Los materiales en nuestra casa pensando en el ahorro energético (Parte III)

Cuando se mencionó la resistividad (R) que dependía del espesor del material, a mayor espesor su resistividad también lo sería y viceversa.

Aunque la membrana ISOLANT ofrecía un aislamiento doble con un espesor entre 5 y 8 veces menor que la lana de vidrio o el poliestireno expandido.

Si continuamos con el análisis de otro material, AlumAir es otra membrana, tal vez no aporta algo novedoso en cuanto a material, pero sí unos datos importantes que pasan a destacarse.

Imagen extraída del folleto AlumAir

Además de mencionar la reflectividad de los rayos infrarrojos, aporta otros datos interesantes: "Su estructura interna, sumada al sistema constructivo, minimizan el puente térmico, la aislación por masa de aire es lo más resistente a la transferencia de calor por conducción" (Fuente: Catálogo AlumAir)

Tabla extraída del folleto AlumAir

Si recordamos la fórmula de la resistencia térmica:

Una ejercitación muy interesante... Obtener el coeficiente de conductividad, dado que se cuenta con el valor de R (Resistencia térmica) y e (espesor) especificados en tabla.

La pregunta que surge es...¿Qué significado físico tiene el coeficiente de conductividad?

Física (Ed. Logikamente)

Dicho coeficiente representa la cantidad de calor que fluye o se propaga por conducción a través de un cuerpo de 1 cm2 de superficie, de 1 cm de espesor, durante 1 segundo cuando hay una diferencia de temperatura de 1°C entre sus caras. (Fuente: Física. Ferraro - Csik - Pisano. Ediciones Logikamente)

Con los valores que se hayan obtenido, en la ejercitación anterior, solo resta mostrar la siguiente tabla y que los estudiantes encuentren materiales que se asimilen en valor al coeficiente calculado, es decir buscar coeficientes calculados aproximados a los coeficientes tabulados.

Con la tabla presentada y, al observar el bajo coeficiente de conductividad que presenta en aire y el vidrio, cabe la reflexión sobre las ventanas con doble aislamiento con cámara de aire, tal como se muestra en la imagen.

El calor irradiado por el sol se refleja en verano NO permitiendo la transmisión desde el exterior hacia el interior.

En invierno el calor generado por un calefactor, salamandra, hogar o aire acondicionado también se refleja hacia el mismo interior, sin dejar su transmisión al exterior.

Imagen propia

Todo tiene que ver con todo... En el posteo anterior se mostraba el mapa de la Argentina dividido por regiones, debiendo optar por materiales con ciertos valores de K, el coeficiente de transmisión total del calor (K = 1/ R)

Como la zona sur de nuestro país se encuentra expuesta a temperaturas muy bajas, observando la tabla de coeficiente de conductividad, se destaca que la madera posee una baja conductividad del calor.

Imagen propia

Lo que no debemos olvidar es que hablamos de un material combustible, siempre debe aclararse que no permite el pasaje de calor por conducción a través de ella.

Dado su carácter de material combustible, por cuestiones de seguridad debería pensarse en materiales ignífugos o retardantes de llama, sin olvidar los matafuegos reglamentarios.

Ahora se plantea nuevamente la actividad... ¿Con qué materiales construirías tu casa? ¿Podrías justificar tu elección?

Los materiales en nuestra casa pensando en el ahorro energético (Parte II)

En el posteo anterior se daba continuidad a la secuencia didáctica sobre el consumo de energía eléctrica visto desde el ahorro, pero ahora pensando en la construcción de una casa con todos los materiales necesarios y ponerlos frente al tema que preocupa o que tal vez no se brinda demasiada importancia: La conductividad térmica, la aislación térmica y las formas en que el calor logra transmitirse.

