1. OBJETIVOS DEL PROYECTO

La iniciativa pretende potenciar el conocimiento de las diferentes tecnologías de conversión de la energía solar (térmica y fotovoltaica), la construcción de prototipos didácticos sencillos relacionados con dicha energía y la participación activa del alumnado en dichos proyectos, asimilando los conceptos relacionados con las múltiples disciplinas implicadas (física, matemáticas, tecnología, medio ambiente, etc.).

La cuestión a tratar es la investigación, diseño, construcción y experimentación de artilugios solares creados por los propios alumnos. Los objetivos perseguidos en el presente proyecto los podemos resumir en los siguientes:

• Aproximar a los alumnos al conocimiento de la energía solar.

• Despertar el interés por el aprovechamiento energético del sol.

• Promover un proceso de aprendizaje en la línea de “aprender a aprender” para que el alumno  sea dinamizador de su propio aprendizaje, con la adquisición de métodos y técnicas y la organización del trabajo en grupo.

• Despertar el interés por la investigación y experimentación.

• Facilitar un tratamiento globalizador o interdisciplinar con otras áreas.

• Desarrollar capacidades socializadoras fomentándose la comunicación y colaboración entre los propios alumnos y de los múltiples contactos para realizar el trabajo.

• Favorecer la ESTIMULACIÓN  hacia el estudio y de forma directa hacia la asignatura de Tecnología.

• Descubrir un nuevo campo laboral desconocido por los alumnos.

• Adquirir conocimientos fuera del aula.

• Fomentar y ejercitar la creatividad, la capacidad de diseño e ingenio en la construcción de artilugios solares.

2. UBICACIÓN DENTRO DEL CURRÍCULO DE BACHILLERATO

El proyecto está enmarcado y organizado dentro de la programación de la asignatura de TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I del Bachillerato Tecnológico.

Concretamente en la unidad didáctica “Fuentes de energía renovable”, al finalizar el contenido de “Aprovechamiento de la energía solar térmica. Baja, media y alta temperatura”.

Su organización, desarrollo de contenidos, metodología y diseño de tareas forman un unísono con el normal desarrollo de la citada materia y sus respectivos bloques temáticos.

3. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

Este proyecto pretende desarrollar una dinámica de aprendizaje, contenidos-investigación-experimentación de la asignatura hacia un plano más amplio que el meramente descriptivo y memorístico. También, hacer un aula viva donde el aprendizaje adquiera un protagonismo de vehículo motivador y gratificante al posibilitar en el alumnado nuevos centros de interés.
      
Aprender a aprender es el objetivo más ambicioso e irrenunciable de la educación y ello se consigue si articulamos una enseñanza, un ambiente de laboratorio y no de auditorio.
      
La organización, desarrollo de contenidos, metodología, propuesta de objetivos y diseño de la práctica forman un unísono con el normal desarrollo de la citada materia y sus respectivos bloques temáticos.
      
Este proyecto quiere demostrar que es perfectamente viable el complemento educacional a la enseñanza tradicional caracterizada por la mera transmisión de contenidos conceptuales, desarrollando métodos y capacidades muy importantes en la formación íntegra de los alumnos.

4. COMPETENCIAS BÁSICAS A TRABAJAR

Con la realización de este proyecto se pretende trabajar y fomentar las siguientes competencias básicas:

COMPETENCIA EN COMUNICACIÓN LINGÜÍSTICA:
Durante todo el desarrollo del proyecto los alumnos tendrán que enfrentarse a utilizar correctamente un vocabulario específico y técnico. Manejandolo de tal manera que al finalizar la experiencia el estudiante será capaz de utilizar correctamente este lenguaje técnico tanto en la comunicación oral como escrita, así como saber interpretarlo y comprenderlo.

COMPETENCIA MATEMÁTICA:
Precisarán realizar distintos cálculos para dimensionar los artilugios en cuanto a potencia eléctrica, potencia térmica, etc.
Además, harán uso de la Trigonometría, ya que precisaran tendrán que calcular el ángulo de incidencia del sol.

CONOCIMIENTO E INTERACCIÓN CON EL MUNDO FÍSICO:
Los alumnos tomarán conciencia de la escasez de recursos energéticos y la importancia de potenciar fuentes energéticas renovables.
También se tratará el tema de reciclaje, haciéndoles reflexionar sobre  la responsabilidad que tenemos de tratar correctamente el medio ambiente, así como se utilizarán materiales reciclados para construir los distintos artilugios.

