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Tecnologa

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Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorizacin escrita de los titulares del

copyright, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproduccin parcial o

total de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la

reprografa y el tratamiento informtico, y la distribucin de ejemplares de ella

mediante alquiler o prstamo pblico.

Esta obra ha sido impresa sobre papel ecolgico y 100% reciclable.

Advertencia

De acuerdo con la ley, este libro de texto no es un material fungible; por lo tanto,

los ejercicios propuestos no deben ser resueltos en l, sino en el cuaderno del

alumno. Si en el libro se dejan espacios en blanco, recuadros vacos o lneas de

puntos, es simplemente para que el alumnado tenga un modelo o una pauta de

resolucin.

Los autores desean agradecer la colaboracin de David Forment.

Cubierta

I.D.E.M., S. L.

Diseo

I.D.E.M., S. L.

Maquetacin

Infillibres, S. L.

Ilustraciones

J. L. Ferrer, J. Magri, D. Maynar

Fotografas

AGE Fotostock, Archivo Teide, F. Mart, G. Santom

Realizacin tcnica

R. M. del Castillo, A. Muoz

Primera edicin, 2012

A. Hidalgo, R. Martnez, A. Moreno, E. Nogueira, J. Pellicer, S. Resa, 2012

Editorial Teide, S. A. - Viladomat, 291 - 08029 Barcelona

[email protected]

www.editorialteide.com

ISBN: 978-84-307-8934-4

Depsito legal: B-21.270-2012

Impreso en Yellow, S. L.

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A. Hidalgo, R. Martnez, A. Moreno, E. Nogueira, J. Pellicer, S. Resa

SISTEMAS4

4.Tecnologa ESO

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4

Esquema de la unidad

Esta doble pgina contiene:

Nmero y ttulo de la unidad.

Presentacin mediante un breve textointroductorio.

El libro gua contiene una actividad inicialrelacionada con la ilustracin. El objetivoes evaluar los conocimientos previos delos alumnos.

Presentacin de la unidad

Estructura

Estas pginas estn organizadas enepgrafes y subepgrafes ordenadoscon numeracin decimal.

Desarrollo de contenidos

Ilustracin

Parte grfica (dibujos,esquemas, etc.) que ayudaa clarificar el texto.

Definiciones

Los contenidos fundamentalesaparecen destacados sobre unfondo de color.

Diseo asistidopor ordenador

2

Antiguamente se dibujaba con instrumentos dedibujo tradicionales: regla, lpiz, escuadra, etc.Pero la utilizacin del ordenador se ha exten-

dido de tal modo que en la realizacin de di-bujos se ha vuelto imprescindible el uso deequipos informticos.

Su desarrollo empez en Estados Unidos harunos 60 aos.Este procedimiento recibi el nom-bre de Computer Aided Design,del que provienen

las siglas CAD.En castellano,este trmino podratraducirse por diseo asistido por ordenadory sussiglas seran DAO.

En esta unidad nos i ntroduciremos en este mun-do y veremos un programa de dibujo tcnico:elQCad.

Losdiversos programasdedibujo porordenadorqueexisten enla actualidad

permitenun grannmerode posibilidades

paratratarimgenes, desdelos sencillosdiseosenblancoynegrohastacomplejas

formasymquinasusadaseneldiseo

industrial.

Instalaciones neumticas e hidrulicas 5

41

Instalaciones neumticas e hidrulicas5

40

2. Caractersticas de los fluidos

Los elementos y circuitos neumticos trabajan,como ya hemos visto, con airecomprimido,y este es un fluido.

Hay unas caractersticas muy importantes de los fluidos que deben tenerse encuenta cuando se trabaja con ellos.Son los siguientes:

La unidad de medida de la presin en el Sistema Internacional es el pascal (Pa).

El aire que se encuentra sobre nosotros,a causa de su peso,ejerce una presinque se llama presinatmosfrica ,y todos los cuerpos se encuentran someti-dos a ella.

Las dems presiones hacen referencia a esta unidad.Por tanto,h ablaremos depresiones relativas de 5 atm para referirnos a una presin que es 5 veces mayorque la presin atmosfrica.

Esta expresin relaciona el caudal de un fluido con su velocidad de desplaza-miento.

Para medir el caudal,la unidad q ue se emplea en el Sistema Internacional es elmetro cbico por segundo (m3/s).

Presin.La presin se define como la fuerza qu e se ejerce sobre una su-perficie en nuestro caso ser la fuerza ejercida por el fluido,y vienedada por la siguiente expresin:

Caudal.Se definecomola cantidaddefluido queatraviesauna seccinde-terminadaporunaunidaddetiempoy respondealasiguienteecuacin:

P=presinF=fuerzaS =superficie

S= superficiev= velocidadde desplazamientoL= desplazamiento

t= tiempo

1N1m 2

1Pa P =F

S

G =v

t= S L

t= Sv

Cuando hablamos de presin at-mosfrica tambin se utiliza otraunidad,quees laatmsfera(atm).

1atm 100000Pa

Otraunidaddepresinmuyutili-zadaesel bar.Suequivalenciaes:

1 b a r = 1 05 N/m2

Por lo que se puede decir que,aproximadamente:

1bar1atm

Una instalacin neumtica est formada por una serie de elementos con fun-ciones determinadas.Desde los compresores que generan el aire a presin hastalos actuadores,que son los que en ltima instancia utilizan el aire,podemos en-contrarnos con diferentes elementos.

Puede realizarse una clasificacin de todos los elementos en una instalacinneumtica atendiendo a su funcin:

Elementos Descripcin Ejemplo

Produccin

Compresor Generaaireapresinapartirdeenergaelctrica.

Existendiversostiposdecompresores.La figurarepresentaun compresoralternativode pistn.Sufuncionamientoes similaral delosmotoresdeexplosin.

Acumulador Almacenael aireapresinprocedentedel compresor.

Tratamiento

De

acondicionamiento

Mejoranlaspropiedadesdel aire:rebajanla humedad,eliminanlaspartculas,regulanla presin,etc.

Los manmetrosindicanlapresindelairecomprimido.Lasunidadesde presinquesuelenmedirson atmsferaobars.Accesoriosde

medida

Indicandatossobrelaspropiedadesdel aire,comolapresin.

Transporte

Tuberas Distribuyenelairea presin.Puedenserdeplsticoometlicas.

Lastuberasdeairepuedensermetlicaso deplstico.Latuberaprincipaldedistribucinha detener unainclinacinmnimadel3%parafacilitarlaevacuacindelaguaqueseorigine.

Regulaciny control

Vlvulas

distribuidoras

Sonelementosque distribuyenelairesegnconvengaa partirdediferentesaccionamientos.

La vlvulareguladorade flujocontrolael airequecirculaestrangulandomediante untornilloel pasodelaire.Conellose puederegularlavelocidaddelos cilindros.

Vlvulasde control Controlanydistribuyenel flujodeaireapartirdeelementosdecontrol.

Accionamiento

Cilindros Originanun desplazamientolineal.

Unadelas aplicacionesmsextendidasson los motoresneumticoscomolosqueseusanenlos talleresparaapretar

yaflojar lasruedas deloscoches.

Motores Originanun movimientorotativo.

Accionadores

angulares

Originanundeterminadogirodeleje.

S a li d a d e ai re E n tr a da d e a i re

salidadeaire entradadeaire

F

S

L

t

Responde

6. Calculalapresinqueseejercesobrecadacarade estacaja,sisumasaes de25 kg.

Quconclusinpuedessacardelosresultados?

7. Undepsitocontieneairecomprimidoa5 atm.Culessupresinenpascales?

8. Porunacaeracirculaairecomprimidoque semuevea unavelocidadde0,5 m/s.Sisu dimetro esde1 cm,cules

elcaudaldeaire?

cara 2

cara 3

60 cm

90 cm

200 cm

3. Elementos de una instalacin neumtica

Analiza

9. Observa la figura del compresor

de la tabla siguiente.Analiza su

funcionamientoy explcalo.

cara1

Actividades

Estn tipificadas segn su grado de dificultad y pueden ser:

Responde Taller de informtica Representa Debate

Experimenta Resuelve Analiza Disea

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Texto expositivo

Se trabajan, a partir de un texto relacionadocon el tema, hechoscentrados en inventos,

innovaciones tecnolgicas,hitos tecnolgicos, etc.

Actividades

Pretenden desarrollar lacomprensin lectora, elanlisis y la reflexin sobrealgunos contenidos de launidad.

Mundo tecnolgico

La Sntesis guiada es unresumen que recoge loscontenidos fundamentales de launidad para facilitar su estudio.

El apartado Tecno TIC pretendefomentar el uso de lasTecnologas de la informacin yla comunicacin con cuestiones

formuladas a partir de recursosde Internet.

Sntesis guiada y TecnoTIC

Al final del libro se presentandiferentes procesos tecnolgicos

para realizar en el aula taller, en losque se trabajan de forma prctica loscontenidos estudiados.

Propuestas de trabajo

Mediante larealizacin deestas actividadesse pretendereforzar y/o ampliarlos contenidosestudiados.

Actividades finales

Planteamiento

Se trabaja en contextos dela realidad del alumno,para acercarse a su

entorno tecnolgico.

