Estrategias pedagógicas para el abordaje de circuitos eléctricos en tiempos de COVID-19

Para dar continuidad a los contenidos de Física, una estrategia es trabajar con el empleo de simuladores en línea, tal es el caso de pHet Colorado, donde el posible realizar el armado de circuitos, simulando su funcionamiento.

El desafío consiste en alcanzar el aprendizaje significativo y ello se logra, a través de una secuencia de actividades que vayan profundizando hacia los temas de interés, como así también articulando con las ideas o saberes previos de los estudiantes.

El empleo de imágenes resulta conveniente, a los fines didácticos.

Aunque, para hablar de circuitos, surgen las preguntas: Qué entendemos por circuitos? Qué circula a través de los mismos? De qué material se encuentran hechos los circuitos? Todos los circuitos son iguales? Qué condiciones deben darse para que exista circulación a través de los mismos?
Los simuladores on - line pueden resultar de gran utilidad, ya que permitirán el abordaje de ciertos contenidos, facilitarán la experimentación y/o predicción de algunos comportamientos físicos asociados a la energía eléctrica.

Para circuitos eléctricos: https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_es.html

Para la Ley de Ohm: https://phet.colorado.edu/sims/html/ohms-law/latest/ohms-law_es.html

A continuación se presentarán una serie de circuitos que nuestros estudiantes se encargarán de responder, según la consigna asociada. (Extraído del libro: Herrizuelo Moreno (1991) “La Ciencia de los alumnos. Capítulo 7: Circuitos eléctricos”.
Aclaración: La predicción sobre lo que ocurrirá, podrá corroborarse al trabajar con el simulador.

Circuito N°1

¿Qué ocurrirá con el brillo de cada bombilla al variar el valor de R?

Modelización con el simulador.

El cambio de voltaje de la batería resulta apropiado para visualizar una mayor intensidad en el brillo de las bombillas, para luego observar la variación de las mismas al variar la resistencia R.

Circuito N°2

¿Qué ocurrirá con el brillo de B1 y de B2 al aumentar el valor de R?

Modelización con el simulador

Aquí resulta conveniente, emplear el voltimetro para medir la diferencia de potencial en los diferentes nodos. Introduciendo de esa forma, el concepto físico de ddp (diferencia de potencial) cómo el trabajo necesario para movilizar una carga de un punto a otro.

Circuito N°3

¿Cómo variará el brillo de la lámpara cuando varíe el valor de la R1? ¿Y cuando varíe el valor de la R2?

Modelización con el simulador:

Por medio de este ejercicio, la variación en la intensidad luminosa será notoria, independiente de la ubicación de la resistencia, teniendo influencia sobre la intensidad de la corriente circulante.

Circuito N°4.

¿Qué bombilla encenderá a) o b)?

Modelización con el simulador:

Por medio de esta última actividad, el estudiante pondrá en juego la noción de circuito eléctrico y, de una de las condiciones fundamentales para que exista el flujo de cargas: El circuito debe ser cerrado.

Como así también, con una tercer opción c) dónde se conecta mal el circuito, generando un cortocircuito.

El presente posteo presenta sugerencias para el abordaje de contenidos propios de la Física, a modo de orientación en el trabajo bajo la modalidad Flipped Classroom.

En próximos posteos seguiremos profundizando en más detalle sobre la enseñanza de la energía eléctrica.

Un afectuoso saludo y continuemos trabajando.

Estrategias pedagógicas para la materia Física en tiempos del Coronavirus.

En tiempos de cuarentena, resulta conveniente el trabajo de nuestros estudiantes in situ, con elementos que les sean familiares. Desde la materia Física, se trabaja con contenidos relacionados al consumo energético, consumo domiciliario y valores de potencia.
A continuación se ofrecen dos opciones posibles de ser llevadas a la práctica domiciliaria en tiempos donde la cuarentena nos obliga a permanecer en nuestros hogares.

Propuesta de trabajo. Opción N°1.

