Sprinkle: Puentes de Paja (para Aprendizaje Informal) (in English)

Los estudiantes diseñan, construyen y prueban puentes de celosía hechos de pajas y cinta para ver cuánto peso pueden soportar.

Introducción
Las palabras en negrita son vocabulario y conceptos que deben ponerse de relieve con los estudiantes durante la actividad.

El tipo más común de puente es el puente de viga-una estructura hecha de vigas horizontals y rígidas cuyos extremos descansan en dos columnas. La carga del puente es soportada por columnas. La carga se refiere al peso del propio puente que necesita ser soportado, así como a cualquier peso que se añada al puente como coches, camiones y gente. Un puente de celosía es un tipo de puente de viga que tiene unidades triangulares para distribuir la carga y sostener al puente.

Bosquejos muestran perfiles de diseños de tres puentes de celosía compuestos de triángulos de diferentes formas y tamaños situados tanto arriba como debajo de la viga principal de un puente que se extiende entre dos columnas. Los tres diseños son conocidos como diseño de celosía Howe-Kingspot (arriba), puente de celosía con tablero superior (deck truss) (centro) y diseño de celosía Warren (debajo).
Ejemplo de diseños de puentes de celosía.
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Copyright © 2006 ITL Program, College of Engineering, University of Colorado Boulder

Materiales

Cada grupo necesita:

  • 20 pajas de beber de plástico
  • cinta adhesiva
  • tijeras
  • 1 hoja de papel
  • lápiz o rotulador

A compartir por la clase:

  • cinta de medir o regla
  • varios libros de pasta dura  y blanda para utilizarlos como pesos
  • 2 pupitres o mesas de similar altitud desde el suelo, para servir como estación de prueba
  • peso, uno que pueda pesar un mínimo de 3 libras (~1.4 kg)

 

Procedimiento

Descripción General

Vuestro desafío de ingeniería es diseñar y construir un puente que pueda cubrir cierta distancia al tiempo que soportar el mayor peso posible. Vuestros materiales son pajas y cintas, y vuestro puente debe satisfacer los requerimientos del diseño.

Diseño y Construcción del Puente 

  1. Organiza a los estudiantes en grupos de tres.
  2. Reparte papel y utensilio de escribir a cada grupo.
  3. Muestra a los estudiantes algunas imágenes de puentes de celosía (o muestra las imágenes incluidas en esta presentación).
  4. Informa a los estudiantes de los siguientes requerimientos de diseño:
    • el puente debe tener al menos 10 pulgadas (25 cm) de longitud y debe cubrir un espacio de 8 pulgadas (20 cm)
    • el puente debe ser capaz de soportar firmemente peso que se añadirá gradualmente en su parte central hasta que falle (empieza a doblarse)
    • el puente debe incorporar un diseño de celosía
    • el puente debe estar hecho de 20 (o menos) pajas
    • los grupos no recibirán pajas de repuesto
    • el puente no puede estar pegado con cinta a la mesa
  1. Pide a los estudiantes que compartan ideas para sus puentes y que anoten y dibujen sus ideas en papel (5-7 minutos). Aconseja a los estudiantes que planeen sus puentes con cuidado antes de cortar las pajas ya que no van a recibir materiales de repuesto.
  2. Después de que cada miembro del grupo haya presentado sus ideas, haz que cada grupo decida qué puente van a construir.
  3. Da a los grupos 30 minutos para que creen sus puentes.
  4. Consejo: Puede ser difícil para manos pequeñas resolver el cómo pegar pajas que están situadas en ángulos extraños las unas con las otras. Circula por el aula para ayudar a los estudiantes con cualquier obstáculo que puedan encontrar en la construcción.

Prueba del Puente 

  1. Haz una estación de prueba colocando dos pupitres (o mesas) aproximadamente a 8 pulgadas (20 cm) de distancia.
  2. Uno a uno, ayuda a cada grupo a probar su puente:
    • Coloca el puente a lo largo del espacio entre los dos pupitres, situando los bordes del puente a idéntica distancia sobre el pupitre.
    • Con cuidado coloca un libro sobre el puente.
    • Continúa añadiendo libros hasta que el puente falle o claramente empiece a curvarse (no añadas tanto peso que arruine el puente)

Una fotografía muestra un puente de paja de estilo celosía (diseño Howe-Kingpost) hecho de pajas de beber de plástico y cinta adhesiva transparente que cubre el espacio entre dos bloques de madera, listo para ser probado.
Figura 1. Colocación del puente para ser probado.
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Copyright © 2006 ITL Program, College of Engineering, University of Colorado Boulder

    • Pide a los estudiantes que pesen los libros que el puente pudo soportar satisfactoriamente antes de fallar. Esto significa eliminar de la pila de libros el último colocado, el que causó que el puente se colapsara.
    • Escribe el peso total del grupo en la pizarra del aula
  1. Si el tiempo lo permite, haz que los estudiantes realicen mejoras en sus puentes y los vuelvan a probar.
  2. Con toda la clase, examina los datos recogidos en la clase y pregunta y discute las Cuestiones a Considerar.

Conclusiones - Cuestiones a Considerar

  • ¿Qué diseño de puente soportó el mayor peso?
  • ¿Qué parte de vuestro puente cedió primero? ¿Por qué?
  • ¿Cómo mejoraríais el diseño de vuestro puente?
  • ¿Cómo cambiaríais vuestro diseño si tuvierais que cubrir un espacio de 20 pulgadas (51 cm) utilizando los mismos materiales?

Copyright

© 2016 by Regents of the University of Colorado

Last modified: October 6, 2016

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