Aula Extendida

De Casiopea





TítuloAula Extendida
Tipo de ProyectoProyecto de Titulación
Palabras ClaveHumedales Mantagua, Ciudad Abierta, Diseño Industrial
Período2010-
CarrerasDiseño Industrial


Tabla de Contenidos

Tema 1: Documentación proyectos Parque Amereida

Aula Extendida

El “Aula Extendida” se refiere al lugar natural y extenso, que posee valor en el mismo, al cual se le equipa coherentemente para acoger actividades educacionales, turísticas y recreacionales, en contacto con el medio ambiente, en el cual los contenidos se internalizan a través de experiencias recogidas desde el mismo lugar.

El aula extendida se relaciona directamente con los fundamentos de la “Escuela Activa”, que busca entre otros aspectos que el alumno experimente y desarrolle su aprendizaje fuera de la sala de clases.

Parque Amereida

El proyecto Parque Amereida se inserta en los terrenos de la Ciudad Abierta en Ritoque. Este terreno posee una extensión de 270 hectáreas y está ubicada a 16 kms. al norte de Valparaíso. En la Ciudad Abierta existe un extenso campo dunario, un borde de playa de más de 3 kilómetros, y además en ella se sitúa el Humedal de Mantagua el que otorga una gran variedad de flora y fauna. Como se menciona anteriormente dentro de los terrenos de la Ciudad Abierta se ubica el Humedal Mantagua, el que se compone de un sistema integrado por el estero Quintero y la laguna Mantagua los que cubren una superficie aproximada de 269 ha. La laguna y desembocadura destacan como, lugar de residencia y migración de aves, (Gaviota de Franklin, Garza grande, entre muchas otras) y otra fauna y vegetación asociada que se encuentra fuertemente amenazada por la actividad humana y la presencia de ganado mayor.

El proyecto Parque Amereida centra su interés en rescatar esta zona rica en biodiversidad, y transformarla en un área para el desarrollo científico, cultural y educacional, en la que puedan realizarse investigaciones científicas, se favorezcan las expresiones culturales y se proyecten sus resultados y acciones al ámbito educacional.

Bajo estos conceptos el Parque Amereida busca insertarse en el mundo de los Eco-Museos donde su fin principal es prestar servicios educacionales a la comunidad. Es en este punto donde se presenta la oportunidad de desarrollar el concepto de Escuela Activa en un Aula Extendida (Parque Amereida). Los cambios que ha tenido la educación chilena actual, ha obligado también a realizar cambios en el diseño de la infraestructura y equipamiento de los colegios, así como también ha abierto la posibilidad de incorporar los conceptos de la Escuela Activa a la reforma educacional chilena, generando así servicios educativos externos y complementarios, a la educación tradicional, poniendo a disposición programas e infraestructura en nuevos lugares que sean de interés público nacional e internacional.

“No hay comprensión auténtica sino de aquello que uno mismo ha descubierto” si se toma este principio de la escuela activa y las necesidades que hoy en día se requieren en la educación se desprende inmediatamente la potencia de elaborar un proyecto, que tome la extensión natural del humedal de Mantagua, integrándole una infraestructura acorde a las necesidades que permitan el desarrollo de un Aula Extendida en esta zona, generando así un núcleo regional de servicios turísticos-educativos ambientales.

Objetivos del Proyecto

Objetivos Generales

Potenciar y poner en valor el recurso humedal de Mantagua y su entorno como base para la educación, investigación y actividades turísticas-culturales de manera sustentable. Generando un centro de turismo de intereses especiales que aporte al posicionamiento de la región de Valparaíso.

Objetivos Específicos

1. Desarrollar un proyecto de Wetland Camp que permita un modelo económico sustentable, dentro del contexto del desarrollo del Turismo de Intereses Especiales, considerando el Turismo de Negocios y los programas educativos para estudiantes de Básica y Media.

2. Generar una zonificación para usos adecuados que permitan la interacción de actividades y experiencias científicas, educacionales, recreacionales y artísticas en el denominado Parque Ecocultural Amereida con desarrollo de infraestructura sustentable.

3. Generar valor al recurso humedal a través de su conservación y conocimiento como un centro de conservación y difusión.

4. “Complementar y promover a la región como región Universitaria, a través del desarrollo de programas de investigación e intercambio con universidades y redes nacionales e internacionales”.

Equipamiento Parque Amereida

Con los antecedentes ya mencionados y bajo los conceptos del aula extendida, los eco-museos y la valoración del medio ambiente se pretende implementar el Parque Amereida con proyectos que alumnos de esta escuela ya han realizado y otros que están en proceso de realización.

Proyectos Parque Amereida

Diseño para el Aprendizaje

Antecedentes

El punto de partida de este proyecto centra sus estudios en las nuevas metodologías de la educación y como a través de ellas incorporar el diseño y así equipar un aula al aire libre.

Escuela Activa

Tipos de metodología: Participativa

Descripción: La Escuela Activa se fundamenta en la libertad y en el trabajo de acuerdo con los principios de Celestin Freinet

La Educación Activa es un proceso que propicia en cada niño el desarrollo de sus capacidades personales al máximo, para integrarse a la sociedad y aportar lo valioso de su individualidad para transformarla.

La Escuela Activa es la escuela de la acción, del trabajo de los alumnos guiados por el maestro. Esta escuela es un método pedagógico, el cual busca que por medio de la experiencia el estudiante desarrolle sus potencialidades, aptitudes y actitudes. Son ellos quienes investigan y procesan la información, responsabilizándose conjuntamente en el proceso de enseñanza-aprendizaje.

Es de esta manera en como a través del “aprender haciendo” los alumnos desde sus primeros años edad comienzan a tener un sentido de responsabilidad y de conocimiento, el que no solo es impulsado por el profesor,sino también por las ganas que el mismo siente de conocer y satisfacer sus dudas.

Metodología del "aprender haciendo"

Concepto de aprendizaje

El concepto de aprendizaje se puede definir como un proceso de cambio relativamente permanente en el comportamiento de una persona generado por la experiencia. El aprendizaje es el proceso a través del cual se adquieren nuevas habilidades, destrezas, conocimientos, conductas o valores como resultado del estudio, la experiencia, la instrucción, el razonamiento y la observación.

El aprender haciendo

El “aprender haciendo” o “aprender a aprender” es un tipo de aprendizaje el cual se puede definir como :

La capacidad para persistir en el aprendizaje, lo que conlleva a realizar un control eficaz del tiempo y la información, individual y grupalmente. Esta capacidad incluye la conciencia de las necesidades y procesos del propio aprendizaje, la identificación de las oportunidades disponibles, la habilidad para superar los obstáculos con el fin de aprender con éxito. Incluye obtener, procesar y asimilar nuevos conocimientos y habilidades. En el aprender haciendo los estudiantes se comprometan a construir su conocimiento a partir de sus aprendizajes y experiencias vitales anteriores con el fin de reutilizar y aplicar el conocimiento y las habilidades en una variedad de contextos(en el hogar, trabajo,etc). El estudiante sabe lo que aprende y la forma en que lo hace, controlando, de esta forma, su aprendizaje.

La capacidad de aprender a aprender, como todas las demás, por otra parte, implica desarrollar aspectos tanto cognitivos como emocionales. Desde luego, supone adquirir determinadas habilidades metacognitivas, es decir, capacidades que permiten al estudiante conocer y regular sus propios procesos de aprendizaje. En las habilidades de las personas son cruciales la motivación y la confianza.

Aprendizaje fuera del aula de clases

La educación al aire libre se presenta actualmente como una propuesta que incentiva la formación valórica y afectiva. Favorece el compañerismo, el esfuerzo, la amistad y el amor y respeto por la naturaleza, a través del ejemplo directo y vivencial. Esta innovadora estrategia educativa facilita el desarrollo de diversas competencias para la formación integral de las personas.La educación al aire libre transforman el medio natural en una gran sala de clases.

Utilizar la aventura como metodología de aprendizaje, es una práctica pedagógica relativamente nueva. Sin embargo, muchas sociedades en la antigüedad exponían a sus jóvenes a situaciones de desafío y de incertidumbre para que aprendieran conductas y actitudes, al tiempo que les permitía averiguar quiénes de los miembros de las generaciones jóvenes debían ser preparados y educados para líderes.

En Chile, dada las características geográficas y gracias a los esfuerzos que se efectúan para potenciar la modernización de los procesos educativos, ha sido posible introducir gradualmente elementos de la educación de aventura al interior de los establecimientos educacionales.

Durante actividades de exploración y de orientación en terrenos naturales, por medio de técnicas en el uso de equipos y en actividades de campamento, los alumnos se enfrentan a un ambiente desconocido. Esto los impulsa a romper las barreras que este medio produce, haciendo de esta relación un aprendizaje constante y sistemático que los obliga a depender y a necesitar de sí mismo y de los "otros" para dar solución a los problemas que aquí se generan. A través de esta interdependencia, los alumnos aprenden el valor del compañerismo, de la solidaridad, de la consideración por el otro; consolidan su autoestima y sus capacidades de liderazgo, como también aprenden a trabajar en equipo y a respetar y proteger el medio ambiente natural.