Los estudiantes deberán relevar todos los artefactos eléctricos con los que cuenten en sus hogares.
Estimar el tiempo de funcionamiento de cada uno de dichos artefactos en horas (a nivel mensual).
Calcular en función de ese tiempo de funcionamiento, la potencia consumida en Watts o en KiloWatts.

Aclaración: El docente puede presentar el archivo en formato Word, PDF o como JPEG (imagen) de forma que el estudiante pueda acceder desde cualquier medio ya sea Whatsapp, publicación en grupos de Facebook, etc.
Como así también, proveer las tablas de donde pueden extraerse los valores que serán de insumo fundamental para que efectúen los cálculos correspondientes.

Propuesta de trabajo. Opción N°2.

Otra opción consiste en ofrecer la posibilidad de acceder a un simulador de consumo domiciliario que se encuentra disponible como Edenor - Simulador de Consumo. 

Captura de pantalla del simulador

En dicho simulador se pueden observar las siguientes características.

Contemplando desde la iluminación o luminaria (lámparas de bajo consumo, dicroicas, LED o incandescentes), la parte de refrigeración (Freezer, heladera con o sin freezer), climatización (Aire acondicionado, caloventor, estufas de cuarzo, radiadores, ventiladores de techo), electrónica audio y video (Cargadores de celular, consolas de videojuegos, decodificadores, módem, impresoras, home theater, minicomponente, notebook, PC de escritorio, teléfono inalámbrico, televisores), línea blanca (Aspiradoras, extractores de aire, lavarropas, secarropas, máquinas de coser, planchas, purificadores de aire),  cuidado personal (afeitadora, depiladora, humificador, nebulizador, planchita de pelo, secador de cabello), cocina (Anafe eléctrico, batidora, cafetera, freidora, horno eléctrico, licuadora, microondas, mixer, pava eléctrica, procesador de alimentos, sartén eléctrica, tostadora, waflera) y agua (bomba centrífuga, bomba presurizadora, calefont eléctrico, ducha eléctrica, termotanque eléctrico).

Según el sector se van seleccionando los electrodomésticos, colocando las cantidades y el uso diario aproximado, debiendo ser agregados de forma tal que se acumulen los valores de potencia.

Con esta actividad se logra familiarizar a los estudiantes con su entorno, posicionarlos como consumidores, en los próximos posteos haremos hincapié en el consumo responsable por medio de las recomendaciones pensadas en el ahorro, como así también en la lectura de las etiquetas inteligentes.

Sobre el apagón en Argentina.

El domingo 16 de Junio de 2019, alrededor de las 7 a.m hora de Argentina, se produjo el mayor apagón de la historia que afectó a casi toda la república Argentina y parte de la república federativa del Brasil y de la república oriental del Uruguay.

Las causas desconocidas, llevaron a que los cazadores de fama, viralizaran videos catastróficos a costa del sufrimiento y desesperación de las personas, como así también aprovechándose del malestar social debido a un acontecimiento de esta envergadura.

¿Certezas y supuestos? ¿Cuánto de verdad y cuánto de mentira?

Tal como puede visualizarse en el mapa, son varias las empresas encargadas de generar y distribuir la energía eléctrica. Algunas más conocidas que otras, tales como Yacyretá o Salto Grande.

Una actividad que puede promoverse desde el ámbito escolar, consistiría en identificar las empresas que aportan a la matriz energética: Noreste argentino (NEA), Noroeste argentino (NOA), Centro, Cuyo y Patagonia.

Sin embargo, esta actividad no cobraría relevancia, sin aportar la (o las) versión oficial que aporte más certezas que confusiones.

