Antes de...
Justificación pedagógica.
En esta fase, el alumnado de la división de Física y Química transformará el entorno de la estación en un sensor físico de nivel de agua. El objetivo es que comprendan la conductividad eléctrica de las disoluciones (agua salada). Para ello podremos usar diferentes materiales para que entiendan cual son buenos o malos conductores. El código en Scratch sirve como un simulador de laboratorio donde el tiempo de reacción determina la supervivencia de la base.
La actividad se centra en el uso de materiales conductores como papel de plata o agua salada para construir interruptores de emergencia táctiles que detengan la inundación. (Saber básico de Física y Química: "Estudio de la materia, propiedades de los fluidos y conductividad eléctrica de las disoluciones"). El alumnado debe comprobar que el agua de mar, debido a sus sales disueltas, es un conductor que puede cerrar el circuito de la Makey Makey. Así, la tecnología no es un fin, sino una herramienta de medida para gestionar el riesgo físico del aumento del nivel de agua.
- Abstracción física. Uso de la conductividad para activar protocolos de seguridad.
- Pensamiento computacional. Gestión de eventos físicos (contacto) para modificar variables de entorno.
- Conexión curricular. Estados de la materia, mezclas (disoluciones conductoras) y principios básicos de hidrostática.
Objetivo
El objetivo principal es que el equipo de Física y Química diseñe un panel de control manual de cierre de compuertas mediante el control de las esclusas. Se busca que el estudiante valide la eficacia de diferentes materiales conductores para cerrar el circuito de emergencia, estableciendo un sistema de seguridad que detenga la inundación antes de alcanzar el estado crítico de inundación.
Para ello, el alumnado debe crear una secuencia donde al entrar en contacto con el agua o papel de plata aumente la variable esclusas cerradas. El éxito de la misión depende de que esta variable alcance el valor de "3" antes de que el ciclo de peligro complete su avance. Es fundamental que el docente guíe la observación sobre cómo la rapidez en el sellado físico detiene el incremento del nivel de agua.
Conocimientos previos
Aquí se muestran todos los conocimientos necesarios para poder trabajar con Makey Makey y Scratch:
- Presentación sobre el entorno Scratch y la placa Makey Makey.
- Vídeo sobre el funcionamiento y primeros pasos con la placa Makey Makey.
- Prácticas para familiarizarnos con Scratch y Makey Makey.
Comencemos conociendo Scratch y Makey Makey:
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación.
Aquí tenemos cómo se utiliza el dispositivo.
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación.
¿Qué necesitas preparar?
Antes de la sesión de acompañamiento es conveniente:
- Presentar el REA al alumnado.
- Mostrar al alumnado el dispositivo Makey Makey, su funcionalidad y uso.
- Mostrar al alumnado la interfaz de Scratch. De esta forma, en el acompañamiento podremos centrarnos en cómo programar por bloques y la sesión será más ágil.
Además, necesitarás este material:
- Un portátil por cada dos alumnos/as (máximo 3) con conexión a internet o con la aplicación Scratch instalada.
- Construir un panel de control, para conectar la placa Makey Makey, para lo cual puedes guiarte por lo siguiente:
- Imprimir en A4 y en color o b/n la plantilla facilitada. (editable, pdf). 1 por cada equipo. Para darle consistencia se puede pegar en un cartón/cartón pluma tamaño A4. (Imprimir la plantilla facilitada es opcional, aunque recomendable, ya que se puede crear por el alumnado con un folio y/o cartón).
- Elige uno de los siguientes elementos, para la conductividad eléctrica, que hay que poner en cada tecla a accionar: (necesitarás 4, del elegido, por cada plantilla)
- Encuadernador.
- Papel de aluminio.
- Clip.
- Vaso de agua salada. (vaso, agua, sal y utensilio para mezclar).
- Elige uno de los siguientes elementos, para la conductividad eléctrica, que hay que poner en cada tecla a accionar: (necesitarás 4, del elegido, por cada plantilla)
- Imprimir en A4 y en color o b/n la plantilla facilitada. (editable, pdf). 1 por cada equipo. Para darle consistencia se puede pegar en un cartón/cartón pluma tamaño A4. (Imprimir la plantilla facilitada es opcional, aunque recomendable, ya que se puede crear por el alumnado con un folio y/o cartón).