La educación al aire libre se introduce en la filosofía, la teoría, y las prácticas de educación experimental y educación ambiental.

Educación Experimental

Educación experimental es una filosofía de la educación que se centra en el proceso que se infunde entre el profesor y el estudiante implicados en experiencia directa con el ambiente y el contenido que aprenden.

Educación Ambiental

La educación ambiental es un proceso pedagógico dinámico y participativo, que busca despertar en la población una conciencia que le permita identificarse con la problemática ambiental tanto a nivel mundial, como a nivel especifico (medio donde vive); Busca identificar las relaciones de interacción e independencia que se dan entre el entorno (medio ambiente) y el hombre, así como también se preocupa por promover una relación armónica entre el medio natural y las actividades antropogénicas [1] a través del desarrollo sostenible, todo esto con el fin de garantizar el sostenimiento y calidad de las generaciones actuales y futuras.

Parques Educativos

Desde que aparecieron las modernas teorías de la escuela activa y el aprendizaje experimental, durante los años 30 del siglo pasado, frente a la enseñanza tradicional, el concepto de alumno activo se ha popularizado así como la idea de diversificación de los contextos de aprendizaje; se aprende mejor a través de la experiencia directa con materiales naturales y situaciones de vida fuera de la escuela. Los espacios verdes pueden constituir excelentes escenarios formativos. Los parques son un medio que puede colaborar en la formación y desarrollo interpersonal de los estudiantes y en el desarrollo del ámbito afectivo, y ser fuente de temas vertebradores de conocimiento

Desde la época de la I.L.E. (Institución libre de Enseñanza), en España en 1876, inspirado en la filosofía del Krausismo, se escribe y se teoriza sobre la necesidad de conocer y de investigar el medio en la escuela y sobre la importancia del aprendizaje fuera del aula. Las implicaciones pedagógicas de la filosofía krausista obligan a poner en contacto directo al alumno con la naturaleza y con cualquier objeto de conocimiento (de ahí la importancia de las clases experimentales y de las excursiones), así como a establecer un gradualismo desde los gérmenes de cada disciplina de conocimiento hasta la suma complicación e interconexión de los niveles superiores.

Estos espacios representan un medio excelente para hacer posible el explorar, indagar, realizar descubrimientos, en definitiva, investigar, tarea fundamental en los avances de la ciencia y de la vida.

Generalmente los parques educativos poseen un paisaje que acoge al visitante ofreciéndole actividades de educación, cultura y recreación. Con ello se combina el hábitat natural de variadas especies vegetales y animales con una infraestructura espacial al servicio de los programas y actividades que ellos ofrecen.

Parques Temáticos

Parque temático es el nombre genérico que se utiliza para denominar a un recinto con un conjunto de atracciones, espacios para el ocio, entretenimiento, educación y cultura, normalmente organizadas en torno a una línea argumental que les sirve de inspiración. Precisamente por esto un parque temático es algo mucho más complejo que un parque de atracciones o una feria. Esto también implica que vaya ligado a un proyecto empresarial más sólido y con importantes inversiones económicas.

Los parques temáticos se han popularizado en el mundo, tanto en países industrializados como en vías de desarrollo, porque atraen a una gran población, especialmente infantil y juvenil y son una oportunidad para crear conciencia acerca de temas que antes fueron relegados al espacio de la escuela como la ciencia y las matemáticas, temas de preocupación mundial como la ecología o temas vistos como restringidos a una clase intelectual como la tecnología, la antropología, la geología y otros. Muchas compañías comerciales, con el fin de promocionar racionalmente sus productos, crean parques temáticos, por ejemplo, fábricas, compañías cinematográficas y medios de comunicación (radio, televisión, prensa). Por otra parte, muchos estados los crean alrededor de actividades tendientes a la protección del medio ambiente (explotación minera) o la educación cívica.

Interpretación Ambiental

Una de las formas introducir el proyecto Parque Amereida en el medio educativo es a través de la metodología de interpretación como un recurso significativo para el aprendizaje de los niños.

Metodología

La metodología de la interpretación toma en cuenta los principios de la educación ambiental, que entre otros aspectos busca enseñar de manera masiva la relación del hombre con el medio ambiente. Así se puede definir interpretación como el idioma de la educación ambiental, con ella se busca traducir el lenguaje de la naturaleza a un leguaje común, buscando una relación directa entre la persona y lo que se interpreta a través de técnicas y elementos especiales de comunicación, para así dar un mensaje coherente, que provoque y estimule a las personas a entender su relación con el medio ambiente.

La Interpretación como metodología posee cuatro características importantes :

•es comunicación atractiva

•ofrece una información concisa

•es entregada en presencia del objeto en cuestión

•su objetivo es la revelación de un significado.

Se debe interpretar para comprender, de allí que se pueda interpretar símbolos para comprender culturas, interpretar prácticas para comprender sociedades, interpretar textos, objetos o imágenes, para comprender contextos, etc.


“Una actividad educacional que aspira a revelar los significados y las relaciones por medio del uso de objetos originales, a través de experiencias de primera mano, y por medios ilustrativos en lugar de comunicar información literal” Freeman Tilden (1957)

“La interpretación es simplemente un enfoque de la comunicación y en este caso se trata de traducir una información técnica y compleja difícil de entender por el público en general, en un lenguaje sencillo, directo, entretenido y atractivo sin perder el rigor científico. Sobre todo es una comunicación dirigida más al corazón que a la razón, una comunicación que enfatiza la transferencia de ideas y relaciones en lugar de hechos y cifras aisladas” Sam H. Ham (1992)

Características

Existen cuatro grandes características de la interpretación ambiental que según Sam H. Ham en 1992 la diferencia de otros tipos de comunicación, estas son:

Es amena: Mantener la las personas entretenidas no es la meta de la interpretación, sin embargo es necesario que así sea para mantener la atención de la audiencia en lo que se está presentando, durante el tiempo que dure la charla o recorrido.

Es pertinente: Para que la información se considere pertinente, debe cumplir con dos cualidades, una se refiere a que tiene un significado y la otra a que es personal. La información es significativa para nosotros cuando logramos relacionarla con algún conocimiento previo, es decir, la entendemos en el contexto de algo más que sabemos, y es personal cuando se relaciona lo que se está describiendo con algo dentro de la personalidad o experiencia del visitante.

Es organizada: La información es organizada, se debe presentar de una forma fácil de seguir, sin que sea necesario un gran esfuerzo por parte de la audiencia. Para ello se sugiere trabajar con cinco ideas principales o menos, de acuerdo con los estudios de George Millar en 1956 sobre la capacidad de los seres humanos sobre cuanta información somos capaces de manejar. Para hacer una interpretación organizada se debe de trabajar a partir de un tópico que es la idea principal y general que se desea transmitir al público. Y las distintas paradas de la interpretación ambiental se desarrollan a través de temas los cuales son escogidos según el tópico escogido y los elementos con los que se dispone para interpretar. Más adelante se exponen varios ejemplos donde se utilizaron tópicos y temas.

Tiene un Tema: El tema es punto principal o mensaje que un comunicador está tratando de transmitir. En la interpretación, además del tema, hay un tópico, el cual es el objeto motivo de la presentación.

Medios Interpretativos

Los medios interpretativos se dividen en dos categorías (Dawson, 1999):

Interpretación autoguiada:

A través de este medio se utilizan instrumentos como, exhibiciones, señales, rótulos fijos, folletos, o aparatos audiovisuales y presenta la ventaja de que es más económica y está a disposición del público en todo momento, además de que libera al personal para que trabaje en otras áreas que necesariamente requieren compañía. Por otra parte el impacto sobre el ambiente puede ser menor ya que las personas pueden realizar el recorrido solas, o en grupos pequeños siendo menor la presión sobre el ecosistema. Los servicios impersonales se recomiendan cuando el medio que se interpreta es un área donde el flujo de visitantes es amplio y constante durante el día o el año. En los casos donde la audiencia está iniciando el proceso educativo formal, este tipo de interpretación puede ser menos efectivo.

Interpretación guiada:

Los servicios guiados, incluyen paseos o giras, charlas interpretativas, discusiones, guiadas, en las cuales una persona va a interpretar el ambiente natural o cultural para la audiencia. En este tipo de interpretación el costo económico es más elevado, en cuanto debe haber siempre una persona disponible para quienes desean hacer el recorrido. Los paseos guiados se recomiendan para grupos escolares o grupos regulares pequeños y para familias. Es importante que el tamaño del grupo sea menor a 30 personas, ya que grupos más numerosos pueden causar un impacto ambiental negativo sobre los ecosistemas del lugar.

