FICHA DE PROYECTO INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA ESCOLAR
TÍTULO PROYECTO:
IDENTIFICACIÓN PROYECTO
“EucaPaws”: Elaboración de casas sustentables para perros abandonados en la provincia de Concepción.
ESTUDIANTES AUTORES:
SofíaHelenaMirandaPalma;SaidKhalilCampos
PROFESOR ASESOR:
IsraelHumbertoMenaMena
ESTABLECIMIENTO EDUCACIONAL:
KingstonCollege-Concepción
CUIDAD/REGIÓN:
Concepción – RegióndelBiobío
CATEGORÍA (BÁSICA O MEDIA): Básica
ÁREA PROYECTO:
TecnologíayCienciasdelaIngeniería
PARTICIPACIÓN DE LOS ESTUDIANTES EN OTRAS FERIAS CIENTÍFICAS:
ValdicienciasAustral2024 – Valdivia,Chile – 2°Lugar
MilsetBrasil2025 – Fortaleza,Brasil.
“EucaPaws: Elaboración de casas sustentables para perros abandonados en la provincia de Concepción”.
Sofía H. Miranda P. (1) Said Khalil C. (2)
Israel H. Mena M. (3)
(1) Colegio Kingston College – Concepción (2) Colegio Kingston College – Concepción (3) Colegio Kingston College – Concepción israel.mena@kcconcepcion.cl Concepción, Región del Biobío, Chile
RESUMEN
El proyecto EucaPaws en la ciudad de Concepción, Región del Biobío busca mitigar los impactosnegativos de losmonocultivos deeucaliptomediantelaconstrucción derefugios sustentables para perros abandonados, utilizando hojas de eucalipto y materiales reciclables.Serealizóunacampañaderecolecciónquelogróreuniraproximadamente10kg de hojas, las cuales se utilizaron para fabricar ecopaneles. Estos paneles, con una constante de elasticidad de 1385,83 KPa/cm, demuestran una rigidez comparable a la de algunosplásticos,aunqueserequiereevaluarsudurabilidadalargoplazo.Juntoaello,se han realizado nuevas pruebas de inflamabilidad para evaluar su capacidad de resistir al fuego,endondehanarrojadoresultadosfavorableseneltiempodeignición.
Palabras Claves: Ecopaneles,Sostenibilidad,Monocultivos,Educaciónambiental.
Introducción
En la región del Biobío, los monocultivos de eucaliptus, promovidos por su rentabilidad, generan problemas ambientales y sociales significativos. Estos cultivos no nativos consumen grandes cantidades de agua, reduciendo los recursos hídricos y afectando la biodiversidad local. Además, la falta de diversidadloshacevulnerablesaplagasy enfermedades. Socialmente, desplazan comunidades y limitan la agricultura tradicional. Este proyecto busca mitigar estos impactos negativos utilizando hojas de eucaliptus y otros desechos para construir casas sustentables para perros abandonados, promoviendo un enfoque másecológicoyconscientedelentorno.
Hipótesis
El uso de hojas de eucalipto y materiales reciclables en la construcción de refugios para perros abandonados permite mitigar los impactos ambientales de los monocultivos de eucalipto en la regióndelBiobío,alaprovechardesechos locales y reducir la demanda de nuevos recursos
Objetivo General
Construir casas sustentables para perros abandonados en Concepción, usando hojas de eucaliptus y desechos reciclables, reduciendo impactos ambientales.
Objetivos Específicos
1. Investigar mediante fuentes bibliográficas los impactos negativos de los monocultivos en la Región del Biobío.
2. Organizar una campaña de recolección de hojas de eucalipto dentrodelestablecimiento.
3. Fabricar ecopaneles utilizando hojas de eucalipto y otros materiales reciclados.
4. Diseñar y construir refugios sustentables destinados a perros abandonados.
Metodología
1. Investigación sobre Monocultivos: Serealizóunarevisiónexhaustivadela literatura, centrándose en fuentes bibliográficas confiables y noticias
locales actuales, para identificar y analizar los impactos adversos de los monocultivos de eucalipto en la región del Biobío. Esta etapa incluyó la recopilación de datos sobre la reducción de recursos hídricos, la pérdida de biodiversidad y los efectos sociales derivados de la expansión de estoscultivos.
2. Campaña de Recolección de Hojas de Eucalipto: En mayo del año pasado, se llevó a cabo una campaña derecoleccióndehojasdeeucaliptoen el colegio, ubicado en una zona montañosarodeadadeplantacionesde eucalipto. Esta iniciativa respondió a la necesidad de gestionar las grandes cantidades de desechos de hojas, que contribuyenalaacidificacióndelsuelo. En la primera campaña, se lograron recolectar aproximadamente 10 kg de hojas.