- Documentos:
- Diario de aprendizaje (será necesario uno por grupo de alumnos o como especifique el docente)
Aquí tenemos una guía de los pasos que deben de seguir para completar el reto de la misión.
Paso 1. Añadir la extensión de Makey Makey
Para poder programar con Scratch necesitamos añadir una extensión especial. Tus bloques tienen el icono del mando rojo, lo primero es activar la compatibilidad:
- Tenemos que abrir nuestro proyecto o crearlo.
- Una vez dentro del proyecto, haz clic en el botón "Añadir extensión" (esquina inferior izquierda).
- Dentro de extensiones tendrías que buscar la extensión Makey Makey que será la extensión para trabajar desde Scratch y haz doble clic para que se instale directamente.
- Cuando añadimos la extensión, aparece una nueva opción en el menú de Categorías relacionada con Makey Makey, las cuales son las siguientes “al presionar tecla espacio” o “al presionar tecla flecha derecha”.
Entorno del objeto (Sprite)
El objeto (Sprite1) se encarga de la parte visual y comunicativa, reaccionando a los cambios que ocurren en el escenario para informar al usuario o realizar animaciones. Para ello debes de dar click en el recuadro pequeño que está el objeto.
Paso 2. Vigilancia del nivel de agua.
Aquí haremos que el personaje esté siempre atento a cuánta agua hay en el escenario.
Monitorización constante. El personaje utiliza un bloque "por siempre" de la categoría Control que se activa al presionar la "tecla espacio".
Evaluación de datos. Este bucle revisa en tiempo real el valor de la variable "Nivel de Agua" mediante bloques condicionales "si < > entonces".
Paso 3. Expresión de emociones y alertas.
Finalmente, programaremos al personaje para que cambie de cara o disfraz según el riesgo de inundación.
- Cambios de apariencia. El programa usa bloques de Apariencia para mostrar el disfraz "Normal" si el nivel es bajo (< 2), el disfraz "Preocupado" si el nivel llega a 2, y el disfraz "Game Over" si el nivel alcanza el máximo de 5.
Entorno del Escenario
El escenario se encarga de gestionar la navegación global y el almacenamiento de datos del sistema, actuando como el cerebro que decide qué lugar se muestra en cada momento. Para ello debes de dar click en el recuadro que pone “Escenario”
Paso 4. Inicialización y simulación de llenado.
La secuencia principal se activa al presionar la "tecla espacio".
Reseteo de parámetros. El programa utiliza bloques de la categoría Variables para fijar el "Nivel de Agua" y las "esclusas cerradas" a 0, estableciendo además el fondo inicial en "Base 1".
Bucle de llenado. Se utiliza un bloque de Control para "repetir 5" veces una comprobación. Si la variable "esclusas cerradas" no es igual a 3, el sistema espera 1 segundo, suma 1 al "Nivel de Agua" y pasa al "siguiente fondo", simulando un incremento visual del agua en el escenario.
Paso 5. Secuencia lógica de cierre de esclusas.
El usuario debe interactuar con tres teclas diferentes en un orden específico para avanzar en el estado del sistema.
Fase 1 (Tecla W): Al presionar la "tecla w", el programa utiliza el bloque de Variables para dar a "esclusas cerradas" el valor 1.
Fase 2 (Tecla A): El bloque condicional de la "tecla a" verifica si "esclusas cerradas" ya es igual a 1; de ser así, actualiza el valor a 2.
Fase 3 (Tecla S). Finalmente, al presionar la "tecla s", si el valor previo es 2, el sistema lo cambia a 3 y establece el nivel del agua a el valor 0 y cambia el fondo a “Base 1”.
Paso 6. Finalización y restauración del sistema.
Una vez que se completa la secuencia de teclas (valor de esclusas = 3), el programa ejecuta las instrucciones de cierre.
Vaciado y reinicio: Al detectar el valor 3, el sistema utiliza bloques de Variables para resetear el "Nivel de Agua" a 0 y bloques de Apariencia para devolver el escenario al fondo "Base 1", confirmando que las esclusas han funcionado correctamente y el nivel de agua se ha estabilizado.