Fundamento Proyecto

Luego de realizar los diferentes estudios, este proyecto toma como base lo que sucede con los alumnos en los Parques Educativos de Chile y como estos a través de una experiencia lúdica ayudan al desarrollo de la educación fuera del aula. Para ello se analiza todo lo que gira entorno a al alumno al momento de tener contacto en un medio distinto a la sala de clases, como se comportan, se expresan, se mueven, que hacen al explorar, de que se apoyan y que necesitan para investigar, etc. A partir de la observación de estas experiencias, se rescata la importancia del “cargar y guardar” al explorar. Con esto el proyecto empieza a tomar forma y se comienza distinguir como algo que se lleve en el cuerpo y que se adecue a el, que se transporte y que no interfiera en el desarrollo lúdico y educativo de los alumnos.


Propuesta final

Finalmente se diseña una chaqueta fácil transportar y usar, se adapta al cuerpo y sirve para guardar todo lo necesario para un día de exploración( croquera, lápiz, botellas,etc). Además es un chaqueta que se guarda en si misma, tiene un bolsillo que al terminar de usarla permite que esta se introduzca en el.

Proyecto Panel Interpretativo

Antecedentes

Este proyecto se basa en la metodología de la interpretación como herramienta significativa a la hora de disponer información, entregando un mensaje no convencional pero que a la vez permita que cualquier visitante piense en como interpretar el lugar que los rodea.

El fin de la interpretación es dejar en el visitante un entendimiento de por qué y en qué sentido es importante ese lugar y los objetos que se exponen.

Cabe recordar que este es un proyecto que no aun no llega a su etapa final

El lugar para la Interpretación

En este proyecto el lugar de estudio es el Humedal de Mantagua, el que se define como un territorio extenso en el que se producen actividades, donde también existen planicies con distintos niveles de suelo. Es en este lugar donde se pretende crear el aula extensiva y en el cual la manera de relacionarse con el medio será a través de instrumentos o herramientas que ayuden comprensión del lugar a través de la interpretación.

Para que la interpretación sea un buen factor de aprendizaje es necesario estudiar el gran ecosistema que posee este lugar, para esto se tiene como base algunos estudios realizados en los cuales describen el lugar, a través de estudios geológicos, la geoformación de las dunas, la vegetación específica, los tipos de humedales, las plantas acuáticas, las familias de aves residentes y estivales, el ciclo de vida de algunas aves, sus rutas de viaje, entre otra información específica de este humedal. En base a esta información se comienza a desprender y a construir una nueva visión de como mostrar este lugar de una forma en que el aprendizaje en la extensión sea lo principal, al igual que el presente en que se explora.

Para poder entregar una información a quien visite el lugar de manera que este pueda interactuar e interpretarla de un modo no convencional es necesario realizar estudios referentes a los centros interpretativos al aprendizaje experiencial.

Centros Interpretativos

Los centros interpretativos poseen un equipamiento cultural, cuya función principal es la de promover un ambiente para el aprendizaje creativo, buscando revelar al público el significado del legado cultural o histórico de los bienes que expone. Está orientado a cubrir cuatro funciones básicas: Investigación, conservación, divulgación y puesta en valor del objeto que lo constituye. Actividades y Destinatarios Sus actividades están dirigidas a la población en general, dedicando especial atención a las visitas de grupos organizados. Un centro de interpretación desarrolla un conjunto de actividades de comunicación con el público visitante cuyo objetivo es revelar y explicar el papel y el significado del patrimonio histórico y cultural mediante su interpretación contemporánea, con el fin de aumentar la sensibilización del público y de hacer más eficaz su conservación . Debe disponer, como condición fundamental de funcionamiento, de personal especializado para la realización de los itinerarios didácticos y para la atención al público.

Objetivos básicos

Los centros de interpretación tienen como objeto crear en quien acude a ellos una sensibilidad, conciencia, entendimiento, entusiasmo, compromiso, etc., hacia el recurso que es interpretado. Para cumplir la misión que tienen encomendada estos centros (revelar al público los significados e interrelaciones del patrimonio natural y cultural) se cuenta con recursos expositivos e interpretativos clásicos, visitas guiadas y recorridos señalizados, además de otras actividades de sensibilización ambiental. Los centros de interpretación son uno de los recursos de referencia para la transmisión de la cultura. Promueven el turismo y se conciben cada vez más como factores de valor económico, por su atractivo como actividad de ocio. Hacerlos más accesibles al público y conseguir generar experiencias atractivas para los visitantes, más allá de la mera observación, es el reto para una mejor difusión cultural.

Aprendizaje experiencial

El aprendizaje experiencial busca que las personas adquieran conocimiento a través de lo vivencial, con el fin de lograr que esta se involucre en cada situación que se le presenta, usando cada uno de sus sentidos para buscar y explorar lo desconocido, para así hacer del aprendizaje algo que quede en el recuerdo de las personas.

Existen diversas metodologías para aplicar el aprendizaje experiencial, una de ellas es a través de juego, ya que este es un factor importante a la hora de estimular a una persona, logra captar mas la atención, genera curiosidad y por ende se adquiere aprendizaje. El juego es un elemento que permite tener experiencias mas físicas, es por esto que de el se desprende un conocimiento inmediato. Con el juego lo que se quiere aprender se puede asimilar más rápido.

Otro método que sirve para desarrollar este tipo de aprendizaje se enfoca en el modo de comunicar a través de recursos gráficos y visuales, para así causar interés y a la vez captar el mensaje que se desea transmitir. La mayoría de estos recursos se utilizan en objetos táctiles, que permitan distinguir formas, relieves, etc. además de utilizar color para atraer la mirada

Con estas y otras metodologías, el aprendizaje experiencial busca que las personas interactúen con el o los objetos, de manera que al momento de aprender algo exista una participación activa que motive a las personas a ser parte de lo que esta enseñando, y así provocar su propio conocimiento a través de la experiencia con el medio.

Fundamentos del proyecto

Propuesta final

Proyecto Estructura de Apoyo Desplegable

Antecedentes

Este proyecto surge de la pregunta de cómo construir una pausa a medida que se recorre el parque y a partir de esto crear algo que logre distinguir la detención de un individuo en medio de la extensión.

Lugar de estudio

Este proyecto también es parte de la construcción y equipamiento del Parque Amereida, situándose en la vega a orillas del estero, ya que es un buen punto para enriquecer la observación de las aves que se encuentran y llegan al lugar.

Fundamento del proyecto

Como se menciona anteriormente este proyecto nace de la pregunta de cómo construir la pausa del recorrido, a partir de esto se busca la forma que de la posibilidad de detenerse, y así es como desde el suelo se desprende un fragmento que de la posibilidad de suspender el descanso y avistamiento, como también la de ubicar al visitante en medio de la extensión geográfica del lugar en que se encuentra.

Propuesta final

La forma que adquiere este proyecto tiene como coordenada principal que lo que se construya tiene que ser un objeto a escala de parque.Es así como se construye una estructura de madera impregnada y terciado, escuadrado mediante piezas de hormigón, las cuales sirven como puntos de apoyo y ubicación geográfica, ya que en ellas se señalan puntos cardinales.

El apoyo toma importancia al aparecer como centro gravitante, ya que no se requiere de elementos que cimienten el objeto en el espacio, sino del uso del recurso gravitatorio para la ubicación de este objeto.

Esta estructura tiene como base una cuadricula, modulada por triángulos, que logra contrastar con las formas del parque, y así generar la distinción que construye la pausa en el recorrido.

Proyecto El Umbral que construye el Límite

Antecedentes

Este proyecto tiene como base el desarrollo de un aula extensiva en el parque y en la manera en que este territorio extenso se pueda cubrir, por lo que se centra en el estudio de los límites en un espacio abierto.

Lugar de estudio

La vega vuelve a ser el espacio donde se emplaza este proyecto, principalmente en el borde entre esta y el estero, es en este punto donde surge la primera inquietud de construir un limite en la extensión, debido a lo precario de las rejas que limitan esta zona.

Observaciones anteriores al proyecto la definen como un eje espacial, que a pesar de tener utilidad este no es usado en plenitud y por lo tanto no se logra tener un contacto con la totalidad del espacio natural. Con esto nace la primera idea de hacer de este lugar un punto de reunión, contemplación y entendimiento.

Fundamento proyecto

El proyecto se enfoca en los límites que de cierta manera ya están definiendo el lugar y es sobre estos donde nace la idea principal de este proyecto, que se enmarca en la construcción de un espacio que en una primera mirada aparezca como un límite y que luego, en la medida que una persona interactúe con el, este sea un elemento de juego, donde se tenga la posibilidad de ascender por el, elevarse desde el suelo y así contribuir a la observación del entorno natural.

Propuesta final

La forma, como se menciona anteriormente, tiene que ver la creación de un límite, en donde la funcionalidad de este vas más allá de ser un límite sino que también se pone énfasis en la manera que esta forma que “cierra” nos lleve a otra circunstancia (el juego).