COMPETENCIA CULTURAL Y ARTÍSTICA:
Con este proyecto los alumnos van a tener que desarrollar la imaginación al tener que idear distintos tipos de artilugios.
Haremos hincapié en que valoren y conozcan el potencial de Andalucía como precursora de energías renovables como la solar y eólica debido a las características que posee.
La posición geográfica de Andalucía y sus características climáticas hacen que el uso de fuentes de energía renovables, como la solar, constituya una alternativa que es necesario explotar. En el caso de Andalucía el problema se agrava porque apenas se obtienen combustibles fósiles y sin embargo el petróleo y sus derivados son la principal fuente energética utilizada, por lo que es preciso fomentar el uso de energías alternativas, especialmente la solar para cuyo aprovechamiento sí se dan buenas condiciones.

COMPETENCIA APRENDER A APRENDER:
Debido a las características del proyecto el alumno tendrá que regular su propio aprendizaje de manera que tendrá que planificar y supervisar el proceso. De esta forma el alumno tendrá que centrarse en comprobar si el camino emprendido se adapta a los objetivos.
Se les ayudará y orientará a que atribuya los resultados de aprendizaje a causas que estén bajo su control y sean modificables.

COMPETENCIA EN AUTONOMÍA E INICIATIVA PERSONAL:

El proyecto se realizará en grupo, teniendo que colaborar y tomar decisiones como grupo independiente y definido al resto de la clase.
Como hemos señalado anteriormente los alumnos tendrán que realizar un proyecto donde deberán utilizar la imaginación, por lo que se verán sometidos a la toma de decisiones, calibrando las mejores opciones para llevar a cabo su proyecto, es decir, tendrán plena responsabilidad de sus acciones.
Cuestiones como la perseverancia, la creatividad y la autonomía serán claves para el éxito del proyecto contribuyendo a la mejora de su autoestima.

TRATAMIENTO DE LA INFORMACION Y COMPETENCIA DIGITAL:
Esta competencia se tratará al tener que recabar información sobre proyectos existentes y nuevas posibilidades. La búsqueda de información será guiada por el docente, pero ellos tendrán que discriminar y procesar la información.
Se hará uso de recursos tecnológicos entre esta búsqueda de información.

COMPETENCIA SOCIAL Y CIUDADANA:
Al trabajar en grupo y tener que tomar sus decisiones, los alumnos deberán ponerse de acuerdo sobre diferentes cuestiones, llegar a consensos y respetar la opinión de los otros.

5. VIABILIDAD DEL PROYECTO

Consideramos que la duración deberá constar entre 5 y 6 semanas, ya que tendrán tanto que buscar información, como realizar el montaje de los artilugios solares y diferentes pruebas de los mismos para comprobar su funcionamiento.

Los materiales a utilizar serán sencillos, como se verá en los ejemplos incluidos un poco más adelante, utilizando incluso material reciclado. Por lo tanto, la experiencia es totalmente viable ya que los recursos materiales que se necesitan son fáciles de encontrar tanto en el centro como en los hogares de los alumnos. Y los elementos de los que no dispongan se pueden adquirir a precios asequibles, tales como células fotovoltaicas a partir de 5 €, por ejemplo.

El proyecto tendrá en cuenta la diversidad de los alumnos, de manera que no será necesario realizar un único proyecto, sino que cada grupo decidirá su propio proyecto, bajo la supervisión en todo momento del docente.

6. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Disciplina y Proyecto es una interacción motivadora entre la teoría y la práctica, permitiendo la posibilidad expresiva de las propuestas de los propios alumnos coordinados por el profesor.

Este proyecto se organiza distribuyendo las funciones por grupo de alumnos y planificando una secuencia de actividades.

También se elaborará un documento específico, en el que se detalle la organización y posibles roles de los grupos para la adjudicación de los alumnos.

Este proyecto tiene una duración máxima aproximada de 6 semanas de manera que en ese tiempo los alumnos deberán realizar tareas de búsqueda de información y ejecución de proyectos de la siguiente manera.

Después de tratar la Unidad Didáctica en clase de la energía solar se les informará  de los objetivos que se persiguen, los posibles contenidos, metodología a seguir, organización grupal y distribución de funciones, y racionalización del tiempo.

La siguiente fase consiste en establecer el marco organizativo sobre el cual se delegan funciones, asumen roles y estructuran vías de investigación, realización de tareas y ejecución de conclusiones resumen.

7. PLAN DE TRABAJO PROPUESTO

Como hemos dicho anteriormente los alumnos se dividirán en grupos de 4 alumnos organizándose a groso modo de la siguiente manera:

1. Deberán comenzar con la tarea de recopilación de información necesaria para abordar el proyecto, dicha búsqueda será responsabilidad de cada grupo y deberán discriminar y gestionar toda la información pero será dirigida por el docente, de manera que será una búsqueda guiada en:
• Bibliotecas.
• Internet.
• Y la propia información proporcionada por el docente. Elaborando un pequeño dossier técnico.
2. Llegado a este punto, cada grupo habrá tenido que decidir el artilugio que desea construir y comenzará así la fase de ejecución y maquetismo.

