Laura Vilariño Fernández, profesora de Matemáticas
laura.vilfer@edu.xunta.gal
Juana Polo López, profesora de Tecnoloxía
pololopez@edu.xunta.gal
IES de Fene (A Coruña)

Dentro das actividades que cada ano realiza o Club de Ciencias do IES de Fene está a participación no concurso First Lego Leage. Este ano a proposta que fixo a organización do concurso foi a mellora dos sistemas de entrega e repartición de paquetería. O noso grupo de traballo está formado por seis rapazas e rapaces que cursan segundo, terceiro e cuarto da ESO e o profesorado que os guía, pertencentes aos departamentos de Matemáticas e Tecnoloxía.

Os obxectivos que se pretendían acadar eran varios, entre eles destacamos:

Mellorar a competencia dixital, co uso do ordenador como ferramenta de traballo para a adquisición e a interpretación de datos, así como o deseño de programas sinxelos.

Concienciar o alumnado sobre a necesidade dun consumo responsable e coñecemento da contorna.

Optimizar o sistema de transporte para diminuír as emisións de CO2 á atmosfera.

Proxecto

O primeiro paso unha vez que coñecemos o reto no que iamos traballar foi realizar unha enquisa entre o alumnado, familias e profesorado do centro, para coñecer cal era para eles o principal problema co que se encontraban cando recibían un paquete. Preguntamos tamén outras cuestións como cal era a frecuencia coa que recibían paquetería, o tamaño medio dos paquetes ou en que horario preferirían que lles fosen entregados. Esta enquisa foi deseñada co formulario de Google Drive. Esta mesma aplicación encárgase de facer a representación gráfica dos datos acadados que posteriormente o alumnado interpretou para tratar de acadar a mellor solución. 

Sen dúbida, o principal problema das persoas que contestaron a enquisa era que non se atopaban na casa cando os seus pedidos chegaban.

A proposta do grupo para solucionar este problema foi o deseño dunha caixa de correos cun servomotor na porta que está accionado por unha tarxeta de Arduino e esta é controlada por unha aplicación desde o móbil do repartidor. Esta aplicación deseñouse con App Inventor. 

Por outra banda, tamén fixemos análise do tráfico no noso concello, tiñamos dous obxectivos: mellorar as distancias e optimizar o tempo. Aínda que hai moita zona rural, no núcleo urbano, ás veces hai moito tráfico. E... como o fixemos? 

Primeiro, a profesora de Matemáticas, Laura Vilariño, fixo unha breve e sinxela introdución á teoría de grafos.

Königsberg (actual Kaliningrado) era unha cidade da antiga Prusia Oriental. Estaba atravesada polo río Pregel, que dividía o terreo en catro rexións. Cada unha das rexións conectábase entre si mediante sete pontes. No século XVIII formularon, por diversión, o seguinte problema: «É posible dar un paseo comenzando desde calquera destas rexións, pasando por todas as pontes, percorrendo só unha vez cada ponte e regresando ao mesmo punto de partida?».

Baseándose neste dilema, Euler, un matemático moi famoso, demostrou que non tiña solución. Simplificou o problema asociando cada rexión a un punto (vértice) e cada ponte a un segmento. Esta idea tan sinxela inicia unha rama moi importante das matemáticas: a teoría de grafos, que permite atopar a distancia máis curta entre varios puntos. 

Grazas a Euler e aos avances da tecnoloxía, nós puidemos marcar no mapa de Fene os puntos que nos pareceron máis importantes (supermercados, farmacias, o IES de Fene…) e velaí: o programa Geogebra devolveunos o camiño máis curto que os une, como se pode ver na imaxe.

Grazas á axuda da Vía Michelin, puidemos determinar cales eran os puntos críticos no que se producía a maior concentración de tráfico e a que horas ocorrían eses atascos. Obtivemos tres franxas horarias que os repartidores deberían evitar para optimizar as súas entregas;: de 8:30 a 10:00, de 13:30 a 15:00 e, por último, de 19:00 a 21:00 horas.

Construcción da caixa de correos

Para a construción do noso prototipo, empregamos materiais dos que dispoñiamos na aula de tecnoloxía, uns taboleiros de DM para facer a estrutura, un servomotor, unha tarxeta de Arduino Uno e unha tarxeta bluetooth. 