Tareas

Estas cuestionespretenden contribuira la adquisicinde las diferentescompetencias bsicas.

Competencias bsicas

Tecnologa2

58

SNTESIS

Elaboratupropioresumendelaunidad,completando

conlaspalabras clavelosespacios enblanco.

1. AunqueAutoSketchesun programaquefacilitaeldibujode ___________ conlasque podemosver

las3Ddeunobjeto,nodejadeserunprogramade2D,yaqueno nospermite___________ este

desdediferentesposiciones.

2. Unadelas ___________ mspotentesdeAuto-Sketchsonelgrupodeherramientas Snap,que

sonpuntosde ___________ comofinalesde lnea,perpendiculares,tangentes,etc.

3. Otrodelosprogramasdedibujolinealen2Des

elQCad,que,adems,funcionaen diversossiste-mas ___________ como Windows, ___________ ,

MacOSX, etc.Sufuncionamientoesmuypareci-doaldeAutoSketchyal deAutoCAD,peroms

___________,aunqueconms limitaciones.

4. Aligual queAutoSketch,el programaQCaddis-ponedeherramientasparadibujar lneas,polgo-

nos, ___________ etc.,utilizandopuntos derefe-renciacomo perpendiculares,___________ ,etc.y,

sobretodo,larejilla.

5. Cuandonecesitamos orientacinpara decorar,amueblaromodif icarun espacioy acudimosa

los_______________, estos nosmuestransuspropuestasenla pantalladel ordenadorutilizan-

do_______________ dediseo.

6. Unejemplodeprogramasde diseodeinterioresesla aplicacin_______________.Permiteamue-

blarespaciosy visualizarlosen2Dy en3Dde for-maque podemosverlosdesde_______________

ngulos.

Palabrasclave

Linux,herramientas, tangentes,visualizar,sen cillo,

perspectivas,operativos,referencia,circunferencias,

diseadores,p rogramas,Ikea Home Planner,dife-

rentes

Diseoasistidoporordenador

TIC

TecnoTIC

Los programas vistos en esta unidad no son los

nicosqueseutilizan paradisearodibujar.Busca

informacin en Internet sobre un programa gra-tuitollamadoSweet Home3Dy descrgalo.Pue-

desprobarlodiseandoalgn espaciodetu casa.

Tecnologa1

34

MUNDO

TECNOLGICO

Elmicrochipocircuitointegrado(CI)fue inventado

porJackS.ClairKi lbycuandotrabajabaenlaem-presaTexasInstruments,enelao 1958.Estereco-

nocimientolocomparte conRobert Noyce,quien

tambinfue cofundadordela empresade micro-

procesadoresInteleimpulsordeSiliconValley.

En el primer microchip,Jack S.Clair Kilby integr

cincotransistoresen unabase semiconductorade

germanio.Hoyda, lasltimas generacionesusan

casi1000millonesde transistoresy,segnlaleyde

Moore,esenmero seduplicacadados aosapro-

ximadamente.

Sinembargo,cuantosmstransistoresse tratande

poner en el microchip,ms pequeos han de ser

estosy mscomplejoesel procesodefabricacin.

Hablamosdeescalas microscpicas:un transistor

puedetenerunaanchurade unadiezmilsimaparte

demilmetro,yuna pequeamotade polvopuede

provocarelmalfuncionamientodelconjunto.

Ademsdetransistores,dentro deloscircuitosin-

tegradossepuedenhallarelementospasivos,como

resistencias,condensadores, etc. Como ejemplo,

podemos encontrar los microprocesadores,que

agrupan millones de transistores,diodos y resis-

tencias.Suempleoactualmenteesmasivoyes raro

encontraralgncircuitoelectrnicoquenoemplee

algncircuitointegrado.

Algunasde lasprimerasaplicacionesde loscircui-

tosintegrados,comola calculadoraola impresora

trmica,fueron patentes en las que particip el

propio Kilby.Pero en la actualidad,el nmero de

aparatos electrnicos o informticos que utilizancircuitos integrados es infinito.Cabe resear que,

sinel concursodeeste invento,laevolucinde los

ordenadorespersonalesydemshardwarehubiese

sidoimpensable.Podemosobservaren lafigura

cmolaley deMoorepredijo laintegracinensu-

perficiesde1cm 2,oms pequeas,demilesdemi-

llonesdetransistoresparadar lugarala fabricacin

delos modernosprocesadores,capacesde realizar,

tambin,millonesdeoperacionesporsegundo.

Elpequeogigante:elmicrochip

Actividades

1. Quinesfueronlosinventores del circuitointegrado?Culde ellosfueel impulsordeSilicon

Valley?

2. Lostransistoresse colocanenlas obleasporcapas.Calcula cuntascapascontendraun micro-

chipfabricadoconunaobleade1mm,sicadatransistorocupaunaanchuradeunadiezmil-

simademilmetro.

3. Qucomponentespuedenformar uncircuitointegrado?

4. QupredijoGordonE. Mooreconla llamadaleyde Moore?

dual-coreintel

inteltitanium 2inteltitanium

intelpentium 4intelpentium 21

intelpentium II

intelpentiumintel486

intel386286

8085

80808008

4004

transistores

10 000 000 000

1 000 000 000

100 000 000

10 000 000

1 000 000

100 000

10 000

1 000

201020052000199519901985198019751970

Ley deMoore

Los logros de la tecnologa 1

3

COMPETENCIASBSICAS

Juan,profesorde TecnologadelIESAntonio Machado,ha encargadountrabajo porgruposque pueden

estar formados,como mximo,por tres personas.El planteamiento del trabajo es el siguiente:realizarunapresentacinmultimedia(enPowerPointo cualquierotraaplicacinquepermitaexponerlaen clase)

paraexplicarlos hitosdela tecnologadesdelaAntigedad hastanuestrosdas.

Exposicinsobreloshitosdela tecnologa

Tareas

1. Crearlapresentacin,que estarcompuesta,al menos,por20 diapositivas.

2. Lainformacinseorganizar dela siguienteforma:

a) Perodohistrico.b) Hitostecnolgicos.

Caractersticasmsrelevantes.c) Materialesutil izados.d) Energasuti lizadas.

3. Colocarilustracionesrelevantesdeobjetos,mecanismos,mquinas,etc.

4. Incluir,comomnimo,lossiguienteshitos:

Rueda

Imprenta

Mquinadevapor

Bombillaelctrica

Transistor

Ordenador

Internet

5. Exposicinenclasedela presentacinenla quedebenparticipartodosloscomponentesdel

grupo.

WWW.

Diseo asistido por ordenador 2

5

ACTIVIDADES

Actividadesfinales

1. Dibujala piezade lafigura inferiorhaciendolos rellenoscorrespondientesyacotndolacorrectamente.

Antesde efectuarlosrellenos, debersdividirlneas mediantela herramientasTrimDivide yunirlasmediantelaherramienta TrimJoin paracrearloselementosque hayquerellenar.

2. Dibujaeldado delafigurautilizandol arejillaisomtrica.Para poderrellenarloscubos,tendrsqueconver-

tirlos arcosencurvasmedianteel botnConvertArc|Circletocurve .

3. Conel programadeIkea paradisearoficinas,diseael espaciodetuinstitutodondeest laadministracin.Paradistribuiry amueblar

elespacio, debers,previamente,haceruncroquis conlos elemen-

tosquecontiene ysus medidas,ysaber culessonlas necesidadeslaborales.

4. Dibujael borradorconlas medidasindicadas.Primerodibuja lastres vistasy despuslaperspectiva iso-mtrica.

PROPUESTA

DETRABAJO

Control por ordenador mediante la placa Enconor

7

80

PROPUESTA

DETRABAJO

Control por ordenador mediante la placa Enconor 7

8

2. Ejecutad el programa Win-Logo.

3. Escribid enla ventana de Trabajo-cargaenplusxp ypulsad . Lapantallaquedadividida endos ventanas.Lasuperioro ventanade

textosmuestralosmensajesy enla inferioro de trabajo esdondeescribiremoslasrdenes.

4. Montad el circuito siguiendo el esquemade la figurade la derecha.

5. Escribid conecta1 enla ventanade Trabajoypulsad .Se puedeobservarquelalmparaestencendida.Si desde laventanade tra-bajo se ejecutala instruccinapaga1,la lmparadejade ilumi-nar.

6. Siloquese deseaes quelalmparapermanezcaencendi-dadurante10segundos,porejemplo,ytranscurridoestetiempodeje deiluminar, tenemosque crearun procedi-mientoy darleunnombre.Losprocedimientosdebenco-menzarconla palabra para yterminar conla palabrafin.

Paraescribirprocedimientos,lo msprcticoes utilizar laventanade edicin(tambin sepuede usarla detrabajo),queseactivaenVentanas|Edicin opulsandoel i cono .

Paracrear pausasde tiempo se utilizalainstruccinSe-gundos,que tiene un parmetro enel que se le indicaeltiempo ensegundosque tiene que permaneceren esteestado.