En síntesis, las fases del proyecto serían las siguientes:

1ª Fase.- Aproximación, conocimiento, implicación y aportaciones.
2ª Fase.- Organización por grupos. Asumir roles. Directrices a seguir.
3ª Fase.- Concreción de contenidos. Elección de contenidos por grupos.
4ª Fase.- Elaboración de documentos técnicos.
5ª Fase.- Montaje de artilugios.
6ª Fase.- Revisión de artilugios definitivos.
7ª Fase.- Presentación de trabajos.

La metodología propuesta, se organizará en torno al método de resolución de problemas. Se propondrá a los alumnos, a nivel de pequeño grupo, que “Diseñen y construyan algún artefacto que aprovechando la energía solar tenga una aplicación útil”.

La propuesta abordará de forma intencionada dos ámbitos educativos: el uso del laboratorio, también utilizados para el bloque de materiales y procesos, con la correspondiente construcción, investigación y experimentación. La actividad va a permitir  ampliar contenidos y aplicar el método científico a partir de un problema, unos contenidos y la elaboración de un proyecto documentado. Y por otra parte, la investigación hacia temas complementarios a los bloques que dan acceso a nuevas pistas de la información y formación educativa.

Cada grupo elaborará la documentación correspondiente de su artilugio, justificándolo y presentándolo en primer lugar al resto de la clase y finalmente una jornada para todo el centro experimentándose en los patios los artilugios fabricados por los alumnos.

8. EJEMPLOS DE POSIBLES EXPERIMENTOS

Ya que los alumnos tendrán libertad para elegir el proyecto que cada grupo va a realizar, no podemos decir que es lo que se llevará a cabo concretamente pero no queremos dejar este espacio vacío así que proponemos ejemplos de experimentos.

COCINA SOLAR CÓNICA INSTANTÁNEA.
Comenzaremos con el experimento más sencillo, una cocina solar portátil realizada con materiales reciclados, para ello utilizaremos:

• Un reflector/protector de parabrisas.
• Una rejilla (como las que se usan para el microondas, con "patas").
• 12 cm de velcro adhesivo.
• Un recipiente negro (o de color oscuro).
• Un cubo, cesta o similar.
• Una bolsa para horno.

Los pasos a seguir para la construcción de este artilugio son los siguientes:

• Pon el reflector en el suelo con la cara sin brillo hacia arriba. 
• Cortar el velcro en tres trozos, cada uno de aproximadamente 4 centímetros. 
• Pegar la mitad (una de las caras del velcro) de cada trozo, debidamente espaciados, sobre el borde izquierdo, así como las otras mitades, por el lado contrario en el extremo derecho, de manera que al cerrar el cono, queden encarados (y se cierren, véase la imagen). 
• Cerrar las caras del velcro y montar el cono, meterlo en el cubo o cesta. 
• Poned un recipiente negro (u oscuro) encima de una rejilla dentro de la bolsa de horno. Meteremos la bolsa en el fondo del cono, de manera que el recipiente quede sobre la rejilla, que deberá aguantarlo, para que así los rayos solares puedan incidir también sobre la cara de bajo del bote/recipiente.

El cono puede girarse para seguir la trayectoria del sol.
Después de cocinar simplemente se puede "enrollar" tu cocina y ponerle bandas elásticas para su mejor transporte y almacenamiento.

Creemos que esta cocina es muy simple y a la vez muy práctica, ya que es muy fácil de transportar a cualquier sitio. Pero, además, ha alcanzado temperaturas mayores en tiempos inferiores a demás cocinas que se han probado- poco más de 170º C.
Los protectores solares, así como la rejilla se pueden reciclar, y el velcro puede costar uno 30 céntimos de euro el metro, con lo que es bastante asequible.


COCINA SOLAR NEUMÁTICA.
Esta quizás sea la cocina más sencilla de todas las que vamos a ver, surgió como una idea del arquitecto Suresh Vaidyarajan preocupado por la falta de leña, queroseno y otros combustibles necesarios para cocinar, así que se planteó la idea de utilizar el sol como energía renovable e inagotable.

La idea además es la reutilizar materiales que ya no sirven, es decir, materiales reciclados. Los materiales necesarios son los siguientes:

• Neumático 
• Tabla de madera
• Olla o caldero de aluminio
• Pintura negra
• Cristal

De esta forma tomaremos un neumático viejo de un automóvil. Si el neumático está pinchado le pondremos un parche. Inflamos el neumático y lo ponemos sobre una tabla de madera.

Se pinta de negro la olla o el caldero de aluminio con la tapa por la parte de fuera.
Se colocan todos los ingredientes que queramos cocinar en el interior.

Se introducirá la olla en el hueco interior del neumático, rodeándola  y cubrimos éste con un cristal.

El espacio interior del neumático es una cavidad cerrada, que, al recibir la luz del sol la acumula. Poco a poco, el espacio se calienta, cociendo así los alimentos del interior del caldero.

