Ver a un niño haciendo ciencia

Por Alfonso Araujo, el 21 junio, 2021. Categoría(s): #sinCiencia no hay futuro

Así que invitaron a mi niña a participar en una Feria de Ciencias, para alumnos de primero a tercero de primaria. Como estamos en pleno siglo 21, ya las cosas no son de hacer un volcán con vinagre y bicarbonato, sino que vamos por niveles más sofisticados. El concurso permite que los padres ayudemos (¿no lo hacemos siempre?) y el tema de esta feria fue:

“Cómo automatizar una actividad para ayudar a mi familia”

El principal objetivo del evento es dual: (1) que el niño entienda cómo se automatiza un proceso cualquiera, y (2) que explore las actividades de su entorno cotidiano para encontrar una solución a un problema repetitivo.

 

LA IDEA BÁSICA

Dicho así en general, el problema puede parecer muy complejo para un niño de 8 años, pero en realidad no lo es tanto si dividimos las cosas en partes esenciales. Para poder automatizar un proceso se requieren tres cosas fundamentales: observar (medir) el proceso, evaluar esa observación, y actuar en consecuencia. Traducido a componentes de hardware, esto es:

  1. Sensor. Es el componente que nos permite medir lo que está pasando: puede ser un termómetro, un detector de movimiento, una balanza, etc. El sensor mide constantemente la situación de nuestro sistema.
  2. Procesador. Esto es típicamente una computadora, con un conjunto de decisiones que nosotros definimos. Por ejemplo: si la temperatura de nuestro sistema está por debajo de 40 C, no se toma ninguna acción. Si supera los 40 C, hay que encender un ventilador.
  3. Actuador. El procesador monitorea de forma constante, y si nota que el sistema “ha pasado de 40 C”, o lo que sea de lo que estemos pendientes, envía una señal para actuar. El actuador es un interruptor que normalmente está apagado, y que al encenderse pone en operación un foco, un ventilador, un movimiento o cualquier acción que es la que queremos automatizar.

¡Listo! Hemos entendido de la forma más básica el principio de automatizar un proceso.

 

LA EXPLORACIÓN

En realidad no importa que las soluciones sean cosas que ya existen, sino que el niño observe su entorno. En esta observación puede pasarse varios días, hasta decidir qué actividad considera que es más pesada y repetitiva, y merece ser automatizada para contribuir a que su pobre madre o abuelo se tomen un respiro.

Otros niños se decantaron por despertadores que detectan si permaneces en la cama aún después de escuchar la alarma, o por un motorcito que da vuelta a la comida en la mesa para que la puedas alcanzar más fácil. Mi niña se decidió por un sistema para regar automáticamente las muchas plantas de la casa.

 

LA EJECUCIÓN

En primer lugar, por supuesto que no podíamos hacer un sistema en tamaño real, porque hay que llevarlo a evaluar a la escuela; de modo que hay que construir un pequeño modelo a escala para demostrar que se sabe lo que se está haciendo.

Y en segundo lugar, la parte de diseño y de programación está muy por encima de las posibilidades de un niño de esta edad, pero de nuevo: lo importante es comprender los conceptos generales. Una vez logrado eso (que de hecho es muy rápido), pasamos a visitar tiendas de componentes electrónicos, un lugar donde imprimen modelos 3D a partir de dibujos o ideas básicas; y finalmente una escuela de Arduino, donde enseñan a programar cosas sencillas usando únicamente programación visual.

Cada uno de estos pasos es como ir por uno de esos juegos de recolección de pistas, y ver a tu niño ensamblar una caja de plástico y usar una pistola de silicón para pegarle componentes electrónicos, es de lo más fascinante:

La caja era en esencia un espacio para poner tierra y semillas, con dos sensores: uno de humedad y otro de luz. Los actuadores encendían o apagaban una bomba de agua y una fila de focos LED. La programación fue sencilla: cuando la tierra está seca, se activa la bomba; cuando es tal o cual hora, se encienden las luces (porque dentro de un apartamento hay luz natural limitada).

Finalmente el pequeño modelo quedó listo:

Ahora, a sembrar las semillas (exactamente 10) y evaluar…

 

LA EVALUACIÓN

Pensé que la construcción de cosa tan complicada iba a ser lo mejor de todo este proceso, pero ni de lejos: los 14 días siguientes fueron lo que realmente es aprender a hacer ciencia. Paciencia, observación diaria, y preguntas y más preguntas.

Mi niña mantuvo una bitácora detallada de lo que pasaba en su modelo automático y cada dos días pasaba sus observaciones a un cuaderno especial, acompañado de dibujos. Algunas de las cosas que anotó y que se preguntó a lo largo de esos días fueron:

  • ¡La primera semilla ha germinado!
  • La tierra está siempre húmeda.
  • Las luces han fallado y tengo que reconectar un cable que se cayó.
  • Las plantas tienen dos hojas grandes y dos más chicas.
  • ¿Por qué salieron sólo nueve plantas, qué pasó con la décima semilla?
  • ¿Será necesario que tenga medicina para plantas por si viene un bicho?
  • Las hojas de las plantas ya tienen tal o cual longitud y ancho.
  • Ahora voy a pintar la parte de atrás del modelo.

 

Aquí las imágenes de la bitácora, y de cómo quedó el modelo tras el embellecimiento final antes de enviarlo a la feria: