NATURALEZA

Cómo convertir tu pasatiempo en un proyecto científico realmente genial

Cuando te imaginas haciendo un proyecto de ciencias, puedes imaginarte mirando a través de un microscopio o construyendo un modelo de volcán. Pero la ciencia se puede hacer en cualquier lugar e investigar casi cualquier cosa. Muchos adolescentes encuentran inspiración en sus pasatiempos, desde tocar instrumentos musicales hasta hacer gimnasia. Todo lo que necesitas para transformar tu pasatiempo favorito en un proyecto científico es identificar un problema que quieras resolver.

Y eso es lo que hicieron varios finalistas del concurso Broadcom MASTERS 2022.

Esta competencia de ciencias para la escuela intermedia fue creada por la Society for Science (que publica Ciencia Noticias Explora). Cada año, 30 finalistas compiten en equipos por premios y para mostrar su investigación personal. Algunos de los proyectos de este año se inspiraron en el amor de los estudiantes por la herrería, la pintura y otros pasatiempos. Ciencia Noticias Explora habló con seis finalistas sobre ideas, superación de desafíos y consejos para el éxito en la feria de ciencias.

elizabeth shen

Elizabeth, de 14 años, diseñó una nueva forma para que las computadoras almacenen datos. Su método se basa en la proporción áurea. Esta relación se usa a menudo para crear proporciones agradables en obras de arte. La proporción también aparece en la naturaleza. El patrón de los pétalos de las flores sigue la proporción áurea. El arreglo expone los pétalos uniformemente a la luz del sol. Asimismo, la estrategia de almacenamiento de datos de Elizabeth ayuda a las computadoras a escribir datos de manera uniforme en todos los dispositivos de memoria. Esto podría ayudar a que dichos dispositivos duren más. Elizabeth está en séptimo grado en Davis Drive Middle School en Cary, NC

Elizabeth Shen diseñó una nueva estrategia para almacenar información en dispositivos de memoria de computadora. Cortesía de E. Shen

¿Qué te inspiró a hacer este proyecto?

“Desde que tengo memoria, he sido una persona artística”, dice Elizabeth. “En cuarto grado, mi maestra de arte nos enseñó sobre la proporción áurea. Y en ese momento era solo, ya sabes, algo para usar cuando estábamos pintando”. Pero el año pasado, Elizabeth tuvo que reemplazar la memoria de su propia computadora. Su papá le contó cómo las computadoras escriben datos de manera desigual en los dispositivos de memoria. Elizabeth se dio cuenta de que la proporción áurea también podría funcionar en tecnología. «No fue como un momento ‘ah-ha'», dice ella. “Era solo… ‘Huh. Esto podría ser genial para explorar’”.

¿Cuál fue tu parte favorita de este proyecto?

“Probablemente los experimentos”, dice Elizabeth. Probó su técnica de la proporción áurea ejecutando programas en una computadora. Pero antes de este proyecto, Elizabeth no tenía experiencia en programación. Para prepararse, pasó meses leyendo un libro de texto sobre cómo codificar. “Escribir algoritmos es un proceso tan tedioso”, dice ella. “Fue genial ver que todas esas horas valieron la pena, y ver que la computadora en realidad solo hacía las cosas que yo le decía que hiciera”.

¿Algún consejo para los novatos de la feria de ciencias?

“No te limites”, dice Elizabeth. “Uno de los mayores desafíos que enfrenté fue cambiar mi mentalidad. Siempre me había considerado una persona más… escritora y artística. Nunca pensé que la ciencia o la informática serían mi tipo de cosas”. Pero después de aprender un poco sobre programación, «descubrí que en realidad era algo con lo que estaba familiarizada: las artes», dice. “Era solo una nueva forma de expresarme. Palabras, pintura, ahora programación”.

Landon Huber

Landon, de 12 años, investigó técnicas de herrería, que consisten en calentar metal para darle forma de diferentes objetos. Específicamente, Landon quería conocer los efectos de diferentes fluidos de extinción. (El enfriamiento es el proceso de usar un fluido para enfriar y endurecer rápidamente el metal). Landon calentó piezas de acero en su casa en una fragua: una caja de metal calentada por un fuego alimentado con propano. Luego usó aceite, agua, salmuera (agua salada) o aire para templar el acero y probó la resistencia y dureza de cada pieza. Landon es un estudiante de sexto grado en Christ Classical Academy en Tallahassee, Florida.

un chico rubio se para frente a un cartel de proyecto titulado 'Forjado en fuego' y sostiene una cinta azul y un certificado
El herrero aficionado Landon Huber probó la resistencia y la dureza de los metales templados en diferentes fluidos. Cortesía de L. Huber

¿Qué te inspiró a hacer este proyecto?