COCINA SOLAR EFICAZ.
Materiales necesarios:

• Dos cajas de cartón, cualquier tamaño servirá. En general, las cocinas en cuanto más grandes sean, más calientes serán. Nosotros proponemos que la  caja interior  sea por lo menos de 38 cm x 38 cm. La caja exterior deberá ser más grande, por lo menos deberá de existir un espacio de 2,5 cm entre las dos cajas. 
• Una plancha de cartón que la usaremos para hacer la tapa. Esta pieza debe ser aproximadamente de 8 cms más grande que la caja grande. 
• Un rollo pequeño de papel de aluminio. 
• Un tarro pequeño de pintura negra mate (sin plomo) o ceniza de madera limpia. 
• Pegamento. 
• Una plancha de vidrio del tamaño de la caja exterior.

Construyendo la base:

Cerrar las tapas de la caja grande, y poner la caja pequeña encima, trazar una línea alrededor de la caja pequeña. Dejar la caja interna (la más pequeña), y cortar a lo largo de la línea trazada, formando un hueco encima de la caja externa (la más grande). A la profundidad deseada (más o menos 2 cm. menos alta que la caja externa) se cortan en las esquinas de la caja interior hasta el tamaño deseado. 

Doblar cada lado hacia abajo formando las lengüetas extendidas (figura 2).

Pegar el papel de aluminio en el interior de las dos cajas y también en la parte interior de las tapas sobrantes de la caja exterior y las tapas recortadas de la caja exterior. 

Poner algunas bolas de papel periódico o unas tiras de cartón en el fondo de la caja externa, y de este modo, cuando se ponga la caja interior dentro del hueco, las lengüetas de la caja interna toquen ligeramente la parte de arriba de la caja externa (figura 1). Pegar las lengüetas encima de la caja externa y recortar el exceso de las lengüetas para que estén iguales con el perímetro de la caja externa. La base está construida ahora.

Construyendo la tapa:
Tomar la plancha de cartón y ponerla encima de la base. Orientar las corrugaciones del cartón de derecha a izquierda (el horno frente a nosotros), para que luego se pueda usar estas corrugaciones para insertar el sujetador del reflector (figura 6). Doble las esquinas alrededor y pegar.

Para hacer el reflector, dibujar una línea en la tapa, formando un rectángulo del mismo tamaño que la abertura del horno. Cortar alrededor de los tres lados y doblar la lengüeta resultante formando el reflector. Cubrir el interior de este reflector con papel de aluminio. Para hacer el sujetador, doblar 30 cm. de alambre de una percha en forma de z e insertalo en las corrugaciones del cartón.
A continuación, se la da  vuelta a la tapa y pegar el vidrio o el plástico.
Finalmente, para hacer la bandeja, cortar un pedazo de cartón del mismo tamaño que el interior de la cocina, y aplicar papel de aluminio a un lado. Pintar este lado en negro y dejar secar.
Poner esta bandeja en el fondo de la cocina (lado negro hacia arriba), con las ollas oscuras ennegrecidas arriba.

PASTEURIZADOR DE AGUA.
El agua para beber puede ser pasteurizada utilizando la energía del sol y unos materiales muy sencillos. Cuando pasteurizamos el agua los seres patógenos (desencadenantes de enfermedades) mueren.

Que necesitarás:

• Una caja de cartón u otro recipiente como un cajón o caja de madera. Los recipientes deben tener las cualidades básicas de retención del calor. Los ladrillos o recipientes de metal no funcionan bien al no ser que estén aislados. 
• Papel de aluminio para forrar la parte interior de la caja y las tapas. Aunque se pueden pasteurizar pequeñas cantidades de agua sin papel de aluminio éste mejora mucho el rendimiento. 
• Una bandeja de metal (o cartón, o madera) de color negro. El metal conduce mejor el calor a los recipientes de agua.

• Una "ventana" solar hecha de cristal o plástico en la parte superior de la caja.

• Un reflector para hacer rebotar mayor cantidad de luz. 
• Botes claros u oscuros para poner agua o comida (ya que también puedes cocinar en este horno) 

Para pasteurizar agua, caliéntala en la caja a 65º C y mantén el agua a esa temperatura o más durante 30 minutos. Si no tienes termómetro, calienta hasta que salgan pequeñas burbujas desde el fondo del recipiente. Las condiciones solares, meteorológicas, la latitud y la eficiencia de la caja pueden variar el funcionamiento de las cajas solares para pasteurizar el agua. Como muestra, 4 litros de agua puede ser pasteurizado en 3 horas en un día de sol fuerte y alto. La apertura cubierta por el plástico (o vidrio) debe ser por lo menos de 45 x 60 cm. Cuando más grande es la caja más agua se podrá pasteurizar.