A partir de esta necesidad se construye una reja que se despliega en dos brazos en la cual se da la posibilidad de subirse a ella, elevarse desde el suelo y contemplar el paisaje.

Esta reja se elabora con piezas especificas, con un volumen y altura que contenga a la persona. La medida de pilares es casi de 2 metros de altura. La elaboración de estas piezas va de la mano con la conformación de una trama , ya que cada pilar al juntarse con otro va formando un conjunto de piezas que permiten leer un límite.

Proyecto Articulación de la Dinámica Perimetral

Antecedentes

Este proyecto toma como base los conceptos del aula activa, pretendiendo aportar a través del diseño instrumentos que ayuden al desarrollo de la educación ambiental, como así mismo ser un aporte para la conservación y manejo sustentable para el sector costero de Mantagua.

Lugar de estudio

La Ciudad Abierta como lugar de estudio se muestra como un plano extenso donde se pueden establecer ciertos niveles de ascenso y descenso y que se distinguen como puntos de contemplación natural. A partir de esto se distinguen tres zonas: extensiones abiertas, boscosa y con alturas leves. Como se ha mencionado anteriormente este lugar posee un gran ecosistema sobre todo en el área del humedal, sin embargo no existen referencias claras que ayuden al visitante a recorrer el sector , es por esto que se hace necesario establecer ciertos limites que aporten a un recorrido y estudio más ameno por el lugar.

Fundamento proyecto

Este proyecto surge de la pregunta de cómo a través de los objetos se puede potenciar el desarrollo del humedal y del parque, cómo hacer que las características esenciales de este lugar se puedan interpretar a través de uno o varis objetos dispuestos en el sector.

A partir de esto se pretende generar un guía ausente, un auto guía. Que genere referencias claras, que ubique e identifique sectores, que tenga un rol limitador, controlado y acotado, para así generan una orientación clara a quien visite y recorra este ecosistema.

Propuesta final

Antes de establecer la forma del proyecto es necesario hacer un estudio sobre elementos que indiquen orientación. Para esto se decide usar un reloj de sol , el que es capaz de indicar transversalmente hora del día, época del año y orientación en el lugar , respecto a la sombra que este genera en su recorrido diurno.

Luego de realizar un estudio sobre funcionalidades y tipos de relojes de sol , además de hacer pruebas necesarias, se opta por usar un cuadrante solar de tipo vertical orientado ( es vertical y orientado hacia el sur) .

Teniendo el uso del reloj de sol e idea sobre generar un guía ausente se pretenden generar formas que ayuden a la orientación visual del visitante, es así como se proponen 10 puntos que generan un circuito dentro de la Ciudad Abierta, se eligen puntos que posean una característica relevante del territorio y que además tenga un factor de encuentro visual con el punto siguiente.

Es así como en un comienzo se proponen formas altas, esbeltas y de formas simples, de color rojo para generar un trazado en el cielo. Finalmente se crea una forma a partir de una sola pieza de zinc- alum, con pliegues que ayuden a estructurar la forma. Una vez construida se pinta de color rojo, para hacer esta forma una distinción dentro del entorno, y además se inserta a un elemento que le dará la función de orientación a través de recorrido del sol.

Proyecto Escaño de Tramas

Antecedentes

Este proyecto centra sus estudios en la contemplación de un recorrido y en como hacer de este una distinción de zonas lumínicas.

Lugar de estudio

En el recorrido por el parque se lograr establecer tres grandes áreas: ribera, duna y bosque, las cuales adquieres diferentes características según la intensidad de luz que existe en ellas, las que se definen como color y textura. A través de ellas se pueden observar zonas de luz plena donde la extensión del lugar permite el juego entre tramas, superposición de colores y horizontes (ribera).Las dunas se presenta como una zonas de tramas creadas por la forma ondulada y la sombra que esta misma proyecta. El bosque en tanto posee una luz dispersa que solo entra a medida que el follaje se lo permite, aparece como una luz vertical, en relación a la trama esta aparece en la superposición de los troncos, sombras y los ases de luz.

Fundamento del proyecto

Este proyecto tiene como fundamento el recorrer contemplativo, el que es definido como un recorrido de paso lento, donde la temporalidad en el espa¬cio es la que define el acto. Y es en este recorrer donde aparece la extensión, su horizonte, sus texturas y sus luces.

El lugar invita a este recorrer, sin embargo este acto requiere de un momento ,de un lugar en la extensión que se distinga dentro del parque y que construya un espacio de reposo y recodo

Propuesta final

Se crea un escaño que genera el encuentro de la trama de las tres situaciones lumínicas del parque. Para ellos se construyen las líneas de cada trama tridimensionalmente, y se enlazan para que una misma línea pase por las tres luces; al existir muchas líneas se crea la trama que las contiene. Luego de varias pruebas se crea un escaño de terciado marinero, sobre la plancha de madera se dibujan líneas con doble curvatura que al ser cortadas finalmente darán forma al escaño.

Resumen proyectos

Cabe destacar que en cada uno de estos proyectos se utiliza la metodología de la INTERPRETACIÓN como el objetivo principal para hacer del parque un elemento que contribuya a la educación ambiental y al desarrollo de un aula activa y extensiva.

Tema 2: Tecnologías de iluminación

Energía solar

La energía solar es la energía producida por el sol. Ésta se transmite a través de las ondas electromagnéticas presentes en los rayos de sol, las cuales son generadas en forma continua y emitidas permanentemente al espacio , llegando parte de ella a la Tierra. Cada año el sol arroja 4 mil veces más energía que la que consumimos, por lo que su potencial es prácticamente ilimitado. Cerca del 70% de la energía solar recibida por la tierra es absorbida por la atmósfera, la tierra y por los océanos. El otro 30% es reflejado por la atmósfera de regreso al espacio.

La energía solar es una fuente de energía renovable, esto quiere decir que se utilizan los ciclos naturales como el movimiento del agua, el viento y el sol (los cuales se mueven, soplan y brillan) para producir energía, y además es una fuente de energía inagotable y sustentable en el tiempo. Adicionalmente, al ser la energía solar una fuente de energía limpia, no emite contaminantes al medio ambiente y es virtualmente accesible en cualquier lugar del mundo.

Todas las energías renovables (solar, eólica, hidroeléctrica, geotérmica, biomasa), con la excepción de la geotérmica, derivan de una u otra manera de la energía solar. Deriva directamente en el caso de la luz y el calor producidos por la radiación solar, e indirectamente en el caso de las energías eólica, hidráulica, y las procedentes del aprovechamiento de las mareas, olas y biomasa.


Tipos de energía solar

Existen dos tipos importantes y más usados de energía solar, la energía solar térmica y la energía solar fotovoltaica

Energía solar térmica

La energía solar térmica es una rama de la energía solar que consiste en el aprovechamiento de la energía calorífica del sol en la vida de los seres humanos. Se puede usar a nivel domestico, como para cocinar alimentos para generar agua caliente o para calefacción. También se usa a nivel industrial, en donde se calienta agua hasta evaporarse y este vapor de agua mueve turbinas para generar electricidad (plantas de energía solar térmica). Los principales aparatos que se usan en la energía solar térmica son los calentadores de agua y las estufas solares.

Aplicaciones de energía solar térmica
  • Calentadores solares

El uso que mas se conoce actualmente de la energía solar térmica es la de los calentadores solares de agua para uso domestico. Estos consisten de dos partes principales, el colector solar y el tanque de almacenamiento. El colector solar es un cuadro de aproximadamente 2 m en el cual hay una serie de tubos por donde pasa el agua, que al entrar en contacto con el sol es calentada; una vez caliente es almacenada en el tanque de almacenamiento (un tanque aislado, como un termo), en donde permanece caliente para cuando se necesite. Estos calentadores pueden generar hasta el 91% del agua caliente que consume una familia, dependiendo del uso y la cantidad de sol que haya en la ubicación del calentador.

  • Estufas solares

Otro uso de la energía solar son las estufas solares, ya que son muy económicas y fáciles de usar. Una estufa solar puede cocinar arroz en aproximadamente una hora, y un pollo entero en 3 o 4 horas, con lo que el uso de gas se ve reducido de manera considerable e inmediata dentro de los hogares que las usan. Dentro de las ramas de la energía solar, la energía solar térmica es más barata que la fotovoltaica, por lo que es la energía que más apoyo y crecimiento ha tenido en los últimos años.

  • Plantas de energía solar térmica

La energía solar térmica también se puede usar para generar electricidad. Esto se hace construyendo una torre en cuya cima hay un gigantesco tanque de agua; alrededor de la torre se colocan miles de espejos que apuntan hacia el tanque, con lo que el agua se calienta y evapora; ese vapor es obligado a pasar por unas turbinas que generan la electricidad. En la noche el agua se condensa y rellena el tanque para que al día siguiente se vuelva a generar energía eléctrica limpia.