Ahora vamos a proponer un análisis de diferentes tipos de aislantes que se ofrecen en el mercado de la construcción. (Se aclara que no se pretende elaborar una lista exhaustiva de materiales, sino más bien ofrecer una guía en la que puedan estimarse y/o calcularse valores significativos, como así también generar un cambio en la forma de pensar y ver los materiales para la construcción de casas)

En Argentina, una vez al año se realiza la muestra internacional sobre materiales para la construcción de viviendas BATIMAT + FEMATEC, resulta productivo organizar una salida educativa en la que los estudiantes recolecten folletos informativos. Y ahora aclaro el porqué: Personalmente, cuando intenté buscar en Internet, diferentes tipos de información para dar continuidad a la secuencia didáctica mencionada, verificar los links y así derivar a los estudiantes para la indagación correspondiente, grande fue mi asombro al ver una información poco precisa, sin datos tabulados que pudiesen ofrecer una referencia comparativa.

Frente a esto, por haber concurrido a muestras de la construcción, cuento con folletos (algunos comerciales y otros más técnicos) que permiten obtener información valiosa que ha de servir de insumo para perfeccionar la casa, antes construida por los estudiantes con materiales tradicionales sin siquiera vislumbrar el ahorro energético.

Barreras de vapor.

Las familias generan cierta cantidad de humedad que proviene de la ducha, el lavado de ropa y otras actividades. Es importante evitar que esta humedad atraviese los muros, ya que puede condensarse sobre las superficies más frías y causar problemas. (Fuente: Catálogo ISOVER)

¿Cuánto aislante se requiere?

Imagen extraída del catálogo ISOVER

La eficacia del aislamiento se mide en valores de R (Resistencia térmica), o sea la capacidad del material para resistir el flujo de calor o en su inversa K = 1 / R (Coeficiente de transmisión total de calor).
Cuánto más alto sea el valor de R, y consecuentemente más bajo el valor de K, mayor será el poder aislante. ISOVER ha preparado el siguiente cuadro de niveles de aislamiento óptimos.
Para usarlo, localice su zona geográfica en el mapa, luego busque los valores de K apropiados para cada elemento constructivo. (Fuente: Catálogo ISOVER)

Tablas extraídas del catálogo ISOVER

Importancia del espesor en los materiales aislantes.

Imagen extraída del catálogo ISOVER

Recuerde que el concepto que define la efectividad de una aislación térmica es su resistencia térmica.
Por lo tanto la resistencia térmica de un material aislante determinado y consecuentemente su efectividad como aislante será mayor cuanto mayor sea su espesor.
(Fuente: Catálogo ISOVER)

Más adelante, se abrirá el debate entorno a si realmente el aumento del espesor garantiza la resistencia térmica o si los avances tecnológicos han permitido obtener materiales "inteligentes" que demuestran lo contrario.

La compañía DuPont ofrece aislamientos para techos, en esta oportunidad, se procederán a mostrar las imágenes de la página y de los folletos, con posibles actividades demostrativas para realizar.

Un producto muy interesante es Tyvek que no permite el paso de agua en estado líquido, pero sí ofrece permeabilidad al escape del exceso de humedad. Dicha conformación se denomina estructura microrespirante.

Imagen extraída del catálogo Tyvek

Una experiencia que propone la marca para realizar con su producto es la siguiente:

Aclaración: Debe contarse con una muestra de la subcobertura bajo tejas (tal como figura su nombre comercial)

1. Se prepara una taza con agua que haya alcanzado su punto de ebullición y se procede a cubrir la boca de la misma con la muestra Tyvek, ajustando firmemente por los bordes.
2. A un centímetro de distancia aproximadamente, debe colocarse una superficie espejada o vidriada, durante 30 segundos.

Lo que ha de percibirse a través de esta sencilla experiencia es que el vapor de agua que emana de la taza, atraviesa el material de muestra, empañando así la superficie "fría" que se encuentra a temperatura ambiente.