El procedimiento podraser el siguiente:

S1 S2 S3 S4 S5 A S5 B S6 A S6 B S7 A S7 B S8 A S8 B E8 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1

SA LI D AS D I G I TA LE S E N T R AD A S D I G IT A LE S

REFRIGERADOR

REFRIGERADOR

SALIDASANALGICAS

ENTRADASANALGICAS

Alimentacin

PUERTO

SERIE

RESET

ENCONOR PLUSGN

D

EA5

EA4

EA3

EA2

EA1

+5V

GND

LED

SA1 SA2 SA3 SA4ALIMENTACIN

SALIDAS ANALGICAS

15 V

paralmparaconecta 1

segundos10apaga1

fin

El diagramade flujo correspondiente en VisualEnconores:

Lasolucin mediante iconosenVisualEnconores:

Control por ordenador mediante la placa EnconorGrupode alumnosrecomendado:2.

Duracinaproximada: 2horas paratodas las actividades + tiempode montajede las experiencias

Descripcin y anlisis del problema

Enesta prcticallevaremosa cabodiversas actividadesque nospermitirn controlardiferentes dispositivoscon el orde-nador.Algunasde estasactividades correspondena experienciaso prcticasya realizadasen cursosanterioreso enel ac-tual.

Parahacer lasactividadesque acontinuacinse proponen,ademsde losmaterialesy herramientasespecficosparacadaunadeellas,esprecisodisponerdelprogramaWin-Logoy lacontroladoraEnconor consus procedimientosde control.

Lascaractersticastcnicas msdestacables de estaplaca son:

Ocho entradas digitales.

Cuatro salidas de tipo interruptor activadas mediante rel.

Cuatro salidas de tipo conmutador de cruce activadas mediante rel.

Cinco entradas analgicas.

Cuatro salidas analgicas.

Procedimientos de control en Win-Logo,MSW-Logo,GWBasic y Visual Basic.

Programacingrficamediante Visual Enconor.

Paramsinformacinse puede visitarla web:www.enconor.com.

1. Encendido intermitente de una lmpara

Materiales Herramientas

portalmparasylmpara de 3,5-4,5 V

3cables parala conexin

controladoraEnconorysus procedimientosde control

pilade petaca(4,5 V)

pelacables

destornilladorplano

1. Conectad la controladoraEnconor aun puertoserie del ordenador me-diante elcable suministrado con elequipo.Enchufadlaen lared elctricapormedio delalimentador,tambinsuministradoconel equipo.

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6

ndice

LIBRO I

Unidad 1

Los logros de la tecnologa 10

1. Hitos de la tecnologa 12

2. Los primeros pasos en la fabricacin de objetos 14

3. Los oficios artesanales 164. La fabricacin industrial 20

5. Aprovechamiento de la energa. Primeras fuentes 24

6. La metalurgia primitiva: cobre y bronce 30

Mundo tecnolgico. El pequeo gigante: el microchip 34

Competencias bsicas. Exposicin sobre los hitosde la tecnologa 35

Sntesis guiada 36TecnoTIC 36

Actividades finales 37

Unidad 2

Diseo asistido por ordenador 38

1. Dibujo lineal mediante AutoSketch 40

2. Programas de dibujo lineal: QCad 48

3. Programas de diseo de interiores 54

Mundo tecnolgico. El diseo industrial 56

Competencias bsicas.Aprendiendo a distribuir

el espacio 57

Sntesis guiada 58

TecnoTIC 58


Unidad 3Las instalaciones en las viviendas 60

1. La electricidad en casa 62

2. Potencia 63

3. La entrada de corriente en casa 644. Circuitos bsicos 66

5. El consumo de energa elctrica en el hogar 71

6. El ahorro energtico 72

7. Las tuberas 73

8. Instalaciones para modificar las condiciones

ambientales 76

9. La vivienda mejora con la tecnologa 78

Mundo tecnolgico. LuminAID: lmparas LED

con energa solar 80

Competencias bsicas. Instalacin elctrica de una

vivienda 81

Sntesis guiada 82

TecnoTIC 82



1. Montaje de una bombilla con un interruptor 84

2. Montaje de un timbre con dos bombillas enparalelo 86

3. Montaje de un punto de luz conmutado 88

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ndice

LIBRO II

Unidad 4Control elctrico y electrnico 10

1. Qu es el control? 12

2. Sistemas de control 14

3. Componentes de los sistemas de control 16

4. Componentes electrnicos 18

5. Sistema de numeracin binario 24

6. Circuitos lgicos 26

7. Diseo de circuitos 30

Mundo tecnolgico. El simulador Logicly 32

Competencias bsicas. Elementos de control 33

Sntesis guiada 34

TecnoTIC 34


UnidadInstalaciones neumticas e hidrulicas 36

1. Sistemas neumticos 38

2. Caractersticas de los fluidos 40

3. Elementos de una instalacin neumtica 41

4. Produccin y tratamiento del aire comprimido 42

5. Transporte: la red de distribucin 44

6. Los actuadores 45

7. Vlvulas 46

8. Accionamiento directo de cilindros 48

9. Accionamiento indirecto de cilindros 50

10. Sistemas hidrulicos 52

11. Circuitos hidrulicos 53

Mundo tecnolgico. El correo neumtico 54

Competencias bsicas.Juan, has observado las

monedas que llevas? 55

Sntesis guiada 56

TecnoTIC 56



4. Simulacin de circuitos elctricos y electrnicos 58

5. Control de llenado de un depsito de agua 62

6. Simulacin de circuitos neumticos 66

LIBRO IIIUnidad 6Control por ordenador 10

1. El algoritmo 12

2. Estructuras algortmicas bsicas 14

3. Lenguaje de programacin 16

4. Interfaces de control 23

Mundo tecnolgico. El lenguaje de programacin

Scratch 24

Competencias bsicas. Estructuras algortmicas 25Sntesis guiada 26

TecnoTIC 26


Unidad 7Diseo, construccin y programacinde robots 28

1. Los robots didcticos rastreadores 30

2. Funcionamiento de los robots rastreadores 36

3. Estudio del algoritmo de control de un robotdidctico rastreador 37

4. Tecnologas de control 43

Mundo tecnolgico. Robots didcticos 50

Competencias bsicas. Un robot rastreador 51

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8

ndice

Sntesis guiada 52

TecnoTIC 52


Unidad 8Comunicaciones a distancia 54

1. Comunicacin con hilos y sin cable 56

2. Transmisin por el espacio 57

3. Transmisin por cable 58

4. Medios de comunicacin 59

5. Comunicacin por satlite 63

6. Radioenlaces 66

7. La telefona mvil 68

8. El sistema GPS 71

9. Redes de comunicacin de datos 72

10. Internet 74

Mundo tecnolgico. Comunicaciones por Internet:

la banda ancha 76

Competencias bsicas. Ondas electromagnticas 77

Sntesis guiada 78

TecnoTIC 78



7. Control por ordenador mediante la placa Enconor 80

8. Control por ordenador mediante la placa IE&TC 86

9. Construccin de un robot rastreador 91

10. Control con la placa Imagina 104

11. Control de una barrera 118

12. Crontrol de un cronmetro 122

13. Control de un contador de revoluciones porminuto 127

14. Control autnomo del robot humanoide Imagina 130

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Kit de material

Para realizar la Propuesta de trabajo 9, Construccin de un robot rastreador, puedes adquirir el kitde montaje siguiente:

Construccin de un robot rastreador

Descripcin componenteReferenciacomercial

Unid. Referencia esquema

resistencia 220 k 1/4 W





regulador de tensin LM7805CT (EN TO220)*

transistor BDX53

diodo 1N4004

diodo LED 5 mm rojo

zcalo DIP8 conmutador miniatura recto palanca 2 pos

portapilas con hilos 4 pilas PP231 o equivalente

condensador polister metalizado MKT radial 5,08 mm 100 K/100 V

condensador cermico multicapa 20% 50 V K / 63 V

conector PAL moldeado alto hembra acolz. 72 pines paso 2,54

sensor CNY70 VISHAY

conector PAL moldeado alto 36 pines paso 2,54

tira PAL CI macho recto 2,54 40 pines

circuito microcontrolador PICAXE 08-M

cable de comunicacin RS232 DB9 / 3,5 mm estreo

zcalo estreo CI para jack de 3,5 mm

servo Futaba S3003

placa circuito impreso robol PICAXE

IT 0115

PP231

TH100K100R

CCS100K63X

CO81372

CP70336

CO3040

PICAXE 08-M

AXE026

1

1

2

2

2

1

2

1

2

11

1

1

2

0,2

2

0,2

0,4

1

1

2

1

R1

R2

R3, R4

R5, R6

R7, R8

U2

Q1, Q2

D1

DD, DE

S1

CN1

C1

C filtro motor

U1

X1

RS232COM

* Opcional para ampliaciones.

Materiales

1 placa protoboard 1 potencimetro de 10 k 2 diodos LED 1 NTC e 4700 y 0,5 W 2 resistencias de 150 de 0,25 W 1 metro de cable para conexiones 1 resistencia de 120 de 0,25 W 40 cm de cable de nicromo 1 transistor NPN BC238

Con el material que se detalla a continuacin podis hacer las siguientes experiencias de la unidad 4:

Detector de humedad de una planta (pgina 21).

Interruptor sensible al contacto (pgina 22). Hay que aadir otro transistor de las mismas caractersticas y una re-sistencia de 10 k.

