Las técnicas empleadas para operar sobre la información en los sistemas de control, tanto manuales como automáticos, constituyen uno de los contenidos del área que pueden comenzar a abordarse hacia el final de este Ciclo.

En esta propuesta les ofrecemos una actividad de resolución de problemas en la que los alumnos deben diseñar un instrumento que sense la variación del nivel del líquido de un recipiente ubicado a cierta altura. Nuestro propósito es presentar un modelo de actividad que ayude a los alumnos a construir, partiendo del análisis de las soluciones generadas por ellos mismos, nociones y conceptos generales sobre sistemas de control (en particular los relacionados con las operaciones sobre la información que se llevan a cabo en la etapa de sensado de las variables a controlar).

El planteo de las consignas para que los alumnos encuentren similitudes y diferencias con los modelos de sus compañeros y con algunos de los que se utilizan en aplicaciones de la vida diaria, crea un marco para que reconozcan funciones comunes en sistemas de base tecnológica diferente.

Duración estimada de la actividad: cuatro clases.

Desarrollo de la propuesta

En una primera clase, proponemos presentar a los alumnos el problema a resolver mediante una imagen o texto que describa una situación en la que una persona está preocupada porque quedó sin agua para regar los cultivos o dar de beber a los animales. Puede tratarse también de una persona que, mientras se bañaba, se quedó sin agua.

Los chicos tendrán que preparar un diseño de un dispositivo que permita medir el nivel de agua en el tanque, permitiéndole así a la persona anticipar que se va a quedar sin agua: le alcanza con saber si el tanque está lleno, por la mitad o casi vacío. Esta información debe estar disponible sin necesidad de subir hasta el tanque. (Para que el problema tenga cierta complejidad debe quedar claro que el agua proviene de un tanque ubicado a una altura considerable.)

Una manera de ayudar a los alumnos a representarse el problema, es trabajar con un vaso al que se le han hecho tres marcas (lleno, medio, vacío) y se le ha puesto un corcho en su interior. La ubicación del corcho servirá para saber hasta qué nivel llega el agua a medida que la echamos en el vaso. Después colocamos el vaso con el agua y el corcho en un lugar alto dentro del aula y les damos a los chicos la consigna de armar un dispositivo con un diseño tal que permita conocer esa variación del nivel del agua, sin que haya que subirse a una silla ni mirar para arriba.

En el proceso de diseño, previo a la construcción, la selección de los recursos a utilizar puede quedar a cargo de los alumnos. Si el docente considera conveniente promover algún tipo de soluciones en particular (mecánicas, eléctricas, etc.) puede fijar y limitar los materiales con anterioridad.

En las dos clases siguientes los alumnos se abocarán a la tarea de diseño y construcción.

Para comprobar en el aula que el modelo construido cumple con las especificaciones, sugerimos colocar un recipiente con agua sobre la mesa de trabajo y verificar que la indicación del nivel de agua aparece a la altura del piso.

Las conclusiones de la actividad serán más ricas en la medida en que el docente pueda estimular la variedad de soluciones. En las imágenes que presentamos se esquematizan algunas de las soluciones que suelen proponer los alumnos:

Cuando el nivel de agua sube, la aguja indicadora baja.	Ilustración: Gustavo Damiani
Las roldanas transmiten el movimiento del flotador a la aguja indicadora.
Cada lámpara indica un nivel de agua diferente.

En la cuarta clase, posterior al trabajo de construcción, se puede orientar la reflexión tanto hacia el proceso de resolución del problema (reconociendo las etapas involucradas y los criterios que guían el diseño) como hacia el análisis de los productos obtenidos. En este último caso será interesante proponer consignas para que los alumnos identifiquen las funciones de cada una de las partes que forman su dispositivo y reconozcan analogías (funciones comunes) entre las diferentes soluciones. En cada uno de los dispositivos, las partes pueden agruparse de acuerdo con tres funciones diferenciadas: la detección del nivel, la transmisión y la transformación de esa información y la comunicación de la información al usuario.

	Detección del nivel		Transmisión y transformación		Comunicación
Diagrama de bloques

Puede pedirse a los alumnos que completen el siguiente diagrama indicando, para su solución particular, cuáles son los elementos que permiten implementar cada una de las tres funciones anteriores.

	MEDICIÓN
Detección del nivel	Transmisión y transformación	Comunicación
Flotador	varillas articuladas alambre	aguja indicadora escala graduada

Clasificación correspondiente a la primera de las soluciones de los ejemplos dados anteriormente.

Esta mirada funcional, que busca separarse de los medios materiales y de las tecnologías particulares, puede llevarse más allá proponiendo a los alumnos que reconozcan esas mismas funciones en otros instrumentos de medición tales como balanzas o termómetros. De este modo, el objeto analizado se convierte en un caso particular de todo un conjunto de una misma clase -en este caso la de los instrumentos de medición.

Finalmente, es importante reflexionar con los alumnos acerca de que, así como existen técnicas para operar sobre los materiales y las técnicas para operar sobre la energía, en esta oportunidad el dispositivo completo puede ser visto como un medio que permite resolver un problema vinculado con el procesamiento de información. Esto se pone en evidencia, por ejemplo, en la etapa de calibración del instrumento, cuando los alumnos emplean técnicas de codificación de la información.

Sugerencias

Para relacionar el problema planteado con situaciones reales pueden presentarse ejemplos en los que es necesario controlar el nivel del líquido de un recipiente (cuidando que éste no se desborde, no se vacíe o que se mantenga dentro de ciertos límites deseados) en diversas situaciones de nuestra vida cotidiana o del medio productivo, tanto en contextos urbanos como rurales: tanques que almacenan agua para riego o para dar de beber a los animales, depósitos que abastecen de agua a los edificios, tanques que almacenan sustancias en procesos de la industria química, etc. En algunos casos las operaciones se realizan de manera totalmente automática; en otros, son las personas las que se ocupan de registrar (a veces con ayuda de instrumentos) los cambios de nivel y de operar manualmente sobre el sistema.

Recomendaciones bibliográficas

Rodríguez de Fraga, A., Educación Tecnológica se ofrece...Espacio en el aula se busca, Buenos Aires, Aique, 1996.

Pérez, L., Berlatzky, M. y Cwi, M., Tecnología y educación tecnológica, Buenos Aires, Kapelusz, 1998.