Proyectos

  • PROYECTO DE FISICA

1. Problema

El sonido es un fenómeno que escuchamos a diario, pero pocas veces podemos observar cómo se comporta físicamente. Por eso, nos propusimos construir un dispositivo que haga visibles las ondas acústicas mediante el reflejo de un láser en un vidrio sostenido por una membrana.

La idea es que, cuando una fuente de sonido (como música) se coloque cerca, las vibraciones del aire hagan oscilar la membrana y el vidrio. Esto provoca que el rayo láser cambie su dirección y proyecte movimientos en otra superficie, mostrando de manera clara la acción de las ondas sonoras.

Con este proyecto buscamos demostrar que el sonido es capaz de producir vibraciones visibles en objetos y que dichas vibraciones pueden representarse gracias a la luz.


2. Fundamentos Teóricos

Nuestro proyecto se basa en el estudio de las ondas acústicas, un tipo de onda mecánica longitudinal que necesita un medio material para propagarse (aire, agua, sólidos).

Subtemas importantes:

  1. Frecuencia (f): número de oscilaciones por segundo (Hz).
  2. Longitud de onda (λ): distancia entre dos crestas o compresiones consecutivas.
  3. Velocidad del sonido (v): depende del medio, en el aire es aproximadamente 343 m/s a 20 °C.
  4. Intensidad y amplitud: relacionadas con la energía y el volumen del sonido.

Propiedades de las ondas acústicas:

  1. Reflexión: las ondas rebotan al chocar contra una superficie (eco).
  2. Refracción: cambio de dirección cuando pasan de un medio a otro.
  3. Difracción: capacidad de rodear obstáculos o atravesar rendijas.
  4. Interferencia: combinación de dos o más ondas que pueden reforzarse (constructiva) o anularse (destructiva).
  5. Resonancia: amplificación de la vibración cuando una frecuencia externa coincide con la frecuencia natural de un objeto.

Fórmula básica de propagación:

v = λ ⋅ f

Donde:

  • v = velocidad del sonido,

  • λ = longitud de onda,

  • f = frecuencia.

En este proyecto usamos un láser que refleja en un vidrio colocado sobre una lata. Cuando el sonido hace vibrar la superficie, esas vibraciones modifican la dirección del rayo láser, proyectando un patrón de movimiento visible en otra superficie.


3. Diseño

El diseño del proyecto consiste en un sistema sencillo pero funcional que permite visualizar las vibraciones del sonido. La estructura principal está formada por una lata cubierta con un globo, que actúa como membrana capaz de vibrar con las ondas sonoras. En el centro de esta membrana se coloca un pedazo de vidrio pequeño, el cual servirá como superficie reflectora.

Un láser se fija de manera que apunte directamente hacia el vidrio. Cuando el sonido llega hasta la membrana, ésta comienza a vibrar, provocando pequeños movimientos en el vidrio. Dichos movimientos hacen que el rayo láser se desvíe y se proyecte en una superficie externa (como una pared o cartulina).

De esta forma, el diseño integra materiales sencillos en una disposición estratégica que permite convertir las vibraciones sonoras en un fenómeno visual, facilitando la observación del comportamiento de las ondas acústicas.


4. Planificación

Materiales:

  • 1 tijera

  • Cinta negra para fijar

  • 1 láser

  • 1 globo

  • 1 lata

  • 1 gota mágica (pegante)

  • 1 palo de madera

  • 1 pedazo de vidrio





    5. Construcción (paso a paso)

    1. Tomamos la lata vacía y la cubrimos en un extremo con el globo bien estirado, fijándolo con cinta negra.

    2. Pegamos cuidadosamente el pedazo de vidrio en el centro del globo usando la gota mágica. Este vidrio será el que refleje el láser.

    3. Aseguramos la lata al extremo de un palo de madera, de manera firme y estable.

    4. Sujetamos el láser en el otro extremo del palo, con ayuda de cinta, para que quede fijo y apunte directamente hacia el vidrio.

