Desarrollo Paso a Paso

🔎 Explicación general del experimento

Construiremos modelos de casas con distintos materiales de aislamiento y los expondremos a una fuente de calor. Usaremos el sensor DS18B20 del P-Bit para medir la temperatura en su interior y analizar cómo varía dependiendo del material utilizado.

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1️⃣ Planteamiento de la pregunta de investigación

• ¿Qué material de aislamiento es más efectivo para conservar el calor?

• ¿Cómo afecta el tipo de aislamiento a la temperatura interna de una estructura?

• ¿Qué materiales se usan en la construcción de edificios para mejorar la eficiencia energética?

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2️⃣ Formulación de hipótesis

Ejemplo:

• "La casa con cartón sin aislamiento perderá calor más rápido que las casas con materiales aislantes."

• "El papel aluminio reflejará el calor, reduciendo la temperatura interna."

• "Los materiales más gruesos y porosos (como la lana) retendrán mejor el calor que los materiales reflectantes."

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3️⃣ Preparación del experimento

1. Configurar el P-Bit:

   • Conectar el sensor DS18B20 al puerto azul del P-Bit.

   • Dejar el sensor unos minutos antes de comenzar las mediciones para que se calibre correctamente.

2. Construcción de los modelos de casas:

   • Construir tres o cuatro modelos de casas del mismo tamaño usando diferentes materiales de aislamiento.

   • Dejar una casa sin aislamiento como control del experimento.

3. Colocación del sensor y fuente de calor:

   • Ubicar el sensor DS18B20 dentro de cada casa y asegurarse de que esté en la misma posición en todas.

   • Encender la fuente de calor (lámpara incandescente o resistencia eléctrica) y colocarla a la misma distancia de cada modelo.

4. Registro de datos:

   • Medir la temperatura inicial en cada casa antes de encender la fuente de calor.

   • Dejar la fuente de calor encendida durante 10-15 minutos.

   • Medir la temperatura final en cada casa con el P-Bit y registrar los resultados.

   • Apagar la fuente de calor y seguir midiendo la temperatura cada 5 minutos para ver qué modelo retiene mejor el calor.

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4️⃣ Toma de datos

📌 Mediciones a registrar con el P-Bit:

• Temperatura inicial y final dentro de cada modelo de casa.

• Variación de temperatura después de apagar la fuente de calor.

• Tiempo en el que cada modelo mantiene el calor.

📊 Ejemplo de tabla de datos:

Material de la casa	Temp. Inicial (°C)	Temp. Final (°C)	Cambio de Temp. (°C)	Retención de calor (min)	Observaciones
Cartón (sin aislamiento)	22°C	35°C	+13°C	5 min	Pierde calor rápidamente
Espuma de poliestireno	22°C	38°C	+16°C	12 min	Aísla bien el calor
Papel aluminio	22°C	30°C	+8°C	7 min	Refleja parte del calor
Lana o tela	22°C	40°C	+18°C	15 min	Retiene mejor el calor

📌 Opción avanzada:

• Medir la temperatura en diferentes condiciones (en sombra, con viento, etc.).

• Usar diferentes fuentes de calor y comparar sus efectos.

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5️⃣ Análisis de datos

📌 Preguntas para analizar los resultados:

• ¿Qué material conservó mejor el calor?

• ¿Qué material dejó escapar más rápidamente la temperatura?

• ¿Cómo podríamos aplicar estos resultados a la construcción de edificios eficientes?

📌 Representación de datos:

• Graficar el cambio de temperatura en función del tiempo para cada material.

• Comparar la retención de calor en cada modelo.

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6️⃣ Reflexión y conclusiones

📌 Preguntas para el debate:

• ¿Se confirmaron nuestras hipótesis?

• ¿Qué materiales podrían mejorar la eficiencia energética en edificios?

• ¿Cómo podríamos aplicar estos principios para reducir el consumo de calefacción y aire acondicionado?

📌 Conclusión sugerida:

El aislamiento térmico es clave para la eficiencia energética en viviendas y edificios. Materiales como la lana o la espuma de poliestireno ayudan a mantener el calor por más tiempo, reduciendo la necesidad de calefacción. En cambio, los materiales como el cartón o el papel aluminio tienen menor capacidad de retención térmica.

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7️⃣ Soluciones y Alternativas Sostenibles

🔹 Uso de materiales sostenibles en la construcción para mejorar la eficiencia energética.

🔹 Diseño de casas con techos y paredes aislantes para reducir el consumo de energía.

🔹 Aplicación de estrategias pasivas, como ventanas de doble vidrio y materiales reflectantes, para optimizar la temperatura interior.