Divulgación

 PROYECTO AMBIENTAL   

ECP-TAPAS

INICIO

En muchas ocasiones, asociamos el impacto de la contaminación de los desechos con su tamaño. Sin embargo, un residuo pequeño puede llegar a ser tan contaminante, e incluso más dañino, que uno de mayor tamaño.

En nuestra institución ocurre algo similar: los estudiantes solemos reciclar principalmente los desechos más visibles, como las botellas plásticas, pero tendemos a olvidar aquellos más pequeños, como las tapas.

Por esta razón, en el proyecto EcoTapas hemos decidido enfocarnos en el reciclaje de tapas plásticas, con el propósito de darles un nuevo uso y, al mismo tiempo, contribuir al cuidado del medio ambiente. De esta manera, buscamos solucionar dos problemas a la vez: evitar que las tapas se conviertan en un desecho contaminante y utilizarlas en la elaboración de canastas de basura útiles para la comunidad escolar.

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En nuestra institución hemos identificado que el consumo de bebidas en envases plásticos es bastante alto, lo que genera un incremento en la cantidad de tapas desechadas. Con frecuencia, estas tapas terminan en los patios, pasillos y salones, dando un aspecto de desorden y falta de limpieza a los espacios.

Además, durante las jornadas de aseo, la mayoría de estas tapas son simplemente desechadas, sin que se les dé un uso adecuado o un proceso de reciclaje. Esto no solo contribuye a la contaminación, sino que también representa una oportunidad perdida para aprovechar este material.

Al mismo tiempo, la institución presenta una necesidad evidente de canastas de basura que permitan clasificar los residuos de forma adecuada. Ante esta situación, surge la posibilidad de dar una solución doble: reciclar las tapas plásticas y reutilizarlas en la elaboración de canastas, que a su vez faciliten la separación de los desechos según sus colores (negro, verde y blanco).

De esta manera, se busca mejorar la limpieza de la institución, fomentar la cultura del reciclaje y darle un nuevo propósito a un material que usualmente se desperdicia.

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El proyecto EcoTapas surge como una respuesta a la necesidad de generar conciencia ambiental dentro de nuestra institución educativa y, al mismo tiempo, buscar soluciones prácticas a problemáticas presentes en el entorno escolar.

En la actualidad, la contaminación por plásticos es uno de los principales desafíos ambientales a nivel mundial. Dentro de este grupo de desechos, las tapas plásticas representan un problema particular: aunque suelen parecer inofensivas por su tamaño, su acumulación genera graves impactos, ya que son de difícil degradación, pueden convertirse en micro plásticos y afectan directamente a la fauna que las confunde con alimento.

Para que entandamos lo agresivas que son las tapas con el medio ambiente tenemos que entender los siguientes puntos.

¿De qué están hechas?

La mayoría de las tapas están hechas de polietileno o polipropileno, do tipos de pasticos muy resistentes que no son biodegradables en condiciones naturales 

¿Cuánto duran en degradarse?

Una tapa plástica puede tardar entre 100 y 500

años en degradarse, dependiendo de factores como la exposición al sol, la humedad o el tipo de suelo/agua.

 Con la luz solar, las tapas no se desintegran del todo, sino que se fragmentan en microplásticos. Estos pedazos más pequeños son aún más contaminantes porque entran fácilmente en los ecosistemas y en la cadena alimentaria

¿Cómo es su impacto en la naturaleza?

Al ser ligeras, las tapas flotan fácilmente y viajan grandes distancias por ríos y océanos, acumulándose en playas y zonas costeras. Aves, peces y tortugas suelen confundir las tapas con alimento, al ingerirlas, les causan bloqueos digestivos, asfixia o incluso la muerte.
Se han encontrado tapas en estómagos de ballenas, delfines y aves marinas. Al ser ligeras, las tapas flotan fácilmente y viajan grandes distancias por ríos y océanos, acumulándose en playas y zonas costeras

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-Estimamos que el tamaño de las canecas dependan del tamaño de las tapas pero que tendrán tas siquiera 70cm de alto y 16cm de ancho 

-para recolectar las tapas haremos campañas en la escuela con el fin de poner puntos específicos que indiquen la recolección de las tapas 

-luego de recolectar las tapas haremos el debido proceso de elaboración implementando materiales adicionales como: 

*Alambre resistente      *Pinzas      *Cautil     

las tapas se tienen que clasificar por color, esto para que hacer los respectivos códigos de colores de la canasta (blanco, negro y verDE

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el trabajo lo repartiremos de la siguiente manera:

1-La estudiante Thaliana Navarro se encargará de la recolección de las tapas en los salones. 