Paso 7. Conexión con la placa Makey Makey
Aquí tenemos el esquema de conexión con la placa Makey Makey.
Para conectar el panel de control con la placa Makey Makey, usando la plantilla facilitada (editable, pdf), a modo de ejemplo, puedes visualizar la siguiente imagen:
En este enlace podemos encontrar el resultado de la actividad al completo.
Comenzamos - Equipo de Física y Química
¡Atención, División de Ingeniería de Fluidos!
Estamos entrando en el sector inundado de la estación Abyss-Zero. Pero primero debemos ser capaces de demostrar la comprensión de la conductividad y el control físico necesarios para operar la consola de emergencia central.
¡Escuchad bien, ingenieros! Los sensores de la estación han detectado una brecha crítica en el casco tras el sismo. Estamos en un momento decisivo y la pregunta no es si el agua subirá, sino si nuestra respuesta física con materiales conductores es lo suficientemente rápida para sellar las esclusas y no permitir que la presión colapse la base.
Como especialistas de esta misión, tenéis el reto más crítico de Abyss-Zero: sincronizar el cierre de circuitos eléctricos con la lógica de contención de agua.
Nuestra misión. Tenemos que programar el simulador de contención de agua manual de la estación. Nuestro objetivo no es solo conectar cables, sino identificar y programar en el ordenador las reglas de la conductividad y el aumento del nivel de inundación. Programaremos una simulación de inundación. Diseñaremos los 6 fondos (Base 1 a Base 6) y utilizaremos la conductividad del agua o materiales conductores para cerrar el circuito manual de emergencia que envía la señal al sistema.
El simulador de contención de agua es vuestro único puente entre los materiales físicos y el código de seguridad que detiene el avance del océano.
¡Coged vuestras placas Makey Makey, conectad los cables y empezad a traducir vuestra intervención física en protocolos de salvamento! ¡El equilibrio térmico y la presión no esperan!
¡Iniciemos el test de conductividad!
Visualizamos el vídeo
Aquí tenemos un vídeo que nos ayudará con los pasos que debemos de seguir.
Lectura facilitada
¡Atención, equipo de Ingeniería de fluidos! Estamos entrando en la zona inundada de la estación Abyss-Zero.
Tras el terremoto, el agua está entrando por una grieta muy grande. Debemos actuar rápido para cerrar las puertas de seguridad (esclusas) antes de que el peso del agua rompa las paredes de la base.
🎯 ¿Cuál es nuestro objetivo?
Nuestra misión es usar la conductividad para salvar la estación.
- ¿Qué es la conductividad? Es la capacidad de algunos materiales para dejar pasar la electricidad.
- El reto. Debemos encontrar materiales que dejen pasar la electricidad y usarlos para activar el sistema de cierre de emergencia.
🛠️ Herramientas de rescate
Para esta misión, usaremos estas herramientas:
- Placa Makey Makey. Es el puente que une tus objetos físicos con el ordenador.
- Cables y pinzas. Para conectar los materiales a la placa.
- Simulador de seguridad. Un programa en el ordenador donde escribiremos las reglas para frenar la inundación.
📋 Pasos para la misión
- Identifica materiales. Busca objetos que funcionen como conductores (que dejen pasar la electricidad).
- Conecta los cables. Une los objetos a la placa Makey Makey para crear tus propios botones de emergencia.
- Escribe el código. Programa en el ordenador cómo debe reaccionar el sistema cuando detecte que el agua sube.
- Sella la base. Asegúrate de que tu respuesta física sea rápida para que la presión no colapse la estación.
Recuerda. No estamos solo conectando cables. Estamos creando el plan de salvamento que mantendrá a salvo a toda la tripulación.
¡Iniciamos el test de conductividad! ¡A vuestros puestos!
Nos preparamos
En esta presentación se muestra toda la información que nos pudiese ser de ayuda para realizar nuestra misión.
Para ver a pantalla completa clicamos en presentación.
Fase 0. Preparando la estación submarina Abyss-Zero
Como Ingenieros de Fluidos, nuestra primera tarea es diseñar visualmente nuestra estación submarina y simular su estado de emergencia. Necesitamos que nuestro entorno digital represente gráficamente cómo la base se va llenando de agua paso a paso antes de programar las alarmas.
