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#Medioambiente

Club juvenil y un Biodigestor en la escuela: enseñanza en apoyo al protagonismo de jóvenes científicos

Los jóvenes ponen en práctica lecciones de biología y química para transformar los restos de comida de la cafetería en biogás

Profesor(a)

Foto de Bárbara Daniela Guedes Rodrigues
Bárbara Daniela Guedes Rodrigues

Escuelas

E.E. Professor Sebastião de Oliveira Rocha
São Carlos, São Paulo, Brasil

Nombre del proyecto

TESLA: Tecnologia Escolar Sustentável Ligada ao Arduíno

Áreas STEM

Ciencias

Otras áreas de conocimiento

Geografía

“Hay que creer que es posible”. Este es el mantra que se repite Bárbara Rodrigues, profesora de química de la Escola Estadual Professor Sebastião de Oliveira Rocha, en São Carlos (SP).

“Hay que creer que es posible”

Para ella, la transformación de la educación radica en incentivar a los estudiantes a pensar críticamente y tener el espacio y las condiciones para construir sus propias respuestas a problemas locales. “El programa de ciencias necesita ser vivido en la práctica, respondiendo a las preguntas que identifican en la vida cotidiana”, explica.

Biodigestor prototipado por jovens transforma sobras de alimentos em biogás.

Mediando un Club Juvenil de Ciencias llamado Tecnología Escolar Sustentável Ligada ao Arduíno (Tecnología Escolar Sostenible Conectada al Arduino – TESLA), y con el apoyo de la profesora de biología Isabel Cristina Santana Kakuda, Bárbara animó a un grupo de diez estudiantes a construir un biodigestor anaeróbico en la escuela. Inspirados en otro proyecto escolar, que calculaba los desperdicios en los almuerzos escolares, los jóvenes y la docente decidieron avanzar en la discusión sobre el exceso de materia orgánica y sus efectos en el medio ambiente. Incluso habiendo logrado reducir significativamente las tasas de desperdicios, aún quedaban sobras que podían ser reutilizadas y transformadas. “Juntos estudiamos varias alternativas de reutilización y llegamos a la propuesta de construir un biodigestor”, explica Bárbara.

Para la construcción del equipo fue necesario estudiar conceptos de química y biología vinculados a la descomposición de la materia orgánica e investigar caminos conceptuales y técnicos para responder a la demanda identificada. Para ello, la docente presentó un conjunto de referencias académicas y didácticas a la clase, invitándolos a esbozar sus propias hipótesis. En una dinámica que implicó momentos de encuentro y estudio individual y colectivo de la clase, Bárbara trazó con los jóvenes un plan de investigación y experimentación hasta llegar a la construcción del prototipo.

Trabajo colaborativo: la importancia de la escucha y el respeto en la construcción colectiva de proyectos

Afectados por la pandemia del Covid-19, los encuentros fueron inicialmente en línea, pero a partir de las necesidades de los estudiantes, pudieron utilizar el laboratorio de la escuela para investigaciones y pruebas empíricas. “Estos momentos de encuentro fueron fundamentales no solo para el desarrollo del proyecto, sino también para fortalecer nuestra unidad como grupo”, dice Barbara, resaltando la importancia de construir vínculos afectivos en el proceso de enseñanza y aprendizaje.

La construcción del prototipo requirió mucha creatividad de todos los involucrados y constante resolución de problemas. Según la profesora, replicar algo con materiales de fácil acceso en la escuela no es trivial: fue necesario estudiar y probar varias alternativas para que el equipo funcionara; desde la posición en la que debería estar el recipiente [garrafa] hasta el sellado correcto de la construcción. “Muchas veces casi nos rendimos, pero el vínculo que teníamos y el deseo compartido de lograr lo que queríamos hizo que llegásemos al resultado final”, identifica.