Imagen extraída del catálogo Tyvek

En este aspecto, debemos ser cuidadosos ya que en los propios catálogos se maneja el vocabulario vulgar o popular, como por ejemplo: Con Tyvek RESPIRA, lo que en realidad ocurre, tal como se observa en la imagen, cuando los materiales son impermeables, favorecen la condensación de los vapores emanados, conteniéndolos. A diferencia del material que analizamos, ya que dada su permeabilidad (evidenciada en la experiencia) no retiene la condensación que, con el correr del tiempo se transforma en humedad absorbida por la madera.

Las membranas ISOLANT cumplen también con una doble función: Impermeabilizar y aislar térmicamente el techo.

Cuando se analiza el catálogo es importante que los estudiantes manejen términos tales como: Coeficiente de conductividad, resistencia térmica, flujo de calor ascendente o descendente, entre otros.

¿Por qué la importancia de conocer la terminología y su significado? Para estalecer un comparativo ya que se ofrece una variedad de productos y de alguna forma, debe situarse al estudiante en la toma de decisiones, como así también en la lectura de tablas de equivalencias:

Tabla presentada en el catálogo Tyvek

Retomando el debate sobre si el aumento del espesor garantizaba la mayor resistencia térmica: La lectura de esta tabla debe ser orientada hacia hablar de una misma resistencia térmica en la cual, la membrana que se halla en análisis, tiene un menor espesor respecto de la Lana de vidrio o del Poliestireno expandido. Mención aparte del dato que figura entre paréntesis cuyas unidades son Kg/m2, sin lugar a dudas la masa distribuida por el área influye cuando de proyección o cálculo se trate.

Imagen extraída del catálogo HARVI - FOIL

Otro material que puede ser evaluado a fin de sumar aportes al debate es HARVI - FOIL una membrana constituida por láminas de aluminio puro y pulido. Dentro de los datos ofrecidos en el catálogo, podemos observar la siguiente imagen:

Lo que podemos resaltar es que en verano, el aluminio reflecta el calor irradiado, con lo que representa una barrera eficaz para paredes y techos, logrando rechazar el 95% de ese calor. Las edificaciones aisladas permanecerán frescas en verano, ahorrando costos de aire acondicionado, restringiendo su uso a un 5%.

En invierno, ocurre que retiene el calor generado en el interior, evitando por su propiedad reflectiva que el calor se transmita al exterior, manteniéndose de esa manera el ambiente cálido, ahorrando en el consumo de energía para calefacción un 60%. (Fuente de datos porcentuales: Catálogo HARVI - FOIL)

A esta altura del análisis podría solicitarse el cálculo estimativo cuantificado, es decir, en términos económicos ¿Cuánto dinero representa el ahorro del 95% de acondicionamiento y el 60% de calefacción? O planteado en términos de consumo ¿Cuánto dinero representa la utilización del 5% de acondicionamiento y el 40% de calefacción?

En otra entrada se ofrecerán otros aspectos para continuar con el análisis, dejando en claro cuál es el eje de la secuencia: El ahorro energético.

Los materiales en nuestra casa pensando en el ahorro energético

En un posteo anterior, surgió la propuesta de que los alumnos, en la materia Introducción a la Física, pensaran en una casa (ficticia o real) para luego equiparla con artefactos eléctricos, realizando un listado para luego calcular el consumo de la energía eléctrica en kW (Kilowatts) a nivel mensual.

De allí se derivan otras propuestas de los alumnos que buscan armar sus casas en maquetas o en planos.

Una propuesta muy interesante viene de la mano de un alumno que presenta, junto a las consignas solicitadas, un video realizado desde Homebyme (casa para mí, según su traducción literal) por medio de este programa on - line los alumnos pueden armar la distribución de sus espacios, entre otras cuestiones.

A continuación, socializo el video autoría de mi actual alumno Mathias B.

Este recurso TIC, resulta muy valioso e interesante para ofrecer otra presentación, en el caso de una feria de Ciencias, por ejemplo.

