Ilustración: Gustavo Damiani
En la búsqueda por disminuir el esfuerzo necesario para realizar tareas, las personas fueron desarrollando, a lo largo de la historia, diferentes tecnologías para aprovechar la fuerza proveniente de los animales o de los recursos naturales tales como el agua o el viento. Así, los molinos de viento y las ruedas hidráulicas, utilizados para obtener agua, moler granos o trabajar los metales pueden considerarse unos de los primeros 'motores', antecedentes de la máquina de vapor, los motores de combustión o los motores eléctricos.
En esta propuesta les ofrecemos una serie de orientaciones para trabajar con sus alumnos en proyectos de diseño y construcción de máquinas con motor. Las consignas están dirigidas, en primer lugar, a resolver una problemática vinculada con la incorporación de un motor a una tarea previamente mecanizada; en segundo lugar proponemos analizar algunas de las características generales relacionadas con el funcionamiento de los motores.
Duración estimada de la actividad: cuatro clases.
En la primera clase, sugerimos comenzar con el planteo de una situación problemática que genere la necesidad de incorporar un motor a una herramienta o a un dispositivo ya construido por los alumnos. El desafío consistirá en el diseño y construcción de un motor que, funcionando con la fuerza del agua o del viento, sea capaz de realizar una tarea determinada: levantar una carga, sacar agua de un pozo, mezclar materiales, etc.
En el caso de que ya se hayan trabajado las actividades de las Propuestas N° 1 y N° 2, el docente puede optar por alguna de las tareas que allí se propone mecanizar (en particular sobre la máquina de martillar). En todos los casos, el motor sustituye la acción que realiza la persona sobre una manivela o un pedal, produciendo un movimiento de rotación sobre un eje.
Una vez planteada la situación problemática, y luego de dividir a los alumnos en pequeños grupos, se podrá asignar, a algunos, la responsabilidad de resolver el problema utilizando la fuerza del agua y, a otros, la del viento. Para simular en el aula una fuente de energía hidráulica se puede utilizar el agua que sale de una canilla; para el viento, un secador de pelo o un ventilador.
En la segunda clase cada grupo trabajará en sus diseños. En esta etapa los alumnos ponen en juego ciertos conocimientos previos (algunas imágenes y representaciones mentales acerca de la forma de las aspas de los molinos de viento o de las paletas de las ruedas hidráulicas).
Para enriquecer esta parte del trabajo es conveniente acercarles a los chicos fotos o dibujos que reproduzcan modelos reales de este tipo de motores. No recomendamos, en este caso, la presentación de imágenes con instructivos de construcción que anularían la etapa de selección de materiales y la forma de combinarlos para construir el motor. Puede pedirse a los alumnos que preparen una lista de materiales posibles para realizar sus modelos y proponerles que los traigan para la clase siguiente. En ésta comenzará el trabajo de diseño y construcción.
Para complementar los materiales traídos por los alumnos, y en la medida posible, podrán aportarse los siguientes materiales: cucharitas plásticas de café o de helado, corchos, alambres, botellas descartables, cilindros de cartón, corrugado plástico, etc. Será conveniente proponer a los alumnos que, antes de tomar decisiones, realicen ensayos con los materiales para reorganizar sus conocimientos a partir de la experimentación.
Para orientarlos en el proceso de toma de decisiones respecto del material, la forma y el tamaño de las aspas o paletas en relación con la fuerza necesaria para poner en movimiento determinado motor, se pueden realizar preguntas como éstas:
| Para el motor de viento... | Para el motor de agua... |
|
¿Convienen que las aspas sean grandes? ¿Cuántas de ellas hay que poner? |
¿Convienen que las paletas sean grandes? ¿Cuántas de ellas hay que poner? |
| ¿Cuál debe ser la inclinación de las aspas? | ¿Cuál debe ser la inclinación de las paletas? |
| ¿Cómo se logra invertir el sentido de giro? | ¿Cómo se logra invertir el sentido de giro? |
| ¿Giran las aspas sobre el eje cuando el viento sopla de frente? | El material con que están hechas las paletas, ¿se dobla cuando el agua las golpea con mucha fuerza? |
En las siguientes imágenes se reproducen algunas de las soluciones propuestas por los alumnos, a partir de las conclusiones extraídas de los ensayos.
Ilustración: Gustavo Damiani
Luego de dos clases más, necesarias para completar el trabajo de construcción, prueba y puesta a punto, sugerimos realizar una actividad de análisis y evaluación del funcionamiento de los diferentes motores, una vez incorporados a los dispositivos o herramientas seleccionadas al comienzo de la Actividad. La evaluación del funcionamiento de los motores podrá realizarse mediante preguntas tales como:
Consideramos que será interesante continuar la actividad proponiendo a los alumnos que reemplacen los motores hidráulicos y eólicos por motores eléctricos. También puede proponérseles un trabajo de investigación sobre otros tipos de motores (de combustión, de vapor, etc.).
Finalmente, y para incluir la dimensión social de los cambios técnicos, puede trabajarse el tema de las necesidades que dieron origen a los diferentes tipos de motores y los impactos y efectos que cada uno de ellos generó en la vida cotidiana y en el trabajo de la gente.
Macaulay, D., Cómo funcionan las cosas. Nueva edición, Buenos Aires, Atlántida, 1996.
Jacomy, Bruno, Historia de las Técnicas, Buenos Aires, Losada, 1992.
Aitken y Mills, Tecnología Creativa, Madrid, Morata, 1994.