Modelo 2: Bomba de jeringa

¡La dosis es lo que cuenta!

Nivel escolar
11-13
Tiempo necesario
3 clases dobles (ampliables hasta 6 CD)
Nivel de dificultad
Modelo: medio, programación: media
Tipo de modelo
Modelo de mesa para bombas de inyección

DESCRIPCIÓN DEL MODELO / TAREA

Los elementos de mando, como los botones de selección y los elementos de visualización, se programan en la pantalla táctil. La dosificación se consigue con precisión mediante el control gradual de un motor codificador.

Dos LED emiten señales luminosas durante el funcionamiento de la dosificación (verde) o en la posición final y cuando el volumen de líquido para una dosis es demasiado bajo (rojo). Mediante botones táctiles se implementan paso a paso diferentes funciones, como «Inicio», «Retroceso», «Preselección de dosis» y «Tiempo de inyección». A partir del número de revoluciones del motor, se determina la dosis inyectada actualmente y la cantidad restante del medicamento en la jeringa, y se muestra en la pantalla. Si la cantidad restante no es suficiente para una dosis preseleccionada, se impide el inicio. Del mismo modo, el motor se detiene cuando la jeringa está completamente introducida. En ambos casos, el LED rojo parpadea. 

Cuando se solicita específicamente el cambio de jeringa, así como automáticamente al inicio del programa, el accionamiento de la jeringa vuelve a la posición de inicio y se detiene automáticamente.

 

RELACIÓN CON LA VIDA COTIDIANA

Las bombas de inyección médicas son dispositivos de dosificación precisos que administran medicamentos o líquidos en cantidades controladas con exactitud durante un periodo de tiempo determinado. Se utilizan con frecuencia en medicina, 
por ejemplo, en anestesia, medicina intensiva o terapia del dolor.

Además, las bombas de jeringa pueden utilizarse para la dosificación precisa en experimentos biológicos o químicos y en procesos de fabricación.

 

Preguntas clave

  • ¿Dónde se puede utilizar una bomba de inyección médica automática en la vida cotidiana? (Comunicación)
  • ¿Qué funciones debe cumplir el control de la bomba de inyección para que sea útil? (Colaboración)
  • ¿En qué condiciones debe mover la bomba la jeringa? (Pensamiento crítico)
  • ¿Qué hay que tener en cuenta para que el control se pueda utilizar en diferentes lugares y el sistema funcione de la forma más robusta posible? (Creatividad)


Referencia del compartimento

Informática
Programación avanzada, bucles condicionales, funciones
Matemáticas
Recuento condicional, cálculo de volumen y tiempo
Técnica
Construcción estable, técnica de construcción
Física
Cambio de movimiento
Biología, Química
Experimentos con tareas de dosificación: en experimentos químicos y biológicos, la bomba de jeringa se puede utilizar de forma interdisciplinaria para realizar dosificaciones precisas.

Desarrollo de la clase
​

Fase de introducción
Fase de planificación
Fase de construcción
Fase de programación
Fase de experimentación y prueba
Fase final

Información y avisos

 

Indicaciones metodológicas y didácticas

Explicación técnica

En la práctica médica, las bombas de jeringa profesionales funcionan con una dosificación por pasos de alta precisión. En lugar de dejar que el líquido fluya de forma continua, el flujo de volumen deseado se consigue mediante la administración repetida de dosis individuales mínimas (por ejemplo, 0,01 ml o incluso 0,001 ml). Este principio garantiza la máxima precisión y seguridad, especialmente en el caso de medicamentos muy potentes en medicina intensiva o de urgencias

Ventajas didácticas

A modo de ejemplo, se establece una microdosis de 0,1 ml. La dosificación en pasos tan discretos se puede implementar de forma especialmente clara mediante programación, ya que se puede traducir fácilmente en bucles o rutinas controladas por tiempo. La velocidad de dosificación se puede ajustar fácilmente cambiando el número o la frecuencia de las microdosis; reflexionar sobre ello fomenta una comprensión activa de la regulación y el control. Además, el procedimiento es intuitivamente comprensible para los alumnos: es más tangible pensar en cuántos pasos individuales son necesarios para administrar, por ejemplo, 1 ml de líquido, que imaginar de forma abstracta un flujo uniforme.

Posibilidades de diferenciación

En función de la velocidad de trabajo de cada alumno, se pueden programar variaciones en la dosis mínima y la velocidad de inyección (posibilidad de diferenciación 1). Además, la pantalla táctil se puede ampliar con un control deslizante que permite ajustar el tiempo de inyección de forma continua (posibilidad de diferenciación 2).

 

Aspectos motivacionales

El trabajo con bombas de jeringa combina la tecnología con una aplicación útil: no se trata solo de motores y sensores, sino de cómo la tecnología puede salvar vidas. Para los chicos, pero también para las chicas, este contexto de tecnología médica  puede ser especialmente motivador, ya que muestra que la programación y la construcción no son abstractas, sino significativas y socialmente relevantes. Quienes trabajan aquí buscan soluciones que ayuden a las personas, lo que hace que la tecnología sea tangible, emocionante y valiosa.

 

Materiales adicionales

  • Si se dispone de él, se podría utilizar un vídeo para la fase introductoria del tema.
  • Medios para dibujar (papel, pizarra blanca o pantalla de proyección).

Instrucciones de montaje

Esquema eléctrico

Funciones del modelo y sus soluciones técnicas
​


Funciones de los actuadores/sensores


Solución técnica



Realización de un giro de un
motor con encoder

 



Control del motor de accionamiento para un
giro con paso predeterminado

 


Señales luminosas LED roja/verde

 


Control del LED para indicaciones de
funcionamiento y de fallo

 


Cálculo y visualización de
información en la pantalla táctil

 


Programación y evaluación de
cantidades y tiempos

 

Lista de materiales
​

  

Sensores

Función

 

1 pulsador On/Off en el controlador TXT 4.0

 

1. Encendido de la bomba de jeringa

2. Parada de emergencia de la bomba de jeringa

 
2 mini pulsadores  Detección de la posición inicial y final

 

Actuadores

Función

 

1 motor con encoder

 

 

Movimiento

 
2 LED (1 × rojo, 1 × verde) Indicación de estado

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