Energía Eléctrica Renovable Portátil

Los trabajos realizados por los alumnos del CFGM de Instalaciones de Telecomunicación, coordinados por Juan Carlos López, van a buen ritmo. Han contado con la inestimable ayuda de la empresa Comercial Huertas S.A., que ha donado material eléctrico para la construcción del equipo suministrador de energía basado en Energías Renovables (EE.RR.) portátil.

Además, este proyecto cuenta también con la ayuda de la empresa Montajes Eléctricos Luna S.L., tanto para el asesoramiento sobre instalaciones y diseño en EE.RR. como equipamiento específico.

Una vez montado el equipamiento asociado a este sistema, los alumnos evaluarán las condiciones reales de funcionamiento, midiendo tiempos de puesta en marcha, autonomía extendida con día soleado o con día nublado, para diferentes consumos que podremos tener en las pruebas de mar.

Plásticos en el Mar

Nuestros primeros objetivos eran meramente técnicos, en cuanto que estaban orientados al uso y modificación de un drone submarino Sibiu Nano de Nido Robotics , aplicando diferentes módulos formativos de la oferta correspondiente al CFGS de Mantenimiento Electrónico y al CFGM de Instalaciones de Telecomunicación del IES Politécnico de Cartagena. Pero es imposible trabajar en el mar y al mismo tiempo mirar a otro lado cuando se ven plásticos flotando. A ésto se añade el problema de que dichos plásticos tienen tiempos de degradación a lo largo del cual se van convirtiendo en pequeños trozos que terminan dentro de la cadena alimentaria, sobretodo en la sal de origen marino.

Dársena de Cartagena (España)

Estamos convencidos del beneficio que este proyecto puede aportar a la comunidad explorando el mar y dando visibilidad al grado de contaminación por plástico que se pueden encontrar en las costas, y aprovechar este acto para retirar la mayor cantidad posible del mismo, siendo nuestros alumnos protagonistas.

Además, en las orillas de las playas se están encontrando cantidades alarmantes de pellets, también llamadas lágrimas de sirena, que básicamente son trozos de plástico de pequeño tamaño que las mareas extienden por el mar, alcanzando entre otros sitios en la costa.

Pellets (Vivir sin plástico)

En las playas de Calblanque de Cartagena, de extraordinaria belleza, es muy fácil recoger en la orilla cientos de ellas, lo cual produce un gran pesar a los amantes del mar y la naturaleza.

Primer diseño de colector estatico - Sibiu Nano de Nido Robotics

Ya se están empezando a diseñar los primeros colectores estáticos para la recogida del plástico. Para ello hemos empleado Blender, por sus altas prestaciones en modelado, además de ser software libre multiplataforma.

Uno de los requisitos del diseño es que si se introdujera algún pez, no debe encontrar ningún impedimento para poder escapar. La idea es que salga por la misma boca de entrada.

Video de fabricación de en la impresora 3D de un modelo a escala 1:2 del colector modelo One, que ha tardado una hora en su fabricación.

Analizado el modelo a escala 1:2 detectamos mejoras que se podrían aplicar al diseño a escala 1:1. Imprimir el modelo a escala nos permite hacer un primer estudio real sin tener que invertir 4 horas de fabricación y mayor cantidad de plástico.

Visto este primer modelo, ¿los alumnos de 4º ESO del IES J.S. Elcano podrían proporcionarnos otros modelos realizados por ejemplo con TinkerCad?

El Sibiu Nano es un drone desarrollado por la empresa Nido Robotics.

Botadura del drone de Nido Robotics llamado J.S. Elcano

El martes 20 de noviembre de 2018, se hizo el bautizo del drone submarino sobre el que están orientados todos los trabajos que realizarán los alumnos a lo largo de este proyecto.

