Análisis STEAM - PARKING INTELIGENTE

curso 2024/25

Complementos para la Formación Disciplinar: Tecnología e Informática

ANÁLISIS DE PROYECTOS STEAM

PARKING INTELIGENTE

Autor: Carlos Martín Arevalillo

introducción

Progreso, desarrollo tecnológico, evolución del mercado, o necesidad de profesionales con perfiles multidisciplinares, son algunos de los conceptos clave que hacen comprender la necesidad de adquirir habilidades relacionadas con la ciencia y la tecnología. Conocidas como Competencias STEAM (Science, Technology, Engineering Arts and Mathematics), éstas se han convertido en uno de los objetivos fundamentales de nuestro sistema educativo, que procura fomentar las vocaciones científico-tecnológicas entre las nuevas generaciones a fin de prepararlas para los constantes cambios y transformaciones en nuestro mundo. El proyecto analizado lleva por título: PARKING INTELIGENTE, y corresponde al diseño de un sistema de control aplicado al uso correcto de una plaza de aparcamiento para personas con movilidad reducida. Este proyecto se ha presentado en la convocatoria 2024 a los Premios Nacionales de Iniciación a la Investigación Tecnológica, promovido por la UAITIE-Unión de Asociaciones de Ingenieros Técnicos Industriales y Graduados en Ingeniería de la Rama Industrial de España, que engloba las categorías de ESO, Bachillerato y Ciclos Formativos de Grado Superior. (https://premionacionaluaitie.uaitie.es/eso-2024) El análisis del proyecto lo enfocaremos desde el punto de vista de su aplicación en un aula de 4º ESO, para la asignatura Tecnología, y en el ámbito de un Centro Educativo de la Comunidad Autónoma de Extremadura, siendo por tanto, el marco legal de referencia el DECRETO 110/2022, de 22 de agosto, por el que se establecen la ordenación y el currículo de la Educación Secundaria Obligatoria para la Comunidad Autónoma de Extremadura: https://doe.juntaex.es/pdfs/doe/2022/1640o/22040165.pdf

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El Proyecto Parking Inteligente parte de la necesidad de asegurar la correcta utilización de las plazas de aparcamiento reservadas para personas con movilidad reducida, y propone una solución tecnológica sostenible, que promueve la inclusión, reduce las desigualdades, fomenta el desarrollo de infraestructuras urbanas y contribuye, por tanto, con varios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030. Las bases del proyecto se construyen sobre la idea de garantizar que estas plazas de parking puedan ser utilizadas únicamente por personas con movilidad reducida, estableciendo un mecanismo de control que se activará en caso de que la plaza sea ocupada por personal no autorizado.

El funcionamiento básico consiste detectar la presencia de un vehículo en la plaza de aparcamiento, y comprobar si éste dispone de autorización para estacionar. En caso que no la tenga, se activará de forma automática el envío de un aviso informativo a las autoridades competentes. Los enlaces a la descripción del proyecto original son los siguientes: - Resumen del proyecto: https://premionacionaluaitie.uaitie.es/wp-content/uploads/2024/04/Resumen-Parking-Inteligente.pdf - Memoria del proyecto: https://premionacionaluaitie.uaitie.es/wp-content/uploads/2024/04/Parking_inteligente_PDF.pdf

CANVAS PROYECTO PARKING INTELIGENTE

COMPETENCIAS

RECURSOS HUMANOS Y COLABORACIONES EXTERNAS

Pregunta problema o reto que impulsa y conduce el proyecto. Contempla posibles alternativas.

DESAFÍO

• ¿Qué problemas de accesibilidad observamos en entornos urbanos?
• Accesibilidad: ¿sólo peatonal?
• Una persona con movilidad reducida ¿tiene SIEMPRE GARANTIZADA una plaza de aparcamiento adecuada?