2-Las estudiantes Estefany Ardila y Naidelin Escorcia se encargaran de lavarlas y clasificarlas por color y forma 

3-Los estudiantes Luis Sanchez y Ursula Salas se encargaran de hacer los huecos en cada extremo de cada tapa 

4-Por ultimo todos los estudiantes ya mencionados armaran la canasta con ayuda de videos ilustrativos 

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para construirla se deben seguir los siguientes pasos: 

1-se clasifican las tapas por color y forma 

2-se lavan las tapas para desinfectarlas

3- se hacen huecos arriba abajo y a los lados de las tapas porque por allí se insertaran los alambres 

4-se armará de la siguiente forma 

*cortar 10 alambre de 80cm 

*organizar 25 tapas, 5 de ancho y 5 de largo 

*insertar el alambre por los orificios de forma horizontal y luego de forma vertical

*luego se doblan los alambres y queda la base lista 

*luego en un solo alambre insertan 25 tapas, en cada extremo se le hacen unos ganchitos para conectarlos entre si (queda como un circuló).

*por cada cinco tapas doblas el alambre, esto te quedara con forma de cuadrado

*luego repites el proceso haciendo así 10 cuadrados de tapas.

*por ultimo insertas los cuadrados de tapas de forma vertical en la estructura de la base que hicimos al comienzo.

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con este proyecto no solo no solo estamos reciclando las tapas sino que también estamos solucionando la falta de canecas en la institución. A través de esta iniciativa se desarrollaron actividades de recolección, clasificación y reutilización de tapas, las cuales fueron transformadas en canastas de basura, contribuyendo así a dos objetivos principales: reducir la contaminación y mejorar el orden y la limpieza en la institución. Como estudiantes nos comprometimos en sensibilizar a los demás sobre la importancia del reciclaje. importancia del aprovechamiento de este residuo que diariamente se ignora y la contribución de algunos salones en la recolección de las tapas junto con la ayuda de docentes.

PROYECTO DE TECNÓLOGIA Y FISICA 

Las leyes de Newton constituyen la base fundamental de la mecánica clásica y permiten comprender cómo se relacionan las fuerzas con el movimiento de los cuerpos. Isaac Newton formuló tres leyes que explican fenómenos cotidianos y que son aplicables en distintos ámbitos de la ciencia y la tecnología. 

En este proyecto buscamos enfatizar en la Segunda ley Newton ya que es la que vamos demostrar por medio de una maqueta ilustrativa, esta ley dice que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. En términos sencillos, esto significa que cuando se aplica una fuerza sobre un cuerpo, este se acelera en la dirección de dicha fuerza, y la magnitud de la aceleración depende tanto de la fuerza aplicada como de la masa del cuerpo.

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En nuestra institución se hace frecuente el uso de montajes y maquetas para enseñar conceptos físicos, pero los alumnos a veces tienen dificultades para relacionar las fuerzas (representadas como vectores) con el movimiento real de un objeto. En concreto, no siempre queda claro cómo una fuerza aplicada afecta la aceleración de un carrito cuando éste está conectado a una masa colgante mediante una cuerda y una polea, ni cómo cuantificar esa relación experimentalmente. 

Para llevar acabo el proyecto nos planteamos la siguiente pregunta:

¿Cómo influye la fuerza neta aplicada sobre un sistema compuesto por un carrito y una masa colgante en la aceleración del carrito, manteniendo controladas las demás condiciones (masa del carrito, fricción, y polea)?