- Nuestro reto. Activar la conexión física con la placa, preparar los estados emocionales de nuestro personaje y dibujar los 6 escenarios que representan la inundación paulatina de la base usando las herramientas del editor gráfico.
- Pista de investigación. Primero, añadimos la extensión de Makey Makey. Luego, hacemos clic en la miniatura del Escenario (abajo a la derecha) y vamos a la pestaña superior de Fondos. Usando la barra de herramientas del editor de Scratch (por ejemplo, seleccionando la herramienta Rectángulo y rellenándolo de color azul), debemos pintar 6 fondos distintos (nombrados de Base 1 a Base 6). En cada nuevo fondo, dibujaremos el rectángulo azul un poco más alto que en el anterior, simulando que el nivel del agua está subiendo gradualmente. Por último, seleccionamos a nuestro personaje y nos aseguramos de que tiene sus disfraces listos (Normal y Preocupado).
- Comprobación / visualización. Comprobamos que el panel está activo, que hemos dibujado nuestra propia galería con los seis niveles de agua ascendente y que tenemos las expresiones del personaje preparadas para la simulación.
Fase 1. Inicializando el radar continuo
El personaje debe vigilar los datos del entorno sin descanso desde que arranca la simulación de emergencia.
- Nuestro reto. Crear las variables que controlen los escenarios un bucle de vigilancia infinita que se active al dar la orden de inicio.
- Pista de investigación. Primero podemos crear las dos variables necesarias para que funcione el código: una que representa el nivel de agua y otra que equivale a las esclusas que hemos cerrado. Luego podemos usar el evento al presionar tecla espacio. Justo debajo, encajamos el bloque de Control por siempre. Todo lo que pongamos dentro de este bloque se evaluará constantemente y en tiempo real.
Fase 2. El umbral de seguridad (Nivel Bajo)
Comenzamos a programar las reacciones dentro del bucle. Si el agua está en niveles bajos, el sistema mantiene la calma.
- Nuestro reto. Configurar la primera condición para mantener el disfraz normal si el agua está controlada.
- Pista de investigación. Dentro del bloque por siempre, colocamos un bloque si... entonces. Usamos el operador matemático de menor que (<) para establecer: si la variable Nivel de Agua < 2, entonces cambiar disfraz a Normal.
Fase 3. El umbral de alerta (Nivel Medio)
El agua empieza a subir y el ingeniero de fluidos debe mostrar preocupación ante el aumento de la presión hidrostática.
- Nuestro reto. Añadir una segunda condición que cambie el disfraz cuando el agua alcance un nivel intermedio.
- Pista de investigación. Justo debajo del bloque anterior (pero aún dentro del por siempre), ponemos otro si... entonces. Usamos el operador de igualdad (=) para establecer: si Nivel de Agua = 2, entonces cambiar disfraz a Preocupado.
Fase 4. El umbral crítico (Nivel Máximo)
Si el agua llega a su punto máximo, la estación colapsa y se pierde el equilibrio térmico.
- Nuestro reto. Programar la última condición para mostrar el fallo total del sistema.
- Pista de investigación. Colocamos un tercer bloque si... entonces debajo del anterior. Indicamos: si Nivel de Agua = 5, entonces cambiar disfraz a Game Over.
Entorno del escenario (la inundación y las compuertas)
Ahora pasamos a la miniatura del Escenario, donde se gestiona el agua y el código de seguridad secreto usando álgebra y condicionales lógicos.
Fase 5. La inundación automática (al presionar tecla espacio)
Esta tecla arranca el desastre. Pone los contadores a cero y hace que el agua suba sola mediante un bucle cerrado.
- Nuestro reto. Reiniciar las variables y crear un ciclo que vaya subiendo el nivel de agua poco a poco si no logramos cerrar las esclusas a tiempo.
- Pista de investigación. Al presionar espacio, cambiamos el fondo a Base 1 y damos el valor 0 a las variables Nivel de Agua y esclusas cerradas. Luego usamos un bloque repetir 5. Dentro de él, colocamos un condicional si / si no. Si esclusas cerradas = 3 (éxito), mantenemos el fondo en Base 1. Si no hemos logrado cerrar las tres esclusas, el sistema espera 1 segundos, luego sumar a Nivel de Agua 1 y finalmente mostrar el siguiente fondo.
