1 INTRODUCCIÓN
El presente escrito tiene como intención
describir la forma en que los capitales culturales de los estudiantes se
reconfiguran en la licenciatura de IC para la implementación de una
instrumentación alternativa, en donde entran en juego conocimientos que tienen
que ver con las matemáticas, las tecnologías de la información, como lo es el
Arduino y las memoriasSecureDigital(SD)
para almacenar datos de temperatura y humedad relativa en unas losas de
concreto de 10x50x50 cm (una sin impermeabilizante y la otra con una capa de
ella), y electrónica para los sensores. Tratando de ver a la construcción e
implementación de prototipos como algo interdisciplinar en la enseñanza en la
Facultad de Ingeniería (FI) de la Universidad Autónoma de Chiapas (UNACH).
Como metodología se propuso un
estudio de caso colectivo, a realizarse con los estudiantes que participaron en la
construcción del prototipo. Aunque es algo bastante profundo analizar
teóricamente la manera en que las aportaciones que proporcionan los estudiantes
para cada uno de los capitales, consideramos que es la mejor alternativa que
tenemos para poder describir la reconfiguración de sus capitales al implementar
dispositivos de tecnología de la información como lo son el Arduino, los
sensores y el almacenamiento de datos. Para describir la reconfiguración de
capitales se obtuvo información de manera indirecta mediante un cuestionario
semiestructurado.
2 METODOLOGÍA
Y TEORÍA
La metodología es un estudio de caso
colectivo, la cual se realizó con los estudiantes que participaron en la
construcción e implementación de una instrumentación alternativa para la
medición de la Temperatura(T) y la Humedad Relativa (HR) en tres losas de
concreto con agregados convencionales. Al realizar un estudio de caso
colectivo, estaríamosinclinándonos por unainvestigación de corte cualitativa.
Donde para recabar información de
los estudiantes construimos un cuestionarioestructurado con la intención de
obtener datos sobre el capital cultural que se puso en juego en los estudiantes
cuando construyeron e implementaron una instrumentación alternativa para el
concreto.
El cuestionario está basado en
cuatro ítems: indicadores de Actitudes y Valores, Indicadores de Aptitudes,
Indicadores de Capacidades y Aprendizaje e Indicadores sociales[1]. Es a través
de estos indicadores que se construyeron 15 preguntas estructuradas de tal
manera que se pudiera obtener información de manera indirecta sobre los
capitales que poseen los estudiantes y su reconfiguración cuando implementan
una instrumentaciónalternativa de T y HR construida con Arduino y sensores
DHT22 (Ver Anexo3).
Como parte de los valores no declarados,
normas y creencias que se han incorporado en los estudiantes que estudian IC en
la Facultad de Ingeniería (FI) de la UNACH, se podría hablar de un capital
cultural, económico y social, que es una concepción que en él individuo se
construye a partir de tres aspectos [2].
·
El estado incorporado: Es la incorporación a un individuo de lo que un
objeto, cosa, etc., pueda transmitir. Por ejemplo, los buenos modales, el
hábito por la lectura. Y puede adquirirse de manera totalmente encubierta o
inconsciente y queda marcada por sus condiciones primitivas de adquisición.
·
El estado objetivado: Se hace referencia a las propiedades… que se
presentan en todas las apariencia de un universo autónomo y coherente. Es
transmisible en su materialidad y permanece irreductible ante lo que cada
agente o aún el conjunto de agentes puede apropiarse de él. Por ejemplo,
escritos, pinturas, libros, monumentos, etc.
·
El estado institucionalizado: puede ser visto como lo adquirido en
instituciones escolares, y que se refleja en el titulo o grado que ésta expide,
vaya, institucionalizándose.
Este
capital cultural y su reconfiguración, suponemos, permite a los
estudiantes transitar de una manera más favorable para ellos en las materias de
los respectivos semestres de la IC de la
UNACH. Ya que se reconfiguran incorporaciones, como el habito de llevar un
control y seguimiento en la toma de los datos de temperatura y humedad por una
temporalidad de 8 meses, se utilizan objetos para construcción del instrumento alternativo, como lo son el
Arduino y los sensores, y se institucionaliza la creación del instrumento
alternativo de medición de temperatura y humedad en un articulo previo en otra
revista científica.
Con respecto al capital social [3], se señala que “...es un capital de
obligaciones y relaciones sociales, lo cual resulta en pertenecer a grupos, entablar nuevas relaciones, construir redes
de influencia y colaboración”.