Pero así también, servirá como puntapié inicial para dar una continuidad pedagógica con los materiales y el ahorro de energía.

Antes se había solicitado el equipamiento eléctrico de una casa, ahora se solicitará la construcción pensando en los materiales frente a la transmisión de calor en cualquiera de sus formas (Conducción, convección y radiación). Un dato también importante es la condensación del calor, mal llamado entre la jerga popular "transpiración".

Dejando en claro, que la conductividad térmica en sólidos es más eficiente que en los líquidos, siendo poco eficiente en los gases. De allí que surgen los materiales que presentan resistividad al calor (o también llamados "aislantes")

Los alumnos, frente al abordaje teórico y la propuesta de construir sus propias casas, pensándolas desde los materiales necesarios para ello, centran su atención en la construcción tradicional (ladrillos, revoque, techo de losa o teja, etc.)

Una vez presentados los trabajos, puede procederse a la muestra de otras opciones o alternativas pensadas en el ahorro energético.

Imagen propia

Una información presentada tal como aparece en la figura, no generará un impacto como el de mostrar una casa real. Particularmente, en uno de los viajes que he realizado por la provincia de Buenos Aires, más precisamente en Tandil, recorriendo la periferia de la ciudad, me encuentro con una casa con terraza verde. La primera que había observado personalmente, sin titubear, tomé una fotografía pensando en la secuencia didáctica.

Con los alumnos del ciclo superior, contamos con un grupo de Whatsapp por medio del cual socializamos dudas, intercambiamos actividades y/o apuntes en formato Word o PDF. Como disparador, al mostrar la fotografía, los estudiantes se asombran y se formulan preguntas tales como: ¿Vegetación? ¿Por qué será? ¿Reducir el calor? ¿Cómo se mantendrá sin que la humedad no influya? Personalmente, el uso de las redes sociales y el conjugar la realidad vista con ojos de docente, generan un impacto significativo.

Para continuar concientizando sobre las pérdidas de energía en los hogares, evidenciar en términos porcentuales cuáles y dónde se producen esas pérdidas es clave para continuar con la propuesta de aprendizaje.

Al abrir el debate en torno a las pérdidas que suelen darse:
30% en el techo.
20% en ventilación.
16% en muros.
16% en suelos.
13% en puertas y ventanas.
5% en puentes térmicos y en garage.
La sumatoria total de pérdidas alcanza un 100%.
Se deja planteada la propuesta que ha de continuar en un posteo futuro... ¿Qué materiales serían óptimos para construir una casa con la menor cantidad de pérdidas de energía posible?

El uso de videojuegos aplicados a la enseñanza

Los videojuegos forman parte de los niños y de los adolescentes; como así también de los adultos que en alguna oportunidad han jugado alguno.

La mayoría perdura por la estética, los trucos o las hazañas que hayan formado parte de cada videojuego en particular.

El gamer tiene que posicionarse en cada personaje, interiorizarse con sus poderes, conocer sus trucos y dar rienda suelta al juego.

La realidad virtual va en incremento, desde películas en las que se recrean peleas entre personajes no contemporáneos, hasta una caza de Pokemones que rememoran una serie animada son solo unos ejemplos.

Rocky VI (La película)

En la película se buscaba enfrentar a dos boxeadores, uno retirado Rocky Balboa con otro novato, Mason Dixon, para promover esa pelea, la cadena ESPN recrea una pelea ficticia por medio de una simulación entre dos deportistas no contemporáneos.

Lo que debe destacarse: Para recrear esta simulación, debieron observarse los movimientos de cada boxeador, estimar sus velocidades de movimiento en el ring, como así también el impacto de sus golpes. Luego vendrían los juegos de PST (Play Station) en los que cada gamer tendría el comando sobre cada boxeador.

Pokemon GO.