Energía fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica a una forma de obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos, mediante un proceso denominado conversión fotovoltaica. Esto no es más que convertir la luz (“photo”) en electricidad (“voltaico). El principio se basa en el fenómeno físico de convertir la luz solar en energía eléctrica a través de semiconductores denominados células fotovoltaicas. Estas células están elaboradas a base de silicio los cuales son montados en serie para conseguir el voltaje necesario. La energía eléctrica generada puede ser almacenada en baterías para ser utilizada en cualquier momento posterior.


Paneles solares

Las celdas fotovoltaicas,captan la energía solar y la convierten en energía eléctrica. Para incrementar la capacidad de generación de electricidad se interconectan entre 30 a 40 celdas fotovoltaicas formando así un “panel solar”. A su vez, se conoce como “arreglo solar” a la interconexión de dos o más “paneles solares” los cuales son unidos para incrementar la capacidad de generación de electricidad.

Los paneles solares son el principal componente de los sistemas fotovoltaicos solares. Estos son sistemas completos diseñados para la captación de energía solar, almacenaje de la energía eléctrica generada para ser utilizada por distintos aparatos eléctricos.

Funcionamiento de un panel solar

Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos.

El proceso de conversión de energía comienza cuando los rayos del sol chocan y son captados por las dos placas de silicio, u otro material conductor, uno de los cuales actúa con carga negativa del tipo “n” y el otro con carga positiva del tipo “p”. Una vez que los rayos son captados estos ionizan los átomos del silicio de las placas separando así las cargas positivas de las cargas negativas (electrones). Mientras las cargas positivas se desplazan hacia el terminal positivo los electrones se desplazan hacia el negativo. Al atraerse naturalmente las cargas, éstas son forzadas a desplazarse hacia el terminal opuesto a través del conductor que une ambas placas, generando así la generación de un ciclo continuo de generación de electricidad.

El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red, operación que es muy rentable económicamente pero que precisa todavía de subvenciones para una mayor viabilidad

La electricidad generada en las celdas o paneles solares se desplaza a través de cada panel solar y a través de los arreglos solares para ser utilizada por aparatos eléctricos o para ser almacenada para su uso posterior en una "batería de ciclo profundo", un tipo de batería recargable.

Célula fotovoltaica

Como sabemos la materia esta constituida por átomos y este por un núcleo, el que posee cargas eléctricas positivas y electrones de cargas negativas. Los electrones que se encuentran más externos se llaman de valencia.

La celda fotovoltaica es una delgada capa de un material semiconductor. Para la construcción estas celdas fotovoltaicas se utilizan semiconductores que por lo general son de silicio, debido a que la energía que liga a los electrones de valencia al núcleo es similar a la energía que poseen los fotones que constituyen a la luz solar. Por lo tanto, cuando la luz solar incide sobre el semiconductor, sus fotones suministran la cantidad de energía necesaria a los electrones de valencia para que se rompan los enlaces y queden libres para circular por el material. La energía absorbida es suficiente como para originar el "salto de electrones", lo que hace que se desplace de su posición original hacia la superficie iluminada.

Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad.

Sistemas fotovoltaicos

La corriente continua (CC) generada por los paneles solares se mueve a través de los módulos solares para almacenarse en baterías de ciclo profundo. Éstas tienen la finalidad de acumular la corriente generada por los paneles solares y suministrarla cuando sea requerida bajo todo tipo de condiciones. Los sistemas fotovoltaicos están dotados con un regulador de voltaje ubicado entre los paneles solares y las baterías de ciclo profundo el cual evita que se produzcan sobrecargas de electricidad.

Los sistemas fotovoltaicos generan “corriente continua” (CC). Sin embargo, el tipo de corriente utilizada por los electrodomésticos es “corriente alterna” (AC). Por ello, los sistemas fotovoltaicos vienen provistos de un inversor de voltaje, el cual permite transformar la electricidad generada por los paneles solares en corriente alterna que es la misma energía que se obtiene de la red pública tradicional y con la que funcionan la mayoría de los artefactos eléctricos.


Regulador de carga

Para un buen funcionamiento de la batería de ciclo profundo es necesario contar con un aparato que regule la carga. Es un aparato electrónico utilizado para evitar que se sobrecarguen las baterías. Los reguladores de tensión son un componente principal en los sistemas fotovoltaicos.

Además de proteger de potenciales sobrecargas, los reguladores de voltaje evitan que las baterías de ciclo profundo sufran una descarga excesiva. Esto se logra mediante un corte automático de la corriente emanada desde las baterías o mediante la emisión de una señal visual o audible.

En el caso de los sistemas fotovoltaicos, los arreglos, módulos y paneles solares pueden ser completa o parcialmente desconectados de las baterías, sin que éstas se vean perjudicadas. A medida que las baterías de ciclo profundo alcanzan el máximo nivel de carga, el regulador de carga va, gradualmente, desconectando el paso de la energía proveniente de las celdas solares.

Batería de ciclo profundo

Las baterías de ciclo o descarga profunda están diseñadas para hacer frente a las exigencias de continuos procesos de carga y descarga. Estas suministran cargas de electricidad medianamente altas en forma continua durante varias horas. En general, las baterías de ciclo profundo, en sus estados máximos de carga, pueden llegar a proveer de energía eléctrica durante 20 horas continuas. Se conoce como “ciclo” al tiempo que demora una batería recargable en descargarse a sus límites mínimos de carga para luego volver a cargarse en un 100% de su capacidad. Una batería de ciclo profundo está diseñada para poder llegar a descargarse, como su nombre lo dice, en forma “profunda” − hasta en un 80% de su capacidad total de carga. Las baterías de ciclo profundo convierten la energía eléctrica en energía química. Esto se logra mediante un proceso electroquímico de oxidación/reducción. El proceso electroquímico es reversible permitiendo que se regrese al estado de corriente eléctrica cuando sea necesario.

La vida útil de una batería de ciclo profundo guarda directa relación con que tan “profundo” llega a descargarse. Mientras menos profunda sea su descarga la batería de ciclo profundo mayor será la vida útil de la batería. Una batería de ciclo profundo que sea descargada en un 50% en forma permanente tendrá una vida útil mayor a aquella de similares características que se descargue en un 80%. En promedio, una batería de ciclo profundo puede llegar a cumplir 2000 ciclos durante su vida útil; descargando y cargando su energía lenta, pero constantemente. Esto equivale a aproximadamente 4-8 años de vida útil.


Inversor de Voltaje

Otro elemento importante en un sistema fotovoltaico es el inversor de voltaje este se encarga de transforman la corriente continua (CC) de baja tensión (12V, 24V, 32V 36V ó 48V) en corriente alterna (AC) de alta tensión (110V, 220V). Los inversores de voltaje presentes en un sistema fotovoltaico hacen que la corriente continua generada en los paneles solares se transforme en corriente alterna, y asi puede ser usada con diferentes aparatos eléctricos

Los inversote funciona cuando la corriente continua entra a este aparato ya sea proveniente de la celda solar o desde una batería de ciclo profundo, ésta es conducida al transformador que se encuentra almacenado dentro del inversor de voltaje. Cuando la corriente continua pasa por el transformador , el inversor hace que esta actúe como corriente alterna. Esto se logra mediante la interrupción permanente de la corriente continua; pasándola a través de dos o más transistores que se encienden y apagan continuamente.

Construcción de un panel fotovoltaico

Para la construcción de un módulo o un panel fotovoltaico es necesario unir un número determinado de células que se conectan eléctricamente entre ellas. Las celdas solares se conectan en serie y debido a que estas células son muy frágiles (tienen espesores de entre 150 a 200 micras), se agrupan, se enlaminan y se empaquetan entre hojas de plástico y vidrio, formando la unidad del módulo solar, para así protegerlas.

El módulo tiene un marco de aluminio que le da rigidez y facilidad en el manejo y transporte. Es en este marco donde se encuentran las cajas de conexiones eléctricas para conectar el cableado exterior. El número de celdas que contienen los módulos depende de la aplicación para la que se necesita. Es costumbre configurar el número de celdas conectadas en serie para tener módulos que sirvan para cargar acumuladores (o baterías) de 12 volts. Se pueden encontrar generalmente módulos de 36 celdas conectadas en serie. Estos módulos proporcionan un voltaje de salida que sirve para cargar baterías a 12 volts, incluyendo las pérdidas de voltaje en los circuitos eléctricos así como en los sistemas de control y manejo de energía.

Las fases más caras energéticamente son las relacionadas con la fundición del silicio y la confección del marco de aluminio. Finalmente, los llamados módulos de capa fina se producen mediante un proceso de deposición en el cual las capas de la célula se esparcen sobre el substrato en una fina capa. Existen células de este tipo de diferentes materiales, los más comunes son silicio amorfo, telurio de cadmio, diseleniuro de cobre-indio, y diseleniuro de cobre-indio-galio. La producción de estos módulos ahorra una cantidad considerable de energía al no tener que fundir el silicio ni que cortar los lingotes en láminas. Así, el la energía invertida se reduce a un 50 % respecto al de las células monocristalinas.

