se aporta como referencia para la nota de cinco puntos sobre diez de máximo en la parte de resistencia.

b) Prueba de Resistencia, seis puntos:

  • Los puentes serán colocados sobre unos apoyos entre dos mesas, que están separadas entre sí por 297 mm (L). El material de pesado consistirá en envases ortoédricos de 1 litro de zumo (a los que se atribuye la medida de 1 Kg), partiendo de 1 paquete, que se irá incrementando de 1 en 1.
  • Un representante del equipo interesado situará en la zona de carga un peso de 1 kg, peso mínimo a soportar. Se irán añadiendo uno por uno pesos de 1 kg sucesivamente hasta que el puente pierda su integridad. El puente deberá soportar cada uno de los pesos incrementados un tiempo mínimo de 5 segundos. Se considerará para el cálculo el peso soportado inmediato antes de romperse. El tiempo total disponible por cada equipo es de cinco minutos.
PUNTUACIÓN:
  • El puente que obtenga la mayor relación entre peso soportado y peso propio obtendría un 10 en esta parte de la prueba.
  • El modelo aportado por los profesores, sometido a carga con idénticos criterios, aporta el criterio de la nota de cinco.
  • Las relaciones lineales que mantienen las restantes resistencias con los valores que dan el diez y el cinco sirven para determinar la nota que les corresponde, en la misma relación lineal con el número diez y el cinco.
MODELO DE DOCUMENTACIÓN

Descripción: Asociación de semioctaedros y tetraedros en dos láminas, con nudo adicional en la clave y aporte extra de cola en los nudos próximos al nudo inferior.
Falla: Cargando lo más cerca posible de uno de los lados, pongamos el derecho, se desprenderían uno de los dos palillos de la derecha que van al nudo inferior de la estructura.
Barras = 164
Nudos = 46

Hiperestaticidad = B + 6 – 3N = 32

¿Crees que este ejercicio es formativo?

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