COMPETENCIAS CLAVE:

• (STEAM) Competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e Ingeniería

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS:

• CE1, CE2, CE3, CE4, CE5 y CE6

• Alumnos y docente.
• Autoridades competentes.
• Asociaciones locales interesadas.
• Empresas tecnológicas.
• Centros Educativos que participan en los Premios Nacionales de Iniciación a la Investigación Tecnológica

PRODUCTO FINAL

Sistema de Control Inteligente para plazas de aparcamiento de personas con movilidad reducida, compuesto por los siguientes elementos:

• Sensores verificadores de presencia.
• Lector verificador de requisitos para

autorizar el estacionamiento.

• Sistema de señalización luminosa.
• Sistema de comunicación de datos.
• Sistema de alimentación.

¿Qué resultados de aprendizaje y criterios de evaluación estarán incluidos en el proyecto?

REFERENCIA CURRICULAR

RECURSOS MATERIALES Y TECNOLÓGICOS

SABERES BÁSICOS:

• Bloque A. Proceso de resolución de problemas.
• Bloque B. Operadores Tecnológicos.
• Bloque C. Pensamiento computacional, automatización y robótica.
• Bloque D. Tecnología sostenible.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

• Criterios 1.1., 1.2., 1.3., 1.4.,
• Criterios 2.2., 2.3, 2.4, 2.5,
• Criterios 3.1, 3.2, 3.3,
• Criterios 4.1, 4.2,
• Criterios 5.1, 5.2,
• Criterios 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 y 6.5.

Herramientas y equipos: -Ordenador - Impresora 3D - Soldador y estaño - Herramientas básicas para trabajos de ensamblado - Cámara fotos y vídeo.

Materiales:- Placa de soporte - Cableado de conexión - Microcontrolador ESP32 - Filamento para impresión 3D - Pintura - Fuente de alimentación de 220AC a 5VDC, 15W - Sensores de proximidad - Sensor NFC - Placa solar

FASES / TAREAS / HITOS DEL PROYECTO

La duración estimada del proyecto será de entre 8 y 12 semanas., siendo las fases principales en las que se divide las siguientes:

• Definición y planificación

• Diseño del proyecto.
• Acopio de materiales.
• Fabricación del prototipo.
• Pruebas funcionales.
• Memoria y presentación.

Recursos tecnológicos: - Plataforma Bitbloq - Aplicación Genially

EVALUACIÓN

AGRUPAMIENTOS / ORGANIZACIÓN

DIFUSIÓN

• Presentación a nivel Centro Educativo.
• Web del centro.
• Presentación ante autoridades competentes locales y asociaciones interesadas.
• Empresas potencialmente interesada.

• Aula-taller del centro.
• Grupos de trabajo de 4 integrantes
• Cada grupo construye un prototipo
• Reuniones grupales para verificación de hitos

La evaluación se llevará a cabo mediante:

• Observaciones en el aula.
• Cuestionarios Kahoot periódicos
• Elaboración de memoria.
• Presentación del proyecto (Genially)

competencias (1/2)

-Análisis CANVAS-

COMPETENCIAS CLAVE La Competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e Ingeniería (STEM) es la que principalmente se trabaja en este proyecto, y fundamentalmente en sus descriptores STEM3 y STEM5:

• STEM3. Plantea y desarrolla proyectos diseñando, fabricando y evaluando diferentes prototipos o modelos para generar o utilizar productos que den solución a una necesidad o problema de forma creativa y en equipo, procurando la participación de todo el grupo, resolviendo pacíficamente los conflictos que puedan surgir, adaptándose ante la incertidumbre y valorando la importancia de la sostenibilidad.

• STEM5. Emprende acciones fundamentadas científicamente para promover la salud física, mental y social, y preservar el medioambiente y los seres vivos; y aplica principios de ética y seguridad en la realización de proyectos para transformar su entorno próximo de forma sostenible, valorando su impacto global y practicando el consumo responsable.

Además, inherentemente al desarrollo del proyecto, también se trabajan otras competencias clave tales como:

• (CCL) Competencia en comunicación lingüística: en sus descriptores CCL1 Y CCL3.

