Un equipo de estudiantes del sector de Chicureo, Santiago, en Chile, descubrió una forma de utilizar la energía del sonido de los automóviles en autopistas urbanas para generar luz en áreas con altos índices de criminalidad. Se convirtió la energía cinética en eléctrica, almacenándola en baterías y alimentando sistemas de iluminación pública en poblaciones cercanas. La solución usa el abordaje STEM (sigla de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas) y buscó mejorar la sensación de seguridad en zonas con mala iluminación. El proyecto fue finalista de Solve for Tomorrow en el país, en 2023.
Los involucrados son cinco estudiantes de 15 y 16 años, del segundo año de educación media (antepenúltimo año de la escolarización obligatoria) del Colegio San José de Chicureo. La escuela tiene una trayectoria en innovación pedagógica desde hace algunos años, con base en el concepto de Aprendizaje Cooperativo, en que los alumnos trabajan de forma coordinada entre sí para profundizar sus estudios; relata Catalina Carvallo, profesora mediadora del proyecto. “Empezamos a trabajar con las Estrategias del Pensamiento Visible“, añade la docente de Biología y Ciencias Naturales.
El punto de partida de “Electricistas del Sonido” (como se intituló el proyecto STEM), fue las clases de la asignatura “Proyecto Científico”, que empieza desde el quinto año de la educación básica, cuando los estudiantes tienen alrededor de 10 años. “Es una metodología donde se trabaja con la colaboración, en equipos de cuatro a cinco estudiantes que se eligen en forma aleatoria. Los profesores forman los grupos para favorecer la inclusión y con la preocupación de que nadie se quede fuera”, describe Carvallo. Son dos proyectos por semestre y hay una rotación de equipos.
“Este equipo en particular, se me acercó con la decisión de participar en el programa [Solve for Tomorrow] y creo que su iniciativa tuvo una diferencia sustancial en el resultado final”, declara la profesora. Al inicio, eran cuatro alumnos del grupo de la asignatura, pero se sumaron a otro estudiante de otro curso, que ya conocían.
Revisión bibliográfica y experiencias previas inspiraron el proyecto STEM
Hasta este punto, sabían del programa y cómo funcionaba, pero no sabían qué iban a hacer exactamente. Tenían muchas ganas y se basaron también en la experiencia de la maestra, con 20 años de profesión y que participa en concursos, premios e iniciativas de este tipo. Por ejemplo, esta fue la tercera vez que participó en Solve for Tomorrow. El primer año su proyecto llegó hasta los 40 finalistas. El segundo, llegaron hasta los 10 finalistas y en 2023, llegaron hasta la Gran Final, entre los cinco mejores.
Los temas trabajados por los otros equipos de la asignatura fueron muy diversos; desde etiquetados de alimentos para reducir los índices de obesidad hasta una aplicación para combatir incendios. El equipo de “Electricistas del Sonido” empezó a pensar sobre la seguridad pública. Observaron que hay barrios con alta incidencia de asaltos en Santiago, áreas de las autopistas urbanas. Además de la inseguridad, son zonas con elevada contaminación acústica.
“Vimos un montón de estudios que dicen que la mejor forma de incrementar la seguridad, es tener barrios lo más iluminados posible. Entonces, tuvimos la idea de dar una segunda utilidad a este ruido de las autopistas”, explica la maestra. Ella recordó una propuesta de otros estudiantes hecha en el pasado pero que otro docente descartó: transformar la energía del sonido en electricidad.
Habían pocas referencias bibliográficas para un proyecto así; entonces tuvimos que descubrir cómo hacerlo por ensayo y error. Todo el mundo tiene miedo a equivocarse pero esto no es un problema: es una oportunidad de mejora, dice la maestra.
El prototipo fue adaptado a menor escala
Con la ayuda de los profesores de Física y Música, identificaron cuáles otros materiales necesitaban para hacer el prototipo, como cables, luces, ampolleta, batería de litio, y condensadores. El equipo calculó que se necesitaba poner 500 piezoeléctricos a cada 1m² de la autopista para generar energía suficiente y encender de cuatro a cinco ampolletas de 100V de la iluminación pública. El equipo compró los piezoeléctricos en línea, con inversión de la propia escuela. “Pero no conseguimos tantos piezoeléctricos para hacer un proyecto más grande y además teníamos que pensar en algo que no nos pusiera en riesgo, que sea manejable para alumnos de colegio”, explica Carvallo.
Entonces, hicieron un prototipo experimental en una escala pequeña, en la que lograron hacer la transformación de la vibración en energía. Los piezoeléctricos fueron puestos en autopistas reales de la ciudad y conectados a una luz LED (que genera luz con poca necesidad de energía eléctrica). La idea era que los sensores captaran las vibraciones, que son convertidas en electricidad y encienden las luces. Llamaron a este invento de “Iluminador Sónico”.
Para la maestra, la gran ventaja es que esa fuente es constante, a diferencia de la energía solar, por ejemplo, que sólo puede suministrarse durante el día. “Es un proyecto inspirador, que se puede utilizar en grandes ciudades. El mismo puede ser testeado en una fábrica o aeropuerto, que suenan todo el tiempo”, cree.
Colaboración fue clave para el proyecto STEM
Cada uno de los involucrados en el proyecto se ofreció a aprender algo nuevo para ayudar. La educadora tuvo que estudiar más sobre mecánica de fluidos y otros temas de Física. Un estudiante se encargó de aprender a usar el software SketchUp (utilizado para crear modelos 3D en el ordenador), para hacer la maqueta del prototipo. Otros profundizaron los estudios en Física, la búsqueda de datos en internet y la comunicación.
En la etapa final, hubo un momento que marcó la experiencia de la profesora. “Estábamos todo el equipo trabajando en el laboratorio, haciendo muchas horas extras, y empezaron a aparecer sus compañeros de clase, que no estaban en el proyecto, para sumar cuando más necesitábamos. Fue muy bonito”, dijo, emocionada. Ahora, los estudiantes de otros años de la asignatura de Proyectos Científicos ya están interesados en hacer propuestas para Solve for Tomorrow.