Esta primera inmersión se realizó como una actividad dentro de la Jornada Tecnológia TecnoSub organizada conjuntamente entre la Universidad de Murcia, el Real Club de Regatas de Cartagena, el IES Politécnico de Cartagena y la empresa Nido Robotics. Además, participó el IES Juan Sebastián Elcano como colaborador del IES Politécnico.

Los alumnos recibieron una charla inicial sobre las características técnicas de estos drones de altas prestaciones y bajo coste desarrollados por la empresa murciana Nido Robotics, y cuales son los objetivos generales marcados en el proyecto.

Además, se les explicó los objetivos de cada uno de los grupos, en especial a los alumnos de la ESO  que trabajarán las matemáticas de control y equilibrio del drone al añadirle nuevos gadgets, como al cambiar el peso en dinámico al ir recolectando objetos de plástico.

Realmente, se trata de aplicar las matemáticas a hechos reales, más próximo a la física.

 Los alumnos del grado medio de electrónica tienen como objetivo poner a disposición un punto de corriente en el lugar donde se realicen las pruebas definitivas.

Dicho punto de corriente eléctrica debe cumplir dos objetivos:

1. ser portátil.
2. proporcionar la autonomía con energías renovables (fotovoltaica y eólica).

Se aprovechó el evento para ponerle el nombre de nuestro instituto colaborador, por su 40 aniversario y en honor al 500 aniversario del inicio de la vuelta al mundo de J.S. Elcano junto a Magallanes.

 Este drone submarino, diseñado y construido por la empresa española Nido Robotics, proporciona una gran versatilidad y maniobrabilidad bajo el agua, tal y como pudieron comprobar los alumnos de ambos institutos.

Para las pruebas planificadas para el mes de mayo de 2019, están contempladas 4 misiones con tantas parejas de alumnos que pilotarán dichas misiones.

Así pues, de aquí a entonces, siguiendo parámetros objetivos de selección tanto por habilidad en el pilotaje como por cuestiones académicas, a lo largo del segundo trimestre se seleccionarán aquellos alumnos que tendrán la responsabilidad de manejar nuestro drone bajo el agua.

Claves del Proyecto

Se trata pues que durante y después de las actividades propuestas, nos concienciemos tanto alumnos como profesores así como al resto de la sociedad, del problema real del plástico en el mar, tanto para el medio ambiente en general como para nuestra salud en particular, y de lo difícil que puede resultar su retirada. Poniendo el foco no tanto en las enormes islas de plástico del Pacífico, sino en zonas suficientemente cercanas en nuestras costas como para sentir que el problema es muy serio.

El RETO definido es que partiendo el drone submarino Sibiu Nano de Nido Robotics se facilite la retirada de plásticos de pequeño tamaño tanto de la superficie como del fondo marino.

Nuestro reto es que diferentes grupos de alumnos trabajen colaborativamente desde diferentes enfoques para obtener un objetivo común. Como metodología didáctica se va a utilizar STEAM, entendido como la interacción entre las siguientes disciplinas:

• Ciencia (CFGM Química Industrial, IES Politécnico de Cartagena)
• Tecnología (CFGM Instalaciones de Telecomunicación, IES Politécnico de Cartagena)
• Ingeniería (CFGS Mantenimiento Electrónico, IES Politécnico de Cartagena)
• Matemáticas (4º ESO, IES Juan Sebastián Elcano)

Además de estas disciplinas, hay temas transversales de gran calado en el proyecto como son la Creatividad y la Autonomía.

Cada grupo tiene una serie de actividades propuestas para alcanzar el reto propuesto, que se irán documentando en este blog a lo largo del proyecto.

Inicialmente para no dispersarnos, se han escogido tres posibles zonas donde realizar el estudio, que aparecen en el mapa marcadas en rojo. Se trata de zonas de fácil acceso y cercanía a la ciudad de Cartagena con un gran impacto medioambiental.