    5. Ajustamos la inclinación para que el láser refleje sobre otra superficie (una pared, una cartulina, etc.).

    6. Probamos el dispositivo colocando una fuente de sonido (como música) cerca de la lata. Las vibraciones harán que el vidrio se mueva, y el reflejo del láser mostrará ondas y figuras en la superficie proyectada.

    6. Evaluación

    El dispositivo funcionó correctamente, ya que fue posible observar cómo las vibraciones producidas por el sonido se reflejaban en el movimiento del punto láser proyectado. Esto nos permitió visualizar de manera práctica y creativa el comportamiento de las ondas acústicas.

    En conclusión, el proyecto cumplió el objetivo de mostrar la influencia del sonido sobre un objeto y cómo estas vibraciones pueden hacerse visibles gracias a la reflexión de la luz láser.


    • PROYECTO ROBOTICA

    1. PROBLEMA:
    El objetivo del proyecto es construir una estación meteorológica casera capaz de medir, registrar y mostrar la temperatura ambiental en tiempo real. Para lograrlo se utilizará una placa Arduino Uno, un sensor de temperatura digital DS18B20, una pantalla LCD 16x2, un resistor de 4.7kΩ y una protoboard.
    Lo que se busca demostrar es cómo Arduino puede recibir datos del ambiente a través de un sensor, procesarlos internamente y enviarlos a una pantalla. El proyecto permite entender el funcionamiento básico de una estación meteorológica real.

    2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
    • Arduino Uno: es una placa programable que recibe entradas (como sensores) y genera salidas (como pantallas o actuadores). En este proyecto procesa la temperatura medida y la envía a la pantalla LCD.
    • Protoboard: es una base plástica con agujeros que permite armar circuitos temporalmente sin soldar. Sirve para organizar y conectar el sensor, la pantalla y el Arduino.
    • Sensor DS18B20: es un sensor digital de temperatura de alta precisión que funciona con el protocolo OneWire. Solo necesita un pin de datos para enviar la temperatura al Arduino.
    • Resistor de 4.7kΩ: se usa como resistencia pull-up para estabilizar la señal del sensor DS18B20. Va conectado entre el pin de datos del sensor y el 5V.
    • Pantalla LCD 16x2: es un módulo que muestra información en dos líneas de 16 caracteres cada una. En este proyecto servirá para visualizar el valor de la temperatura.

    3. DISEÑO:
    El diseño del circuito consiste en conectar el Arduino Uno como controlador principal, el sensor DS18B20 como elemento de medición y la pantalla LCD como dispositivo visualizador.
    El sensor DS18B20 se conecta así: pin 1 a GND, pin 2 al pin digital D2 del Arduino, pin 3 a 5V. La resistencia de 4.7kΩ se conecta entre el pin de datos (pin 2 del sensor) y el 5V.
    La pantalla LCD 16x2 se conecta mediante varios pines digitales del Arduino (RS, E, D4, D5, D6, D7), mientras que VSS y RW van a GND, y VDD y el pin del LED positivo van a 5V.
    La protoboard se utiliza para distribuir las conexiones y mantener organizado el prototipo.
    El sistema final está diseñado para mostrar en la pantalla el texto: “Temperatura: XX.X °C”.



    4. PLANIFICACIÓN


    Materiales:

    • Arduino Uno
    • Protoboard
    • Pantalla LCD 16x2
    • Sensor DS18B20
    • Resistencia de 4.7kΩ
    • Cables jumper
    • Cable USB para Arduino

    Herramientas:

