Galería de proyectos
Reutilización de material orgánico para la producción de biogás
Informe enviado por el(la) Profesor(a)
Barbara Daniela Guedes RodriguesEscuela
E.E. Professor Sebastião de Oliveira Rocha São Carlos, São Paulo, BrasilComposición del equipo del proyecto
Asaf Prates Almeida, Guilherme Henrique De Andrade, João Vitor Almas Francisco, Maria Paula Melo GobisEdad de los estudiantes
12 a 14 años, 15 a 17 añosOtras áreas de conocimiento
GeografíaDuración del proyecto
Más de un añoHabilidades blandas
Colaboración, Creatividad, Pensamiento críticoÁreas STEM
Ciencias, TecnologíaEmpatía: aprendiendo con los valores y necesidades de las personas
Objetivo del proyecto, problema a resolver y principales acciones
El principal objetivo del proyecto fue el de reutilizar alimentos que inevitablemente se desperdician, transformando esta materia orgánica en biogás y biofertilizante. El biogás para ser usado en la cocina de la escuela y el biofertilizante en nuestra huerta; una parte se vende en la comunidad escolar, generando ingresos.
Este proyecto nació como continuación de otro proyecto, JADes, que trabajó con el tema del desperdicio de alimentos en la escuela y su objetivo era el de reducir desperdicios. El club de ciencias TESLA al ver estos alimentos desechados decidió darles un destino más adecuado y dentro de las investigaciones realizadas dieron con el biodigestor y de ahí surgió la idea de construir un biodigestor casero, que además de transformar la materia orgánica en un biodigestor y biofertilizante estaba alineado con uno de los ODS que es producir energía limpia y renovable.
El proyecto fue idea de los jóvenes, que luego vinieron a mí. Las acciones fueron planificadas a partir de una encuesta para elegir el mejor modelo de biodigestor a construir. Una de las referencias utilizadas fue un artículo de Química Nova na Escola y todavía tenemos este prototipo. A partir de ahí verificamos la factibilidad del prototipo y vimos después, con la alianza formada con la Empresa 2E, que no era lo más viable y a partir de ahí llegamos al Biodigestor casero que tenemos hoy. Para ello, investigamos mucho sobre qué tipo de materiales se ajustaban mejor a la propuesta y con el menor costo posible. Aquí entra el apoyo económico que nos ofreció la empresa, ayudándonos a comprar todo el material necesario para construir los dos biodigestores que tenemos actualmente.
Definición: comprender mejor los desafíos
Profundización en el tema e involucramiento de la escuela y la comunidad local
Esta idea surgió principalmente para atender la demanda de nuestra escuela, pero durante el desarrollo se observó que, si se construía con materiales accesibles, se podía replicar en otras escuelas e incluso en las casas de los alumnos.
La participación de la comunidad fue directa y constante. Contamos con el apoyo de toda la comunidad escolar, ya que este proyecto dependía de la reducción de residuos, pues el biodigestor tiene una capacidad máxima de 2 kilos de alimentos diarios. Contamos con el apoyo de las señoras del comedor que separaron las sobras y a cambio lanzamos un recetario para la reutilización de restos de comida y lo pusimos a disposición de toda la comunidad escolar.
Contamos con el apoyo de la empresa 2E – Eficiencia Energética, que donó un Biodigestor Comercial y nos brindó mentorías. Clayss que nos dió apoyo financiero y mentoría para participar en el Proyecto Escuelas Solidarias en Brasil. Tuvimos el apoyo de muchos comerciantes locales.
Ideación: desarrollo de soluciones creativas
El desarrollo de la solución
1º paso: Consiste en una profundización teórica sobre los principales temas a abordar a lo largo del proyecto, tales como:
- Investigación sobre modelos de biodigestores;
- Investigación sobre las etapas de la digestión anaeróbica;
- Contaminación y enfermedades transmitidas por la contaminación del aire;
- Efecto invernadero;
- Funciones inorgánicas;
- Reacciones químicas.
- Comportamiento de gases
El estudio teórico puede realizarse en libros de bachillerato, en obras literarias específicas o en artículos científicos disponibles en sitios de difusión académica (Scielo, Lilacs, Web of Science, y Periódicos CAPES). El tiempo estimado para este paso es de 8 lecciones.