Por eso, según la docente, la diversidad del grupo es fundamental y requiere la atención del docente a las habilidades blandas de los jóvenes, entendiendo que la colaboración entre diferentes perfiles es necesaria para la realización del trabajo. Para ella el equipo exitoso reúne y estimula cada perfil de estudiante: el soñador, el sistematizador, el resiliente, el maker, etc., en un proceso en el que todos tienen un papel y aprenden a trabajar juntos, en colaboración. “De la misma manera, mi trabajo con mi compañera docente fue fundamental. Tenemos perfiles diferentes y complementarios. Soy muy ansiosa, necesito resolver todo a tiempo. E Isabel organiza, establece los pasos para llegar a donde queremos”, justifica.

¡Enfócate en la práctica!

Mira las pautas de la profesora sobre cómo alentar y guiar a los estudiantes en la construcción de un sistema de riego automático para cultivos.

Empatía

La profesora Bárbara reitera la importancia de que los estudiantes tengan acceso a un conjunto de materiales didácticos para estudiar el tema: artículos académicos, libros didácticos y paradidácticos, garantizando tiempo para que el grupo discuta y debata los problemas encontrados tanto sobre las consecuencias ambientales de no tratar los residuos de materia orgánica, como los efectos nocivos de la contaminación atmosférica, o el efecto invernadero por ejemplo, y el proceso de descomposición de la materia orgánica, incluyendo el rol de hongos y bacterias en la degradación de las comidas, la emisión y comportamiento de gases, la entalpía y las principales reacciones químicas que tienen lugar durante el proceso, como la combustión y la producción y liberación de metano y dióxido de carbono a la atmósfera y el suelo.

Definición

Con una revisión bibliográfica bien desarrollada, Bárbara explica la importancia de que los estudiantes formulen juntos la pregunta de investigación y diseñen un plan, aunque sea inicial, de lo que harán colectiva e individualmente para responderla.

Ideación

Con los planes establecidos y las divisiones de tareas acordadas, es hora de comenzar a experimentar. Para que los estudiantes comprendan efectivamente el proceso, es interesante invitarlos a crear sus propios modelos de biodigestión, con equipos de laboratorio sencillos y cotidianos. Es interesante estimular a la clase a plantear hipótesis sobre el proceso de descomposición de los materiales orgánicos a partir de sus concepciones previas. ¡Pensar colectivamente los desafíos a enfrentar es parte fundamental del proceso!

Prototipo

Una vez que el grupo esté listo, es hora de construir el equipo; lo que puede requerir varios encuentros. Un biodigestor simple consta de un recipiente grande, como un botellón de agua, para almacenar materia orgánica, mangueras o tubos y válvulas para conexión, y un depósito resistente para recolectar el gas producido, como un globo, cámara de neumático o pelota de plástico y materiales para sellar las salidas. Para preparar la “trap” [trampa, en inglés], encargada de capturar el dióxido de carbono y el ácido sulfhídrico de la biodigestión, luego de lecturas bibliográficas y pruebas de laboratorio, los estudiantes y el docente optaron por utilizar un soporte de filtro de agua de pared cubierto con una solución de hidróxido de calcio al 20%.

Testeo

Bárbara enfatiza que crear un diario de notas, errores y aprendizajes del proyecto es una práctica fundamental para el desarrollo del mismo, así como para la progresión del aprendizaje del equipo. Para apoyar el registro y sistematización de actividades, inspirado en la tutoría de Samsung Solve for Tomorrow, el grupo pasó a utilizar la herramienta gratuita y colaborativa Trello. Pensada para la gestión de proyectos, la aplicación es fácil de usar y permitió que todos los miembros del grupo realizasen un seguimiento de las tareas y asignaciones y mantuvieran registros de actividades actualizados. Al final del proceso, Bárbara, los estudiantes y los docentes involucrados discutieron juntos los aprendizajes desarrollados, lo logrado con el proyecto y sus próximos pasos, dejando un legado en la escuela no solo de la solución encontrada, sino de la importancia del Club de Ciencia para debatir cuestiones locales.

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