    • Un computador con el programa Arduino IDE
    • Simulador opcional
    5. CONSTRUCCIÓN
    • Paso 1: Se organizan todos los componentes necesarios sobre la mesa y se conecta el Arduino al computador.
    • Paso 2: Se coloca el sensor DS18B20 en la protoboard y se conectan sus pines: el pin 1 a GND, el pin 3 a 5V y el pin 2 al pin digital D2 del Arduino.
    • Paso 3: Se coloca la resistencia de 4.7kΩ entre el pin 2 del sensor (línea de datos) y el riel de 5V.
    • Paso 4: Se instala la pantalla LCD 16x2 en la protoboard y se conectan sus pines: VSS y RW a GND, VDD y LED+ a 5V, y los pines RS, E, D4, D5, D6 y D7 a pines digitales del Arduino.
    • Paso 5: Se conectan los rieles de la protoboard con el Arduino (5V al positivo y GND al negativo).
    • Paso 6: Se programa el Arduino con las librerías OneWire, DallasTemperature y LiquidCrystal para leer la temperatura y mostrarla en la pantalla.
    • Paso 7: Se enciende el sistema y se verifica que la pantalla muestre la temperatura en tiempo real.
    6. EVALUACIÓN
    El sistema funciona correctamente, midiendo la temperatura y mostrándola en la pantalla LCD. La resistencia de 4.7kΩ permite que el sensor dé lecturas estables. El diseño del circuito es ordenado y cumple con el objetivo de construir una estación meteorológica funcional. El proyecto permitió comprender cómo Arduino procesa datos digitales, cómo se comunican los sensores y cómo se muestran valores en una pantalla LCD.

    • PROYECTO AMBIENTAL
    El proyecto “ReciTapas” busca reducir la acumulación de residuos plásticos que afectan nuestro ambiente escolar. Las tapas plásticas son un material de uso diario que muchas veces termina en la basura o en el suelo, causando contaminación y desaprovechando un recurso que puede ser reciclado. Con esta iniciativa se pretende fomentar la conciencia ambiental, mejorar la limpieza de los espacios escolares y convertir el reciclaje en una práctica habitual dentro de la comunidad educativa. 

    1. PROBLEMA
    En nuestra institución educativa se ha detectado que gran cantidad de tapas plásticas son arrojadas en el patio, pasillos y salones, lo que genera acumulación de basura y contaminación visual. La falta de puntos de recolección y la poca costumbre de separar residuos entre los estudiantes y docentes agravan la situación. Esto no solo afecta la imagen del colegio, sino que también contribuye al problema global de la contaminación plástica.

    2. FUNDAMENTACIÓN
    Para diseñar una solución, se investigaron los principales aspectos relacionados con el impacto ambiental de las tapas plásticas:

    - Contaminación ambiental: al no reciclarse, las tapas plásticas permanecen durante cientos de años en el ambiente. 
    - Reciclaje: proceso que permite dar un nuevo uso a las tapas recolectadas, disminuyendo la cantidad de desechos. 
    - Conciencia ambiental: educar a la comunidad escolar en prácticas sostenibles es fundamental para lograr cambios duraderos.
    - Acciones colectivas: la participación de todos los miembros de la institución es clave para el éxito del proyecto.

    3. DISEÑO
    El proyecto consiste en la instalación de contenedores especiales para la recolección de tapas plásticas, ubicados en zonas estratégicas de la institución como el patio, el kiosko y los pasillos. Estos contenedores estarán decorados de manera llamativa para motivar a los estudiantes a usarlos. Además, se desarrollarán campañas de recolección y concursos entre cursos, incentivando la participación activa. Como complemento, se propondrá una alianza con recicladoras que garanticen el adecuado tratamiento y destino final de las tapas recolectadas.

    4. PLANIFICACIÓN

    Para implementar el proyecto, se contemplan las siguientes acciones:

    5. CONSTRUCCIÓN

    Con los materiales y la planificación lista, se procederá a la implementación del proyecto. Primero, se elaborarán e instalarán los contenedores especiales para tapas plásticas, diseñados con materiales resistentes y decorados de forma llamativa para captar la atención de los estudiantes. Posteriormente, se ubicarán en puntos estratégicos de la institución como patios, kiosko, pasillos y salones.

    Además, se colocarán carteles informativos que indiquen claramente el uso de cada contenedor y el impacto positivo de reciclar las tapas. Una vez instalados, el grupo encargado del proyecto verificará su correcto funcionamiento y se asegurará de que estén accesibles y en buen estado.

    Finalmente, se organizarán actividades de sensibilización para guiar a la comunidad educativa sobre el uso adecuado de los contenedores y el destino final de las tapas recolectadas.

    6. EVALUACIÓN

    La efectividad del proyecto se medirá a través de:

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