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Ahora hablaremos un poco sobre las tres Leyes de Newton para entender de manera eficas nuestro proyecto 

Primera Ley de Newton o Ley de la Inercia

Un objeto permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (es decir, en línea recta y a velocidad constante) mientras no actúe sobre él una fuerza externa que lo obligue a cambiar su estado.

 Ejemplo: Una pelota en el piso no se mueve sola hasta que alguien la patea. Y si la pateas en el espacio (sin aire ni fricción), seguiría moviéndose indefinidamente en la misma dirección.

Algunos conceptos claves para entender en cuenta son:

Inercia: tendencia de un cuerpo a mantener su estado (reposo o movimiento rectilíneo uniforme).

Fuerza neta = 0: si no hay fuerza neta, no cambia el movimiento.

Cambio de estado: solo ocurre si actúa una fuerza externa.

Ejemplo clave: un objeto se queda quieto o sigue derecho a la misma velocidad si nada lo empuja o frena.

Segunda Ley de Newton o Ley Fundamental de la Dinámica

La aceleración que adquiere un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta que se le aplica e inversamente proporcional a su masa. Matemáticamente:

Fnet​=m⋅a

Ejemplo: Si empujas un carrito vacío, se acelera más rápido que si empujas el mismo carrito cargado con varias cajas, porque su masa es mayor y necesita más fuerza para la misma aceleración.

Algunos conceptos claves para entender en cuenta son:

Fuerza neta (F):

Es la fuerza total que resulta de sumar (con dirección y sentido) todas las fuerzas que actúan sobre un objeto.
Si varias fuerzas se equilibran, la fuerza neta puede ser cero.

Masa (m):
Es la cantidad de materia de un objeto.
También representa la resistencia de un cuerpo a cambiar su movimiento.
Cuanto mayor es la masa, más difícil es acelerarlo.

Aceleración (a):
Es el cambio de velocidad que experimenta un objeto.
Ocurre en la misma dirección de la fuerza neta.

Relación entre ellos:
Si la fuerza aumenta, la aceleración también aumenta (si la masa es la misma).
Si la masa aumenta, la aceleración disminuye (si la fuerza es la misma).
Fórmula:
a=Fma = \frac{F}{m}a=mF​

Tercera Ley de Newton o Ley de Acción y Reacción

A toda acción corresponde una reacción de igual magnitud y en sentido opuesto.

 Ejemplo: Cuando saltas desde el suelo, tus piernas ejercen una fuerza hacia abajo sobre la tierra, y la tierra ejerce al mismo tiempo una fuerza hacia arriba sobre ti, que te impulsa en el salto.

Algunos conceptos claves para entender en cuenta son:

Acción y reacción: las fuerzas siempre actúan en pares.

Misma magnitud, dirección opuesta: si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre B, entonces B ejerce otra igual y opuesta sobre A.

No se anulan: porque actúan sobre cuerpos distintos.

Ejemplo clave: al nadar, empujas el agua hacia atrás y el agua te impulsa hacia adelante.

ya sabiendo todo esto ahora si podemos entender nuestro proyecto. Para  ello emos decididos usar el tema de vectores para entender  las fuerzas actuantes en el carro del experimento y nivelarlas. Necesitamos tener en cuenta lo siguiente:

Dibujamos el carrito y la bolsita colgando del otro lado del polea.
Elegimos un eje: convección útil: eje xxx paralelo a la pista (hacia el movimiento del carrito) y eje yyy perpendicular (vertical).
Sobre el carrito (masa m1m_1m1​) actúan:
TTT (tensión) en la dirección del hilo (hacia la polea) → vector sobre el eje xxx.
NNN (normal) y m1gm_1 gm1​g verticales (se anulan si la pista es horizontal).
Si hay fricción, fff opuesta al movimiento.
Sobre la bolsita (masa m2m_2m2​) actúan:
m2gm_2 gm2​g hacia abajo (vector vertical).
TTT hacia arriba (misma cuerda), pero en sentido opuesto al peso.
Dibujamos cada fuerza como una flecha: longitud proporcional a su magnitud. Eso es usar vectores visualmente.

primero tenemos que medir:

Masas: Se mide la masa del carrito la de la bolsita  con piedra

Distancia:  para saber cuanto va a recorrer el carito

Tiempo: desde que soltemos hasta que el carrito pase la marca final; repetimos 3 veces y promediamos.

