TU DESAFÍODiseñar una estructura que pueda sobrevivir
un terremoto, ¡y luego probarla! MaterialesEstructura (por persona)•20-30mezcladoresdecafédemaderaoplástico(5-6pulgadas,o14cm.,delargo)
•¼libra(110gramos)dearcillaparamoldear(eltamañoaproximadodemediopuño),preferiblementemarcaPlasticine®,quenoendurece
•carpetatipoManilaounpedazodecartónfino(tamañocartao,8,5x11pulgadas,oA4),paralabasedelaestructura
•regla
Mesa sísmica•2pedazosdecartónduro(tamañocartao,8,5x11pulgadas,oA4)
•2bandasdegomagruesas•2pelotasdetenis•2clipsgrandesparacarpetas•reglaovarilladepinturaparahacerunamanija
•cintaadhesiva
DEFINIR EL REQUERIMIENTOCientosdemillonesdepersonasvivenenlugaresdetodoelmundodondesoncomuneslosterremotos.Lamayorpartedeladestruccióncausadaporterremotosescomoresultadodelcolapsodeestructurascomorascacielos,hospitalesypuentes.Esporesoquelaingenieríasísmicaestanimportante.Losingenierossalvanvidasaldiseñaredificiosydemásestructurasquepuedansoportarlassacudidasviolentasdeunterremoto.
PENSAR Y DISEÑARUsandomezcladoresdecaféyarcilla,¿puedesdiseñarunaestructuraquesealosuficientementeestableyfuertecomoparasobrevivirlasvibracionesdeunterremoto?Debeteneruna altura de al menos 8 pulgadas.Dibujatusideasenunpedazodepapel.
CONSTRUIRConstruye tu estructuradirectamentesobrelacarpeta,fijandolabasedelamismaalasuperficiedelacarpeta.Usalareglaparaasegurartedelaalturamínima.
Construye una mesa sísmica,queesundispositivoquelosingenierosusanparasimularlassacudidashaciaunladoyotroproducidasporlosterremotos.
1.Pasalasbandasdegomaalrededordelanchodelaspiezasdecartón,aunas4pulgadasdedistanciaunadelaotra.
¡SACUDÓNSÍSMICO!
Cerca del 90% de todos los terremotos ocurren en el Cinturón de Fuego, la zona que comprende las costas alrededor del Océano Pacífico.
pbskids.org/DEsignsquad PARA MÁS ACTIVIDADES EXCELENTES:
C INTURÓN DE FUEGO
OCÉANOPACÍFICO
HOJA DEL DESAFÍO
2.Insertadospelotasdetenisentreloscartones,colocandocadapelotadebajodecadabandadegoma.
3.Pegalaregla(ovarillaparapintura)alaparteinferiordelcartónsuperiorparahacerunamanija.
PROBAR, EVALUAR Y REDISEÑAR•Pruebatuestructurausandolamesasísmica.Usandolosclips,adosalacarpetajuntoconlaestructuraalapartesuperiordelamesa.
•Usaunamanoparasujetarelfondodelamesasísmicaaunasuperficie,tiradelamanijaconlaotra,y¡suéltala!¡Terremoto!
•¿Cómosemantuvolaestructuradurantelasacudidasísmica?Sisebamboleó,osciló,secayó,ocolapsó,estiempoderediseño.Tuobjetivoesquelaestructuraseatanfuerteyestablecomoseaposible.
•¿Éxito?¡Avanzaalpróximonivelyconstruyeunaestructuraaúnmásalta!
¿Qué hacer si la estructura…•secae?Quizáslabaseesdemasiadopequeña.Hazlamásanchaymásfuerte.
•colapsa?Agregaformastriangulares.Lostriángulossonmásfuertesqueloscuadradosorectángulosporquelostresladosdeuntriángulosoportanpartedelacarga(peso).
•sebambolea?Pruebaconsoportestransversales.Conviertecuadradosentriángulosagregandosoportesdiagonalesquevandeunaesquinadelcuadradoalaotra.
LA INGENIERÍA Y LA INVENCIÓN EN ACCIÓNElÁrboldelCielo,enTokio,eslatorremásaltadelmundo(634m,ó2080pies).Estálocalizadaenelcorazóndeunáreadeterremotos.Porlotantolosingenierosyarquitectosdebieronconstruirunatorreconlatecnologíaantisísmicamásavanzada.Unamaneradelograrestofueapoyarlatorresobreunabasetriangular,enformadepirámide.Otromecanismofuelainclusióndeenormesamortiguadores,mecanismosdeabsorcióndechoquequeprotegenaledificioduranteunterremoto.Enmarzodel2011,mientrasestabaaúnenconstrucción,latorrefuepuestaapruebaporuntremendoterremotodemagnitud9,0queazotóaTokio.LascaracterísticascontraterremotosdelÁrboldelCielofuncionaronmaravillosamente,nohubodañoestructuralyningunodelostrabajadoresatrapadoseneledificioduranteelterremotosufriólesiones.