Detector de calor (pgina 23).

Circuito temporizador (pgina 23). Hay que aadir un condensador electroltico de 2 200 F.

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Los logrosde la tecnologa

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La historia de la tecnologa est ntimamente li-gada a la historia de la humanidad. Si echamosuna ojeada a las diferentes pocas histricas, ve-remos denominaciones como Edad de Piedra,Edad del Cobre, etc. Los logros de la tecnologadesde el paleoltico hasta el mundo contempor-neo han sido innumerables: desde los primerostiles de piedra, madera, etc., el dominio de la me-

talurgia del mundo antiguo, el uso de las mqui-nas simples, el dominio de las fuentes de energao la masificacin en la produccin gracias al usode mquinas, entre otros, hasta llegar al desarro-llo tecnolgico de nuestros das.

Sera imposible repasar todos y cada uno de estoslogros, as como su implicacin en los cambios ex-perimentados por el ser humano. En este tema noscentraremos en tres aspectos: la evolucin en la fa-

bricacin de objetos, la evolucin en la utilizacinde la energa y la explotacin de recursos minera-les a lo largo de la historia.

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1. Hitos de la tecnologa

La historia de la tecnologa comienza en lo que podramos llamar la Edad de Pie-dra, con los utensilios y artes ms sencillos. Es importante sealar que la histo-ria del Homo sapiens se inicia a partir de los descubrimientos, realizados porarquelogos, de los instrumentos que utilizaba.

La historia se divide en diversos perodos, teniendo en cuenta que cada uno deellos representa el tiempo transcurrido entre dos hechos histricos relevantes.En la siguiente tabla se muestran estos perodos y los hechos que los delimitan.

Prehistoria(hasta la aparicinde la escritura)

Paleoltico 2 000 000 a.C. Utilizacin de la piedra tallada

Neoltico 9000 a.C. Utilizacin de la piedra pulimentada

Edad de los Metales 4000 a.C. Utilizacin del cobre, bronce y hierro

Historia(hasta nuestros

das)

Edad Antigua 3000 a.C. Aparicin de la escritura

Edad Media 476 d.C. Cada del Imperio romano

Edad Moderna 1450 d.C. Invencin de la imprentaEdad Contempornea 1800 d.C. Revolucin Industrial

En cada uno de estos perodos se han producido multiplicidad de inventos, al-gunos de los cuales se han convertido en determinantes para la evolucin del serhumano. Inventos como por ejemplo el papel, las mquinas simples, la mquinade vapor, la bombilla incandescente o el microchip se han convertido en verda-deros hitos en la historia de la tecnologa.

Prehistoria. No existe documentacin escrita sobre la actividad del ser humanodurante este largo espacio de tiempo, pero s han llegado hasta nosotros los ins-trumentos que se utilizaban.

Paleoltico. Tambin denominado Edad de Piedra, ya que se trabaja la piedratallada. El ser humano, en esta poca, era nmada y se alimentaba de la caza

y de la recogida de frutos silvestres.

Neoltico, o Nueva Edad de Piedra, porque en esta poca nuestros antepasa-dos empezaron a pulir la piedra que tallaban. Asimismo comenzaron a utili-zar otros materiales como la cermica o los tejidos y a domesticar a losanimales y a trabajar la tierra, de forma que pasaron a ser sedentarios y a cons-truir los primeros poblados.

Cascos de la Edad del Bronce (2400-600 a.C.)encontrados en Dinamarca.

creacin de herramientas los metales papel imprenta

tornoescrituraconstrucciones de refugios

250000 a.c. 10000 a.c. 4000 a.c. 3000 a.c. 100 1200 14501450

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Los logros de la tecnologa

Talismn con escritura cuneiforme, fabricadoaproximadamente en el 2000 a.C. en la ciudad

de Ur, en Mesopotamia, actual Irak.

Resulta complejo estudiar la historia de la tecnologa desde un punto de vistaglobal, por tanto en este tema nos centraremos en el estudio de: La evolucin en la fabricacin de objetos. Cambios en la utilizacin de recursos energticos. Evolucin en la explotacin de los recursos minerales.

Edad de los Metales. La necesidad de fabricar herramientas eficaces para tra-bajar la piedra origin la utilizacin de los metales. El grado de tecnificacinque posee el ser humano en este perodo aumenta, comenzndose a trabajarel cobre y posteriomente el bronce y el hierro. La utilizacin de estas tcnicaspuede situarse, aproximadamente, entre el 5000 a.C. y el 3500 a.C.

Historia. Aparicin de las sociedades. Se desarrolla la escritura y nacen las pri-meras civilizaciones, entendidas como sociedades ms complejas que las per-tenecientes a las tribus neolticas. Este hecho marca el inicio del perodo queconocemos como historia.

Edad Antigua. Las primeras necesidades de escritura aparecen ligadas al con-trol de datos de carcter econmico: surge la necesidad de registrar datossobre las cosechas, el cobro de impuestos, etc. En las civilizaciones de OrientePrximo, como Mesopotamia o Egipto, se comienza a utilizar la escritura cu-neiforme, que consista en realizar incisiones con un punzn sobre una su-perficie de arcilla. En otras civilizaciones antiguas, como Grecia y Roma, serealizaron inventos relevantes en mecnicay arquitectura.

Edad Media. Comienza con la cada del Imperio romano y se extiende hastael siglo XV, cuando desaparece el Imperio bizantino. Durante este perodo sedesarrollan inventos tan importantes como el papel. Otros inventos desta-cables son el desarrollo de los relojesy la aplicacin de la plvora.

Edad Moderna. Se toma como comienzo de la Edad Moderna la invencin dela imprenta por el alemn Johannes Gutenberg, hacia el ao 1450 d.C. yacaba con la Revolucin Francesa. En este perodo hay inventores tan prolfi-cos como Leonardo da Vinci, que estudian el funcionamiento de innumerablesmquinas aplicando diferentes tipos de mecanismos.

Edad Contempornea. Comienza con el descubrimiento de la mquina devapor, que se convierte en el motor de la Revolucin Industrial. Durante estapoca se desarrollan, sobre todo, los campos de la electricidad, la electrnica,los motores de combustin interna y la informtica.

Responde

1. Cmo se conoce el perodo histrico anterior al descubrimientode la imprenta? Por qu?

2. Destaca dos inventos relevantes

de la Edad Contempornea. Justifica tu respuesta.

Analiza

3. Cuando hablamos de avance tec-nolgico, podemos hablar paralelamente de avance cientfico?Y de avance social?

Dibujos de Leonardo Da Vinci sobre engranajesutilizados en mquinas hidrulicas.

electricidad disco compacto CD

Internetordenadormquina de vapor

1769 1800 1946 1980 1990

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2. Los primeros pasos en la fabricacin de objetos

La tecnologa es una rea que est encaminada a satisfacer necesidades hu-manas. As, resulta inevitable establecer un vnculo entre la sociedad del bien-estar y el desarrollo tecnolgico.

Desde la Prehistoria, el ser humano se ha preocupado por fabricar objetosque le facilitaran la vida. De hecho, al ser humano tambin se le denominaHomo faber, hombre capaz de hacer, aunque para fabricar cualquier objetotambin se debe analizar para qu servir, cmo hay que hacerlo y de qumodo se utilizar.

Pero para el ser humano la fabricacin de objetos no solo ha sido una cons-tante, sino que tambin ha habido una preocupacin permanente por apro-vechar la energa y conseguir materiales con mejores propiedades.

Como hemos dicho, la evolucin tecnolgica tambin est relacionada conla evolucin de los materiales, hasta el punto de que a algunos perodos seles ha dado el nombre de materiales, como la Edad de Piedra, la Edad del

Bronce o la Edad del Hierro. Las ilustraciones del margen relacionan variosmateriales con algunas pocas histricas.

Si pensamos en los seres humanos prehistricos, advertiremos que los pri-meros objetos que emplearon eran las pieles de los animales, para cubrirse

y resguardarse del fro. Para cazar y cortar las pieles, idearon herramientasde piedra, y tambin empleaban instrumentos de piedra para raspar y cor-tar materiales distintos.

A partir de estas herramientas de slex, la lista de objetos fabricados es ilimitada.A lo largo de la historia, los objetos se haban elaborado bsicamente con lasmanos, hasta que, en el siglo XVIII, empez la fabricacin industrial.

1. Edad de Piedra (ms de 9000 a.C.)Herramientas de slex y madera.

2. Edad del Cobre (aprox. 4000 a.C.)

Primeros objetos de cobre.

3. Edad del Bronce (aprox. 3000 a.C.)Primeros objetos de bronce.

4. Edad del Hierro (aprox. 1400 a.C.)

Primeros objetos de hierro.

. Edad de Piedra

5. Edad Moderna

Para fabricar las herramientas primitivas de slex, los primeros seres humanos golpeaban una piedracon otras hasta darle la forma deseada. Seguramente, ms tarde, comprobaron que se podamejorar el uso de las herramientas si se pona en ellas un mango de madera y este se cubra conpieles.

En funcin de si el ser humano fabrica los objetos con las manos o con lasmquinas, puede diferenciarse entre produccin artesanaly produccinindustrial.

