El proyecto consiste en la utilización de una bancada del Laboratorio de Máquinas Eléctricas de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales dedicada a la sincronización de generadores síncronos a la red eléctrica para el desarrollo y organización de una competición educativa para alumnos de grado y máster. El proyecto se encuadra en la línea E2 “Actividades de Gamificación” y también se vincula a otras tendencias educativas emergentes como la línea E3 “Aprendizaje basado en Retos”, todo ello en el marco del diseño curricular basado en la adquisición de competencias y en la transversalidad que se viene fomentando en la Universidad.

El aprendizaje competitivo, herramienta de aprendizaje activo basada en la adquisición de destrezas y en la medición frente a un oponente con el objetivo de lograr una recompensa, es un medio de mejorar y completar el aprendizaje convencional. Se ha demostrado (Shindler, 2007) que las competiciones más beneficiosas son aquellas que tienen una recompensa simbólica, son de corta duración y agradables, permiten que todos los participantes perciban que tienen posibilidades de ganar, y que aportan valor al proceso y a la calidad del trabajo más que al resultado.

La competición es una forma de motivación que puede representar un importante estímulo para el aprendizaje. Si está bien organizada, supone un desafío para los participantes para dar lo mejor de sí mismos. Además, es un instrumento de socialización a nivel universitario, una forma de reconocer el esfuerzo del estudiante y de mejorar su experiencia universitaria.

Actualmente, en el laboratorio de Máquinas Eléctricas se cuenta con una bancada que permite sincronizar, de forma similar a lo que se haría en un caso real, una máquina síncrona a la red eléctrica. Permite acoplar la máquina tanto en condiciones sanas como en condiciones defectuosas, es decir, con existencia de diferentes errores en el conexionado del equipo de sincronización. El interés de este equipo radica en que los alumnos pueden experimentar de forma práctica el proceso de sincronización bajo diferentes condiciones y adquirir conocimientos sobre situaciones de riesgo en el acoplamiento.

El uso de la bancada de laboratorio en condiciones realistas de operación requeriría cierto perfeccionamiento, como la instalación de sistemas de regulación de tipo subir/bajar de la entrada mecánica que corresponda y de la excitación de la máquina. Además, para el concurso educativo se requiere desarrollar un sistema de medición de la calidad de la sincronización, con objeto de evaluar objetivamente la precisión de la misma y poder otorgar una calificación a los alumnos en base a la sincronización realizada. También se pretende desarrollar y poner en funcionamiento un sistema automático de sincronización de la máquina, de modo que los alumnos además de competir entre sí compitan también contra dicho sistema.

Para el concurso se contaría con la participación de alumnos de grado y de máster, de forma individual o grupal, cuyo rol consistiría en corregir o compensar los defectos que se les vayan introduciendo y llevar a cabo la mejor sincronización posible, y por otro lado, con la participación del profesor, que previamente desde sus mandos puede generar diferentes defectos y que actúa como moderador en el concurso.

La finalidad última es que los alumnos adquieran conocimientos, de forma práctica y en un formato ameno, social y distendido, sobre la importancia de la correcta sincronización de las máquinas síncronas a la red, especialmente en relación con las diferentes posibilidades de defecto que impiden que se realice adecuadamente. La experiencia permitirá que el estudiante avance en el conocimiento mediante una experiencia única (aprendizaje experiencial o learning by doing, incorporar recursos tecnológicos de carácter innovador a la docencia, y facilitar la formación y evaluación de competencias transversales de los alumnos.

1. Utilización de un equipo innovador de laboratorio en el que se pueden realizar sincronizaciones con diferentes condiciones de la forma más realista posible, incluyendo pulsadores de control de la entrada mecánica y de la excitación, un sistema de sincronización automática que concurse contra los alumnos, y un sistema de valoración objetivo de la precisión con la que sincronizan los alumnos.

2. Utilizar la vía innovativa del concurso para formar a los alumnos en sincronización de máquinas síncronas a la red en diferentes condiciones.

3. Promocionar y organizar un concurso educativo con la participación de los alumnos y de los profesores, como forma de favorecer sus competencias transversales, puesto que el proyecto toca la resolución de problemas, el trabajo en equipo cuando la competición se realice en grupos, la práctica de la creatividad y de la iniciativa de los alumnos y su capacidad de organización.

4. Mejorar la motivación de los alumnos y su interés por la especialidad de ingeniería eléctrica.

Se pretende que nuestros alumnos sean conscientes de la importancia de una adecuada sincronización a la red y que cale en ellos los conocimientos que queremos transmitirles a través de esta experiencia. Las condiciones de sincronización se explican en los programas de varias asignaturas de la unidad docente de Máquinas Eléctricas de Grado y de Máster, sin embargo, no se le da la suficiente importancia a la posible existencia de errores de conexión. Todavía a día de hoy hay malas sincronizaciones con graves daños económicos.