Pistas útiles para resolver problemas
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La financiación principal está provista por la Fundación Nacional de Ciencias. La financiación del proyecto está provista por La Fundación Lemelson.
El material del Escuadrón Global de Diseño se basa en trabajo apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias bajo Subvención No. DRL 1422236.Toda opinión, descubrimiento, conclusión o recomendación expresada en este material son de parte de los autores y no reflejan necesariamentelos puntos de vista de la Fundación Nacional de Ciencias.
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ElÁrboldelCielodeTokio
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TU DESAFÍODiseñar una estructura que pueda sobrevivir un terremoto, ¡y luego probarla! PARA GRUPOS PEQUEÑOS O
UN GRAN EVENTOEstaactividadfuncionacongruposgrandesypequeños.Sepuedehaceren15minutos,requierematerialesbaratos,yatraetantoalosniñospequeñoscomoalosmásgrandes.
MATERIALES(50 participantes)•1cajade1.000mezcladoresdecafédemaderaoplásticode5ó6pulgadas(aproximadamente14cm.)
•10libras(5kg.)dearcillaparamodelar(losuficientecomoparaquecadaparticipantetengamediopuñadodearcilla),preferiblementemarcaPlasticine®quenoendurece
•50pedazosdelgadosdecartón(tamañocartao,8,5x11pulgadas,oA4),o25carpetastipoManilacortadasporelmedio.
•4ó5reglas•5mesassísmicas(verhojadeactividadesparalasinstruccionesdearmado)
•5cartelesSacudón Sísmico•5cartelesZona de Pruebas
Enestaactividad,losniños(1)piensansobrelanecesidaddeestructurasapruebadeterremotosentodoelmundo,(2)determinanquéesloquehacequeunaestructurasealosuficientementefuerteysólidacomoparasoportarunterremoto,y(3)pruebanlaestructuraquehanconstruidoenunamesasísmica,dispositivoquelosingenierosusanparasimularlassacudidasdeunterremoto.
1. PREPARE CON ANTELACIÓN•Leaestasnotasparaellíderylahojadeldesafío.
•Realicelaactividadustedmismoparasaberloquepuedeesperarycuálessonlasáreasenlaquelosniñospuedannecesitarayuda.
•Construyalamesasísmica.Verinstruccionesdearmadoenlahojadeldesafío.Cuandofinalice,pegueelcarteldeSacudón Sísmicoenlapartesuperiordelamisma.
Establezcadosáreasseparadaspararealizarlasactividades:
•Unáreadeconstruccióndondelosniñosconstruiránlasestructuras.
•Unáreadepruebaparausarlamesasísmica.DespliegueelcartelZona de Pruebasallí.
2. PRESENTE EL DESAFÍOPaselashojasdeldesafíoypregúntelesalosniñosquéesloquesabensobrelosterremotosyeldañoqueocasionan.
•Digalequecientosdemillonesdepersonasvivenenlugaresdelmundodondesoncomuneslosterremotos.SeñaleelmapadelCinturóndeFuegoenlahojadeldesafíoyexpliquequeel90%delosterremotossucedenenlastierrasquerodeanalOcéanoPacífico.
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NOTAS PARA EL LÍDER
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•Explicalequelasdoscausasprincipalesdeldañoocasionadoporunterremotoson(1)laintensidaddelmovimientodelsueloy(2)lacalidaddelosedificiosyestructuras.Avecesunterremotomoderadocausamuchadestrucción;otrasvecesunterremotomasivocausasólodañosmenores:tododependedesilosedificiosenlazonadelterremotoestánbiendiseñados.Esporesoquelaingenieríasísmicaestanimportante.Sibiennopodemoscontrolarlosterremotos,podemosconstruirmejoresestructurasquepuedansobreviviralosviolentossacudonessísmicos.Losingenierosdetodoelmundoestáninventandonuevasmanerasparadiseñarrascacielos,hospitales,escuelasypuentesquepuedansoportarterremotos,salvandovidasyahorrandomilesdemillonesdedólaresendaños.Perolosedificiosantisísmicossoncarosymuchosdelospaísesmáspobresnotienenlosrecursosparaconstruirlos.