4. Edad Moderna (a partir del siglo XIX)Plsticos, semiconductores, etc.

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Responde

4. Representa sobre un eje cronolgico la aparicin de los materiales de las ilustraciones de la izquierda.

5. Una vez ledas estas dos pginas, responde a las preguntas siguientes:

a) Qu tienen en comn los nombres de algunos perodos histricos?

b) Con qu herramientas cortaban y raspaban los seres humanos prehistricos?

c) Desde el punto de vista de la tecnologa, qu tres aspectos han preocupado siempre a los humanos?

d) Denomina y define las dos formas de fabricacin de objetos.

6. Relaciona los nombres de las herramientas primitivas con sus descripciones correspondientes y con las figuras queaparecen debajo.

Arpn 1) La utilizaban los egipcios para trabajar en el campo. Eran ramas curvadas.

Lmpara 2) Herramienta fabricada con huesos que se empleaba para pescar. Anzuelo 3) Herramienta que se utilizaba para pescar elaborada con madera y huesos.

Azada 4) Luz fabricada con una concha. La mecha era de fibra vegetal y se utilizaba algn aceite comocombustible.

Analiza

7. Algunos inventos que han dado un gran impulso a la tecnologa son los siguientes:

Mquina de vapor (1769). Primeros aparatos elctricos (1800). Automvil (1880). Ordenador (1946).

Intenta situar todos estos inventos sobre el eje que has elaborado en el ejercicio anterior. A qu conclusin llegas?

b

ad

c

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3. Los oficios artesanales

Los oficios artesanales se han caracterizado, por una parte, por un con-junto de tcnicas que han perdurado durante generaciones y, por otra, porlos objetos fabricados.

El aprendizajey, por lo tanto, la tansmisin de esas tcnicas ha supuesto unode los elementos clave para que estos oficios an perduren. Los maestros arte-sanos instruan a los aprendices durante aos en la ejecucin de las habilidadespropias del oficio.

Las manos son la base del trabajo artesanal ; conforman y transforman losmateriales que nos da la naturaleza. En primer lugar, por el contacto, las manosanalizan la textura de los materiales, dicen cmo tienen que tratarse y,despus, ellas mismas escogen las herramientas pertinentes y trabajan el ma-terial con verdadera sabidura para transformarlo en un objeto con identidad

propia.Entre los artesanos exista una interdependencia, ya que normalmente un arte-sano dependa de otro de diferente oficio para poder llevar a cabo su trabajo. Unpescador dependa del agricultor, que cultivaba el lino con el que fabricaba lasredes; del cestero, que le confeccionaba las nasas, y del astillero, que le construala barca. A la vez, la atarazana dependa del herrero, que fabricaba las herramien-tas necesarias para trabajar. Del mismo modo, el herrero dependa de la fragua,donde se produca el hierro, y del carbonero.

Miniatura del siglo XIV que representa el tallerde un artesano carpintero.

Analiza

8. Explica la interdependencia entre los siguientes grupos de artesanos:

hilandera y modista vidriero soplador y viticultor

9. Observa los dos dibujos superiores e identifica las tcnicas que desarrolla cada uno de los artesanos.

10. De qu otros oficios crees que depende el constructor de barcos?

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Una de las posibles clasificaciones de los oficios artesanales se puedeefectuar en funcin de los materiales que se trabajan:

Hierro y otros materiales metlicos: herrero, forjador, herrador, cu-chillero, orfebre, latonero.

Materiales textiles: hilador, encajera, modista. Fibras vegetales: espartero, sillero (trabaja con la anea), palmero, al-

pargatero, cestero, cordelero.

Madera: carpintero, ebanista, barnizador, sillero, tonelero, almadreero.

Arcilla y vidrio: alfarero, vidriero soplador, tallador de vidrio.

Cuero: bastero, tafiletero, talabartero, guarnicionero.

Piedras y metales preciosos: orfebre, platero, orfice, joyero.

Papel: impresor, encuadernador.

Alimentos: panadero, vinicultor, aceitero.

Analiza

11. Relaciona los siguientes ofi-cios artesanales con las pala-bras que les corresponden de lacolumna de la derecha, segnla clasificacin del recuadro.

panadero cermicacestero madera

ebanista alimentos

orfebre fibras vegetales

talabartero papel

impresor metales

alfarero marroquinera

En el proceso representado en las ilustraciones de esta pgina, puede observarsecmo el artesano fabrica y comercializa las alpargatas que ha elaborado. Estaprctica se extenda a la mayora de oficios artesanales.

La desaparicin de la fabricacin artesanal y de los oficios relacionados con ellaha sido una constante del siglo XX, a consecuencia del proceso de industriali-zacin.

En esta unidad se describirn las tcnicas y diversos detalles de algunos de estosoficios artesanales ya casi desaparecidos.

Artesana ceramista en la actualidad.

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Un oficio artesanal desaparecido: el carbonero

El carbn vegetal fue el verdadero motor de muchas actividades artesanales eindustriales durante muchos aos. Se utilizaba en la fabricacin del hierro (fra-gua), en las herreras (forja), en los hornos de los vidrieros, en los talleres de lostoneleros, etc.

Los encargados de la fabricacin del carbn vegetal eran los carboneros, que pasa-ban el verano en los bosques en condiciones muy precarias para obtener el carbn.

Proceso de obtencin

3. Se recubra todo con paja, helechos o ramas finas. Conmucho cuidado, se tapaba todo con tierra y cenizas, exceptola abertura de la chimenea. Quedaba as formada lo que sedenominaba carbonera.

1. En primer lugar, se preparaba una chimenea vertical de

troncos, de una altura semejante a la del carbonero.

2. A continuacin, se amontonaban los troncos en forma de

crculo sobre las caras de la chimenea y se pona un techode troncos en direccin a la abertura de la chimenea, perosin obturarla.

4. Se introduca por la chimenea carbn vegetal encendidoy yesca para que prendiesen los troncos. Cuando el fuego sehaba extendido por toda la carbonera, se tapaba el agujerode la chimenea con barro.

El carbn vegetal se obtiene al quemar la madera en condiciones de faltade oxgeno, lo cual produce una combustin incompleta.

Analiza

12. A qu grupo de fuentes deenerga, segn sean renovableso no, pertenece el carbn ve-

getal? Por qu?13. Explica por qu se produce una

combustin incompleta deloxgeno.

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Un oficio artesanal en desuso: el herrador

Actualmente, es poco habitual ver en los paisajes rurales a losherradores cambiando herraduras a las caballeras. La mecani-zacin del campo ha llevado a los campesinos a sustituir el ca-ballo, la mula o el asno por tractores y otras mquinas que se

encargan de hacer las tareas que antes se realizaban con laayuda de estos animales.

El trabajo de herrar las caballeras tena dos partes:

1. Se calentaba unlingotede hierro hastaquese pona candente.

2. Se golpeabael hierro candentecon un martillosobre el yunque y seiba aplanando ydndole forma.

3. Cuando la pieza perda lacandencia, se volva a introducir enel fuego, que se avivaba con unfuelle. El herrador golpeaba la piezauna y otra vez sobre el yunque hastaque tomaba la forma de herradura.

4. La pieza, ya transformada, seintroduca en un recipiente conagua para enfriarla rpidamente;as adquira ms dureza. Estaoperacin se denomina temple.

5. Finalmente,se agujereabala pieza golpendolasobre el yunque con unmartillo y un punznde seccin cuadrada.

Analiza

14. En qu consiste la operacin de tem-plar el hierro?

15. Escribe el nombre de cada una de las

herramientas que aparecen en las dossecuencias de dibujos y textos.

Fabricacin de una herradura

Colocacin de una herradura

1. El herrador sacaba laherradura vieja con laayuda de unas tenazas.

2. Con otras tenazas ms afiladascortaba el trozo de casco quesobraba. Para hacer la base de laherradura ms plana, utilizaba elpujavante.

3. Se colocaba la herradura sobre lapezua, adaptndola a su forma yprocurando que quedase totalmenteplana encima de la base preparada.

4. Con unos clavosespeciales, se una laherradura a la pezuadel animal.

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4. La fabricacin industrial

El desarrollo tecnolgico producido durante el sigo XVIII, encabezado por la uti-lizacin de la mquina de vapor, primero, y de la electricidad despus, permi-ti el nacimiento de la industria moderna.

Con la generalizacin del uso de las mquinas se produjo un cambio radical enla fabricacin de objetos, que hasta entonces haba estado restringida a la fa-bricacin artesanal. Dos fueron los sectores industriales implicados en la pri-mera Revolucin Industrial, que tuvo lugar en Gran Bretaa: el sector textily elsiderrgico. El primero haba sido una importante actividad econmica en laque, durante siglos, se fabricaron productos textiles ligados al sistema doms-tico. El sector siderrgico experiment tal crecimiento que fue determinanteen otros sectores econmicos como la construccin, los transportes, etc.

Este nuevo sistema de fabricacin, la fabricacin o produccin industrial, selleva a cabo en unas instalaciones llamadas fbricas o industrias. Hilandera domstica en un grabado

alemn de 1500.

La fabricacin industrial consiste en dividir un proceso de fabricacin enun nmero determinado de partes, con trabajadores especializados en unastareas concretas, mejorando as la productividad. Para que esto sea posi-ble, es necesario ordenar los puestos de trabajo por donde ir pasando elproducto. Es lo que se conoce con el nombre de cadenas de montaje.