1. Algameca Chica. Donde desemboca la rambla de Benipila, y que es muy probable que sea colector de plásticos que sean arrastrados por las lluvias en dicho cauce.
2. La playa del Espalmador. En la zona interior del puerto, y por tanto protegida frente a los vientos y mar de fondo.
3. Cala Cortina. La playa de Cartagena entre Santa Lucía y el Valle de Escombreras.

El drone submarino, Sibiu Nano de Nido Robotics, listo para su primera prueba de inmersión, montado por los alumnos del CFGS de Mantenimiento Electrónico debe incorporar una herramienta que permita retirar algún trozo de plástico del mar.

Los alumnos del CFGM de Instalaciones de Telecomunicaciones prepararán un sistema de alimentación portátil para aumentar la autonomía del ordenador donde se visualicen las imágenes captadas por la cámara del drone.

Los alumnos de matemáticas de 4º ESO recibirán la información procesada por las tres especialidades profesionales y trabajarán con las ecuaciones matemáticas para el control, y sobre todo, modificación de la flotabilidad al incorporar la herramienta o al añadir la masa de un objeto capturado en el mar. Así, los alumnos de la ESO se introducen en el mundo de la electrónica y robótica con un objetivo apasionante.

Tal y como se comentó en la entrada anterior de este blog, el drone se ha bautizado con el nombre de Juan Sebastián Elcano en su 500 aniversario del inicio de la circunnavegación y el 40 aniversario del IES Juan Sebastián Elcano, partícipe en este proyecto.

Génesis

Este proyecto tiene su inicio en unas conversaciones entre el departamento de Electricidad y Electrónica del IES Politécnico de Cartagena y la empresa tecnológica Nido Robotics ubicada en Murcia.

El resultado derivó en una colaboración entre tres profesores de electrónica de dicho Instituto (Germán Villalba, Juan Carlos López y Elena Hernández) y la empresa, tal y como se ha publicado en los siguientes diarios digitales haciendo referencia a uno de los RETOS que se habían propuesto dentro de la metodología educativa:

• Murcia Diario.
• La Opinión
• La Verdad

Así pues, a finales de octubre se recibió el drone submarino Sibiu Nano, para su montaje y desarrollo. La idea inicial era básicamente motivar a los alumnos de electrónica tanto a los de grado superior de Mantenimiento Electrónico como a los de grado medio de Instalaciones de Telecomunicación, incorporándose al proyecto Isidro Guillén, tutor de 1º de este ciclo formativo.

El objetivo era que los alumnos de grado medio compartieran experiencias de electrónica y robótica con los alumnos de grado superior. Además, en ambos ciclos, empezarían los alumnos de 2º curso, para luego ceder el testigo a los alumnos de 1º, que serían los que heredarían el proyecto hasta cederlo en el curso siguiente a sus nuevos compañeros. Este proceso conlleva una transferencia de conocimiento intergeneracional.

En pleno proceso de definición, Fernando Medina profesor de matemáticas experto en metodología STEAM del IES Juan Sebastián Elcano, contactó con nosotros mostrando su interés en colaborar para poner en práctica la metodología STEAM.

Se llegó a un acuerdo de colaboración donde el Politécnico se encargaba de la parte tecnológica e ingeniería, mientras que Elcano trabajaría las ecuaciones matemáticas de movimiento y control, así como de flotación.

Lógicamente, hay que realizar al menos una prueba de campo, y aprovechar para analizar y clasificar los plásticos recogidos. Así, los alumnos de grado medio de Química Industrial del IES Politécnico, coordinados por la profesora Catalina Sánchez Roca se encargarán de dicha tarea.

En las fotos mostradas, los alumnos del CFGS de Mantenimiento Electrónico realizan el montaje del drone submarino Sibiu Nano, hacen la prueba de vacío y puesta en marcha de los motores. Todo queda listo para su primera inmersión - bautizo.

El nombre escogido para el drone es "Juan Sebastián Elcano", por el 500 aniversario del inicio de la primera vuelta al mundo que inició junto a Magallanes y por el 40 aniversario del Instituto colaborador.