Tensión: como usamos dinamómetro, leemos  justo después de iniciar el movimiento (o durante movimiento constante si lo alcanzamos).

fórmulas

1. Segunda Ley de Newton (general):
   
   

F=m⋅aF = m \cdot aF=m⋅a

2. Aceleración experimental (a partir de distancia y tiempo):
   
   

aexp=2dt2a_{\text{exp}} = \frac{2d}{t^2}aexp​=t22d​

3. Aceleración teórica (sistema carrito + masa colgante, sin fricción):
   
   

ateo=m2⋅gm1+m2a_{\text{teo}} = \frac{m_2 \cdot g}{m_1 + m_2}ateo​=m1​+m2​m2​⋅g​

Donde:

• m1m_1m1​ = masa del carrito
  
  

• m2m_2m2​ = masa colgante
  
  

• g=9.8 m/s2g = 9.8 \, m/s^2g=9.8m/s2
  
  

4. Con fricción estimada:
   
   

a=m2g−fm1+m2a = \frac{m_2 g - f}{m_1 + m_2}a=m1​+m2​m2​g−f​

(fff es la fuerza de fricción).

5. Tensión en la cuerda:
   
   

T=m1⋅aT = m_1 \cdot aT=m1​⋅a

6. Peso de cada objeto:
   
   

P=m⋅gP = m \cdot gP=m⋅g 

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Nuestro carrito estará sobre una pista horizontal conectado por una cuerda a una masa colgante que pasa por una polea. Para entenderla mejor mencionare detalladamente cómo se verá

 Nuestra pista estará en una superficie estable y nivelada. Si la pista no es perfectamente horizontal, anotamos la inclinación.

Montamos la polea en el borde superior de la mesa con una pinza o soporte, asegurándonos de que gire libremente y que la cuerda no roce.

Pasamos la cuerda: un extremo atado al carrito, pasa por la polea y colgamos la bolsita con m2m_2m2​.

Colocamos el carrito en la posición inicial; marcamos la distancia ddd en la pista hacia adonde deberá llegar.

Si usamos dinamómetro: colocamos entre la cuerda y la masa colgante o entre la cuerda y el carrito, según lo que midas

Verificamos que la rueda/ejex del carrito gire libremente y que la cuerda no se enrede.

Les daremos un pequeño ejemplo de omo mas o menos quedaria 

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Los materiales que usaremos son los siguientes:

Carrito : objeto al que se le aplicará  la fuerza

Pista recta: donde se desplazara el carrito  preferiblemente de madera 

Polea pequeña de baja fricción

Cuerda inextensible

Bolsita de piedras

Balanza de precisión

Cronómetro o teléfono con modo cronómetro

Dinamómetro (opcional) para medir la fuerza directamente — rango 0–5 N está bien.

Soporte para la polea 

Cinta métrica o regla de 1 m.

Cinta adhesiva, tijeras, pegamento o bridas pequeñas.

Papel/pinceles para el diagrama de fuerzas

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1- Se lija la tabla que utilizaremos para la pista, de esa forma no habrá tanta fricción.

2-se construye un soporte para colgar la polea y que por allí pase la cuerda 

3-se pesan el carrito y la bolsita con piedras para así nivelar sus pesos y evitar que el carrito salga disparado o no se mueva 

4-se conecta por medio de una cuerda el carrito y la bolsita con piedras también medir la tensión de la cuerda 

5- utilizaremos la siguiente lista para rectificar datos:

*Medí m1m_1m1​ y todos m2m_2m2​.

*Marqué y medí la distancia ddd.

*Hice 3 repeticiones por ensayo.

*Calculé aexpa_{\text{exp}}aexp​, ateoa_{\text{teo}}ateo​ y % error.

*Dibujé diagramas de fuerzas a escala.