Proceso básico de fabricación

1- En una lámina de material semiconductor puro se introducen elementos químicos llamados dopantes que hacen que esta tenga un exceso de electrones y aunque no exista en realidad desequilibrio eléctrico (existirá el mismo numero de electrones que de neutrones en el total de la aplancha del semiconductor ) convencionalmente se entiende que esta plancha tiene una carga negativa y se la denomina N

2- En otra lámina de material semiconductor se hace el mismo proceso pero en esta ocasión con otra sustancia dopante que provoca que haya una falta de electrones. Por esta razón se entiende convencionalmente que la plancha tiene una carga positiva y se le denomina P.

3- Es en este punto donde se procede a realizar la unión P-N en la cual el exceso de electrones de N pasa al otro cristal y ocupa los espacios libres en P. Con este proceso la zona inmediata a la unión queda cargada positivamente en N y negativamente en P creándose un campo eléctrico cuya barrera de potencial impide que continúe el proceso de trasvase de electrones de una plancha a la otra.

Uso de paneles solares

Los paneles solares se diseñan para captar y luego convertir energía solar en eléctrica, es así como estos paneles pueden ser usados por distintos aparatos eléctricos. Así, por ejemplo, es factible encontrar calculadoras, relojes, computadores portátiles, celulares e incluso autos que funcionan gracias a la electricidad generada por los paneles solares.

Los paneles solares también han sido utilizados para abastecer de electricidad en lugares donde no existen las condiciones necesarias para proveer electricidad desde una compañía de distribución eléctrica, y en donde además al hacerlo el costo seria demasiado caro. Desde el inicio de los paneles solares, estos han sido una muy buena alternativa para proveer de energía eléctrica a viviendas y construcciones. En la actualidad y debido a que la energía solar, se encuentra entre las energías renovables más sustentables, la instalación de paneles solares en viviendas y otras construcciones a tenido un fuerte aumento a nivel mundial.

El uso de paneles solares en distintos sectores es ilimitado. En la actualidad es factible encontrar soluciones en base a energía solar en áreas tan diversas como:

  • Iluminación solar autónoma en lugares remotos
  • Señalización de tránsito
  • Cercos eléctricos para uso agrícola para el control y seguridad de ganado
  • Señalización nocturna y de apoyo para la navegación (faros y boyas)

Tipos de paneles solares

El colector o panel es una superficie, que expuesta a la radiación solar, permite absorber su calor y transmitirlo a un fluido. Existen tres técnicas diferentes entre sí en función de la temperatura que puede alcanzar la superficie captadora:

  • Baja temperatura captan directamente, la temperatura del fluido qu es por debajo del punto de ebullición .
  • Media temperatura captación de bajo índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 100ºC .
  • Alta temperaturacaptación de alto índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 300ºC .

Teniendo en cuenta la temperatura que pueden alcanzar los colectores solares, estos se pueden dividir en dos grandes grupos:

1. Los Colectores Solares sin concentración: Este tipo de colectores no superan los 70º C aproximadamente, por lo que son usados en las aplicaciones de la energía solar térmica de baja temperatura. Un ejemplo de aplicación sería la producción de agua caliente. Estos colectores se caracterizan por no poseer métodos de concentración de energía solar, por lo que la relación entre la superficie del colector y la superficie de absorción es prácticamente la unidad.

2. Los Colectores Solares de Concentración: Estos colectores hacen uso de los métodos de concentración de la óptica, son capaces de elevar la temperatura de fluido a más de 70º C. Estos se aplican en la energía solar térmica de media y alta temperatura. Podemos encontrar ejemplos de estos en la centrales solares térmicas de España, Francia y California.

Usan sistemas especiales con el fin de aumentar la intensidad de la radiación sobre la superficie absorbente y de este modo conseguir altas temperaturas en el fluido caloportador. La principal complicación que presentan es la necesidad de un sistema de seguimiento para conseguir que el colector esté permanentemente orientado en dirección al Sol.


Tipos de paneles en función de la forma

Paneles de formato “teja o baldosa”: Estos paneles son de pequeño tamaño y están pensados para combinarse en gran número para así cubrir las grandes superficies que ofrecen los tejados de las viviendas. Aptos para cubrir grandes demandas energéticas en los que se necesita una elevada superficie de captación.

Paneles bifaciales: Basados en un tipo de panel capaz de transformar en electricidad la radiación solar que le recibe por cualquiera de sus dos caras. Para aprovechar convenientemente esta cualidad se coloca sobre dos superficies blancas que reflejan la luz solar hacia el reverso del panel.

Tipos de paneles en función de los materiales

Existen diferentes tipos de paneles solares en función de los materiales semiconductores y los métodos de fabricación que se empleen. Los más usados son:

Silicio Puro monocristalino Basados en secciones de una barra de silicio perfectamente cristalizado en una sola pieza .

Silicio puro policristalino Los materiales son semejantes a los del tipo anterior aunque en este caso el proceso de cristalización del silicio es diferente. Los paneles policristalinos se basan en secciones de una barra de silicio que se ha estructurado desordenadamente en forma de pequeños cristales. Son visualmente muy reconocibles por presentar su superficie un aspecto granulado.

Silicio amorfo (TFS) Basados también en el silicio, pero a diferencia de los dos anteriores, este material no sigue aquí estructura cristalina alguna. Paneles de este tipo son habitualmente empleados para pequeños dispositivos electrónicos ( Calculadoras, relojes) y en pequeños paneles portátiles.

Iluminación LED

Dentro de las nuevas tecnologías de iluminación y que además suele complementarse con la energía obtenida mediante paneles fotovoltaicos, se encuentra la iluminación LED.

El LED es un diodo emisor de luz, el que consiste en un dispositivo que en su interior contiene un material semiconductor que al aplicarle una pequeña corriente eléctrica produce luz, son básicamente lámparas de estado sólido, o sea sin filamento ni gas inerte que lo rodee, ni cápsula de vidrio que lo recubra. La luz emitida por este dispositivo es de un determinado color que no produce calor, por lo tanto, no se presenta aumento de temperatura como si ocurre con muchos de los dispositivos comunes emisores de luz.

El color que adquiera la luz emitida por este dispositivo dependerá de los materiales utilizados en la fabricación de este. En realidad dependerá del material semiconductor, que dará una luz que puede ir entre el ultravioleta y el infrarrojo, incluyendo en el medio toda la gama de colores visibles al ojo humano.

Los LED que emiten luz infrarroja son denominados IRED, diodo emisor de luz infrarroja.

Funcionamiento de un LED

Interior de un LED

Los LEDs son diodos especiales que emiten luz cuando se les conecta a un circuito. Encapsulado en una pequeña cúpula de resina de color claro (aunque puede ser oscura) se encuentra el corazón del LED, el chip semiconductor.El material conductor suele ser de aluminio-galio.

Los dos cables que se extienden bajo la cubierta de resina, o bombilla, indican el modo en que el LED debe conectarse al circuito. El cable correspondiente al lado negativo de un LED se distingue por dos rasgos: sale del interior del lado plano inferior de la bombilla (el positivo sale desde el borde) y su extensión es más corta que la del cable positivo. El polo negativo debe conectarse al terminal negativo de una batería. Los LEDs operan a voltajes relativamente bajos, entre 1 y 4 voltios, y conducen corrientes entre 10 y 40 miliamperios. Si se aplican voltajes o corrientes por encima de estos valores, el chip del LED se puede derretir.

El chip semiconductor ubicado en el centro de la bombilla tiene dos regiones separadas por un empalme. La región p está dominada por las cargas eléctricas positivas, mientras que en la región n dominan las negativas. El empalme actúa como una frontera para los electrones entre las regiones n y p. Solo cuando se aplica el voltaje suficiente al chip semiconductor, logra fluir la corriente, y es entonces cuando los electrones cruzan el empalme y llegan a la región p. En ausencia de una diferencia de potencial eléctrica (voltaje) lo bastante grande, llegando a través de los polos del LED, el empalme actúa como una barrera para el flujo de electrones.

Emisión de luz y color

Cuando se aplica al chip un voltaje suficiente mediante los polos del LED, los electrones pueden moverse con facilidad en solo una dirección a través del empalme entre las regiones p y n. En la región p existen muchas más cargas positivas que negativas. En la región n los electrones son más numerosos que las cargas eléctricas positivas. Al aplicarse un voltaje suficiente, la corriente empieza a fluir, los electrones de la región n adquieren suficiente energía como para moverse a través del empalme hacia la región p. Una vez que los electrones llegan a la región p son atraídos inmediatamente por las cargas positivas debido a las mutuas fuerzas de atracción entre partículas con carga opuesta. Cuando un electrón pasa lo suficientemente cerca de una carga positiva de la región p, las dos cargas se mezclan.

