Situación de aprendizaje · Bachillerato
Pasarela de carga máxima
Diseñamos, calculamos y construimos una pasarela a escala con material ligero que debe soportar la mayor carga posible con el menor peso.
Ficha técnica
- Etapa
- Bachillerato
- Cursos
- 1.º de Bachillerato
- Duración
- 10 sesiones
- Materias o áreas
- Tecnología e Ingeniería
- Matemáticas
- Física y Química
- Objetivos de Desarrollo Sostenible
- ODS 9: Industria, innovación e infraestructura
- ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles
Contexto y reto
Un barrio está separado del instituto por un barranco o una vía y el ayuntamiento estudia construir una pasarela peatonal. Se convoca un concurso de prototipos a escala entre institutos.
Reto: Construir una pasarela a escala de 50 cm de luz con palitos de madera y cola que soporte la máxima carga en relación con su propio peso.
Producto final
Una pasarela a escala, su memoria de cálculo (fuerzas, vectores, esfuerzos) y un ensayo de rotura documentado en vídeo con la eficiencia calculada (carga soportada / peso propio).
Competencias y saberes
Competencias clave
- STEM Competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería
- CE Competencia emprendedora
- CD Competencia digital
- CCL Competencia en comunicación lingüística
- CPSAA Competencia personal, social y de aprender a aprender
Competencias específicas
Descripción genérica; consulta la redacción oficial en el decreto de tu comunidad.
- Analizar estructuras aplicando la estática: equilibrio de fuerzas, momentos y esfuerzos.
- Utilizar vectores y trigonometría para resolver problemas técnicos.
- Diseñar, construir y ensayar prototipos optimizando recursos.
- Documentar y comunicar un proyecto técnico con lenguaje preciso.
Saberes básicos trabajados
- Estructuras: tipos, elementos, esfuerzos (tracción, compresión, flexión) y triangulación.
- Estática: fuerzas, equilibrio y momentos.
- Vectores en el plano y trigonometría.
- Propiedades mecánicas de los materiales.
- Proceso de diseño en ingeniería y ensayo de materiales.
Secuencia de sesiones
InicioSesión 1
Puentes que caen y puentes que duran
- Analizamos vídeos y fotos de puentes famosos y de colapsos históricos: ¿qué falló?
- Presentamos las bases del concurso: luz, material, peso máximo y método de ensayo.
DesarrolloSesiones 2 a 4
Cálculo
- Repaso de vectores y descomposición de fuerzas; cálculo de esfuerzos en una celosía sencilla por el método de los nudos.
- Ensayo de material: carga de rotura de un palito a tracción y a compresión.
- Simulación con software gratuito de estructuras y comparación con el cálculo manual.
DesarrolloSesiones 5 a 8
Construcción
- Planos acotados y plantillas a escala 1:1.
- Construcción de la pasarela con control de peso.
- Redacción de la memoria de cálculo.
CierreSesiones 9 a 10
Ensayo de rotura
- Ensayo público con carga progresiva y grabación a cámara lenta.
- Análisis del modo de fallo y comparación con la predicción; conclusiones y mejoras.
Atención a la diversidad (DUA)
Formas de representación
- Simulaciones interactivas, maquetas desmontables y esquemas de fuerzas en color y con flechas etiquetadas.
- Ejemplos resueltos del método de los nudos.
Formas de acción y expresión
- Cálculo a mano o con software; memoria escrita o en vídeo.
- Roles de cálculo, construcción, documentación y ensayo.
Formas de implicación
- Concurso con ensayo espectacular.
- Conexión con un problema real de movilidad.
Evaluación: rúbrica
| Criterio | En inicio (1) | En desarrollo (2) | Logrado (3) | Destacado (4) |
|---|---|---|---|---|
| Cálculo estructural | Cálculos ausentes o erróneos. | Cálculos parciales con errores de signo o ángulo. | Esfuerzos calculados correctamente. | Cálculos correctos validados con simulación. |
| Diseño y construcción | No cumple las bases. | Cumple las bases con acabado deficiente. | Cumple las bases con buen acabado. | Diseño optimizado y construcción precisa. |
| Eficiencia en el ensayo | Rompe antes de cargar. | Eficiencia baja respecto al grupo. | Eficiencia media o alta. | Eficiencia alta y modo de fallo previsto. |
| Memoria técnica | Incompleta. | Completa pero imprecisa. | Completa y rigurosa. | Rigurosa, con análisis crítico del ensayo y propuestas de mejora. |
Sugerencia: comparte la rúbrica con el alumnado al inicio y úsala también para la autoevaluación y la coevaluación.
Materiales y recursos
- Palitos de madera, cola blanca, balanza, pesas o recipiente con arena, cámara
- Unidades de Tecnología e Ingeniería de 1.º de Bachillerato (estructuras) (DeberesYa: /curso/1bach/tin)
- Unidades de Matemáticas de 1.º de Bachillerato (vectores y trigonometría) (DeberesYa: /curso/1bach/mat)
- Unidades de Física y Química de 1.º de Bachillerato (dinámica) (DeberesYa: /curso/1bach/fq)
Variantes para el aula
- Torre de máxima altura y estabilidad con espaguetis.
- Estudio de un puente real de la comunidad autónoma.
- Incluir sensores de deformación con microcontrolador.