*Anoté fuentes de error y cómo reducirlas.

*Tomé fotos del montaje.

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La maqueta cumplió con el objetivo de demostrar la Segunda Ley de Newton, mostrando que la aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

En el experimento, cuando agregamos más piedritas a la bolsita, aumenta la fuerza neta ejercida sobre el sistema y, por lo tanto, el carrito adquiere mayor aceleración.
Cuando disminuimos la cantidad de piedritas, la fuerza neta es menor y la aceleración también es menor.
Si los pesos del carrito y la masa colgante se nivelan de tal forma que se compensan las fuerzas (más la fricción), el sistema puede moverse con velocidad casi constante (aceleración cercana a cero).

PROYECTO DE TECNÓLOGIA CON ARDUINO 

 PRPBLEMA:

Cada que viajamos tenemos que pagar un peaje por usar la carretera y actualmente hemos visto como este sistema se ha modernizado por complemento de la tecnología, nosotros queremos recrear este sistema el problema es que recrear un peaje de verdad es muy complicado y tiene cierta complejidad difícil de entender, por eso este proyecto busca crear una versión pequeña, entendible y  controlable con Arduino, que pueda moverse en diferentes direcciones las cuales cumplan con el objetivo de simular el peaje.

COMPONENTES:

  - Arduino uno: Es una placa de desarrollo con microcontrolador Es el “cerebro”. Lee señales del joystick y envía órdenes a los servos para moverlos.

-Servomotores: Motores pequeños que no giran libremente, sino que se pueden posicionar en un ángulo entre 0° y 180° (o un rango similar) Controlan los movimientos de la grúa: uno hará subir/bajar, otro hará girar o mover lateralmente. 

- Joystick : Es como un control de videojuegos que detecta movimiento en dos direcciones (eje X y eje Y) usando potenciómetros Al moverlo tú, envía valores analógicos al Arduino que indican “hacia dónde quieres que vaya la grúa”

-Cables macho-hembra: Cables con conectores para unir los componentes Permiten conectar los servos, joystick y Arduino sin problemas. 

- Protoboar: Una placa para hacer conexiones sin tener que soldar Se usa para conectar los cables del joystick, servos y Arduino de forma ordenada.

-Fuente de energia: Puede ser la alimentación del mismo Arduino o una fuente externa de 5 V Proporciona la energía necesaria para que los servos funcionen de forma estable, sin sobrecargar el Arduino.

DISEÑO:

En el programa Arduino (sketch) se leen los valores del joystick continuamente. Según esos valores, se decide aumentar o disminuir el ángulo del servo correspondiente (por ejemplo, “si joystick X se mueve arriba y abajo.) Luego se envía la orden al servo con servo.write(ángulo) para moverlo al nuevo ángulo. Puede haber pequeños retrasos (delays) para que el movimiento no sea abrupto. El servo está integrado en la estructura: uno puede estar en la base, moviendo el peaje arriba o abajo.

PLANIFICACIÓN:

- 1 placa Arduibo

-1 joystick

-1 servomotor 

-1 protoboard 

-1 fuente de energía de 5v

-1 condensador 

- cables macho y hembra

CONSTRUCCION:

En una base de madera pegar dos paletas ya previamente ubicadas a los lados del servomotor, luego pegas otra paleta en la extensión del servomotor  que simulara la barrera que impide el paso de los automóviles 

Para que el sistema funcione empezaremos conectando el joysticka la placa Arduino y a la protoboard omitiendo el uso del ultimo pin del joystick porque solo necesitamos que la estructura se mueva para arriba y para abajo,

Luego conectamos la fuente externa de energía a la protoboard 

Después conectamos los servomotores por medio de unos cables de tierra a la placa Arduino y  a la protoboard 

Por ultimo hacemos el código de programación en Arduino UNO y lo cargamos a lo subimos para que el peaje se ponga en una posición inicial y controlarlo de manera eficiente 

EVALUACIÓN:

podemos manejar por medio del joystick el movimiento vertical (de arriba hacia abajo) del servo simulando el impedimento o seguimiento del paso de los automóviles.