Lectura del fragmento del siguiente artículo, disponible en: Apagón: verdades y falsedades sobre una ex empresa de Macri mencionada en WhatsApp

Responsabilidad de pequeña parte de la red (no de toda)
Según Econojournal, el sitio especializado en energía que desglosó un informe preliminar de Cammesa, el apagón del domingo se originó en el sistema de transporte del Litoral. "El 18 de abril la línea de transmisión Colonia Elía - Nueva Campana, que lleva energía desde las centrales de Yacyretá y Salto Grande hacia Buenos Aires, salió de servicio por reubicación de una torre en el cruce del río Paraná Guazú. Por lo tanto, se venía operando con la línea paralela de 500 kilovoltios Colonia Elía - Belgrano. En esta última se produjo un cortocircuito a las 7.06 del domingo. Simultáneamente, y por causas aún no precisadas, se desenganchó la línea de 500 kilovoltios Mercedes - Colonia Elía", explicó el medio.
"El sistema está preparado para soportar el desenganche de dos líneas de 500 kilovoltios, pero en este caso terminaron siendo tres las que salieron de servicio al mismo tiempo. Este debilitamiento de la red posiblemente fue lo que desestabilizó las centrales de Yacyretá y Salto Grande y se perdieron sus aportes (unos 3700 MW)" [...] Si bien se desconocen las causas, la empresa Yacylec no es responsable de toda la red mencionada, pero sí de una parte, precisamente de 280 kilómetros (lo que representa el 1,2% del SADI), [...] De acuerdo con la memoria anual 2017 (última disponible) de la compañía, este grupo cuenta con el 22% de la empresa Yacylec.

Preguntas: ¿Dónde se produjo la falla? ¿A qué región pertenece? ¿Cuáles son las condiciones a las que se encuentra preparada la red? ¿Qué aporte energético se perdió al "caerse" las líneas de Yacyretá y Salto Grande? ¿Qué porcentaje representa del SADI el aporte de Yacyretá (Yacylec)?

Objetivos de la actividad: Formar ciudadanos alfabetizados científicamente, cuyo poder de argumentación se base en el conocimiento y reconocimiento de la magnitud del potencial eléctrico de nuestra república Argentina (Sistema Argentino De Interconexión), sin hacerse eco de informaciones verosímiles o erróneas.

Desmentida oficial.

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#Yacyreta Así se encuentra la represa actualmente, como se ve no hay peligro alguno, por favor difundir!! @yacyreta_ar

Una publicación compartida de Tiempo CABA (@tiempo_caba) el 18 Jun, 2019 a las 1:

Como bien se mencionó al comienzo de este posteo, los oportunistas aprovecharon la situación para dar a difundir un video y audios donde se vaticinaban las peores catástrofes.

Acostumbrados a la imprudencia, el eco de la información falsa se esparció como reguero de pólvora, a lo cual desde la entidad binacional de Yacyretá se aclaró que el video viralizado no se correspondía a uno actual.

Posibles causas de la falla.

Desde un canal español de Youtube, se puede visualizar el video completo donde se detallan las posibles causas a las que puede atribuirse la falla en el sumistro de energía eléctrica en gran parte del cono sur.

Por razones de simplicidad, el mismo se ha editado para sintetizar las ideas principales y abrir el debate en el aula.

Los factores climáticos ¿Pueden haber influido en lo ocurrido? ¿A qué se llama "reacción en cadena"? ¿Qué influencia tuvo la baja demanda energética en favorecer el apagón?

Muchas preguntas, que aún aguardarán respuestas oficiales, aunque en el inconsciente colectivo, perduren las ideas apocalípticas, políticas y/o partidarias, sin animosidad de hallar la verdad...

Lo que se debe conocer sobre la situación energética en Argentina

La historia de la energía en Argentina.
Para comprender temas de la materia Física, tal como lo es el tema electricidad, es necesario un abordaje interdisciplinario desde la historia en la que se observan intereses, como se menciona en el epílogo del video que ha de presentarse "el negocio de la electricidad estuvo atravesado por reclamos, denuncias, prestaciones deficientes y negociados turbios. Luego de un largo período de inacción, el Estado pasó a involucrarse para regular el servicio. Sin embargo, la constante presión de las compañías para consolidar un negocio que les resulte altamente redituable...sigue manteniéndose. La energía eléctrica es fundamental para el crecimiento del país. El desarrollo industrial depende de la existencia de un servicio y prestaciones de calidad. El objetivo es conseguir que todos y cada uno de los rincones del territorio argentino puedan ser iluminados...todavía queda un largo camino por recorrer..."