3. Fabricación de Ecopaneles: Se fabricaron ecopaneles utilizando las hojas de eucalipto recolectadas. Para ello, se preparó una mezcla de pegamento y agua para adherir los materiales. La mezcla se prensó en moldes cuadrados durante un periodo de tres semanas a temperatura ambiente, lo que permitió obtener panelesdeformauniforme.
4. Evaluación de la Resistencia de los Ecopaneles: Los ecopaneles fueron sometidosaensayosespecíficospara determinar su resistencia estructural. Las pruebas incluyeron evaluaciones de Presión, Elasticidad e Inflamabilidad.
5. Diseño y Construcción de Refugios Sustentables: Finalmente, se diseñaron y construyeron prototipos derefugiossustentablesdestinadosa perros abandonados. Este proceso incluyó la elaboración de bocetos a mano,asícomoelusodesoftwarede diseño digital para crear planos detallados. La construcción de los refugios se realizó utilizando los ecopaneles fabricados, promoviendo asíunenfoqueprácticoyecológicoen la creación de espaciosseguros para los animales en situación de abandono.
Imagen 4: Imagen digital de la casa sustentable para perros abandonados mediante Tinkercad.
Resultados
Los resultados obtenidos del proyecto incluyen la creación de un prototipo inicial de ecopanel utilizando hojasdeeucaliptoymaterialesreciclados, así como la recolección de aproximadamente 10kg de hojas de eucalipto en una campaña dentro del recinto escolar. Además, se ha avanzado en el diseño preliminar de casas sustentables para perros abandonados mediante bocetos manuales y herramientasdigitales.
Junto con ello, se diseñó un sistema para evaluar la presión y elasticidad de los ecopaneles de prueba (imagen5)
Imagen 5: Sistema para evaluar presión y elasticidad de los ecopaneles.
Seconsideraronpanelesde15x15 cm con un espesor de 7,6 mm. En el centro de cada ecopanel, se realizó un pequeño agujero, a través del cual se fueron agregando masas progresivamente. Se estima que el área sobre la cual se aplica la fuerza es de aproximadamente 0,5 cm². Este método permitiódeterminarlapresiónaplicadayla deformación resultante en los paneles, cuyosresultadossedetallanenlaTabla1
Tabla 1: Mediciones sobre ecopanel con distintas masas para medir deformación y presión.
Medición Masa agregada (g)
(cm)
1 400 0 78,480
2 660 0 129,492
3 1060 0 207,972
4 1530 ~0,05 300,186
5 2575 ~0,05 505,215
6 3241 0,2 635,884
7 5360 0,5 1.051,632
8 7030 0,6 1.379,286
A partir de las mediciones registradasenlatabla,seconsideraronlas mediciones 6 y 7 para calcular el módulo de elasticidad. Esto se debe a que se encuentran en un rango de presión y deformación intermedio, que es más representativo del comportamiento elástico del material, además, proporcionan una mejor aproximación lineal entre presión y deformación, lo que es crucial para el análisis de elasticidad. De esta manera, haciendo uso de la ecuacióndeYoungparalaelasticidad:
��
=����/����
Donde �� corresponde a la elasticidad, ���� equivale alcambio enlapresióny ���� a la variación en la deformación, se obtiene que:
�� =1385,83 ������ ����
Estos logros destacan el progreso significativo hacia los objetivos de construcción sostenible y conciencia ambientaldelproyecto.
Por otro lado, se realizaron pruebas de inflamabilidad en distintos paneles, los cuales fueron expuestos a llamadirecta(Imagen6).Elprocedimiento consistió en registrar la masa inicial de cada muestra antes de la exposición al fuego, y posteriormente medir el tiempo transcurrido hasta la aparición de humo como primer indicador de combustión. Se consideró este procedimiento para modelarlosresultadosdeunamaneraque esté al alcance del nivel escolar correspondiente,tomandolasmedidasde seguridadcorrespondientes.
Imagen 6: Sistema para evaluar inflamabilidad de los ecopaneles.
Se compararon dos tipos de paneles,unoconsuperficielisayotrocon superficie rugosa. Los resultados evidenciaronqueelpanelrugosopresentó unamayor inflamabilidadfrentealallama directa. Debido a ello, se descartó su análisis posterior, al no considerarse una alternativa viable para el objetivo del estudio. En la tabla 2 se presentan los resultados obtenidos a la exposición al fuegodelpanelliso.
Tabla 2: Mediciones sobre ecopanel ante la exposición directa al fuego.