Una aplicación que causa furor a nivel mundial es Pokemon GO, que consiste en una realidad virtual que logra fusionar la aplicación GPS pero para localizar Pokemons y cazarlos, obteniendo puntos, desafiando pruebas y alcanzando niveles.

La atención de los niños y adolescentes (y de algunos adultos, por qué no?) se centra en esta aplicación que los lleva a realizar recorridos extensos, en automóvil o a pie, para ir buscando dichos Pokemones.

En Argentina, una colega docente rosarina preocupada por la falta de atención de sus alumnos, reformula su evaluación: La Pokeprueba, cuyo objetivo era evaluar las Leyes de Mendel y, en vez de evaluar especies de plantas o semillas dominantes, empleó a Pokemones dominantes, una estrategia didáctica diferente en la que logra captar la atención de sus alumnos y cumplir con su objetivo de aprendizaje.

Lo que debe destacarse: La docente muestra versalitilidad al aprendizaje, frente a una realidad elaboró una nueva propuesta vinculando la teoría hacia un ámbito que les resulte familiar a los alumnos.

Science Kombat.
Que un videojuego capta la atención de los jóvenes, no cabe duda, pero que además un videojuego permita el aprendizaje de trucos de personajes referentes de la ciencia, es una maravilla.
El videojuego Science Kombat ofrece la posibilidad de jugar con 8 referentes de la Ciencia: Albert Einstein, Charles Darwin, Nikola Tesla, Isaac Newton, Stephen Hawking, Pitágoras, Marie Curie y Alan Turing. Cada científico cuenta con un poder asociado a su ley, teoría o descubrimiento. Una oportunidad muy útil para lograr que los alumnos expliquen el significado de ese poder, entre otras cosas.
El videojuego puede ser jugado on - line únicamente accediendo al siguiente link: Science Kombat

Sobre el videojuego: Los científicos y sus poderes.

Albert Einstein (Físico teórico - Alemania 1879 - 1955) Creó la ecuación más famosa del mundo, que muestra la relación que hay entre la masa y la energía: E = m * c2. Desarrolló las teorías de la relatividad general y especial, descubrió el efecto fotoeléctrico, que le valiera un Nobel. Por otra parte, llevó una vida de celebridad científica. (Descripción ofrecida por el videojuego, traducida del portugués al español)
Los poderes: Einstein cuenta con destellos de luz, característico de su teoría relativista, como así también puede desplazarse a la velocidad de esos destellos, llegando a otro lugar del ring, mientras combate con su oponente.

Charles Darwin (Naturalista Inglaterra 1809 - 1882) Revolucionó la biología con los conceptos de evolución y selección natural. Gran parte de sus obras está inspirada en los viajes que realizó, en los que observaba la naturaleza. Así descubrió que somos fruto de mutaciones genéticas aleatorias y de adaptaciones tomada a lo largo de millones de años. (Descripción ofrecida por el videojuego, traducida del portugués al español)

Los poderes: Darwin cuenta con un poder de transformación desde un primate hasta el homo sapiens mientras golpea a su oponente. Así también, puede abrir su traje y liberar murciélagos.

Nikola Tesla (Inventor - Imperio Austríaco 1856 - 1943) Dicen que Nikola Tesla esparció una luz sobre la faz de la tierra. Por causa de sus contribuciones en el campo del electromagnetismo. Aparte de científico, Tesla era un inventor brillante, creador del control remoto y de la lámpara de Neon. (Descripción ofrecida por el videojuego, traducida del portugués al español)
Los poderes: Tesla puede arrojar una descarga electromagnética, como así también atacar con una lámpara de neón que arroja rayos hacia su oponente.