• (CD) Competencia digital: en sus descriptores CD2 Y CD5.
• (CPSAA) Competencia personal, social y de aprender a aprender: en su desciptor CPSAA2.
• (CE) Competencia emprendedora: en su descriptor CE1.

competencias (2/2)

-Análisis CANVAS-

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS El proyecto trabaja en mayor o menor medida todas las Competencias Específicas en el ámbito de la asignatura de Tecnología de 4º ESO que recoge el DECRETO 110/2022, de 22 de agosto, por el que se establecen la ordenación y el currículo de la Educación Secundaria Obligatoria para la Comunidad Autónoma de Extremadura, aunque destacaremos las siguientes:

• CE1. Identificar y proponer soluciones tecnológicas eficientes e innovadoras, estudiando las necesidades del entorno próximo y aplicando estrategias y procesos colaborativos e interactivos relativos a proyectos.

• CE2. Aplicar de forma apropiada y segura distintas técnicas y conocimientos interdisciplinares utilizando procedimientos y recursos tecnológicos diversos y adecuados en la construcción de soluciones tecnológicas accesibles y sostenibles que den respuesta a necesidades planteadas en el entorno académico, familiar y social del alumnado.

• CE3. Expresar, comunicar y difundir ideas, propuestas o soluciones tecnológicas en diferentes ámbitos y plataformas digitales, empleando los recursos disponibles y aplicando los elementos y técnicas necesarias para el intercambio de información, mediante el trabajo individual y en equipo.

• CE4. Desarrollar soluciones automatizadas a problemas planteados, mediante los conocimientos técnicos necesarios y tecnologías emergentes, diseñando, simulando y construyendo sistemas de control programables y robóticos.

-Análisis CANVAS-

referencia curricular (1/2)

SABERES BÁSICOS El proyecto trabaja en el ámbito de los 4 saberes básicos establecidos para la asignatura de Tecnología de 4º ESO que recoge la el DECRETO 110/2022, de 22 de agosto, por el que se establecen la ordenación y el currículo de la Educación Secundaria Obligatoria para la Comunidad Autónoma de Extremadura:e:

• Bloque A. Proceso de resolución de problemas.
• A.1.2. Estudio de necesidades: del centro, locales y regionales.
• A.1.3. Proyectos colaborativos o cooperativos.
• A.2.1. Presentación y difusión del proyecto.

• A.4.3. Estrategias de selección de materiales en base a sus propiedades o requisitos.

• A.5.4. Técnicas de fabricación digital. Impresión 3D y corte: aplicaciones prácticas.

• Bloque B. Operadores Tecnológicos.
• B.1.1. Electrónica analógica. Componentes básicos, simbología, análisis y montaje físico y simulado de circuitos.
• B.1.2. Electrónica digital básica.

• Bloque C. Pensamiento computacional, automatización y robótica.
• C.1.1. Componentes en sistemas de control programado: controladores, sensores y actuadores.

• C.2.1. Telecomunicaciones en sistemas de control digital.

• Bloque D. Tecnología sostenible.
• D.1.3. Compromiso ciudadano en el ámbito local y global para la sostenibilidad.

-Análisis CANVAS-

referencia curricular (2/2)

CRITERIOS DE EVALUACIÓN Los principales Criterios de Evaluación asociados al proyecto son los siguientes:

• Criterio 1.1. Idear y planificar soluciones tecnológicas emprendedoras que generen un valor para la comunidad, a partir de la observación y el análisis del entorno más cercano, estudiando sus necesidades, requisitos y posibilidades de mejora.

• Criterio 2.2. Manejar materiales para la construcción de prototipos, sistemas o modelos empleando herramientas, máquinas, tecnologías de impresión 3D o control numérico CNC y respetando las normas de seguridad y salud.

• Criterio 2.4. Diseñar, calcular, montar o simular circuitos eléctricos y electrónicos funcionales por medio de operadores eléctricos o electrónicos para resolver problemas concretos y aplicando conocimientos y técnicas de medida.

• Criterio 3.2. Presentar y difundir las propuestas o soluciones tecnológicas de manera efectiva, empleando la entonación, expresión, gestión del tiempo y adaptación adecuadas del discurso.