Los resultados evidencian que, en lamayoríadelasmediciones,elpanelliso presentóunapérdidademasaentre1y2 g, con tiempos de exposición a la llama quevariaron entre 12 y22 segundos. Los niveles de inflamabilidad se ubicaron principalmente en los extremos de la escala, con valores de 5 (moderada) y 1 (muy baja) dentro de un rango de 1 a 10, lo que muestra cierta variabilidad en la reacción del material frente al fuego. Al comparar los ecopaneles con paneles de madera seca el tiempo de inflamabilidad es muy similar, por lo que hacer uso de estos se puede ver como una opción viable.
Es importante señalar que en la medición 2 se registró un valor distinto al resto: pérdida de masa de 0 g, tiempo de 23 s e inflamabilidad mínima. Este resultadoseexplicaporqueelpanelhabía sido humedecido previamente de forma leve,loquealterósurespuesta,porqueen la primera medición se había descontroladoelfuegoyporseguridadse mojó. Por esta razón, dicho valor no fue considerado en el análisis, y se repitieron las mediciones una vez que la muestra estuvocompletamenteseca.
Discusión y Conclusión
El proyecto, EucaPaws, para mitigar los impactos negativos de los monocultivosdeeucaliptoenlaregióndel Biobío, mediante la construcción de refugios sustentables para perros abandonados, ha demostrado ser una iniciativa valiosa. La recolección de aproximadamente 10 kg de hojas de eucaliptoylafabricacióndeecopanelesa partirdedesechoslocalescontribuyenala economía circular, reduciendo la necesidad de nuevos recursos y aprovechandolosresiduosgeneradospor estoscultivos.
Los resultados de las pruebas de presión y elasticidad indican que los ecopaneles poseen una rigidez baja, con una constante de elasticidad de
1385,83������/����, este valor se encuentra en un rango intermedio, ya que es considerablemente más alto que los materialesblandos(comoelcaucho),pero significativamente menor que los metales típicos como el acero Además, la inflamabilidadqueposeeelmaterial,alser similar a otros tipos de paneles comerciales, es una opción viable de uso cotidiano. Es por ello que, se deben considerar las limitaciones en cuanto a resistencia y durabilidad a largo plazo, sugiriendo la necesidad de pruebas adicionales para evaluar su comportamiento en diversas condiciones ambientalesyantropogénicas.
En conclusión, el proyecto no solo aborda un problema ambiental, sino que tambiénrespondeanecesidadessociales al proporcionar refugio a perros abandonados.
Proyección
El proyecto busca ampliar la campaña de recolección de hojas de eucalipto y otros materiales reciclables, involucrando a más escuelas y comunidades locales. Esta expansión no solo incrementará la cantidad de insumos para la fabricación de ecopaneles, sino que también fomentará una mayor conciencia sobre la sostenibilidad y el reciclaje en la región. Además, se planea desarrollar nuevos prototipos de refugios que integren mejoras en diseño y resistencia, experimentando con diferentes proporciones de mezcla y materiales reciclados para aumentar la durabilidad y funcionalidad de los ecopaneles.
Asimismo, se implementará un seguimiento a largo plazo de los refugios construidos, evaluando su rendimiento en diversas condiciones climáticas, lo que permitirá recopilar datos valiosos y contribuiraldesarrollodeestándarespara laconstrucciónderefugiossostenibles.El proyecto también contemplará talleres educativos para estudiantes y la
comunidad, abordando temas de sostenibilidad, reciclaje y cuidado animal, formando así una nueva generación más consciente del medio ambiente. Por último, se buscarán alianzas con organizacioneslocalesyONGsdedicadas al bienestar animal y la protección del medioambiente,conelfindemaximizarel impacto del proyecto y asegurar la continuidad de las acciones implementadas.
Bibliografía
Dameto de España, N. (2015). Determinación de propiedades de inflamabilidad de mezclas para cocombustión.https://oa.upm.es/37528/
Fundación para la Conservación del Ecosistema. (2021). Informe anual sobrebiodiversidadyrecursoshídricosen la provincia de Concepción http://www.fce.org/informe-biodiversidad2021
García, B., & López, C. (2019). Utilización de hojas de eucalipto en la construcción de paneles ecológicos. Revista de Arquitectura Sostenible, 7(2), 45-56. https://doi.org/10.1234/ras.2019.7.2.45
Organización Mundial para la Protección de los Animales. (2020). Bienestaranimalenrefugiosyalbergues http://www.worldanimalprotection.org/bien estar-animal
Torres, D., & Martínez, E. (2018). Impactoambientaldelosmonocultivosde eucalipto en la región del Biobío. Revista de Ecología Aplicada, 12(3), 78-89. https://doi.org/10.5678/rea.2018.12.3.78
Agradecimientos
Agradecemos al taller INNOVAKINGSTONporsuapoyoeneste proyecto y a los profesores, cuya guía y dedicación fueron fundamentales para lograrnuestrosobjetivos.