Fase 6. Código de seguridad paso 1 (al presionar tecla W)
Para detener la inundación, iniciamos una secuencia manual de emergencia a través de nuestro panel físico.
- Nuestro reto. Registrar el primer paso de nuestra contraseña de seguridad en el sistema.
- Pista de investigación. Usamos el evento al presionar tecla W. Su única orden matemática es dar a la variable esclusas cerradas el valor 1.
Fase 7. Código de seguridad paso 2 (al presionar tecla A)
El sistema exige que los pasos se den en orden estricto. La tecla A solo funcionará si ya hemos pulsado la W previamente.
- Nuestro reto. Evaluar si el paso 1 está completo antes de permitir al sistema avanzar al paso 2.
- Pista de investigación. Usamos el evento al presionar tecla A. Colocamos un condicional: si esclusas cerradas = 1, entonces dar a esclusas cerradas el valor 2.
Fase 8. Código de seguridad paso 3 y salvación (al presionar tecla S)
El último paso del código. Si se pulsa correctamente, se drena el agua y se salva la estación Abyss-Zero.
- Nuestro reto. Comprobar el paso 2 y, si es correcto, vaciar la base y poner el agua a cero.
- Pista de investigación. Usamos el evento al presionar tecla S. Añadimos un condicional final: si esclusas cerradas = 2, entonces:
- dar a esclusas cerradas el valor 3 (secuencia completada)
- dar a Nivel de Agua el valor 0
- ordenar cambiar fondo a Base 1 para secar la estación
Fase 9. Conectando los sensores de fluidos al hardware
Para ejecutar esta lógica matemática en la realidad, construiremos interruptores de emergencia utilizando materiales conductores, simulando fugas reales en la estación.
- Nuestro reto. Enlazar la placa Makey Makey a nuestros recipientes de agua salada, usando la conductividad eléctrica de las disoluciones para enviar las señales de las teclas W, A y S.
- Pista de investigación. En el panel frontal de la placa usamos una pinza de cocodrilo conectada al espacio para iniciar la simulación. En el panel trasero (conectores negros) utilizamos cables jumper para los pines de las letras W, A y S. Sumergimos los extremos de esos cables en vasos o pequeños charcos de agua salada. Finalmente, sujetamos firmemente el cable conectado a la barra de toma de tierra (Earth).
- Comprobación / visualización. Al sujetar la toma de tierra y meter un dedo en los vasos de agua salada en el orden exacto (W → A → S), aprovechamos la conductividad de la sal disuelta para cerrar el circuito eléctrico de la placa Makey Makey. Esto enviará las señales ordenadas a Scratch, superando las fases 6, 7 y 8, y deteniendo la inundación.
Ejemplo: Para conectar el panel de control con la placa Makey Makey, usando la plantilla facilitada (editable, pdf), a modo de ejemplo, puedes visualizar la siguiente imagen:
Nuestras herramientas de apoyo
- Consejo lógico. Separar el código en dos bloques independientes (uno que vigila la variable por siempre y otro que modifica la variable cuando pulsamos teclas) es una técnica de programación robusta. Permite que el sistema sea más estable y fácil de ampliar si queremos añadir más niveles de agua en el futuro.
- Consejo hardware/físico. La conductividad es la clave de este experimento. El agua pura es mala conductora. Para que las pinzas de cocodrilo detecten bien el contacto al meter el dedo en el vaso, debemos añadir bastante sal y remover bien. Los iones disueltos de la sal (sodio y cloruro) serán los encargados de transportar los electrones hasta la placa Makey Makey.
Nuestra autocomprobación
- ¿Hemos identificado correctamente qué activador inicia cada secuencia lógica? (Sí/No)
- ¿Observamos que el comportamiento de la variable afecta al disfraz del personaje en tiempo real? (Sí/No)
- ¿Hemos aplicado suficiente sal a nuestra disolución física para garantizar una buena conductividad eléctrica? (Sí/No)
Un poco de ayuda
Montamos nuestro código
En este apartado podemos acceder al código necesario pero desmontado, nosotros tendremos que ensamblarlos de la forma adecuada.