• Criterio 4.1. Diseñar, simular, construir y controlar sistemas de control automáticos programables y robots que sean capaces de realizar tareas de forma autónoma, aplicando los conocimientos técnicos estudiados: materiales, expresión gráfica, mecánica, neumática, hidráulica, electricidad y electrónica.

-Análisis CANVAS-

evaluación

La evaluación se llevará a cabo mediante:

• Observaciones en el aula: existe motivación, implicación, se cumplen los hitos planificados.
• Verificación de aprendizajes fundamentales: mediante cuestionarios Kahoot que se llevarán a cabo en reuniones grupales periódicas a lo largo del desarrollo del proyecto.
• Elaboración de memoria final del proyecto: correcta redacción, orden y concreción en las ideas.
• Presentación del proyecto: se expondrán los proyectos por grupos, mediante exposición oral y presentación realizada con la aplicación Genially.

desafío

Se pretende direccionar al alumnado hacia el proyecto mediante debate planteado sobre una batería de preguntas que despierte el pensamiento crítico, la detección de la necesidad y el aporte de soluciones tecnológicas que resuelvan esta necesidad.

• ¿Qué problemas de accesibilidad podemos observar en entornos urbanos? (Mentimeter ideas)
• Cuando hablamos de accesibilidad ¿Solemos pensar únicamente en la peatonal? ¿Se nos ocurre algún otro? (Mentimeter porcentajes)
• ¿Qué problemas de accesibilidad identificaríamos, por ejemplo, en vehículos?
• ¿Una persona con movilidad reducida tiene garantizada SIEMPRE una plaza de aparcamiento? ¿o depende del civismo el resto? (Mostrar noticias e imágenes)

-Análisis CANVAS-

producto final

El producto final es un sistema de control inteligente de plazas de aparcamiento para personas con movilidad reducida, que estará compuesto por los siguientes elementos:

• Conjunto de sensores para verificar la presencia de un vehículo estacionado.

• Lector que verifique que el vehículo cumple con los requisitos para poder estacionar en esa plaza (disponer de tarjeta de estacionamiento para personas con movilidad reducida).

• Sistema de señalización luminosa que se activará en caso de estacionamiento de un vehículo que no cumpla los requisitos.

• Sistema de comunicación de datos a las autoridades competentes, para el caso de un vehículo no autorizado: da aviso inmediato, enviando fotografía del vehículo (matrícula) y geolocalización.

• Sistema de alimentación eléctrica mediante placas solares, que contribuyen a que el equipo funcione de forma autónoma, sea energéticamente eficiente y sostenible.

-Análisis CANVAS-

fases/tareas/hitos del proyecto

La duración estimada del proyecto será de entre 8 y 12 semanas, en función de los avances que vayan llevando a cabo y de las actividades complementarias que puedan surgir durante el proceso. Se realizarán reuniones grupales periódicas para comprobar los hitos propuestos en la planificación, aprovechando para poner en común las dificultades encontradas y soluciones propuestas por cada grupo.

4. Fabricación del prototipo.5. Pruebas funcionales.6. Memoria y presentación.

1. Definición y planificación.
2. Diseño del proyecto.
3. Acopio de materiales.

Las fases del proyecto son:

difusión

Además de la memoria, se crearán contenidos audiovisuales empleando herramientas como Genially, vídeos que muestren el desarrollo del proyecto, construcción del prototipo, entrevistas a personas implicadas, testimonios de afectados, etc.

• Se llevara a cabo una presentación en el propio centro educativo, incluyendo los contenidos en la web del centro.

• Además se presentará ante las autoridades competentes de la localidad y asociaciones interesadas con las que se habían contactado al inicio del proyecto, para dar a conocer los resultados del mismo.

• De igual modo, las empresas potencialmente interesadas en financiación de un prototipo a escala real serán contactadas para presentación del proyecto y avances para convertirlo en una realidad.

-Análisis CANVAS-

recursos humanos y colaboraciones externas

• Alumnos y docente.