Isaac Newton (Físico - Inglaterra 1642 - 1727) Toda vez que observes caer una manzana de un árbol, recuerda a Newton y su importantísima ley de gravitación universal (a pesar de ser una leyenda la historia de que había descubierto la gravedad después de haber sido golpeado por una manzana) Newton también era astrónomo, alquimista, filósofo y teólogo. (Descripción ofrecida por el videojuego, traducida del portugués al español)

Los poderes: Newton cuenta con un telescopio, objeto muy empleado en la época, visualizando la caída de una manzana, posee además un prisma que logra descomponer un haz de luz en los 7 colores, atacando de esa manera al oponente.

Stephen Hawking (Físico / cosmólogo - Inglaterra - 1942) El científico más famoso con vida. Un diagnóstico de esclerosis lateral amiotrófica no le impidió elaborar teorías sobre los agujeros negros y cambiar todo lo que la ciencia sabía al respecto. Hawking también tradujo conceptos de astrofísica para sentar en libros digitales como "El universo en una cáscara de nuez" (Descripción ofrecida por el videojuego, traducida del portugués al español)
Los poderes: Puede crear un agujero negro hacia su oponente, como también puede perderse en uno de ellos y reaparecer en otro punto del ring para desconcertar a su oponente.


Pitágoras (Filósofo - Grecia - ~571 a.C - ~496 a.C) En la antigua Grecia, todas las ciencias marchaban juntas. Por eso, Pitágoras dio la filosofía pitacos en filosofía, geografía, medicina, música y matemática. Su obra más importante, atormenta a la escuela secundaria actual: Es aquel teorema que dio que la suma de los dos cuadrados de los dos catetos es igual al cuadrado de la hipotenusa. (Descripción ofrecida por el videojuego, traducida del portugués al español)
Los poderes: Conocido por su teorema, su ataque consiste en, además de dar golpes de puño y patadas, dar saltos siguiendo la trayectoria de la hipotenusa y bajar por el cateto opuesto sobre el oponente.

Marie Curie (Química - Polonia - 1867 - 1934) Fue la primera persona en recibir dos veces el premio Nobel, y la única en ganar en dos categorías científicas (Química y física) Ella descubrió dos elementos químicos - radio y polonio - y estudió su radiactividad, lo que le costara la vida. Marie fallece a causa de la exposición a la radiación. (Descripción ofrecida por el videojuego, traducida del portugués al español)
Los poderes: Su ataque consiste en arrojar material radiactivo sobre sus oponentes, como así también dar vueltas en el aire arrojándose sobre su contrario.


Alan Turing (Matemático - Inglaterra - 1912 - 1954) Es el padre de la computación. Sus superpoderes incluyen la matemática, la lógica y la criptografía. Sin ellas, los conceptos de algoritmo e inteligencia artificial serían muy diferentes de su hoja - o de la computadora que tienes en tu casa también. Turing ayudó a descifrar códigos nazis de la 2ª guerra mundial. (Descripción ofrecida por el videojuego, traducida del portugués al español)

Algunos duelos.
Si se buscan imágenes de Science Kombat, aparecen los GIFs animados en los que brevemente se observa el despliegue de los científicos con sus respectivos poderes. A continuación observaremos alguno de esos GIFs.

Einstein versus Hawking.

Einstein versus Turing.

Einstein versus Curie.

Hawking versus Tesla.

Pitágoras versus Hawking.

Einstein versus Newton.

Turing versus Hawking.

Einstein versus Pitágoras.

Pueden subirse otros GIFs animados, pero lo importante es animarse a jugar y permitirse descubrir, posicionándose en primera instancia en lugar de jugador para luego ubicarse en el rol de docente y elaborar así una actividad orientada.
La propuesta implica un desafío, el animarse a reformular nuestras prácticas docentes y elaborar una propuesta que movilice a los alumnos desde un lugar ameno, que les resulte familiar y orientar hacia un aprendizaje significativo.
Es importante fijar los objetivos y dejar registro a modo de precedente de los resultados obtenidos.
Solamente debe darse rienda suelta y tal como hizo la "pokeprofesora" permitirse jugar y aprender para luego poder enseñar.