Ciclo 2 - Javier Leiva

Título	Ciclo 2 - Javier Leiva
Asignatura	Taller de Fabricación
Del Curso	Taller de Fabricación 2023
Carreras	Diseño
Nº	3
Alumno(s)	Javier Leiva

Observaciones e investigación del proyecto: Luminosidad sensorial inteligente.

Observaciones

La forma a través del diseño se puede abordar desde 3 perspectivas:

• Lo formal
• Lo simbolístico/ritualístico
• Lo contextual/interacción

• 

  1. Dirt Devil Kone

• 

  2. Dyson DC-14

• 

  3. IRobot Roomba

En el diseño de una aspiradora por ejemplo, Dirt Devil con su aspiradora Kone [1] traen una forma estética con una forma que no da indicios de su función. Dyson con su aspiradora DC14 [2] trae a luz la funcionalidad del diseño en su forma, la expresa. IRobot con la aspiradora Roomba [3] nos muestra una interacción directa con su propósito, el cuál es limpiar una habitación/espacio, omitiendo la interacción con la persona.

En el primer croquis [4] se contempla un espacio de estudio en el hogar, en el comedor específicamente, lugar que se puede utilizar para un propósito distinto a comer, como la ocasión de estudio o trabajo. En este área la luz proviene de dos focos distantes uno de otro y que no apuntan directamente a la persona, generando una luminosidad ambiental con una luz cálida.

En el segundo croquis [5] se observa el interior del laboratorio MadLab de la escuela, el cuál también funciona como sala de clases, en este espacio se encuentra un umbral de luz, el cuál es la mayor fuente de luz solar para la sala, este umbral contiene una cortina mecánica motorizada que se se despliega hacia el techo de forma horizontal, generando una dinámica en la luminosidad del espacio.

_{4. Croquis luminosidad en comedor}

_{5. Croquis luminosidad en Sala Madlab}

Componentes a utilizar

• Arduino
• Sensor Ultrasónico
• Focos/Cintas LED
• Servomotores

Preguntas para el desarrollo del proyecto

A partir de las observaciones sobre la luminosidad en espacios de estudio y trabajo se plantea 4 preguntas:

1) Problema

¿Cómo se define la población? ¿Cuál de sus problemas, o condiciones serán investigadas?

La población a la que apunta el proyecto es la comunidad educativa, la que incluye estudiantes, educadores, padres y madres, egresados y docentes. dentro de esta población existe una más específica en la interacción que se plantea, esta es la comunidad neurodivergente, esto es porque el proyecto intenta mejorar la accesibilidad y eficacia de los espacios de estudio a través de la luz.

El problema que estoy analizando es la inclusión neurodivergente en el sistema educativo chileno, con énfasis en los espacios educativos y el uso de la tecnología y artefactos para mejorar la accesibilidad.

_{Espectro de la neurodiversidad}

2) Intervención

¿Cómo se piensa abordar el problema? ¿Cómo emplear la iluminación para sacar el máximo provecho de las nuevas tecnologías?

Con la implementación de lámparas sensoriales inteligentes, estas se activan y desactivan según rangos de distancia que se detecten dentro de estos espacios, generando distintas instancias de luz adecuadas para el contexto de cada espacio, dado que no es la misma luz la que se necesita en espacios de laboratorio que en espacios de lectura. la idea está en que las personas no tengan que interactuar mecánicamente con el artefacto y así sus sistemas funcionan desapercibidamente, con el propósito de acompañar a la persona sin interferir en los momentos de estudio, con factores como el deslumbrar, la distracción, y la interacción directa/mecánica con el objeto, lo que se aproxima bastante a los sistemas domóticos que usan últimamente para automatizar servicios y procesos en una vivienda o edificación.

3) Comparación

¿Existen experiencias previas o técnicas o métodos alternativos a la propuesta?

En los últimos 50 años, muchos investigadores han intentado conocer el impacto de la calidad de la luz en el aprendizaje. Uno de los primeros en indagar sobre este concepto fue el científico Allan Collins quien concluyó en su estudio que la ausencia de grandes ventanas no tenía un gran impacto en el rendimiento de los alumnos. Rikard Kuller y Carin Lindsten estipulan que la iluminación artificial afectaba negativamente a la producción de hormonas de estrés, al desarrollo corporal y producía enfermedades en los alumnos que afectaban sus niveles educativos. Además, la luz generada por tubos fluorescentes de ese entonces, los años 90, alteraban la situación normal de los niños y perjudicaba la concentración de los mismos y su cooperación con otros compañeros.

El video insertado en la presentación, acompañado de un mapa de calor, es un ejemplo de una correcta iluminación presentado en un itinerario de luz a lo largo de un día, la iluminación es eficiente porque cumple con los niveles lumínicos necesarios para poder ver y desarrollar alguna actividad, en buenas condiciones, según las indicaciones de la “Norma europea sobre la iluminación de interiores” (UNE 12464.1), de obligado cumplimiento para asegurar la “calidad y confort visual” y para “crear ambientes agradables y confortables para los usuarios”.