“Siempre me ha gustado la herrería”, dice Landon. Ese interés se avivó al ver el programa. forjado en fuego, donde los herreros compiten para fabricar cuchillos, espadas y otras armas. En el programa, los herreros usan aceite para apagar los metales. Pero cuando Landon y su papá tomaron una clase de herrería en un museo local, usaron agua. “La diferencia me hizo preguntarme cuál era mejor”, dice Landon.

¿Cuál fue tu parte favorita de este proyecto?

“Todo fue muy divertido”, dice Landon. “Me gustó mucho la forja. Pero creo que mi parte favorita podría haber sido la experiencia de ir a la facultad de ingeniería”. Landon llevó sus piezas de metal templado a la facultad de ingeniería de Florida A&M University-Florida State University. Allí, los ingenieros usaban máquinas para medir la dureza y la resistencia de un metal. (La dureza es lo difícil que es abollar un metal. La fuerza es la fuerza que se requiere para romperlo). “Por la experiencia de ir a la universidad de ingeniería y poder ver todo lo que hacen”, Landon dice: «Ahora estoy más interesado en seguir una carrera en ingeniería».

¿Los resultados de su investigación influirán en su propia forja?

“Probablemente usaría aceite como material de extinción en el futuro, porque es el más fuerte”, dice Landon. “La salmuera sería lo más difícil. Entonces, si necesitara un metal duro, usaría salmuera”. Landon está interesado en forjar cuchillos, como hacen los herreros en forjado en fuego. “Soy bastante grande señor de los Anillos aficionado”, añade. “Quiero hacer que el anillo único los gobierne a todos”.

emma y sarah simmons

Las gemelas Emma y Sarah, de 13 años, han estado trabajando juntas desde que nacieron. Para su proyecto, diseñaron un dispositivo para administrarle medicamentos a un caballo mientras lo montan. El dispositivo utiliza una bomba manual y un tubo conectado a la brida del caballo para rociar el medicamento cerca de su nariz. Tal sistema portátil podría ayudar a aproximadamente una quinta parte de los caballos estadounidenses que sufren asma crónica, dicen los adolescentes. Emma y Sarah están en séptimo grado en la escuela Mother Seton. Eso es en Emmitsburg, Maryland.

¿Qué te inspiró a hacer este proyecto?

“Hemos estado montando durante unos cuatro años. Y uno de los caballos que solemos montar tiene asma”, dice Sarah. “Después de viajes largos, especialmente en los días calurosos, por lo general respira profundamente. … Verlo luchando por respirar así es realmente difícil”.

Agrega Emma: “Después de investigar un poco, vimos que hay más de 1 millón de caballos en los EE. UU. que tienen asma. Y sabíamos que teníamos que hacer algo”.

¿Cuál fue tu parte favorita de este proyecto?

“Mi parte favorita fue probar los diferentes componentes”, dice Sarah. “Tuvimos que probar diferentes tamaños de tubería y diferentes tipos de bombas manuales. Y realmente me gustó hacer eso… la parte de resolución de problemas».

Para Emma, ​​la mejor parte fue probar su dispositivo. “Disfruté… subirme al caballo y ver que lo que creamos estaba funcionando, y que esto realmente podría ayudar a los caballos en el futuro y la sensación de éxito”.

foto de cabeza de una chica rubia de secundaria
Sarah Simmons, que está interesada en la ingeniería, disfrutó especialmente probando componentes para el nuevo dispositivo de administración de medicamentos. Cortesía de S. SIMmons
una foto de una chica rubia de secundaria
Emma Simmons, interesada en medicina veterinaria, disfrutó probando el nuevo dispositivo de administración de medicamentos con un caballo. Cortesía de E. Simmons

¿Cómo fue trabajar en equipo?

“Me interesa la medicina veterinaria y Sarah está más interesada en la ingeniería”, dice Emma. “Entonces, trajimos diferentes ideas a la mesa. Y combinamos nuestros intereses para crear un resultado que creo que es mucho mejor de lo que hubiéramos obtenido si hubiéramos trabajado solos”.

¿Que sigue?