Si observamos el panorama actual de la República Argentina, la imagen satelital nocturna reafirma el epílogo del video: La desigualdad eléctrica en el interior respecto de la provincia de Buenos Aires; Ciudad Autónoma de Buenos Aires y del conurbano bonaerense.
Tal como se menciona, hacia el interior los cooperativistas son los encargados de hacer llegar el suministro de energía eléctrica hacia esos puntos recónditos del país. Aunque los costos para alcanzar ese objetivo sean elevados.



Hacia una revolución cultural.
El Papa Francisco, un referente mundial de la Iglesia católica, marcó un antes y un después al publicar la carta encíclica Laudato si' en la que por primera vez se incluye el tema medioambiental sobre el tapete de la discusión pensando en el cuidado de la "Casa común" haciendo referencia a nuestro planeta Tierra, fundamentando desde una mirada integral teológica, científica y moral reconociendo que el calentamiento global es inevitable, pero que sus efectos han sido acelerados por la acción humana. Pidiendo, además, la presión a los líderes políticos mundiales, como así también el sacrificio individual instando a un cambio de hábitos tales como: Uso de transporte público, compartir viajes en auto, plantar árboles y apagar luces innecesarias.
No es casual, ni debe restarse importancia a todos y cada uno de esos "sacrificios individuales", pero el ahorro energético se encuentra implícito en su pedido.
Puede descargar la carta encíclica del Papa Francisco en el siguiente link: Laudato si'


El Plan RenoVar.

Por un lado, la reforma de la matriz energética es real, como docente seleccionado en la provincia de Buenos Aires por parte de la Universidad de San Andrés, la Fundación YPF y el Ministerio de Energía y Minería, se nos delegó la tarea de comunicar y formar no solamente a colegas, sino también a los estudiantes sobre la situación energética en nuestro país.

Se encuentra en vigencia el Plan RenoVar que viene a sumar a la oferta de energía eléctrica convencional, la generación por medio de energías renovables, cuyo objetivo fue pensado para el año 2025, en un incremento del 25% del consumo nacional.
En la siguiente imagen, se detallan los proyectos que fueron adjudicados y que corresponden a la generación de energía eléctrica a través de la tecnología: Eólica, solar, biogas, biomasa y PAH (Pequeños Aprovechamientos Hidroeléctricos)

Cada uno de los proyectos se encuentran distribuidos estratégicamente, acorde al potencial de cada zona, a fin de obtener el mejor aprovechamiento geográfico.

Volviendo al tema del video... mucha tela por cortar y muchos actores involucrados en los que difieren sus intereses, distando ampliamente de lo que desde el mundo católico hace eco y retumba con mayor fuerza: El cuidado de la casa común.

Uso eficiente de la energía eléctrica.

Hablar de ahorro energético no es un tema nuevo, desde hace años que se lo viene tratando, aunque últimamente ha cobrado mayor fuerza debido a la quita del subsidio por parte del Estado nacional argentino, pasando de ser la facturación bimestral a una de tipo mensual.

A continuación, para entrar en el debate, se ofrece una vista satelital nocturna de la República Argentina y Sudamérica.

Imagen extraída del video: Energías eficientes

Si recordamos, la imagen no difiere del SIN (Sistema Interconectado Nacional) visto en posteos anteriores. En el cual puede visualizarse que la provincia de Buenos Aires es similar a un sumidero de energía eléctrica y, comparando con la imagen satelital, como se mencionara en el video de Energías eficientes, las provincias con mayor demanda de consumo eléctrico son: Capital Federal, provincia de Buenos Aires, sur de la provincia de Santa Fe y la provincia de Córdoba. Al observar la disparidad en la distribución de la energía eléctrica, llega a comprenderse los costos en el interior de nuestro país cuando las cooperativas son las encargadas de proveer el suministro.

¿Existe alguna manera de pensar en el ahorro energético?

