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Polígonos
modulares de papiroflexia
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Objetivo
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Trabajar
algunos aspectos geométricos como ángulos, aristas, vértices, caras,
polígonos, ...
- Trabajar en equipo,
repartiendose adecuadamente las tareas para construir
los 5 sólidos platónicos: tetraedro, cubo,
octoedro, dodecaedro e icosaedro.
- Estudiar algunas de
sus propiedades básicas, como la forma y número de sus caras, la cantidad
de vértices y de aristas y calcular sus correspondientes áreas.
- Construir algunos
polígonos relacionados como icosaedros estrellados.
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Introducción
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Sólidos regulares o platónicos
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La
papiroflexia u origami modular es de gran interés por contribuir a adquirir
ciertas actitudes y habilidades de forma amena, aparte de aprender geometría.
La necesidad de plegar muchas piezas "más o menos iguales" para construir
un poliedro potencia el trabajo en equipo, el reparto de tareas, el hacer
un buen trabajo para poder unir las piezas (pliegues bien hechos y no de
cualquier manera, acuerdos en la forma de doblar las piezas cuando hay dos
posibilidades), visión espacial y la satisfacción de terminar el trabajo
y obtener el sólido. Por estas y otras razones la papiroflexia constituye
una atractiva forma de acercarse a las matemáticas por su riqueza cultural
y su gran valor pedagógico. |
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Materiales
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- Papel blanco o de
colores
- Tijeras
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Realización
práctica
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El origami
modular se basa en la construcción de módulos o unidades (casi siempre
iguales) que se pueden ensamblar en cuerpos geométricos o, en su caso,
en figuras decorativas. En el origami modular existen diferentes tipos
de módulos que varían entre sí tanto por el procedimiento de construcción
y la forma del trozo de papel inicial, como por el tipo de poliedro que
se quiere obtener y por la parte de éste que cada módulo va a constituir
principalmente: un vértice, una cara o una arista.
Se utilizó el
módulo sonobe.
Estos módulos son muy populares y se deben al japonés Mitsunobu
Sonobè. Hay diversas variaciones del módulo que dan lugar a distintos
colores en las figuras que se construyen con ellos.
Se utilizó un
módulo de Silvana
Mamino que nos enseñó "José Ignacio"
durante un taller de papiroflexia realizado en la VI feria "Madrid
por la Ciencia"
- Tetraedros.
- Octaedros.
- Icosaedros.
Se utilizó
el módulo de Helena
Verrill y Kazuyo Inoue. Este módulo puede ser usado para construir
varios poliedros con caras triangulares. Hay dos versiones, una para papel
rectángular con una relación entre sus lados A4, que es
la que nosotros hemos utilizado, y otra para papel de forma cuadrada.
Se utilizó
el módulo sonobe
para su construcción.
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Polígonos estrellados
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Precauciones
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- Plegar los módulos
iguales realizando los pliegues bien hechos y no de cualquier manera.
- Marcar bien los plieges
y no montar partes de papel sobre otras para no dificultar el montaje.
- Acordar el tamaño
del papel y la forma de doblar las piezas cuando hay dos posibilidades.
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Explicación
científica
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Contruyendo un dodecaedro
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- El origami modular
se basa en la construcción de módulos o unidades (casi siempre iguales)
que se pueden ensamblar en cuerpos geométricos o en otras figuras decorativas.
Estos módulos poseen solapas y bolsillos, que se usan para ensamblarlos
entre sí.
- Esta técnica también
ofrece la posibilidad de manipular al final un modelo tridimensional,
poder hacer medidas en él, ... , aunque tiene la desventaja de
que a veces es tedioso hacer muchos módulos o el ensamble resulta un
poco laborioso; sin embargo, para una persona perseverante, curiosa
y paciente esta desventaja se puede convertir en un reto, mientras que
para una persona que se impaciente le puede ayudar a desarrollar algunas
actitudes como la paciencia. Además,
los módulos pueden hacerse entre todos montándose después
el correspondiente poliedro.