La produccin industrial permite la fabricacin de grandes cantidades de unmismo producto en un trmino de tiempo corto y a un coste muy reducido,cosa que no pasaba con la fabricacin artesanal, ya que los procesos de trans-

formacin de las materias primas eran muy lentos y, por lo tanto, costosos.

Fabricacin artesanal y fabricacin industrial.

Responde

16. Qu descubrimientos tecnol-

gicos favorecieron la aparicin

de la fabricacin industrial?

17. Indica las diferencias principa-

les entre la fabricacin artesa-

nal y la fabricacin industrial.

Analiza

18. Busca informacin en la web http://www.editorialteide.es/?8934, sobre los siguientes aspectos relacionados con

la Revolucin Industrial:

Qu quiere decir sistema domsticocuando nos referimos a la fabricacin textil?

Cmo se produjeron la mayora de innovaciones tcnicas en el sector textil del siglo XVIII?

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La industria del automvil

En 1903 apareci en el mercado el modelo Ford T, considerado el primer auto-mvil fabricado en serie. Desde aquella fecha, la industria automovilstica y losprocesos de fabricacin que la integran han experimentado notables cambios.En el Estado espaol el sector del automvil tiene una gran importancia eco-

nmica, tanto en lo que respecta a la cantidad de vehculos fabricados como alnmero de trabajadores que lo integran, sin olvidar que tambin hay que incluirla mano de obra de la industria de los componentes necesarios para su fabrica-cin (elaboracin de las diferentes partes y piezas de que constan) y para elmantenimiento de los vehculos (talleres, concesionarios, etc.). Por ello, puedeafirmarse que se trata del sector industrial ms importante del pas. A conti-nuacin, se describen algunas de las fases y los procesos generales utilizados enla fabricacin de automviles en una factora moderna robotizada. Cadena de montaje de la empresa Ford a

principios del siglo xx.

Prensas

2. De todos los materiales que se emplean en la fabricacinde un coche, el acero tal vez sea el ms importante. Comopuede comprobarse en la fotografa inferior, el acero llega desdelas acereras hasta las fbricas en tren, en bobinas de chapa.

1. La chapa de acero se cortay se deforma en fro por el procedimiento de embuticin, que consiste bsicamente en co

locar la chapa sobre el molde y prensarla varias veces hastaobtener la forma final. Para cada pieza de la carrocera del automvil debe disponerse de una lnea de prensas especial.

1

2

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3. Todas las piezas de la carrocera delcoche (laterales, techo, puertas, etc.)han de unirse entre s. Para realizarestas operaciones se utilizan robots,que llevan a cabo las uniones mediantesoldaduras. Los robots acaban una ca-

rrocera en menos de un minuto, y eneste tiempo aplican la soldadura en cen-tenares de puntos.

Estas mquinas estn programadas poruna computadora central, que controlatodos sus movimientos.

4. La carrocera es la parte del autom-vil destinada a alojar a los pasajeros, pro-teger los mecanismos y transportar elequipaje. Cuando la parte fija de la ca-rrocera est terminada, se montan laspartes mviles (puertas, cap, puertatrasera, etc.).

5. La siguiente fase de la cadena consisteen pintar la carrocera. Sin embargo,antes debe eliminarse toda la grasa quepueda contener sumergindola en disol-ventes.

De la misma manera que en el proceso

de soldadura, en esta fase tambin seemplean robots, que, con una precisinabsoluta, aplican diversas capas de pin-tura en la carrocera.

El secado, como en la fase de aplicacinde la pintura, se realiza en cabinas y atemperaturas prximas a los 200 C.

3

4

5 Pintura

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Montaje

En esta fase de la cadena se procede al montaje de los restanteelementos del automvil: motor, suspensin, direccin y frenosTodos estos elementos componen el chasis, y sobre l se monta lacarrocera.

6. En primer lugar, se colocan todas las molduras, tanto las exte-riores como las interiores, que normalmente son piezas de plsticoo de goma y que tienen la misin de proteger, en unos casos, y depresentar un acabado ms atractivo, en otros. Para facilitar el trabajo de los robots en esta fase, se retiran las puertas de la carrocera. Finalmente, los robots proceden al montaje de las ventanillas.

7. Se coloca el motor, que se ha montado en otra cadena de montaje.

8. Se montan las ruedas.

9. Se revisa el vehculo y se coloca en el parque exterior de la f-brica con vistas a ser trasladado para su venta.

9

8

7

6

Responde

19. Realiza un diagrama de bloques de fabricacin de automviles en una fbrica.

20. Cmo se llama el procedimiento de deformacin en fro de una chapa de acero?

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El aprovechamiento de la energa ha sido sin duda una de las principales preo-cupaciones del ser humano en su singladura a travs del tiempo. Ha sido tam-bin, con el paso del tiempo, que la utilizacin de diversas fuentes de energa hapropiciado el desarrollo de pueblos y civilizaciones, hasta llegar a nuestros das,

en los que se habla de las energas como sector estratgico refirindonos al des-arrollo econmico.

En el eje cronolgico de la siguiente pgina podemos observar la evolucin queha experimentado el aprovechamiento de la energa.

La fuerza muscular

La esclavitud fue una institucin caracterstica del mundo antiguo. Civilizacionescomo la egipcia, la asiria, la griega y la romana utilizaron esclavos en la guerra yen la realizacin de trabajos fatigosos. En muchos de estos trabajos solo se em-pleaba la fuerza muscular. Durante muchos siglos, con esta energa se movieronembarcaciones impulsadas por remos, se prepararon las enormes cantidades depiedra necesarias para la construccin de edificios monumentales (pirmides egip-cias, templos griegos y romanos, etc.), se extrajeron los minerales, etc.

El ser humano emple animales de carga para sustituir a los esclavos en mu-chas operaciones. En este sentido, el animal con el papel ms relevante en lahistoria ha sido el caballo, dedicado slo a funciones de tiro. Entonces se podaconsiderar como un motor. Se utilizaba tambin para arrastrar un carro o unamquina agrcola y, hacindolo girar en torno a un punto fijo, poda accionarmolinos, norias u otras mquinas.

La rueda hidrulica

Aunque en la Antigedad no exista un conocimiento cientfico de la energa, sesaba que poda aprovecharse el movimiento natural del agua para realizar al-gunos trabajos pesados.

La confirmacin del agua como fuente de energa fue posible gracias a un nuevomecanismo: la rueda hidrulica.

La rueda de agua ms sencilla y, probablemente, la ms antigua es la rueda depalas. Este aparato, llamado tambin noria de agua, se utilizaba ya para regar enla cultura rabe, a partir del siglo VII a.C.

El molino de agua aparece algunas dcadas antes de nuestra era y se extienderpidamente por toda Europa occidental a partir del siglo V d.C. La rueda de mo-

lino poda accionar una piedra para moler el grano y convertirlo en harina, o ac-cionar el martillo y el fuelle en una herrera.

yugo

collera

rgida ovala

collera rgidaovalada

yugo

Analiza22. Idea y describe dos sistemas

para detener una rueda cuando

los trabajos han finalizado.

23. Cules crees que fueron los

materiales utilizados en las pri-

meras ruedas? Razona tu res-

puesta.

Responde

21. Qu semejanzas y diferencias

encuentras entre la fuerza mus-

cular y la de las mquinas?

5. Aprovechamiento de la energa. Primeras fuentes

Rueda de corriente baja. Rueda de corriente alta. Rueda de costado.

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El molino de viento

La energa del viento empez a aprovecharse en las embarcaciones de vela haciael ao 3500 a.C. En esa poca el ser humano intentaba ahorrar energa al reali-zar trabajos como levantar cargas, moler el grano, construir edificios o trans-portar personas y mercancas. Fue aproximadamente en el ao 700 d.C. cuandola civilizacin persa invent los primeros molinos de viento con la finalidad demoler el grano y bombear agua para drenar la tierra. Los molinos de viento lle-garon a Europa en el siglo XIIy se difundieron por diferentes regiones con muchoviento, como Inglaterra, Espaa, Francia y Holanda.

Los molinos de viento son bsicamente una estructura que dispone de una granrueda formada por cuatro aspas que giran por la fuerza del viento. Cuando elviento cambia de direccin, tambin debe hacerlo la rueda para poder aprove-char la energa del viento. Este problema se resolvi con dos tipos diferentes demolinos: los molinos de poste y los de torre.

Los molinos de poste se introdujeron en Europa hacia 1180. Consistan en unedificio de madera que poda girar en torno a un poste vertical fijado a una

base de obra o de madera. El giro se controlaba mediante un timn, de formaque las aspas siempre estaban situadas contra el viento.

En la actualidad se conservan en Espaaalgunos viejos molinos de torre como el de lafotografa, situados en Castilla-La Mancha.

Los molinos de torre se introdujeron hacia el ao 1350 y estaban formados pordos elementos, la torre, un edificio cilndrico que alojaba todo el mecanismopara moler el grano, y el casquete, que giraba en torno al edificio. Este molinopresentaba dos ventajas con respecto al molino de poste: para orientar las aspasslo tena que girarse el casquete y no todo el edificio, y poda construirse unatorre de grandes dimensiones con materiales como la piedra y la cal.