•Digale a los niños:Ustedesvanaconstruirestructurasquepuedansobrevivirunterremoto.¿Cómopuedensabersisuedificioesfuerteyseguro?Loprobaráncomohacenlosingenieros,usandounamesasísmica.Demuestre el funcionamiento de la mesa sísmica. Digale:Haceelmismomovimientohaciaatrásydelantedeunterremoto.Losingenierosusangrandesmesassísmicasparaprobarmodelosdelasestructurasqueellosdeseanconstruir.
3. PENSAR Y DISEÑARMuestrealosniñoslosmezcladoresdecaféylaarcillaypidalequepiensensobrelamaneraenquepodríanusarestosmaterialesparaconstruirunaestructura.Digalequetienequeteneral menos 8 pulgadas de altura.Pregunte:¿Cómo construirán un armazón fuerte que no colapse cuando lo sacudan? Dibujen sus ideas sobre un pedazo de papel.
4. CONSTRUIRPaselosmaterialesyhagaquelosniñosconstruyanlasestructurasdirectamentesobreunacarpeta(cuandolasprueben,adosaránlacarpetaalamesasísmicaconclipsparacarpetas).
Silosniñostienenproblemas,enlugardeofrecerlessolucionesinmediatamente,incentívelosapensarenporquélasestructurassoninestables,ylasmanerasenquepuedenagregarmássoporte.
¿Qué hacer si lAS estructurAS DE los niños…•secaen?Hagaqueseconcentrenenconstruirunabasesólidaantesdeagregarpesoalaestructura.Unabaseanchayancladafirmementefuncionamejor.Asegúresedequecadapartedelabaseestéconectadaaunaomáspartes.
•colapsan?Engeneral,cuantosmástriángulosusenlosniñosalconstruir,másfuertesseránlasestructuras.Lostriángulossonmásfuertesquelosrectángulosycuadradosporquelostresladosdeuntriángulosoportanpartedelacarga(peso).
•sebambolean?Cuantomásaltasealaestructura,mayoreslaposibilidaddequesebambolee.Hagaquelosniñosverifiquenquetodaslaspartesestánsujetasunasaotrasosugieraqueellosagreguensoportestransversalesparamásestabilidad.Alagregarsoportesdiagonalesdeunaesquinadeuncuadradoalaotraseconviertealcuadradoentriángulos,haciendolaestructuramásfuerte.
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5. PROBARHagaquelosniñospruebenlasestructurasusandolamesasísmica.•Adoselacarpetaconlaestructuraencimaalapartesuperiordelamesasísmicausandoclipsparacarpetas.
•Sostengaelfondodelamesasísmicacontraunasuperficie.Hagaquelosniñostirendelamanijayluegolasuelten.¿Quésucede?
•Amedidaqueprueban,pregunte:
♦ ¿Cómo te ayudó la prueba para conocer mejor tu estructura?
♦ ¿Cuáles son los puntos buenos de tu diseño? ¿Y los problemas?
♦ ¿Qué tan seguro te sentirías si estuvieras dentro de tu estructura durante un terremoto?
♦ ¿Qué podrías hacer para que tu estructura soporte aún mejor los terremotos?
Expliquequelaspruebassonunadelaspartesmásimportantesdelaingeniería:eslamaneradedeterminarlaspartesdeundiseñoquenecesitanmejoras.
Muchosniñosnoquerránprobarhastaquesientanquehanconstruidounaestructuraperfecta.Incentívelosaprobardurantetodoelprocesodeconstrucción:cuantomásprueben,másaprenderánsobrelaestructuraycómohacerlamássegura.
6. EVALUAR Y REDISEÑARSilasestructurasdelosniñossebambolearon,oscilaron,secayeronocolapsaron,estiempoderediseñar.Silasestructurassemantuvieronbiensobrelamesasísmica,¡desafíelosaqueconstruyanunaestructuraaúnmásalta!
7. DISCUTIR LO SUCEDIDOHagaquelosniñoshablendesusdiseñosylasmanerasenqueresolvieronlosproblemasquesepresentaron.
•¿Cuálcreesqueeslamejorcaracterísticadetudiseño?¿Porqué?
•¿Dequémanerahicisteatuestructurafuerteyestable?
•¿Porquéfueimportanteprobarlaestructura?
•Situvierasmástiempo,¿quécambiosleagregaríasatudiseñoparahacerala estructura aún más estable?
¡Listoparalaspruebas!
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