Una de las distribuidoras de la energía eléctrica en zona norte del gran Buenos Aires (Edenor) realizaba una campaña informativa más que concientizadora, tal como se observa en uno de sus catálogos:

Extraído de: Edenor

Pero más allá de todo esto, nuestros alumnos... ¿Saben realmente lo que consumen en sus hogares mensualmente? Existe una manera de acercarlos hacia una concientización?

Se solicitará como actividad grupal:

Acaban de adquirir una casa amoblada, pero que carece de artefactos eléctricos. Por ello deberán:

• Determinar el número de habitaciones y espacios de la casa.
• Realizar una lista de los artefactos eléctricos que necesitarían emplearse para equipar los espacios mencionados anteriormente.
• Tomar nota sobre la potencia que necesita cada uno para poder funcionar. (La tabla puede ser provista por el docente o sujeta a búsqueda por parte de los integrantes) Ver Tabla de consumos.

A continuación deberán completar una tabla similar a la que se adjunta:

Tabla realizada por el docente

Cuando se haya completado la tabla, se sumarán las potencias mensuales de cada artefacto para obtener el consumo mensual total.

El impacto esperado, llevará a la reflexión de los alumnos y surgirá como propuesta reducir dichos consumos de alguna manera a fin de preservar el medio ambiente como así también minimizar el impacto económico al abonar la factura.

Como cierre del post, se recomienda vincular la propuesta a cada realidad del contexto al cual pretende direccionarse, tal vez alguna región sufra cortes de suministro, otra reciba suministro por parte de una cooperativa, algunas regiones aprovechan las energías alternativas, en fin, sea cual fuere el ámbito al cual se aplique, requerirá un análisis previo y modificar en función se sus propias realidades.

Adaptándonos al mundo

Cuántas veces ha ocurrido, cuando toca viajar por el mundo y al llegar a otro país, la sorpresa los invade al no contar con el adaptador que corresponde a dicho país.

Estamos frente a un problema, o debe llevarse un adaptador desde el país de origen o se optará por comprar uno en el país de destino.

Pero... ¿Porqué existen diferentes enchufes conectores? ¿Influirá el tema del voltaje?

Antiguamente, algunos productos importados, tal es el caso de los CPU, traían incorporados una perilla que figuraba 110 - 220, haciendo referencia al voltaje del país de origen y el voltaje del país de destino.

Si no se efectuaba el cambio de 110 a 220, el voltaje sería deficiente y por ello la computadora nunca funcionaría puesto que la corriente no llegaría a circular para ponerla en marcha.

En este punto, resulta muy bueno volver a dejar en claro cuáles son los parámetros de la energía eléctrica: Volt, Ampère y Ohm; como así también la relación que existe entre ellos, a partir de la Ley de Ohm.

Intuitivamente los alumnos pueden establecer qué realizan o intentan realizar los personajes (parámetros de la energía eléctrica)

Algunos colegas deciden realizar la analogía entre el almacenaje de agua y el potencial eléctrico, si bien para los fines prácticos resulta más asimilable la comparación, físicamente no existe comparación alguna puesto que se habla por un lado por el flujo de un líquido a través de una tubería conductora, mientras que por otro lado se habla de un flujo de cargas continuo, a no ser que surja una interrupción. En la última imagen queda claro que: A menor almacenaje de la columna de agua, menor será la presión de la misma, traduciendo esto a la circulación de corriente, a menor voltaje, menor será la circulación debido al impulso que recibe. Lo que se acaba de mencionar, puede observarse en el video "Energías eficientes" (Líneas de alta tensión) al realizar la analogía comparando la circulación de agua a través de la tubería y de la corriente eléctrica a través de los cables de alta tensión.

Parte extraída del video completo disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=6GmNZS17Q-Y

Si observamos el mapa del voltaje a nivel mundial, se asocia lo visto en el video cuando compara el SIN (Sistema Interconectado Nacional) con los de EE UU y Brasil, resultaría interesante proponer como actividad aúlica que los alumnos averigüen sobre el interconectado en otros países tales como Rusia, China, España, Italia, África o Australia.



Comparar el sistema centralista de Argentina con el sistema de cuadrícula de EE UU o con el sistema espiralado de Brasil lleva a pensar en la posible distribución debido a la densidad de población.