Analiza

27. Describe el funcionamiento del mecanismo del mo-

lino de poste de la figura.

28. Qu diferencias hay entre los molinos de viento y

los actuales aerogeneradores?

Responde

24. Cul fue la primera forma de

aprovechar el viento?

25. Por qu se sustituyeron los

molinos de poste por los de

torre?

26. Por qu no se utilizan actual-

mente los molinos?

aspas

engranaje

rueda de molinotolva

timn

fijacin

3500 a.C 700 a.C 700 1769

primeras

embarcaciones a vela

molinos de viento

rueda

hidrulica

patente de la mquina

de vapor

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La fuerza del vapor

El ingeniero griego Hern de Alejandra, que se cree que vivi en el siglo I a.C.,invent la eolpila. El recipiente inferior (la caldera) se llenaba parcialmente deagua y se calentaba. El agua, al hervir, produca el vapor, que suba por unostubos hasta una bola metlica. La esfera, que dispona de dos tubos, poda girar

sobre un eje. Al salir el vapor por los tubos de la esfera, la reaccin haca que estagirase.

Pasaron muchos siglos sin que nadie continuase la empresa comenzada por elingeniero griego. Probablemente porque para poder aprovechar la energa delvapor eran necesarios unos conocimientos cientficos que no fueron aclaradoshasta siglos ms tarde.

En el ao 1681, el francs Denis Papin (1647-1714) hizo pblico uno de susinventos ms famosos, la olla a presin con vlvula de seguridad.

Fue el britnico Thomas Savery (1650-1715) quien en el ao 1698 patentuna bomba de vapor. La llam el amigo del minero, ya que estaba pensada

para sacar el agua de las minas, pero tena un gran inconveniente: las tuberasque transportaban el vapor reventaban a menudo.

En el ao 1712, el britnico Thomas Newcomen (1663-1729) construy unanueva mquina de vapor. La denomin mquina de vapor atmosfrica, ya queaprovechaba la presin del aire para funcionar.

Algunos aos ms tarde, el tambin britnico James Watt (1736-1819), mien-tras reparaba una mquina de Newcomen, se percat, que consuma muchovapor. En 1769, Watt patent un dispositivo para disminuir el consumo de va-por, aparato al que llam condensador.

Eolpila de Hern.

mbolode la bombaextractorade agua de

la mina

cadena

balancn

pistn

inyeccinde agua

cilindro

caldera

horno decarbn

Funcionamiento de la mquina de Newcomen.

presin atmosfrica

vapor

Mquina de vapor de Newcomen.

La mquina de Newcomen tena una potenciade 5,5 CV, mientras que la de Savery slo des-arrollaba 1 CV.

La primera mquina de vapor deJames Watt, patentada por esteinventor escocs en el ao 1769.

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Las primeras mquinas de vapor construidas por Savery se utilizaron para el dre-naje de minas. Pero fue realmente la mquina de Newcomen la que solvent porfin los problemas de los mineros del norte de Inglaterra a principios del sigloXVIII. Este hecho mejor las condiciones de trabajo de los mineros, a la vez queincrement notablemente la produccin de carbn.

Las mejoras introducidas por Watt y sus colaboradores para superar la mquinade Newcomen comportaron que el rendimiento de esta subiera considerable-mente, de modo que baj el consumo de carbn, que era muy elevado. A me-diados del siglo XVIII fue una realidad la generalizacin de estas mquinas en lascomarcas mineras inglesas.

Aplicacin de la mquina de vapor a lafabricacin textil.

Pero por esta poca otros investigadores retomaron los estudios de Saverypara lograr fuerza de vapor a presiones ms elevadas que la atmosfrica. Laconclusin de estos estudios condujo a la aplicacin de la mquina de vaporal transporte; aparecieron as las primeras locomotoras y los grandes barcos,que se encargaban de transportar mercaderas y personas.

Aparte de los medios de transporte, la Revolucin Industrial tambin supuso elnacimiento de la industria moderna, motivada igualmente por el desarrollo dela energa del vapor. Las fbricas en esta poca, principios del siglo XIX, comen-zaron a cambiar la forma de energa que mova las mquinas, y las ruedas hi-drulicas y los molinos dejaron paso a modernas instalaciones en las que laenerga procedente del vapor haca funcionar las diferentes instalaciones.

Analiza

29. La mquina de vapor, el carbn y la industria side-

rrgica fueron las bases de la Revolucin Industrial.

Qu relacin tenan los tres elementos?

30. Las mquinas de Newcomen eran un artefacto at-

mosfrico. Explica a partir del dibujo de la pgina an-

terior por qu se denominaban de esta manera.

31. La mquina de Watt no condensaba el vapor dentro

del cilindro. Investiga cmo lo haca.

32. Observa detenidamente las ilustraciones de las m-

quinas de Newcomen y Watt. La segunda dispone de

una gran rueda. Para qu sirve?

33. Observa detenidamente la mquina de vapor de

Watt de la ilustracin de la pgina anterior y relaci-

nala con la de esta pgina, en la que aparece una f-

brica de principios del siglo XIX.

34. La aportacin de la mquina de vapor fue funda-

mental para la denominada Revolucin Industrial.

a) Desde el punto de vista energtico, qu cambiossupuso?

b) Y desde el punto de vista social?

Primera mquina de ferrocarril de vapor.

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Tecnologa1

28

La electricidad

Desde muy pronto en la historia se conoce la existencia de la electricidad. Al-gunos pensadores griegos, entre ellos Tales de Mileto, ya hablan de algunas ma-nifestaciones de esta energa. Pero hubieron de transcurrir muchos siglos hastaque hombres de ciencia y tcnicos comenzaron a descubrir las posibilidades deesta nueva forma de energa.

Si observamos la lnea cronolgica de la derecha, veremos que hasta principiosdel siglo XIX no empez a tener una cierta relevancia el estudio de los primerosinventos relacionados con la electricidad. Pero fue realmente a finales de siglocuando se comenz a pensar en la produccin de electricidad como una fuentede energa que poda tener una trascendencia sin precedentes para el desarro-llo de la sociedad.

A principios del siglo XX comenz a generalizarse su uso en aplicaciones como:

el alumbrado elctrico de las ciudades;

la fuente de energa primaria para las fbricas; los transportes, en trenes y tranvas elctricos.

La energa del vapor pas a un segundo plano, lo que provoc que la produccinde energa elctrica se realizara de manera masiva, de forma que comenzaron afuncionar grandes centrales elctricas. El aprovechamiento de la fuerza del aguapara mover las turbinas o la instalacin de centrales en las que se quemaba car-bn fueron las primeras transformaciones que se llevaron a cabo para la obten-cin de energa elctrica.

Primera central elctrica construida por Thomas Edison.Primera bombilla elctrica.

1800 Alessandro Volta

Pila elctrica

1829 Josep HenryMotor elctrico

1831 Michael FaradayTransformador elctricoPrincipio de losgeneradores elctricos

Josep HenryTimbre elctrico

1876 Alexander Graham Bell

Telfono

1878 Josep Swan/Thomas Edison

Bombilla elctrica

1880 William ArmstrongProduccin deelectricidad con unaturbina hidrulica(diseada por JamesThomson)

1881 Sebastian Ziani de Ferranti

Primera central elctricaconstruida en Godalming(Gran Bretaa)

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El oro negro

El petrleo es un lquido aceitoso, de color oscuro y con una densidad ligera-mente menor que la del agua. Est constituido por una mezcla de hidrocarbu-ros, compuestos resultantes de la combinacin del carbono y el hidrgeno(CH), y se encuentra en el interior de la Tierra.

El petrleo es de origen orgnico, es decir, que procede de la descomposicin deanimales y vegetales acuticos que habitaban antiguos mares hace millones de aos.Sobre los restos de estos organismos, que han experimentado una transforma-cin qumica en unas condiciones particulares, se han sedimentado diferentescapas de tierra; por ello, el petrleo se encuentra en bolsas situadas a varios ki-lmetros de profundidad.

Calafateado de barcos.Impermeabilizacin de tejidos, fabricacinde antorchas.

Edad Media Destilacin para obtener lubricantes y

productos medicinales.Bsqueda de nuevos combustibles.Necesidades derivadas de la nuevarealidad social.

Bsqueda de un nuevo combustible paralas lmparas.

Benjamin Silliman publica un informesobre la gama de productos derivados dela destilacin del petrleo.

1859 Comienzo de la industria petrolera. Drakerealiza una perforacin en Pensilvania de

unos 22 metros y obtiene el deseadofluido.

Hace milesde aos

RevolucinIndustrial

Mediadosdel siglo XIX

torre de perforacin

manga de inyeccinde fango

mesa de rotacin

tubo deperforacin

barrena

polea mvil

motordiselbomba

para elfango

depsito defango

lubricante

Responde

35. Observa la recta cronolgica de inventos relacionados con la electricidad y contesta:

a) Cules de ellos te parecen especialmente importantes para el desarrollo de las centrales elctricas?b) A qu sistema sustituy el alumbrado elctrico?c) Cules fueron las primeras aplicaciones de la energa elctrica y cundo se obtuvo de manera masiva?