Todos estos capitales entran en juego en las
sedes de la facultad de ingeniería, estas sedes pueden ser los salones de
clases o los laboratorios de la Facultad de Ingeniería (FI), así como los
espacios que han usado fuera de la FI, donde ellos han construido el
dispositivo de instrumentación alternativa.Las sedes [4] de las que
hablamos, son concebidas a partir de que no se debe entender sólo como
localización en el espacio sino como referida a la zonificación de un
espacio-tiempo en relación con prácticas sociales rutinizadas. Comprendiéndose,para
para esta investigación,de la siguiente manera, “Una zonificación, es a lo que
Hägerstrand concede lugar de privilegio, de un espacio-tiempo”, en el caso de
los estudiantes para la implementación de un dispositivo de instrumentación alternativa.
3 RETOS DE
LA INSTRUMENTACIÓN ALTERNATIVA
La instrumentación alternativa utilizada como
una estrategia didáctica en la enseñanza dentro la IC plantea varios retos. El
primero de ellos es el hecho de trabajar con estudiantes de cuarto y quinto
semestre, que en su mayoría desconoce el manejo de componentes electrónicos y
de programación de microcontroladores ya que la licenciatura es en IC. Aunque
en el primer semestre de la licenciatura en IC cursan una materia de
programación,según el Plan de Estudios [5],en ella se usan lenguajes de medio
nivel como C++[6], y enfocado a programación de rutinas para realizar
ejercicios específicos, como contadores o condicionantes, pero no a la manipulación
e implementación de dispositivos electrónicos, aunque sí permite el hecho de
poderse familiarizar con los códigos utilizados para programar el Arduino.
También ha trascurrido un espacio
de casi año y medio para los estudiantes que participaron en la instrumentación
alternativa en relación conla materia de programación que cursaron en el primer
semestre y con la materia de aplicación que cursan en el cuarto semestre, cuando
implementan la instrumentación alternativa al final del mismo. En este sentidopareciera
que hay una temporalidad bastante amplia entre la materia de ciencias básicas
con la materia de aplicación del cuarto semestre, en este sentido parece que “…se debía[debería] trabajar sobre
la vinculación entre el estudio de las ciencias básicas y de las asignaturas de
la ingeniería, aplicando ejemplos prácticos derivados del mundo real, en su enseñanza”
[7].Proponiendo la instrumentación alternativa como una estrategia para lograr
el aprendizaje significativo ya que vincula de alguna manera los conocimientos
previos de primer semestre con las materias de aplicación al realizar la
programación del Arduino.
Otro de los retos consiste en realizar
una investigación de corte cualitativa en el área de las ciencias aplicadas
como lo es IC, ya que por lo general en esta área del conocimiento las
investigaciones son más de corte cuantitativo. Sin embargo, lo cualitativo no está
excluido de esta área del conocimiento.
…un ingeniero civil puede llevar a
cabo una investigación para construir un gran edificio. Emplearía estudios
cuantitativos y cálculos matemáticos para levantar su construcción, y
analizaría datos estadísticos referentes a resistencia
de materiales y estructuras similares construidas en subsuelos iguales bajo las
mismas condiciones. Pero también puede enriquecer el estudio realizando
entrevistas abiertas a ingenieros muy experimentados que le transmitirían sus
vivencias, problemas que enfrentaron y soluciones implementadas [8].
Al plantear realizar un cuestionario
estructurado a los estudiantes que participaron en el proyecto de la
instrumentación alternativa para la medición de T y HR en las tres losas, se
pretende darle ese enfoque cualitativo que consideramos puede enriquecer a un
más a la estrategia didáctica, al comprender a la reconfiguración de capitales en
los estudiantes, debido a que manipularon dispositivos electrónicos que no
habían manipulado, los programaron, reestructurando lo que ya sabían de
programación, se organizaron de tal manera al interior de los equipos para
establecer un determinado
posicionamiento con respecto al otro, esto en el sentido de su capital social.
4 RESULTADOS
Y DISCUSIÓN
Un primer resultado fue la construcción de un
dispositivo que lograba medir la temperatura y la humedad en tiempo real. Se
implementó dicho dispositivo, como una instrumentación alternativa, en losas
con agregados convencionales, El sensor se ubicó en un agujero en la mitad de
la losa, el cual tenía un diámetro de 2 cm y una profundidad de 5 cm, tal y
como lo podemos observar en la Fig. 1, usando el Arduino y el sensor DHT22.
Figura
1 Arduino
con Display, memoria Secure Digital (SD) y con sensor DHT22 en una losa de
concreto[9].
Se logró que los
estudiantes se comprometieran en un intervalo bastante amplio de tiempo, a
organizar y presentar los datos obtenidos para las tres losas en exposición al
medio ambiente, la losa sin impermeabilizante, la losa con impermeabilizante y
una losa al interior del laboratorio de la Unidad Tecnológica de la Facultad,
transitando de un semestre a otro el periodo de la recolección de datos, los resultados que se
obtuvieron en la medición de temperatura y humedad son los
mostrados en la Fig. 2. Otro resultado que se
obtuvo fue la reconfiguración del capital cultural en cuanto a incorporar
nuevos códigos al programa base para sensar temperatura y humedad.