“De hecho, estamos comenzando nuestro próximo proyecto científico ahora mismo”, dice Sarah. “Es una especie de construcción a partir de lo que ya hemos hecho. Estamos tratando de inventar algo donde… podamos detectar la frecuencia respiratoria del caballo. Y cuando el caballo tiene un ataque de asma, enviará una señal a una aplicación en el teléfono celular de alguien, que luego le avisará cuando el caballo tenga un ataque de asma”. Eso podría ayudar a los jinetes a saber cuándo administrar un medicamento a un caballo utilizando el nuevo sistema portátil.

tate baum

un niño con aparatos ortopédicos y cabello rubio hasta los hombros usa una gorra de béisbol
Tate Baum, de 12 años, es el lanzador de su equipo de béisbol de las Pequeñas Ligas. Su proyecto investigó la física detrás de lanzar la bola curva perfecta.Cortesía de T. Baum

Tate, de 12 años, quería conocer la física detrás de lanzar la bola curva perfecta. Para su proyecto, utilizó una pelota de béisbol Diamond Kinetics PitchTracker. Los sensores en él recopilan datos sobre cómo se lanza la pelota, como su velocidad, dirección de giro y velocidad de giro. Tate observó cómo se relacionaba cada factor con el fuerte giro hacia abajo característico de una bola curva. Tate es un estudiante de sexto grado en Edgemont Elementary en Provo, Utah.

¿Qué te inspiró a hacer este proyecto?

“Soy lanzador en mi equipo de béisbol y quería aprender a lanzar la mejor bola curva”, dice Tate. “Había visto gente en las ligas mayores usando este tipo de datos” para perfeccionar sus propios lanzamientos.

¿Cuál fue tu parte favorita de este proyecto?

“Mi parte favorita del proyecto probablemente fue simplemente hacerlo: lanzar todas las bolas y recopilar los datos”, dice Tate. Una tarde, simplemente salió y lanzó 34 lanzamientos para crear su conjunto de datos.

¿Sus resultados afectarán su propio lanzamiento?

“Me ayudó mucho”, dice. Antes, “simplemente trataba de lanzar lo más fuerte que podía. Pero descubrimos que no quieres hacer eso”, dice Tate. Los lanzamientos con más giro hacia abajo tendían a tener velocidades más bajas, mayores tasas de giro y más eficiencia de giro.

skye knox

Para la mayoría de las personas, un lanzacohetes de botella es una forma de desahogarse. Para Skye, de 14 años, es un proyecto de ciencias. Convirtió un lanzacohetes de botella en un dispositivo para sembrar nubes. La siembra de nubes envía sustancias químicas al aire a las que las moléculas de agua pueden adherirse para ayudar a formar lluvia o nieve. El compuesto habitualmente utilizado para ello puede resultar tóxico. Entonces, Skye intentó sembrar nubes dentro de una botella con otros dos químicos que tienen estructuras cristalinas similares. Sorprendentemente, una botella que contenía un poco de agua formaba nubes tan espesas o más espesas sin ningún químico. Skye es una estudiante de séptimo grado en la escuela secundaria Pacific Crest en Bend, Oregon.

una chica rubia de secundaria se para frente a una pared blanca
Skye Knox reutilizó un lanzacohetes de botella para crear una cámara de siembra de nubes. Cortesía de S. Knox

¿Qué te inspiró a hacer este proyecto?

“Gran parte de mi familia vive en California”, dice Skye. Es un estado que sufre muchas sequías e incendios forestales. Ella se preguntó: “¿Hay alguna forma de evitar esto y cómo? Fue entonces cuando me encontré con este concepto de siembra de nubes”. Este proceso podría ayudar a producir más lluvia en lugares normalmente secos.

Los dos químicos que probaste para la siembra de nubes no parecieron funcionar muy bien. ¿Por qué es importante compartir los resultados negativos de la investigación?

“Aunque no obtuve los resultados que pensé que iba a obtener, fue muy interesante para mí. Me mantuvo pensando, ¿qué haré el próximo año? ¿Qué otros productos químicos [could I try]?” Ella señala que “incluso si no consigues [positive] resultados, todavía es genial ver qué sucede. Y es aún más interesante pensar, por ejemplo, por qué no sucedió. O, en el futuro, ¿qué puedo hacer para que esto suceda?”. Skye ahora planea probar la siembra de nubes a diferentes temperaturas y usando otros productos químicos.

¿Algún consejo para los novatos de la feria de ciencias?

“Muchas personas, cuando comienzan su proyecto por primera vez, piensan más en la competencia”, dice Skye. “Cómo impresionar a los jueces, cosas así”. Para ellos, Skye tiene una cita de Shakespeare: “Las cosas ganadas están hechas; el alma de la alegría yace en el hacer.” Básicamente, “vas a pasar mucho tiempo en este proyecto. Entonces, realmente elige algo que te interese y te apasione”, dice ella. “Realmente no te preocupes por el lado de la competencia. Y luego terminarás divirtiéndote mucho más”.

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