Na misión de elaborar a mellor caixa, fixémonos varias preguntas que nos axudaron a perfilar distintos aspectos: tamaño, número de caixas por edificio, deseño da aplicación, material, custo da instalación, seguridade do sistema…

As nosas conclusións foron que, como na enquisa o 86 % respondeu que a maioría dos paquetes que recibía tiñan un tamaño de caixa de zapatos ou tamaño medio, pensamos que un tamaño óptimo é 40 cm x 40 cm x 40 cm. 

Ademais, para establecer o número de caixas por edificio, tivemos en conta que menos do 3 % recibe paquetes todos os días e menos do 30 % unha vez por semana. Estes datos permitíronnos establecer que unha caixa sería suficiente para os edificios con 20 vivendas ou menos e dúas para os que teñan máis.

O código que pon en funcionamento a tarxeta de Arduino é o seguinte: 

#include<Servo.h>
Servo motor;
char caracter;

void setup() {
 Serial.begin (9600);
 motor.attach(3);
 motor.write (10);
}
void loop() { 

 if(Serial.available()){
 caracter=Serial.read();
 if(caracter=='A')
 for (int i= 0; i<=130; i++)
 {
 motor.write (i);
 delay(25);

}
if(caracter=='C')
 for (int i= 130; i>10; i--)
 {
 motor.write (i);
 delay(25);
 }

}
}

App Inventor é unha aplicación que parte da idea conxunta do Instituto Tecnolóxico de Massachusetts e un equipo de Google Education. Trátase dunha ferramenta web que permite iniciarse no mundo da programación. Con esta ferramenta pódense facer desde aplicacións sinxelas como a que nós elaboramos ou outras máis completas, que se executan nos dispositivos móbiles. 
App Inventor é unha linguaxe de programación baseada en bloques e orientada a eventos. Por suposto, é moi conveniente dispor dun dispositivo móbil onde probar os programas que imos escribindo.

A pantalla que estamos vendo divídese en diferentes partes:

- Á esquerda están os obxectos que imos usar para deseñar a pantalla da nosa aplicación: botóns, imaxes, debuxos etc. 

- A pantalla central representa a pantalla do móbil e serve para deseñar o aspecto da aplicación. Na parte superior está o botón conectar, para poder probar como funciona o que imos facendo.

- Na parte da dereita están as propiedades dos distintos elementos que incluímos na nosa pantalla e que podemos variar ao noso gusto.

Ademais da pantalla de deseño, ten tamén a parte de programación. Cada un dos elementos que incluímos na nosa aplicación pode realizar unha función que nós programaremos.

A nosa aplicación ten dúas pantallas: unha de inicio cun só botón que permite iniciar a entrega; cando prememos nese botón, lévanos a unha segunda pantalla con catro botóns. O primeiro («Usuarios») abre no móbil unha lista de dispositivos bluetooth e permítelle ao repartidor conectarse á tarxeta bluetooth da caixa de correos. Unha vez conectado, xa pode abrir a caixa; do mesmo xeito hai outro botón que permite pechalo e, por último, o repartidor desconéctase do bluetooth e aparece a mensaxe en pantalla «Desconectado».

A programación en bloques necesaria para o funcionamento da aplicación pódese ver na seguinte imaxe:

Por último, había que facer das caixas un obxecto que se integre na vida cotiá, como un lugar ao que mirar e ver algo máis: caixas amigas. Botamos man da artista do grupo e das súas indicacións. Centrámonos así na seguinte etapa do proxecto: a decoración das caixas.

Así, a nosa proposta de pintar a poza do río Belelle de Fene engádelle valor artístico á caixa, ao mesmo tempo que nos achega á nosa contorna. É unha homenaxe máis á natureza, xa que un dos nosos obxectivos era coidala evitando as emisións de CO2 coa redución de viaxes innecesarias. Unha chiscadela aos ODS, tan importante para ter en conta acotío e non só en datas conmemorativas.

Conclusión

Sen dúbida, a competencia dixital traballouse ao longo de todo a proceso, pero tamén traballamos outros aspectos importantes na aprendizaxe do alumnado como o coñecemento e respecto pola contorna e o comercio sustentable e responsable. 

Fomentouse a iniciativa persoal, o traballo en equipo, o respecto e a colaboración entre os integrantes do grupo. Colaboración profesor-alumno para dar resposta a un problema real.

Se o noso proxecto se leva adiante, non só mellorariamos o servizo de paquetería e coidariamos o medio ambiente, senón que, ademais, na procura de buscar novos lugares que pintar, seguro que atopariamos paraxes insospeitadas moi preto de nós.