Figura
2Datos de
temperatura de las tres losas durante 7
meses de monitoreo, comenzando el 12 de Octubre del 2017 y finalizando el 25 de
mayo de 2018 [9].
El código del que se partía parasensar la
temperatura y la humedad [10] se puede observar en el Anexo 1. El programa que finalmente se implementó
para el Arduino y los sensores DHT22 es el mostrado en el Anexo 2, el cual fue
modificado por los estudiantes.Sobre esta parte recuperamos un extracto de la
respuesta de uno de los estudiantes. Con respecto a su capital cultural incorporado.
“sí, ya
había tenido contacto con la programación en C y el uso de sistema Arduino…en
el bachillerato realizamos prototipos robóticos con base en la programación C
para fines competitivos, por ejemplo, competencias en la autonomía y
manipulación directa del prototipo con una interfaz como el control de video
juegos a fin de acertar una puntuación mayor que el robot contrincante”,
Arturo Co.
Para
realizar las modificaciones al programa recuperósu capital cultural incorporado
del bachillerato (nivel medio superior) y adquirió más conocimiento para
implementarlo en él proyecto, reconfigurando su capital cultural incorporado.
“Investigue
el uso de las librerías específicas para lograr manipular el sensor utilizado
en este proyecto, ya que se requieren ciertos comandos y variables para el
funcionamiento del mismo”, Arturo Co.
De los
16 estudiantes que contestaron el cuestionario semiestructurado, Anexo 3, dos
se ven a sí mismos como líderes, siete como sublíderes y siete como miembros de
un equipo. Esto con respecto al capital social nos dice que conservan de cierta
manera el rol que han establecido en la red social en la cual se han insertado
en las sedes de la FI. Al iniciarel proyecto, nueve de ellos señalan que fue la
primera vez que trabajaron en un proyecto académico, y siete ya habían
trabajado en proyectos con anterioridad. Lo más interesante se refleja que de
estos que ya habían trabajado en proyectos académicos solo tres se ven como
sublíderes y los demás como miembros de equipo. Y los dos que se ven como
líderes de proyecto están entre las personas que han trabajado por primera vez
en proyectos académicos. Es decir, los que ya habían trabajado en proyectos
anteriores no imponen su experiencia.
En el caso de los sublíderes, para
identificarse como tal, se les atribuyó una parte especifico del proyecto, la
parte que los demás desconocían o no se sentían con la confianza de poder
realizarla, o bien el coordinar a sus demás compañeros, con el conocimiento que
había alguien que los coordinaba a ellos, algunos comentarios son los
siguientes.
“Me
encargué de la programación y manipulación del circuito, mientras los demás
recolectaban datos acerca del clima”, Arturo Co.
“…estaba
entre sublíder y miembro, porque ayudaba a los demás a que hicieran su trabajo.
Indicaciones en algunas cosas”, Aristeo.
“en
organizar y repartir los trabajos que se realizarían”, Alfredo.
También
se puedeseñalar que uno de los dosestudiantes que se identificó como líder del
proyecto es jefe del grupo, es un alumno destacado académicamente hablando ya
que tiene un promedio alto y ha ido a representar a la FI en el concurso
nacional de ciencias básicas de la (Asociación Nacional de Facultades y Escuelas
de Ingeniería) en el mes de abril del 2018 en la ciudad de Toluca, México. En
el caso de este líder (para el caso de esta implementación de instrumentación
alternativa), traslado su capital cultural institucionalizado que ya tiene
desde el primer semestre de la IC, ya que tiene un rol de jefe de grupo, hacia
el equipo que se constituyó para realizar el proyecto.
“organizaba
a los de mi equipo de qué manera íbamos a trabajar durante la realización del
proyecto, es decir, en la toma de datos, armar el Arduino, etc.”, Ely.
Señala
que es la primera vez participa en proyectos de esta magnitud. Y utilizo su
capital social para adquirir capital cultural incorporado, ya que nos aporta lo
siguiente con respecto a manejar el Arduino.
“Consulte
a un amigo que sabía de eso”, Ely.
Y con respecto al tiempo que le invirtió para aprender, él señala lo
siguiente:
“como
cuatro meses, aprox.”, Ely.