• Autoridades competentes (Ayuntamiento y Policía Local): se establecerá contacto al inicio del proyecto y con objeto de contextualizarlo y darlo a conocer, de cara a una exposición a la finalización y propuesta de implicación.

• Empresas tecnológicas que puedan financiar o facilitar la adquisición de materiales y que serán propuestas a la finalización para financiación de prototipo a escala real.

• Centros Educativos que participan en los Premios Nacionales de Iniciación a la Investigación Tecnológica, para compartir conocimientos y motivaciones, y contribuir a que las jornadas de presentación de los premios se conviertan en una gran experiencia que fomente las relaciones interpersonales, la colaboración y el respeto.

AGRUPAMIENTOS/ORGANIZACIÓN

• El proyecto se desarrollará en el aula-taller del centro.

• Se establecerán grupos de 4 integrantes que se responsabilizarán de distintas áreas, fomentando en todo momento el trabajo colaborativo: 2 alumnos para materiales, diseño y fabricación y 2 alumnos para programación y pruebas de funcionamiento y retroalimentación.

• En las reuniones grupales para verificación de los hitos de realización se expondrán propuestas y avances para fomentar el trabajo colaborativo.

• Cada grupo construirá un prototipo, elaborará una memoria y una presentación final.

-Análisis CANVAS-

recursos materiales y tecnológicos

Herramientas y equipos para diseño, fabriación y generación de contenido audiovisual: - Plataforma Bitbloq: para diseño 3D y programación. - Aplicación Genially: para creación de la presentación. - Aplicación Capcut: para creación de contenido audiovisual. - Aplicación Kahoot: para evaluaciones de aprendizajes. - Aplicación Mentimeter: para participación grupal en aula.

Materiales para fabricación: - Placa de soporte - Cableado de conexión - Microcontrolador ESP32 - Filamento para impresión 3D - Pintura - Fuente de alimentación de 220AC a 5VDC, 15W - Sensores de proximidad - Sensor NFC - Placa solar

Herramientas y equipos para diseño, fabriación y generación de contenido audiovisual: -Ordenador - Impresora 3D - Soldador y estaño - Herramientas básicas para trabajos de ensamblado - Cámara fotos y vídeo

conclusiones

Durante el desarrollo de esta actividad, una de las mayores dificultades quizá haya la haya encontrado en la propia elección del proyecto, dada la gran cantidad de información existente al respecto. He aprendido a aplicar la herramienta de análisis CANVAS para desarrollo de proyectos e iniciarme en la utilización de la aplicación GENIALLY. Así mismo, el trabajo previo de indagación me ha permitido conocer la existencia entornos y plataformas educativas que desconocía, y apreciar la gran cantidad de recursos puestos a disposición de alumnos y docentes, que contrasta significativamente con la inexistencia de los mismos en mi etapa de EGB y Bachillerato. Lo he elegido para la actividad convencido que puede ser un proyecto interesante para aplicación en el aula de Tecnología de 4º de ESO, además de por fomentar el desarrollo de competencias STEAM, por los siguientes motivos:

• Ha sido presentado a una iniciativa nacional como son los Premios Nacionales de Iniciación a la Investigación Tecnológica, lo cual le aporta un valor añadido.

• Propone una solución tecnológica sencilla pero creativa, y que se fundamenta en el método aprendizaje-servicio.

• Contribuye a fomentar varios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible.

• Creo personalmente que es muy importante formar ciudadanos que mejoren la sociedad: aprendizaje + compromiso social; aprender haciendo un servicio a la comunidad.

referencias

• DECRETO 110/2022, de 22 de agosto, por el que se establecen la ordenación y el currículo de la Educación Secundaria Obligatoria para la Comunidad Autónoma de Extremadura:

https://doe.juntaex.es/pdfs/doe/2022/1640o/22040165.pdf

• Unión de Asociaciones de Ingenieros Técnicos Industruales y Graduados en Igeniería de la rama Industrial de España. Premio Nacional de Iniciación a la Investigación Tecnológica. Recuperado el 2 de julio de 2024 de

https://premionacionaluaitie.uaitie.es/