Este proyecto de innovación educativa está en línea con la voluntad del profesorado de impulsar la parte experimental de la docencia como forma de interiorizar los contenidos académicos. Nuestra intención final es llevar a la práctica la popular frase de Benjamin Franklin (“Cuéntame y lo olvido; Enséñame y lo recuerdo; Involúcrame y lo aprendo”). El proyecto permitirá despertar interés en el alumnado y profundizar en el trabajo de las competencias transversales propuesto por la Universidad.

El resumen técnico de lo que pretendemos transmitirles mejor mediante la mejora de la calidad de la docencia es:

Los generadores síncronos han de cumplir una serie de condiciones estrictas al acoplarse a la red para prevenir daños en los mismos. La posible existencia de errores de conexión, ya sea por fallos en el cableado, en el nombrado de los cables u otras razones, pueden generar importantes daños en la máquina. En las aplicaciones reales, los sistemas de protección utilizados no detectan fallos internos de cableado al estar falseadas las entradas al sincronoscopio, por lo que la sincronización depende en buena parte del previo buen hacer humano.

1. Fase de formación previa. Se deberá formar en los aspectos técnicos al equipo que vaya a participar activamente en el proyecto de innovación educativa, especialmente a los alumnos becados.

2. Fase de diseño y prueba de la competición. Se probará la bancada actual. Se llevarán a cabo diferentes ensayos para conocer el estado del equipo actual e identificar las posibles mejoras y las carencias. Entre otras mejoras, se instalarán los componentes que permitan mejorar la experiencia de los usuarios del equipo y alcanzar un mayor realismo, se integrará el sistema automático y se diseñará y pondrá en práctica un sistema de evaluación de la precisión con la que sincronizan los alumnos.

3. Fases de elaboración de la documentación (manual del usuario, reglas del concurso, etc.) para que los alumnos puedan comprender de antemano el equipo de sincronización, los retos y las pruebas de la competición y la forma de evaluar. 

4. Fase de promoción del concurso entre los alumnos de cada titulación.

5. Fase de organización y realización de las jornadas del concurso educativo con participación de alumnos y profesores.

6. Fase de evaluación y análisis de los resultados obtenidos. Se realizará una clasificación de la competición.

7. Fase de difusión de los resultados al público, así como en congresos y/o en revistas, de innovación educativa.

El equipo implicado en el proyecto los co-coordinadores, los restantes profesores del Grupo y los alumnos becados- llevarán a cabo reuniones periódicas y presenciales convocadas por los co-coordinadores, en las que se tratarán los puntos relevantes relacionados con el progreso del proyecto y se establecerán los acuerdos acerca del alcance, la planificación, etc. Se elaborará un acta de cada reunión.

La evaluación de los resultados se realizará a través de las siguientes evidencias:

• Estudio y valoración de la funcionalidad técnica de la experiencia.

• Calificaciones obtenidas por los alumnos en las sincronizaciones y evolución de las calificaciones obtenidas en las sucesivas rondas.

• Encuestas anónimas de satisfacción de los alumnos y de los profesores.

• Entrevistas e intercambio de opiniones con los alumnos y con los profesores.

- Bancada funcional de sincronización de máquinas síncronas a la red. Permitirá organizar sucesivas ediciones del concurso de forma anual o semestral. Se trata de un recurso educativo de elaboración propia bastante peculiar y muy ilustrativo.

- Manual de la bancada, que constará de una guía teórica sobre sincronización, de las especificaciones de la bancada y de su forma de utilización, de la descripción de la competición y de las reglas de juego.

- Publicación en conferencia y/o en revista sobre el proyecto de innovación educativa. Permitirá dar a conocer el proyecto fuera de la UPM, tanto en el mundo académico como en el profesional.

- Informe o memoria final. Permitirá conocer los resultados, evaluar el proyecto y adquirir retroalimentación para mejorar la competición de cara a futuras ediciones y, en general, mejorar la calidad de la docencia.

A nivel divulgativo se proponen las siguientes acciones:

- Publicación de artículo en conferencia y/o en revista sobre el proyecto de innovación educativa. Permitirá dar a conocer el proyecto fuera de la UPM en el mundo académico y profesional.

- Publicación de noticia en la página web de la ETSI Industriales y/o de la UPM, con posible difusión a través de redes sociales.

- Grabación de un video promocional para futuras ediciones de la competición. Permitirá dar a conocer la competición a los futuros alumnos y en el exterior.

A nivel externo se prevé colaborar con empresas de referencia de equipamiento eléctrico para donaciones de material a la Universidad.

Se va les va proponer que los equipos automáticos de sincronización compitan en la prueba. En otras palabras, habrá máquinas que competirán contra los alumnos y profesores.

A nivel interno se prevé, asimismo, tras la primera edición en la ETSI Industriales, invitar a participar a alumnos de otras Escuelas de la UPM (ej: ETS Ingeniería y Diseño Industrial) que cursen asignaturas relacionadas, a través de sus profesores correspondientes, para lo cual será necesario colaborar con el personal de los Departamentos de la UPM que procedan.