En estas fotografías de las salas en el colegio Montessori de Logroño se observan estas grandes ventanas distribuidas en las salas para recibir luz solar directa e indirectamente, además de la calidez e intensidad moderada de la luminaria utilizada.

En estas otras fotografías de las salas de la Escuela Blas Cuevas se observan grandes ventanas que abarcan la amplitud de un muro, lo que puede provocar deslumbramientos o temperaturas altas dentro del aula. También la luminaria de la sala pareciera ser tubos fluorescentes, lo que puede generar también deslumbramientos o problemas relacionados a la vista a largo plazo si la exposición es prolongada.

4) Resultado

¿Qué aspiro lograr? ¿Qué intento mejorar?

Construir y adecuar instalaciones educativas y espacios de estudio teniendo en cuenta las necesidades de los niños y niñas, que ofrezcan entornos de aprendizaje seguros, no violentos, inclusivos y eficaces para todos. Este propósito es mencionado dentro del Objetivo 4 de los Objetivos de desarrollo sostenible de la ONU, el cuál procura "Garantizar una educación inclusiva, equitativa y de calidad y promover oportunidades de aprendizaje durante toda la vida para todos."

Avance 15/05

El común de los espacios con iluminación cálida provocan una sensación de estadía o de movimientos leves y reposados. Por ejemplo lugares como un supermercado siempre ocupan iluminación en tonalidades frías, y el transitar de las personas en estos espacios es apresurado por la iluminación,para que exista un flujo constante de personas en su interior, mientras que espacios como salas, galerías, bibliotecas y restaurantes tienden a usar tonalidades cálidas para incitar una estadía prolongada y la detención. estos estados guardan relación directa con la temperatura del lugar y por ende a la comodidad, efectos que pueden acentuarse con el diseño de iluminación.

Normativa

En Chile, la normativa que regula la iluminación en establecimientos educacionales es la NCh 2745, publicada por el Instituto Nacional de Normalización (INN).

Esta norma establece las condiciones mínimas que deben cumplir los sistemas de iluminación artificial en salas de clases, bibliotecas, salas de lectura y de estudio, y espacios similares en establecimientos educacionales. El objetivo principal es asegurar una iluminación adecuada y suficiente que contribuya al aprendizaje y al bienestar de los estudiantes, docentes y personal administrativo.

Entre los aspectos más relevantes que se consideran en la NCh 2745 se encuentran los siguientes:

• Niveles de iluminación: la norma establece los niveles mínimos de iluminación que deben existir en cada tipo de espacio, medidos en lux (unidad de medida de la iluminación). Por ejemplo, en una sala de clases el nivel mínimo es de 300 lux, mientras que en una biblioteca se requieren al menos 500 lux.

• Distribución de la iluminación: se establecen criterios para la distribución de la iluminación en el espacio, como la uniformidad (que no haya zonas con mayor o menor iluminación) y la ausencia de deslumbramientos.

• Temperatura de color: se define la temperatura de color (medida en Kelvin) que debe tener la luz en cada tipo de espacio. Por ejemplo, en una biblioteca se recomienda una temperatura de color cálido (entre 3000 y 4000 Kelvin), mientras que en una sala de clases se prefiere una temperatura de color más frío (entre 4000 y 5000 Kelvin).

• Índice de reproducción cromática: se establece un mínimo de índice de reproducción cromática (IRC), que indica la capacidad de la luz para reproducir los colores reales de los objetos. El mínimo recomendado es IRC 80.

• Control de la iluminación: se recomienda el uso de sistemas de control de la iluminación, como sensores de presencia o sistemas de regulación de la luz, para optimizar el consumo energético y adaptar la iluminación a las necesidades específicas de cada momento.

Tecnologías disponibles

1. Iluminación LED:

Ventajas: Altamente eficientes energéticamente y tienen una larga vida útil. Permiten un control preciso de la intensidad de la luz y son compatibles con sistemas de control avanzados. Además. Tienen amplia gama de opciones de temperatura de color.

Desventajas: Los costos de instalación de luminarias LED pueden ser altos. Algunos modelos LED pueden generar deslumbramiento.

1. Sensores de presencia/proximidad:

Ventajas: Detectan automáticamente la presencia o movimiento de las personas en una habitación donde se instalen, pudiendo administrar la luminosidad del espacio respecto a esto. Optimiza el uso de energía al garantizar que las luces estén encendidas solo cuando sea necesario.

Desventajas: Pueden tener limitaciones en la detección precisa en toda la habitación, por ende puede afectar su eficacia.

1. Sistemas de control centralizado:

Ventajas: Permiten la gestión y programación de las luces, proporcionando flexibilidad para ajustar la iluminación.

Desventajas: Pueden requerir una inversión importante en hardware y software. Además, su instalación, programación y mantenimiento puede ser complejo y/o requerir profesionales.

1. Iluminación regulable:

Ventajas: Adaptar la iluminación a diferentes tareas, necesidades visuales y preferencias individuales. Esto puede contribuir al confort y bienestar de las personas en los espacios educativos.