Cada vez que un electrón se mezcle con una carga positiva, la energía potencial eléctrica se convierte en energía electromagnética. Por cada recombinación de una carga negativa y positiva, se emite un cuanto de energía electromagnética, en forma de fotón lumínico, con una frecuencia característica del material semiconductor (normalmente una combinación de los elementos químicos: galio, arsénico y fósforo). Cada material emite fotones únicamente en un rango de frecuencia muy estrecho.

Modo de conexión

Circuito Básico

Para que un LED o varios LEDs iluminen de forma continua estos deben estar polarizados, es decir, con el polo positivo de la fuente de alimentación conectado al ánodo y el polo negativo conectado al cátodo. Dependiendo del color, funcionan entre 2.0 y 3.6 volts y consumen alrededor de 22 a 30 miliamperes. Se pueden conectar usando una resistencia de 1/4 watt. Al conectar más de un LED se requiere de un regulador de voltaje para facilitar el tipo de conexión y su buen funcionamiento. Además, se debe garantizar que la corriente que circula por ellos no exceda los límites admisibles, lo que dañaría irreversiblemente al led.

Ventajas de los LED

  • Bajo consumo, del 2 al 10 % de su similar con lámparas incandescentes
  • Mínima pérdida de energía en calor
  • Alta resistencia a vibraciones e impactos
  • Larga vida útil , que implica una fuerte reducción en costos de mantenimiento y reemplazo. LED tiene la capacidad de mantenerse encendido por 50.000 horas, es decir, por 6 años en continuo.
  • Adaptabilidad, los LED pueden trabajar montados en todo tipo de superficies
  • Funcionamiento fiable a bajas temperaturas (-30°C)
  • Tamaño reducido, que permiten diseñar soluciones de iluminación que se pueden adaptar a distintos espacios
  • Elevada saturación de color
  • No le afecta la frecuencia de apagados/encendidos
  • Luz instantánea
  • Sus residuos no son contaminantes
  • Amplia gama de colores

Consumo Energético

Los LED pueden considerarse un producto favorable al entorno debido a su escaso o reducido consumo energético. Si una bombilla tradicional tan sólo convierte en energía lumínica un 20% del total de energía que consume (el resto es calor en un 80%), los LED convierten en luz el 90% de la energía que consumen, siendo tan sólo calor el 10%. Ello supone que la cantidad de energía necesaria para producir la misma cantidad de luz es mucho menor. Por ejemplo, una linterna convencional, tras 32 minutos de uso presenta solo el 50% de su potencia y tras 6 horas pierde completamente su capacidad lumínica, mientras que a una linterna con LED esto solo le ocurre tras varios días de uso, generando un ahorro económico de inmediato. En caso de utilización interrumpida los LED tienen una vida útil de unos 11 años, por lo que ya no son necesarios los repuestos, en comparación con las lámparas convencionales que solo garantizan un uso de 60 horas. Además el LED es resistente a los golpes. El cristal no brilla como un filamento, se encuentra dentro de una lente de plástico transparente (sin cristal), por lo que puede dejarse caer, tirarse o pasar por encima con el coche sin dañarlo.

El uso de LED en iluminación, reduce las emisiones de CO2 a la atmósfera, ya que hace falta producir menos energía eléctrica frente al uso y consumo energético de las bombillas tradicionales con filamentos.

El uso de LEDs puede suponer reducir a la mitad, en un 1/3 y hasta a 1/10 el consumo eléctrico destinado a iluminación de un hogar medio, disfrutando a la vez de mayores prestaciones que ofrecen los LEDs, como la posibilidad de crear distintos ambientes y efectos de luz para cada momento, según gustemos, gracias a la posibilidad de incorporar luminarias con cambio de color, intensidad, etc.


Color y luz

Los LED emiten luz difusa, lo que aporta numerosas ventajas a un alcance de diez metros. De este modo, los espacios se iluminan de forma más homogénea, asi no se producen bruscos cambios de iluminación , ayudando a una mejor percepcio del espacio y detalles.

La luz que generan es azulada, con lo que la visión nocturna se ve menos afectada que con la iluminación tradicional .Al parecerse tanto a la luz solar, si se proyecta contra una pared a la luz del día podrá comprobarse que no parece tan potente como una clásica luz amarilla. En cambio, haciendo la prueba en la oscuridad es donde realmente se aprecia la gran diferencia lumínica.

Aplicaciones de la tecnología LED

Como se menciona anteriormente el uso de LED se complementa con la energía solar, así por ejemplo se encuentran luminarias o postes solares y focos para el exterior, también existen lámparas para el hogar , linternas, iluminación de vehículos, alumbrado público y semáforos, iluminación arquitectónica, publicitaria y decorativa, pantallas electrónicas, etc .Hoy también se utiliza en la fabricación de televisores obteniendo mayor calidad de imagen y de contrastes y una duración más elevada que la de otros tipos de receptores. En el uso de IRED se encuentran aparatos de uso cotidiano, como en equipos de sonido y todo tipo de controles remoto.

Postes solares

Estos postes funcionan a base de energía proveniente del Sol, la cual es almacenada en baterías para su utilización nocturna. Los postes solares han ganado gran popularidad y se están convirtiendo en el estándar de iluminación para las rutas rurales. Sus principales beneficios radican en la autosuficiencia del mismo, sin ser necesaria la presencia de un tendido eléctrico para energizarlo, otro beneficio importante es su casi nulo mantenimiento.

Los postes de iluminación solar son aptos para todos aquellos lugares donde se necesite iluminación exterior. Son utilizadas en faenas mineras, condominios, industrias, centros comerciales, bodegas, estacionamientos, cementerios, parques. Además se pueden instalar en cualquier zona geográfica.

Componentes de un poste solar

Un poste solar está compuesto por los siguientes elementos:

  • Panel fotovoltaico con su respectivo soporte
  • Batería de Ciclo Profundo con gabinete
  • Controlador de Carga
  • Luminaria de bajo consumo (LED)
  • Poste de acero.
  • Cables para interconexiones.


Funcionamiento

Un poste solar capta la energía solar durante el día, a través de paneles solares, la que es almacenada en baterías solares y utilizada para iluminar cuando sea requerido.

Tanto la energía eléctrica entre los paneles solares y la baterías, como así también entre la batería y las lámparas y focos solares es regulada por un controlador. Éste detecta cuando las baterías están totalmente cargadas y corta el flujo hacia la batería para evitar que se sobrecarguen. Las lámparas solares están dotadas con un sensor crepuscular que recuerda cuando sale y se pone el sol. Adicionalmente, el operador puede programar las lámparas solares para que éstas permanezcan encendidas durante toda la noche o que encienda las lámparas, por ejemplo, durante tres horas después de que se pone el sol y que se vuelvan a encender una hora antes de la salida de sol.

La mantención de los postes y de los sistemas de iluminación solar está, prácticamente, reducido al mínimo. Basta limpiar las placas solares con agua para retirar suciedad y polvo acumulado en su superficie. Se recomienda que esta operación se haga particularmente en otoño para garantizar que los paneles solares estén en las mejores condiciones para captar los rayos del sol en invierno.

Lámparas solares

Las lámparas solares estan provistas de placas solares que acumulan la energía solar en baterías recargables (1 pila) durante el día, para convertirla en luz durante la noche. La mayoria de ellas cuenta con un interruptor para prenderlas y/o apagarlas y además casi todos los modelos cuentan con una fotocélula, lo que permite que se enciendan en forma automática cuando oscurece.

Para que estas lámparas solares tengan un mayor rendimiento en horas de encendido se recomienda colocarlas en lugares soleados, donde la celda solar integrada pueda recargar sus baterías.

La mayor ventaja de estas luminarias es que son autosuficientes y no necesitan incorporar energía eléctrica para su funcionamiento, no hay consumo de electricidad.Todas estas lámparas poseen la tecnología LED

Tema 3: La luz del sol, lámparas Akari

Isamu Noguchi

Escultor y diseñador estadounidense- japonés, unos de los más influyentes del siglo XX, que a pesar de haber nacido en EE.UU. siempre estuvo ligado a sus raíces japonesas, así lo demuestra en gran parte de sus obras. Las obras de Noguchi no están exentas de complejidad y sutileza, se caracterizan por sus formas abstractas perfectamente terminadas, en donde resaltan la combinación de la delicadeza oriental y sofisticación del arte occidental.

Entre sus obras más destacadas se encuentran esculturas, diseño de decorados, muebles, lámparas, interiores, plazas públicas y jardines. Como escultor, su interés no sólo se centró en el material y la forma, sino también en el efecto espacial y la distribución del espacio. Su obra pretendía además cumplir una función práctica y social, y tuvo una influencia evidente sobre el diseño de los años 50.