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- Los poliedros más
famosos son, sin duda, los llamados sólidos platónicos. Se dice que
un poliedro convexo es regular si sus caras son polígonos regulares
idénticos y si en cada vértice concurre el mismo número de aristas.
Sorprendentemente, tan sólo existen cinco: el tetraedro, el cubo, el
octaedro, el icosaedro y el dodecaedro.
- Varios matemáticos
y filósofos, impresionados por la belleza y elegancia lógica
de la geometria, han pretendido utilizar las ideas geométricas
para explicar el Universo en que vivimos. Uno de los primeros fue Platón,
el cual estaba tan prendado de los cinco sólidos regulares que
los empleó como la base de una teoria de la materia. En su libro
Timeo, escrito hacia el 350 a. C., Platón llevó adelante
la sugerencia de que los "cuatro" elementos que se pensaba que componian
mundo -el agua, el aire, el agua y la tierra- eran todos ellos agregados
sólidos diminutos. Pensaba además que, puesto que el mundo
solamente podía estar formado a partir de cuerpos perfectos,
tales elementos debían tener la forma de los sólidos regulares.
Según Platon, el fuego debe ser un tetraedro al ser el más
ligero y punzante de los elementos, la tierra ha de consistir en cubos
al ser el más estable de todos, el agua debe ser un icosaedro,
el sólido regular que tiene más posibilidades de rodar
facilmente, por ser el más móvil y fluido y en cuanto
al aire, Platón observó que "el aire es al agua lo
que el agua es a la tierra", y concluyó, aunque algo misteriosamente,
que el aire debe ser un octaedro. Y finalmente, para no dejar al único
sólido regular que queda fuera del cuadro, propuso que el dodecaedro
representara la forma del Universo en su totalidad.
- Por arbitraria y fantastica
que pueda parecer la teoría de la materia de Platon a los ojos
modernos, la idea de que los sólidos regulares desempenaban un
papel fundamental en la estructura del Universo fue tomada en serio
en los siglos XVI y XVII cuando Johannes Kepler emprendió su
investigación del orden matematico del mundo circundante. En
la época de Kepler se conocian seis planetas: Mercurio, Venus,
la Tierra, Marte, Jupiter y Saturno. Influido por la teoria de Copérnico,
de acuerdo con la cual los planetas se mueven alrededor del Sol, Kepler
trató de encontrar relaciones numéricas que explicasen
por que existian precisamente seis planetas, y por que se hallaban a
sus distancias particulares del Sol. Razonó que el número
de planetas era seis porque la distancia entre cada par adyacente debía
estar relacionada con un determinado sólido regular, que son
justamente cinco. Después de algunas pruebas, halló una
disposición de sólidos regulares y de esferas tal que
cada uno de los seis planetas tenía una órbita sobre una
de seis esferas. La esfera externa, sobre la cual se mueve Saturno,
contiene un cubo inscrito, y en dicho cubo se inscribe a su vez la esfera
de la órbita de Jupiter. En ésta se halla inscrito un
tetraedro, y Marte se mueve en la esfera inscrita en esta figura. El
dodecaedro inscrito en la esfera de la órbita de Marte tiene
a la órbita de la Tierra como su esfera inscrita, en la cual
el icosaedro inscrito tiene inscrita a su vez la esfera de la órbita
de Venus. Finalmente, el octaedro inscrito en la esfera de la órbita
de Venus tiene una esfera inscrita, en la cual descansa la órbita
de Mercurio.
- Aunque Kepler quedó
satisfecho con lo que había
obtenido este modelo tenía varias incongruencias: En primer lugar,
la correspondencia entre las esferas anidadas y las órbitas planetarias
no es realmente exacta. Kepler había obtenido datos precisos
de las órbitas planetarias y era consciente de las discrepancias,
y trató de ajustar su modelo adoptando esferas de distinto espesor,
sin dar razón alguna del porqué de esas diferencias de
espesor. En Segundo lugar, como sabemos ahora, no hay seis sino al menos
nueve planetas. Urano, Neptuno y Plutón fueron descubiertos con
posterioridad a la época de Kepler.
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Bibliografía
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