Aprendo pienso y crezco
Aprendo , pienso y crezco
El diario de aprendizaje es nuestro Informe de Seguridad de la Estación personal de "ingenieros". No sirve para copiar teoría, sino para reflexionar sobre cómo hemos aprovechado la química del agua para crear un sistema de defensa electrónico en la Estación Abyss-Zero.
- Diario de aprendizaje (será necesario uno por grupo de alumnos o como especifique el docente)
Después de...
¡Atención a todas las unidades de la estación Abyss-Zero! En nuestra próxima sesión realizaremos el briefing final del protocolo de contención de agua. Debemos presentar la documentación técnica de nuestro sistema al resto del comité de seguridad.
Organización de las exposiciones
- División de Matemáticas. Explicaremos cómo hemos programado el sistema de validación de presión y la integración del algoritmo de equilibrio mediante la placa Makey Makey.
- División de Física y Química. Explicaremos cómo hemos programado el simulador de inundación (fondos de Base 1 a Base 6) y la integración de las esclusas (compuertas) mediante materiales conductores.
Roles del equipo
Para la presentación, debemos repartir el trabajo de campo. Cada integrante de la división asumirá uno de los siguientes roles operativos:
- La oficialía de enlace (liderazgo de comunicación). Se encarga de la exposición oral, presentar los objetivos de homeostasis y explicar las conclusiones del sistema utilizado.
- La ingeniería de sistemas (control de hardware). Maneja la terminal durante la presentación, muestra los bloques de código en Scratch y realiza la demostración táctica con la placa Makey Makey y los materiales conductores.
- La especialidad en análisis de riesgos (gestión de datos). Registra el feedback de las otras divisiones y responde a las preguntas sobre vulnerabilidades del casco, errores en las variables y ajustes técnicos realizados.
Objetivo y programación (¿qué y por qué?)
En este apartado de nuestra guía debemos explicar los fundamentos de nuestro blindaje estructural:
- Objetivo del sistema. Explicamos qué reto de seguridad estábamos resolviendo (ej. detener la subida del nivel de agua mediante el cierre coordinado de 3 esclusas para proteger el reactor central).
- Herramientas de programación. Detallamos qué bloques específicos de Scratch hemos usado para construir el sistema (eventos de Makey Makey, operadores de igualdad "=", variables de control de presión).
- Lógica de homeostasis. Explicamos cómo hemos estructurado el código. ¿Cómo hemos configurado el reset del sistema con la tecla espacio? ¿De qué manera la variable esclusas cerradas interactúa con el ciclo de inundación para permitir la supervivencia?
Diario de errores y soluciones
En Abyss-Zero, cada fallo es una oportunidad para evitar el colapso total. Compartimos nuestros hallazgos.
- Brechas técnicas. ¿Qué falló durante la configuración? ¿Había problemas de conductividad en el agua salada de los pulsadores? ¿El sistema registraba contactos fantasma en las esclusas?
- Soluciones de campo. Explicamos exactamente qué ajustes técnicos realizamos para parchear esos errores y conseguir que el prototipo de sellado fuera 100% estanco.
Test de homeostasis y conclusiones
Llegamos a la fase de evaluación de nuestra capacidad técnica. Respondemos a estas cuestiones críticas:
- Validación operativa. ¿Nuestro protocolo de cierre funciona correctamente? Realizaremos una demostración táctica donde se verifique que el nivel de agua se detiene con precisión al activar el código programado.
- Conclusiones. Según las pruebas realizadas, ¿es nuestro sistema lo suficientemente robusto para ser implementado en los sectores más profundos de la estación?
Formato de presentación (opciones DUA)
Elegimos el formato que mejor demuestre nuestra competencia técnica para exponer el protocolo:
- Opción A - Demo táctica en vivo. Ejecución del programa en tiempo real en la pantalla de la base, explicando los algoritmos de presión y realizando la validación física con el panel conductor.
- Opción B - Infografía de ingeniería. Un esquema visual o presentación digital (Genially/Canva) que conecte el diagrama de flujo de nuestro código (inundación/esclusas) con el diseño de nuestra interfaz física de emergencia.
- Opción C - Videotutorial de reparación. Grabación de la terminal de Scratch narrada por nosotros y nosotras, explicando paso a paso cómo configurar el sistema para salvar la estación de la inundación.