Akari

Hacia 1951, Noguchi se inspira en unos farolillos japoneses y unas lámparas que las llamó Akari, cuyo nombre en japonés significa claridad y luz y donde también se incluye el concepto de ligereza. Estas también llamadas esculturas de luz, están hechas a mano con un papel llamado shoji ,un papel que se obtiene de la corteza de la morera, y bambú, en ellas se mezcla el diseño escultórico con la funcionalidad y lo moderno y tradicional a la vez. Para Noguchi el papel y el bambú eran perfectos para la iluminación por su poder reflectante. Además se trata de materiales ligeros y baratos, perfectos para ser modelados. En la actualidad hay más de 100 modelos en total de lámparas de mesa, de pie o de techo fabricados a mano.

La luz de Akari es como la luz del sol filtrada por el papel shoji. Así, gracias a la magia del papel, la dureza de la electricidad se transforma de nuevo en la luz de nuestro origen, el sol, de forma que su calidez continúa inundando nuestras habitaciones por la noche.” (Isamu Noguchi)

Confección de una lámpara Akari

Modelos

tema 4: Sistema de Percepción Visual

Se trata de construir un sistema que sea capaz de medir visualmente tipografías a través de sus tamaños, colores, contrastes y ubicación espacial respecto a una persona.

Antecedentes

Antes de realizar este instrumento es necesario tener como referencia algunos criterios de legibilidad utilizados en señalética, como por ejemplo las señales del transito.

Distancia y altura

Para conseguir una buena señalización, es necesario tener en cuenta la distancia y altura que se encuentran los elementos respecto al ojo humano, teniendo en cuenta que las proporciones del ángulo de visión se hacen más amplias a medida que aumenta la distancia entre la persona y la señal que se ve.

Visión a corta distancia: el objeto se ubica a una distancia respecto al observador menor de 10 metros. Su altura respecto al suelo es entre 1,5 y 2,5 metros.

Visión a media distancia: En distancias entre los 10 y 15 metros, el tamaño de la señal no puede ser menor de 1 x 1 metros.

Visión a larga distancia:En distancias mayores a 20 metros el elemento tiene que ser de un gran tamaño y en lo posible contar con iluminación para poder ser visto de noche. Su altura tiene referencia con el primer piso de un edificio.

Color y contraste

El uso del colores en las señales del transito va de la mano con la buena legibilidad de estas, ya que estos son los que permiten realizar una rápida y buena lectura. De acuerdo con el color de fondo es el color de tipografía usado, ejemplo:

ROJO= letras de color blanco

AMARILLO= letras de color negro

VERDE=letras de color blanco

AZUL=letras de color blanco

Instrumento de percepción visual

a) ¿Qué mide este instrumento? Este instrumento mide la percepción visual de una persona en relación a un objeto de señalización a de¬terminada distancia. Para esto el uso de tipografías en distintos tamaños.

b) ¿Cómo y con que se mide la legibilidad? Las pruebas de legibilidad se hacen a través de un objeto que se regula en tres alturas, 1.80, 2 y 2.25 metros, cada una de estas alturas se miden en relación a tres distancias de 5, 10, y 15 metros. Todas es¬tas medidas, tienen relación con la visibilidad de las señalizaciones del transito, las cuales poseen ciertos criterios de legibilidad adaptados para este estudio.

Para realizar estas pruebas de legibilidad este objeto cuenta con una tipografía de diversos tamaños, se utilizan tres cuerpos de 350, 300 y 200. Además las tipografías van acompañadas de colores (primarios) donde se juega con el contraste de ambos elementos.

Aplicación

a)¿Cual es la zona de estudio? El lugar de estudio es la Ciudad Abierta, y estas pruebas se harán en zonas donde se pueda observar el comportamiento del objeto y el lugar donde se sitúe y además de algunos lugares de acceso a los diferentes puntos de la ciudad abierta. Para esto se seleccionan lugares que hagan las veces de fondo, como dunas, bosques, humedal y algunos senderos.

b) Con respecto a estas zonas.¿ que es lo que se mide? Lo que se pretende es ver de que manera este objeto impacta en el medio, ver la relación ”figura y fondo” , si es que este se ve con total claridad, se confunde, etc. Todo esto se en relación a las tipografías y altura , que tamaño se ve mejor, con que color resaltan mas, con cual se pierde, etc.

c)¿Cuales son las distancias que mide? Mide tres distancias: corta, media y larga, partiendo de los 5metros, luego 10 metros y 15 metros. d)¿A que horas se aplica? Se escogen tres momentos, a medio día, durante la tarde y al atardecer.

Pruebas de legibilidad

Se realizan dos pruebas, la primeras en relación a figura y fondo, la segunda en lugares de ac¬ceso, durante la tarde y el atardecer.

Pruebas figura y fondo

Estas pruebas se hacen durante 3 horas, entre las 11:30- 14:30 aproximadamente, se hacen pruebas en tres zonas de la vega, con fondo de dunas, humedal y bosque. Cada una de estas pruebas se hacen con cada una de las alturas y distancias asignadas y con cada uno de los co¬lores

Zona dunas: con las dunas como fondo y la claridad del lugar, los colores que más resaltan son el azul y rojo, la luminosidad hace que el amarillo sea un poco molesta a la vista, lo que mas se distingue son sus letras negras, en los demás resalta tanto el color como las letras. Respecto a las distancias y observador, a corta distancia se obtiene mayor comprensión del ob¬jeto, a medida que se avanza primero aparece el total y luego el objeto.

Zona humedal : en esta zona el rojo es el color que más contraste tiene, el azul contrasta me¬nos, pero se vuelve más parte del lugar , juega con total de este y por lo tanto las letras resaltan más . Con el color amarillo pasa algo similar que en la prueba anterior, siendo sus letras las que más destacan. Lo mismo ocurre con la visibilidad respecto a las distancias.

Zona bosque: En esta zona los tres colores cumplen su objetivo y se distinguen perfectamen¬te del fondo, al ser este más oscuro estos se pueden ver antes que el total del lugar, aunque el observador se encuentre en diferentes puntos, la mirada se enfoca hacia el objeto y luego hacia el total del lugar.

Pruebas en la tarde

En estas pruebas, se hace uso de los tres colores y a la altura de 1.80 metros y ubicando al observador en las tres distancias respectivas. Estas pruebas se hacen a la entrada del taller de prototipos y la otra se hace entre la hospedería de los diseños y camino que da hacía las torres de agua.

Zona taller: en esta zona al objeto le llega una luz frontal, por lo que los colores tiene un mayor contraste con el entorno. El amarillo sigue siendo un poco molesto hacia la vista. En tanto entre el observador y su punto de ubicación, todas tienen una buena visibilidad con respecto a todas las tipografías, pero sigue siendo la distancia más corta la que tiene un enfoque directo hacia lo que se lee.

Zona sendero: nuevamente el objeto se enfrenta a un lugar con un fondo más oscuro, en el que al igual que las pruebas anteriores los tres colores tienen un buen contraste con el fondo y la cantidad de luz que reciben ayuda a mejorar la lectura.

Pruebas al atardecer

Estas pruebas se hacen en lugares que conducen hacia la vega, el objeto se sitúa en tres partes del camino que conduce a la vega a una altura de 1.80 metros. En estos puntos se pretende ver como influye la disminución de la luz en el objeto, tanto frontal como a contra luz y el grado de visibilidad a medida que el observador se acerca a el .

Zona senderos a contra luz :en esta prueba los colores rojo y azul se destacan pero con menos contraste que en las pruebas anteriores, es la tipografía la que toma mayor contraste. Se lee mejor a corta distancia, ya que la que la contra luz se hace más molesta a distancias más largas, como se ha mencionado anteriormente en estas distancias primero se aprecia el total y luego el objeto.

Zona senderos luz frontal: en estos lugares, los colores siguen generando un buen contraste, pero a medida que baja la luz el color azul es el que más se va perdiendo y al igual que en el caso anterior es el color blanco de las letras el que aparece con mayor claridad. La visión a corta distancia sigue siendo la que se lee con más claridad.

Resultados

Luego de las pruebas realizadas se estima que la altura mas adecuada para mostrar una seña es de 1.80 metros, debido que es una altura en la que a una corta distancia, el observador pue¬de tener una visión clara de lo que se está mostrando, lo que interesa del objeto se puede leer con claridad, además la posición del cuerpo se mantiene en un frente, sin necesidad de elevar un poco más la mirada, como si lo ocurre con las que son un poco mas alta, esto permite un enfoque cómodo hacia el objeto. . Con respecto a las distancias, la que se sitúa en los 5 metros, es una buena distancia para el observador, ya que la mirada se centra en el objeto y no en el entorno, con respecto a las otras distancias estas suelen distraer más al observador, se aprecia primero el entorno y luego el objeto, aunque la legibilidad es buena en todos los casos.

También se opta por usar los colores rojo y azul, tienen más contraste en la mayoría de los lugares probados, el amarillo resalta más en un fondo más oscuro (bosque y atardecer) pero es menos agradable a la vista que los otros dos colores, y también suele perderse en espacios más claros, además en relación a lo estudiado anteriormente el amarillo se usa más con señas de alerta o prevención, más que con fines indicativos.