Proyectos de los detectives del clima 2019-2020

Título del proyecto: Robots en el ojo del ciclón: Los estudiantes trabajan en ingeniería robótica y meteorología, con el objetivo de proteger las islas griegas del cambio climático.

Equipo: Detectives experimentales

2019-2020   Escuela Experimental de la Universidad de Salónica   Salónica   Grecia   30 Edad del alumno: 8-9, 10-11

La aparición del ciclón mediterráneo en Grecia el verano pasado y las catástrofes motivaron a nuestros alumnos a crear este proyecto, que implica tanto aspectos de educación medioambiental como de ciencia meteorológica. El enfoque se basó en la filosofía STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Matemáticas) y combina conocimientos e información de diferentes disciplinas. El diseño del programa y, más concretamente, la metodología del enfoque didáctico se basó en el método de Resolución de Problemas, convirtiéndolo al mismo tiempo en un Escenario de Creación de Contenidos. Se pidió a los alumnos que encontraran la forma de utilizar los datos de la estación meteorológica que habían cargado en el centro escolar, y que luego procedieran tanto a pronosticar fenómenos peligrosos como el ciclón como a prevenir los problemas que causan.

Este curso escolar se decidió poner en marcha este proyecto, que supone una innovación en cuanto al tipo de actividades y el contenido temático. En este contexto, intentamos y conseguimos vincular cuatro campos científicos: a) Robótica educativa, b) Educación medioambiental, c) Meteorología y d) Pensamiento algorítmico y computacional centrado en el aprendizaje colaborativo. Los alumnos mejoraron la comprensión y la capacidad de predecir la actividad ciclónica en Europa, y más concretamente su impacto en Grecia. Desarrollaron una estación meteorológica y un modelo 3D para ayudar a diagnosticar las causas meteorológicas y climatológicas de las tormentas severas. Los alumnos estudiaron los datos que recogen de la estación meteorológica instalada en el tejado de la escuela. Estos datos se enviaron a los departamentos de Meteorología y Climatología de la Facultad de Ciencias de la Universidad Aristóteles de Salónica para su estudio. Los alumnos se dieron cuenta de que la temperatura y el viento son dos variables que afectan a la creación de tormentas severas. Buscaron y encontraron formas de alerta temprana para que los residentes de las zonas costeras y las islas estuvieran a salvo. Alumnos, profesores y científicos colaboraron, diseñaron, ejecutaron e interrelacionaron.

Este proyecto no sólo benefició a nuestra comunidad local, sino también a la internacional. En concreto, el proceso de investigación se dividió en seis (6) fases exploratorias. En la primera fase, los alumnos exploraron las implicaciones medioambientales del cambio climático y sus efectos en la Grecia insular (Observación de la posición del problema). Mejoraron su comprensión de variables atmosféricas como la temperatura, el viento, las precipitaciones y la humedad. Esto fue importante para el desarrollo del proyecto. Además, se pusieron de relieve las diferentes escalas con las que suelen tratarse la meteorología y el clima: Microclima (1km), Mesoescala (1-1000km), Sinóptica (1000km +) y Global. La diferencia importante entre la escala media y la sinóptica es que la sinóptica está sujeta a la fuerza de Coriolis (obligada a circular debido a la rotación de la Tierra). Es importante comprender el impacto que los fenómenos meteorológicos tienen en las comunidades. El sistema más conocido en Grecia es el de alerta ΕΜΥ (http://www.hnms.gr/emy/el/), en el que utilizan una gama de colores para señalar el peligro a los civiles, en función de la gravedad y la probabilidad. En la segunda fase se exploraron formas de hacer frente y alertar de fenómenos meteorológicos extremos (Early Affairs). Exploraban los principios básicos de la meteorología y sus herramientas para registrar y predecir fenómenos. En la tercera etapa exploratoria (idea centrada en la hipótesis) y en colaboración con los departamentos de Meteorología y Climatología de la Facultad de Ciencias de la Universidad Aristóteles de Salónica, estudiaron y construyeron una estación meteorológica para el registro de indicadores específicos (altura y dirección de las precipitaciones, temperatura y velocidad, aire, humedad relativa y presión barométrica) utilizando el kit de estación meteorológica Raspberry Pi Oracle. Los alumnos identificaron los parámetros meteorológicos en tiempo real y observaron durante el día la temperatura, la humedad, la dirección e intensidad del viento, la cantidad de lluvia (https://thingspeak.com/channels/1010145).. Se trata de elementos importantes para comprender la meteorología. Por ejemplo, estudiando la temperatura durante el día, descubrieron que estaba relacionada con el nacimiento de tormentas. En la cuarta etapa exploratoria (Explotación e implementación de soluciones) decidieron en qué problema se centrarán (desencadenamiento de grandes olas ciclónicas) y se orientaron hacia el diseño robótico (con la automatización adecuada) para hacer frente a los fenómenos extremos, utilizando como fuente de información la estación meteorológica estándar que ya habían construido. Como este esquema se centra en la Observación de la Tierra, los alumnos utilizaron también una excelente herramienta (https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser/) . En la quinta etapa del proceso de investigación, los alumnos diseñaron y construyeron, con la ayuda de una impresora 3D, un modelo que representaba un entorno insular, en el que las construcciones robóticas interactuaban con la estación meteorológica. Por último, en la sexta etapa (Casos-Reevaluación) se puso en funcionamiento la simulación y se comprobó si había errores u omisiones. Al mismo tiempo, esta etapa ofreció la oportunidad de evaluar todo el diseño, rediseñarlo y encontrar ampliaciones para su aplicación en otros casos.

https://thingspeak.com/channels/1010145