2º paso: Investigación de los mejores materiales a utilizar en el montaje de un biodigestor casero, considerando la practicidad y bajo costo de los materiales (dando preferencia a los materiales reutilizables). El tiempo estimado para este paso es de 8 lecciones.
3º paso: Montaje del biodigestor casero utilizando los materiales elegidos y viendo las posibilidades más viables para la construcción del prototipo; siempre teniendo cuidado de mantener todas las conexiones bien selladas. El tiempo estimado para esta etapa es de 20 lecciones.
4º paso: Montaje del prototipo
5º paso: Para preparar la “trampa” usamos una solución de hidróxido de calcio al 20%, y la más reciente que usamos para este sistema fue un soporte de filtro de agua de pared. Tiene la función de captar los gases carbónicos y el sulfuro de hidrógeno producidos en la biodigestión.
6º paso: Con el prototipo listo, es hora de la activación – necesitamos bacterias anaeróbicas – y las encontramos en el estiércol de vaca. Para ello hubo que ir a un corral y conseguir este material muy fresco. Se llenó el biodigestor con agua, se agregó el estiércol y luego los restos de comida. El tiempo estimado para este paso es de 6 lecciones.
7º paso: El biodigestor debe ser alimentado diariamente, y si tiene una capacidad de 200L, se recomienda un máximo de 1 Kg de alimento por día. Este paso se extiende a lo largo del período de mantenimiento del prototipo.
8º paso: Para el monitoreo con la Plataforma Arduino se necesitan los siguientes sensores: temperatura, detección de gas metano, medidor de pH.
9º paso: Fase de prueba utilizando el primer prototipo, observando qué funcionó, haciendo ajustes y pensando qué corregir para la construcción de un segundo prototipo. Esta etapa se extiende a lo largo del período de desarrollo del prototipo y en paralelo con el posible segundo prototipo.
Prototipo: hacer las ideas tangibles
La construcción del prototipo
Tenemos dos biodigestores en prueba en nuestra escuela y cuando terminemos queremos replicar este modelo en las escuelas y en los hogares de las personas interesadas en esta tecnología.
Pruebas: sacar ideas al mundo
Evaluación del proceso y de la solución desarrollada
En el proceso de evaluación se consideró lo siguiente:
- Asistencia de los estudiantes, recomendándose una participación mínima en el 75% del total de las reuniones;
- Presentación de seminarios temáticos;
- Elaboración de informes y artículos;
- Habilidad para comunicarse en público;
- Proactividad en la resolución de problemas que se presenten durante la práctica docente;
- Presentación de trabajos en eventos científicos, escolares, ferias científicas externas y concursos.
Reflexiones y prácticas pedagógicas
El valor de participar en Samsung Solve for Tomorrow
La edición de 2021 fue la tercera en la que participé con mis alumnos. En las primeras dos fuimos semifinalistas y en la última campeones. Fue siempre una experiencia increíble para los estudiantes tener su trabajo reconocido a nivel nacional, trayendo autoestima y hemos notado una diferencia considerable en estos estudiantes en el salón de clases.
Logros y avances percibidos por el(a) profesor(a), a lo largo del proceso
Estudiantes más preparados para los desafíos, centrándose en las soluciones y el pensamiento crítico mientras aprenden el contenido y las habilidades de la BNCC.
Desafíos enfrentados
Dentro de nuestro proyecto hubo varios retos; desde la falta de dinero para comprar los materiales al principio, hasta el montaje de los prototipos. Tuvimos un problema para sellar una de las tapas, lo que nos llevó alrededor de dos meses. Creo que estos problemas trajeron una sensación de resiliencia y enfoque en la solución, que todos llevaron a la vida adulta y profesional.
Aprendizaje incorporado a la rutina y práctica del(a) profesor(a)
La metodología STEM no es exclusiva de proyectos grandes, es posible trabajar en proyectos pequeños que suceden en la rutina escolar; de esta manera puedo contextualizar mejor el tema y aún usar los proyectos de los Clubes de Ciencias como ejemplo, demostrando que los jóvenes de secundaria pueden marcar la diferencia.
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