¿Y qué es lo que ocurre en Argentina? Tal como lo deja entrever la conductora, las principales demandas se producen en el área metropolitana (Capital Federal), Gran Buenos Aires, Córdoba y Mendoza.
El debate y el análisis debe ser moderado, jugando un rol muy importante las imágenes para generar un mayor impacto.

Imagen del video Energías eficientes

Imagen del video Energías eficientes

Imagen del video Energías eficientes

El presente blog llega a diversos lugares del planeta: Rusia, China, España, Irlanda, EE UU, México, Colombia, Chile, Perú, entre otros, motivo por el cual resultaría muy viable abordar el sistema de interconexión en sus países y compararlos con otros.
Las imágenes de los sistemas de interconexión pertenecen al video Energías alternativas habiendo efectuado las capturas de pantalla; así también se aclara que el video tiene una mayor duración y fue fragmentado para focalizar en el tema de transporte de energía eléctrica y el sistema interconectado nacional.

De aquí pueden derivarse otros temas, como sistemas de protección eléctrica, fuentes de alimentación, etc.
Queda a criterio del docente el profundizar en dichos temas, complementar con algún video, artículo periodístico o de manual.
Si les gusta el artículo, dejen sus sugerencias o comentarios, que serán tenidos en cuenta en las publicaciones futuras.
Un abrazo a todos mis lectores, gracias por leer mis artículos y por la difusión a nivel internacional.

El crucigrama de la energía eléctrica

Uno de los temas que corresponde a la materia Físicoquímica 2° e Introducción a la Física 4° es el de la energía eléctrica, al igual como se realizó en publicaciones anteriores, un crucigrama para abordar y refrescar conceptos vistos en la teoría, pueden resultar muy significativos a la hora de fijarlos y evaluarlos en la evaluación escrita.

Enseñando electricidad y circuitos eléctricos.

Una forma de enseñar el tema electricidad es por medio del uso de fijación de imágenes sumando el aporte de los simuladores.

Un ejemplo con el cual puede comenzar es razonar con el grupo de alumnos, las partes de un velador (empleado en las mesitas de luz)

Frente a esta incursión, los alumnos deberán identificar las partes que lo componen: Enchufe o conector, toma de corriente o fuente, cable, interruptor, velador, portalámpara o portafoco y foco de luz.

De allí se determina la función del interruptor: Interrumpir el paso de la corriente, dando la idea que el circuito se "abre", dejando de estar cerrado, siendo que esa condición es fundamental para la circulación de la corriente (circuito cerrado).

El empleo de otra imagen, permitirá identificar los tres parámetros de la energía eléctrica: Resistencia (R), f.e.m o fuerza electro motriz (U) y la intensidad de corriente (I), como así también la función de cada uno de dichos parámetros.

La intensidad de corriente (I) intenta pasar a través de un conductor que presenta una resistencia (R) a dicho pasaje, pero I no podría comenzar a circular sin el impulso que le debe suministrar f.e.m. (U)

De la misma forma se introduce al alumno en las unidades que deben medirse dichos parámetros:

• R se mide en Ohm
• I  se mide en Ampère
• U se mide en Volt

Una herramienta que puede ayudar al armado o confección de circuitos, es el uso de los simuladores pHet, por medio del cual pueden representarse circuitos tales como el velador, antes mencionado.

Por medio de este simulador pueden comprobar el funcionamiento del circuito y, en caso de no funcionar, intentar buscar la explicación al porqué no funciona el mismo.

Además de visualizar la opción realista, puede visualizarse la representación por medio de los símbolos eléctricos.

Volviendo con la implementación de imágenes para el aprendizaje, bajo la comicidad, pueden obtenerse buenos resultados, a la hora de explicar circuitos SERIE y circuitos PARALELOS.

Reemplazando a esos "asesinos" pueden ser llevados a la representación por medio del simulador, comparando entre uno y otro, cuál presenta mayor intensidad luminosa, como así también las características de ambos circuitos.