Adaptación automática por grado: el selector cambia instrucciones, ejemplos, ayudas y retos matemáticos obligatorios. El modelo experimental conserva sus reglas físicas/didácticas. Los retos usan datos del diseño; las respuestas de cada grado se guardan por separado. Cambiar de grado conserva el trabajo, pero puede añadir tareas pendientes. La bitácora incluye su evidencia. El docente sigue evaluando argumentos y colaboración.
Fuente: lección 5 «El agua y la comunidad», sexto–octavo, Manual STEM del DEPR, julio 2026, pp. 180–183. Se conserva el diseño de un sistema de filtración, la selección de materiales, pruebas, revisión y defensa del prototipo. Los volúmenes, coeficientes, tiempos, precios y cálculos son una ampliación didáctica; no se atribuye un indicador oficial específico.
Organización: tres estudiantes con roles rotativos de diseñador, calculista y verificador/portavoz. Un dispositivo. Tiempo sugerido: 10 minutos diseñar, 20 probar y calcular, 10 comparar, 10 defender.
Objetivos: convertir L/mL; interpretar parte/total; calcular recuperación y retención porcentual; expresar rapidez en mL/min; comparar dos pruebas cambiando una sola variable; justificar una propuesta con datos y límites.
Por grado: sexto enfatiza unidades y razones; séptimo porcentajes y tasas; octavo lectura de gráficas, control de variables y argumentación. Ajuste el apoyo a su grupo. Las tareas de cada grado usan los datos visibles; aceptan coma o punto decimal. Redondee a una décima cuando se indica.
Materiales: recipiente y tela de soporte fijos ($3.50 ficticios); grava $0.50/cm, arena $0.80/cm y carbón activado opcional $1.40/cm. Hasta cinco capas, 1–6 cm cada una y 20 cm en total. El agua entra arriba. Las flechas reordenan las capas; la tela permanece abajo.
Comparación justa: misma muestra y mismo volumen. Cambie solo el material o espesor de una capa, añada/quite una capa, o cambie únicamente el orden. «Copiar y mejorar» conserva la prueba original. Dos pruebas con más cambios pueden explorarse, pero no aíslan su efecto.
Qué sí modelamos: partículas grandes y finas en suspensión. Una muestra de 1,000 mL contiene 40 grandes y 160 finas («sedimentos») o 100 grandes y 80 finas («restos grandes»). La cantidad escala con el volumen. Cada capa retiene partículas; las siguientes reciben las que quedan.
Coeficientes ficticios por cm de capa| Material | Grandes | Finas | Resistencia r | Agua retenida |
|---|
| Grava | 0.28 | 0.012 | 0.06 | 5 mL/cm |
| Arena | 0.12 | 0.22 | 0.24 | 12 mL/cm |
| Carbón | 0.07 | 0.06 | 0.16 | 16 mL/cm |
Retenidas = redondear(partículas entrantes × [1 − (1 − coeficiente)espesor]). La tela fija retiene 65% de las grandes y 5% de las finas que llegan a ella, redondeadas a partículas enteras. El carbón real puede adsorber ciertas sustancias; esa química no se modela aquí.
Volumen y tiempo: agua retenida = 10 mL en la tela + suma(mL/cm × espesor). Recuperada = inicial − retenida. Resistencia total R = 0.1 + suma(r × espesor) + 0.012 × grandes capturadas por arena + 0.007 × grandes capturadas por carbón. Tiempo en minutos = (volumen/1,000) × (1 + R), mostrado con dos decimales. Esta regla ficticia representa el efecto de capas y obstrucción, no una ley física calibrada.
Matemáticas: recuperación = recuperada/inicial × 100; retención = retenida/inicial × 100; rapidez = recuperada/tiempo mostrado. Estos tres resultados se redondean a una décima. «Partículas retenidas (%)» usa partículas, no volumen de agua. El modelo conserva agua inicial = recuperada + retenida y partículas iniciales = retenidas + restantes. No representa evaporación ni flujo variable durante la prueba.
Límite científico: apariencia más clara no demuestra que el agua sea potable. No se evalúan microorganismos, sustancias disueltas ni desinfección. Distintos filtros remueven distintas sustancias: CDC: selección de filtros. La actividad escolar de filtración no desinfecta: EPA: actividad de filtración.
Evaluación: observe diseño y construcción; uso del proceso STEM; análisis de resultados; justificación de la solución; colaboración. No hay una única combinación ganadora. El reto permite recomendar una prueba comparada y dentro del presupuesto, explicando el equilibrio entre partículas, recuperación y tiempo. El docente valora la calidad del argumento; escribir una frase no garantiza una calificación.
Guardado: hasta 20 pruebas en este navegador. Copia JSON para otro dispositivo; la importación reconstruye los resultados. Bitácora imprimible o HTML. Recursos disponibles sin conexión después de la primera carga completa. Pantalla completa nativa cuando está disponible; vista ampliada en los demás navegadores, con desplazamiento y controles táctiles.