Desventajas: En algunos casos, la regulación de la luz puede generar parpadeo o fluctuaciones en la intensidad, lo cual puede ser molesto o desencadenar reacciones adversas en personas con sensibilidad a la luz.

Posibles Outputs

Salas Snoezelen

Holanda

Las salas multisensoriales Snoezelen son espacios interactivos diseñados para estimular los sentidos, con el objetivo de mejorar la calidad de vida de personas con discapacidad y personas mayores con deterioro cognitivo severo o demencia, que tienen afectadas las capacidades motoras y neurológicas.

Preescolar Sagrado Corazón Montemayor

Envigado, Colombia

En este ejemplo, el aparataje para iluminar se encuentra al centro de la sala, mientras que los objetos y el espacio iluminado directamente están en los bordes de la sala, por ende la atención se dirige hacia los objetos iluminados y no hacia el artefacto que ilumina. La lámpara utilizada, el modelo Fil 45 de LAMP, es también un objeto de diseño austero y mesurado con una estructura con alta amplitud de gama de soluciones ópticas.

Guardería Municipal la Morera

Barcelona, España

El reto principal de este proyecto fue el de buscar una solución sumamente cuidadosa con la visión infantil, a la vez que eficiente desde un punto de vista energético. Requiere una distribución indirecta de la luz, evitando la exposición directa de la visión de los lactantes que habitualmente están boca arriba.

Fuentes

• https://iluminet.com/luz-para-mejor-estudio/
• https://www.osa.org/en-us/about_osa/newsroom/news_releases/2016/optimizing_lighting_for_better_learning/
• https://www.asianscientist.com/2018/02/tech/flexible-vertical-led-optogenetics/
• https://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0719-07002022000100074&script=sci_arttext
• https://blog.secom.es/iluminacion-en-colegios/
• https://www.lamp.es/es/news/la-importancia-de-una-buena-iluminacion-en-espacios-educativos_500258
• https://blog.secom.es/sistemas-de-control-de-iluminacion-en-colegios/
• https://www.luzycolor2000.com/noticias/control-iluminacion-casambi-bluetooth/
• http://iluminacionunisimon2017.blogspot.com/p/luminarias-clasificacion-y-tipos.html
• http://iluminacionunisimon2017.blogspot.com/p/tipos-de-iluminacion-artificial.html
• http://www.ergologico.com/nivel-de-iluminacion-zona-de-estudio/
• https://www.lamp.es/es/family/fil-45_413951#420282

Avance 18/05

Referencias revista Make

Se investiga sobre tres proyectos que han sido publicados en ediciones de la revista Make, que guarden relación con la disminución de la brecha de accesibilidad y desigualdad en establecimientos educativos o proyectos de iluminación inteligente:

1. Makey Robot

Este proyecto presenta la creación de un robot educativo llamado "Makey" que promueve la inclusión y accesibilidad en el aprendizaje. El Makey Robot está diseñado para brindar apoyo a estudiantes con diversas habilidades y necesidades, fomentando la participación activa y la colaboración en el aula.

1. Proyecto de iluminación inteligente DIY

Un proyecto de iluminación inteligente de bricolaje que busca mejorar la eficiencia energética y la comodidad en entornos educativos. El proyecto incluye la utilización de sensores de luz y movimiento, junto con controladores programables, para ajustar automáticamente la iluminación en función de la presencia de personas y las condiciones ambientales.

Los sistemas de iluminación de edificios inteligentes que están habilitados con Internet de las cosas (IoT) pueden brindar muchos beneficios a las personas que habitan el establecimiento. Los más notables de estos beneficios son la mejora de la eficiencia energética y la mejora de la experiencia del usuario.

Estos sistemas de iluminación inteligentes pueden ser una herramienta poderosa para reducir la brecha de accesibilidad y comodidad en entornos de aprendizaje, además de la reducción del consumo de energía. Mediante el uso de sensores de movimiento, atenuadores y controles automatizados, estos sistemas pueden ayudar a garantizar que solo se utilice la cantidad necesaria de energía para la iluminación. Esto puede resultar en ahorros de energía significativos, al mismo tiempo que proporciona a los ocupantes los niveles de luz adecuados para cada momento en las habitaciones del establecimiento.

1. QTrobot: Robot tutor para estudiantes con discapacidades

QTrobot

Este proyecto presentado en la revista Make se centra en el desarrollo de un robot tutor diseñado para brindar apoyo a estudiantes neurodivergentes en entornos educativos. El robot tutor puede adaptarse a las necesidades individuales de los estudiantes y proporcionar asistencia personalizada en actividades de aprendizaje.

QTrobot es un robot interactivo diseñado para mejorar la educación y el desarrollo social y emocional de los niños. Su capacidad para fomentar la interacción, enseñar habilidades sociales y emocionales, adaptarse a las necesidades individuales y generar datos de progreso lo convierte en una herramienta valiosa en el entorno educativo.

Dentro de sus capacidades podemos identificar:

• Reconocimiento de expresiones faciales
• Practicar habilidades de conversación
• Puede adaptarse a las necesidades individuales de los estudiantes
• Capacidad para generar datos y análisis sobre el progreso de los estudiantes