4 CONCLUSIONES
El uso de las tecnologías de la información en el área
de la IC como una estrategia didáctica que reconfigura capitales en los
estudiantes es una de las propuestas que consideramos pertinente para
establecer vínculos entre las materias de ciencias básicas con las materias de
especialidad de la IC. También se puede implementar para áreas específicas de
la IC como la hidráulica, análisis del concreto o análisis de la respuesta de
las estructuras hacia fenómenos naturales como los sismos. O el comportamiento
de los materiales, caso específico del concreto con agregados convencionales,
ante la influencia del medio ambiente como fue el caso de este proyecto. Hay que señalar la importancia del
monitoreo y obtención de datos confiables que servirá para evaluar la
posibilidad de daños asociados a estas dos variables (T y HR) medidas en la
patología del concreto mediante un modelo matemático basado en la base de datos
obtenidos y guardados de manera continua por medio del Arduino y creando la
base de datos correspondiente.
Sin soslayar el objetivo de configurar un aprendizaje
significativo en los estudiantes mediante prototipos donde ellos interactúan
con situaciones reales que implican a la IC.Los datos
de Temperatura adquiridos durante los 7 meses de exposición de las losas se
muestran en la Fig. 2. En la que se puede observar que la temperatura fluctúa
en un rango de 23 °C a 35°C, siendo la losa interior la de menor fluctuación,
debido a que estaba protegida de la intemperie.La losa sin impermeabilizar
presentó menor gradiente de temperatura en varias ocasiones debido a que ésta
era más susceptible a los cambios climáticos (brisas, lloviznas, etc.),
mientras que este efecto no se observó en la losa con impermeabilizante. Motivo
por el cual presenta mayores índices de temperatura de forma puntual.
Los
datos recabados fueron comparados de forma estricta con un medidor portátil de
temperatura y humedad (Vaisala HM70, dispositivo calibrado), con la finalidad
de poder obtener un rango de referencia y determinar la precisión de la
adquisición de los datos, por tal motivo, se puede decir que los datos
recabados por el dispositivo implementado en las losas son confiables y están
dentro del rango de los registros determinados con el medidor portátil.
Consideramos
que el clima juega un papel muy importante en el comportamiento electroquímico
del concreto armado. La HR y el cambio de temperatura influyen en los periodos
de humedad/secado del concreto, generando gradientes de concentración, que
facilitan la migración de los contaminantes o agentes corrosivos en el interior
de la matriz de concreto [11], por ello deben ser constantemente monitoreados.
En este sentido la implementación de dispositivos basados en Arduino, como una
instrumentación alternativa, pueden responder de una manera similar en los
resultados de instrumentos profesionales de T y la HR.
5 REFERENCIAS
[1]
Cardellá C.C., Rivera, Z., León S. M. (2014). Propuesta de indicadores para identificar
el capital cultural en las entidades de información. Revista Cubana de
Información en Ciencias de la Salud, 25 (4), pp. 397-409.
[2]
Bourdieu, P.
(2011) Las estrategias de la reproducción social (1era Ed.). Buenos Aires:Siglo
XXI.
[3]
Bourdieu, P.
(2001). Poder, Derecho y Clases Sociales (2da Ed.). España: Desclée de Brouwer,
S.A.
[4] Giddens, A. (2011). La
constitución de la sociedad. Bases para teoría de la estructuración. Buenos
Aires: Amorrortu Editores.
[5]
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Ingeniería Civil. Recuperado de: http://www.ingenieria.unach.mx/images/Plan-2016/mapa-curricular-PLAN2016.pdf
[6]
UNACH (2018). Programa Analítico de la materia de
Programación de Computadoras. Recuperado de: http://www.ingenieria.unach.mx/images/Plan-2016/06.-PROGRAMACION-DE-COMPUTADORAS.pdf
[7]
Méndez, M.R.
(2010). Las ciencias básicas y
el aprendizaje en ingeniería. 4to Foro Nacional de Ciencias Básicas,
UNAM. Facultad de Ingeniería. Recuperado de:
http://dcb.fic.unam.mx/Eventos/Foro4/Memorias/Ponencia_04.pdf.
Pp. 4.
[8] Sampieri, R., Fernández, C., Baptista, P. (2010). Metodología de la investigación (5ta. Ed.). McGraw Hill: México,
D.F.
[9]
VelascoNuñez,
E., Cabrera Madrid, J. A., López González, A. (2018). Diseño de un sistema de
instrumentación para el monitoreo de temperatura y humedad de losas de concreto. Revista Digital Congreso Mesoamericano de
Investigación, 5, 1185-1191. Recuperado de: http://www.desarrollo.idt.unach.mx/congresoMesoamericano/revista/2018/mobile/index.html#p=1185
[10] Llamas, L. (2016). Medir temperatura y Humedad con
Arduino y sensor DHT11-DHT22. Recuperado
de:https://www.luisllamas.es/arduino-dht11-dht22/
[11] Lopez-Gonzalez, A.,
Balancán-Zapata, M., Diaz-Ballote, L., Castro-Borges P. (2015). Reinforced
Concrete Durability in Response to AggregateProportioning. International Journal of ElectrochemicalScience, 10, 2879-2891.