36. Cul es la diferencia entre materia orgnica e inorgnica?

37. Observa el dibujo de la plataforma petrolfera y argumenta cul es la funcin de la barrena.

Analiza

38. Las primeras bombillas elctricas duraban muy poco. Qu problema tenan?

39. Cmo puede saberse que hay petrleo en una zona determinada?

40. Cmo es posible perforar pozos de varios kilmetros de profundidad?

Partes de una plataforma petrolfera.

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Tecnologa1

30

6. La metalurgia primitiva: cobre y bronce

El ser humano pronto descubri queestos metales tambin se encontrabandentro de minerales y que necesitabaextraerlos para su utilizacin posterior.

Se cree que el primer metal que se ob-tuvo a partir de su mineral fue el cobre.Para su obtencin se utilizaron hornosque tambin empleaban para cocerpiezas de barro.

El horno de la figura de la izquierdaserva para quemar los minerales del

cobre (cuprita, calcopirita, malaquita, etc.) hasta fundirlos y obtener el metalpuro.

Para separar el metal de los otros elementos con los que est combinado (ge-neralmente en forma de xidos) hay que aplicar elevadas temperaturas demodo que otro elemento capte el oxgeno. Este proceso se llama reduccinyla sustancia que se emplea para realizarla se denomina reductor.

En el horno, gracias a la combustin de la lea se proporciona el reductor, el car-bono, que hace que el metal quede aislado.

La metalurgia primitiva, o conjunto de procedimientos usados por nuestros an-tepasados para la obtencin de metales, consista en buscar estos en su estadopuro y transformarlos para la posterior obtencin de objetos.

De esta forma el oro encontrado en la arena de los ros, o la plata y el cobre lo-calizados en su estado puro, permitan la fabricacin de objetos, que se moldea-ban golpendolos.

mineral de cobre

lea crisol

Diferentes operaciones para la obtencin de objetos de metal.Para llegar a los filones de oro, a veces era necesario excavar pozos y calentar con fuego el mineralpara que se desprendiera. Tambin se utiliz el fuego para calentar el metal obtenido a pie de mina

y martillearlo ms fcilmente.

Horno para la obtencin de cobre.

Mineral de cobre. Malaquita.

Recuerda que:

El punto de fusin del cobre es de1 084 C.

La mena es la parte aprovechabledel mineral. La ganga es la partedesechable del mineral.

El yacimiento de las minas neolticas de Gavconstituye la primera gran explotacin minerasubterrnea de este perodo hallada en lapennsula Ibrica.

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El cobre se estuvo utilizando durante mucho tiempo, hasta que el conocimiento

de la metalurgia del bronce permiti al hombre primitivo obtener esta alea-cin, que le proporcionaba armas y objetos ms duros y resistentes que los re-alizados hasta el momento.

El bronce, formado por cobre y estao, probablemente tambin fue un productocasual al obtenerse una variedad del cobre que mejoraba las propiedades delprimero, cuando accidentalmente en su obtencin se haba aadido mineral deestao.

El proceso metalrgico que se muestra en la figura, as como los objetos que sefabricaban, nos da una idea del grado de tecnificacin de que dispona el hom-bre entre el 5000 y el 3500 a.C.

Con un fuelle de piel de cabra se atizaba el fuego con el fin de mezclarel cobre con el latn para hacer bronce. Una vez fundido, el bronce severta dentro de un molde de la pieza que se quera fabricar.

Horno de pozo. Se mezclaba elcobre con el carbn vegetal, alque se prenda fuego. El metalfundido goteaba por unaabertura y se enfriaba en unagujero, formando un lingote.Sobre estas lneas, el mismohorno visto desde arriba.

Escudo de guerra de la Edad de Bronce.

agujero

Recuerda queUna aleacin es un metal que seobtiene de fundir dos o ms meta-les con objeto de mejorar sus pro-piedades.

Analiza

41. Cmo crees que el hombre primitivo descubri la metalurgia del cobre?

42. Lee con atencin la parte de este tema relativa a la metalurgia del cobre e identifica el papel relevante del fuego

en el proceso.

43. Qu diferencias encuentras entre el primer horno representado en la pgina anterior y el que tienes dibujadoarriba?

44. Observa detenidamente la figura sobre la metalurgia del bronce y explica el proceso para la obtencin de un

arma de esta aleacin mediante un diagrama de bloques.

45. Cul era la tcnica bsica para la fabricacin de armas y objetos de bronce?

1. Extraccin delmineral de cobre

Fundicin del cobre con elmineral de estao.

agujero

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Tecnologa1

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El comienzo de la siderurgia

Hacia el ao 1400 a.C. una tribu de clibos, situada en Armenia, y un puebloasentado en la pennsula de Anatolia (Asia Menor y norte de Siria), los hititas,comenzaron simultneamente a fabricar acero. As se inici la llamada Edad delHierro, a lo largo de la cual se generaliz su uso. Antes ya se haba utilizado el

hierro puro procedente de los meteoritos, aunque su escasez hizo que se bus-cara la forma de obtencin a partir de sus minerales.

El proceso consista en calentar el mineral mezclado con carbn vegetal en hor-nos bajos. La dificultad para llegar al punto de fusin del hierro, 1 538 C, hacaimposible fundirlo totalmente, por lo cual en los hornos utilizados se obtena unapasta esponjosa de hierro mezclado con la escoria (impurezas del mineral).

La masa, extrada del horno bajo, se martilleaba repetidamente al rojo vivo paraextraer la escoria y, a la vez, para dar la forma final al objeto. A esta ltima ope-

racin del proceso se la denomina forja del metal. Durante mucho tiempo, elmetal obtenido tuvo limitaciones, ya que aunque mejoraba las propiedades dedureza y resistencia del bronce, no se le poda proporcionar un filo suficiente-mente afilado, solo obtenible con acero. Hasta que esta operacin se realizmartilleando la masa de hierro en contacto con carbn vegetal, para transferircarbono a la superficie del hierro, no pudo obtenerse acero.

mineral de hierro

y carbn de lea

fuelle

fuelle

masa de hierro

Horno bajo para la obtencin de hierro.

Mineral de hierro.

Responde

46. Lee detenidamente el texto y

contesta:a) Qu pueblos comenzaron a

fabricar acero y hacia qu ao?

b) Antes de obtenerse hierromediante un proceso meta-lrgico, cmo se consegua?

c) Qu es la escoria?d) A qu temperatura se fun-

de el hierro?

Analiza

47. Qu horno bajo de los representados en las figu-

ras de la derecha crees que resolva mejor el pro-

blema de aumentar la temperatura del mineral?

48. Qu diferencia bsica encuentras entre la meta-

lurgia del cobre y la del hierro?

49. Observa detenidamente los dibujos del horno de

la parte superior de la pgina y argumenta la im-

portancia del fuelle en la obtencin del hierro.

a b

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La metalurgia en la Edad Media

Desde la Edad Media hasta el siglo XIX, en Catalua se lleva a cabo el proceso deobtencin de hierro y acero mediante la denominada fundicin catalana.

Dada la fama adquirida, tanto por la calidad del metal obtenido como de losproductos derivados, este procedimiento utilizado en Catalua, posteriormente

se extendi por el resto de Europa.

Se llevaba a cabo en un horno, de material refractario, donde se mezclaban elmineral de hierro y el carbn vegetal. Con el fin de favorecer la combustin, seinyectaba aire a presin para aumentar la temperatura al mximo.

Para obtener el aire a presin, se utilizaba un sistema en el que el agua del de-psito superior bajaba, arrastrando aire, hasta la caja de los vientos por latrompa. Al llegar a la caja, el aire arrastrado salaa presin y era conducido hacia el interior delhorno mediante la tobera, mientras que el aguase evacuaba al exterior.

Aunque con este sistema se conseguan tempera-turas de entre 1.000 y 1.200 C, estas no eran su-ficientes para obtener hierro lquido (fundicin),pues el hierro se funde a unos 1.538 C. Se obte-na una masa constituida principalmente por hie-rro y algunas impurezas. La escoria sala por unagujero practicado en el horno.

Con el fin de eliminar las impurezas de la masaobtenida y mejorar las cualidades del metal, seutilizaba el martillo hidrulico.

El martillo hidrulico era movido por una ruedahidrulica y golpeaba la masa conseguida, mien-tras estaba caliente, sobre el yunque. De esta ma-nera se eliminaban las impurezas y al mismotiempo se obtenan las barras o planchas que pos-teriormente se forjaban. Esquema del funcionamiento de la fundicin catalana.

Martillo de la fundicin de Ripoll.

Analiza

51. Explica el funcionamiento del sistema para obtener el aire a presin que se haca llegar al interior del horno.

Responde

50. Despus de leer el texto y observar detenidamente el esquema del funcionamiento de la fundicin catalana, con-

testa a las siguientes preguntas:

a) Cmo se llama el recipiente donde desemboca el agua que baja por la trompa?

b) Cmo se llama el artefacto que se empleaba para eliminar las impurezas de la masa y obtener barras y plan-chas? Qu tipo de fuente de energa utilizaba para su funcionamiento?

c) Llegaba a fundirse el mineral de hierro que se introduca en el horno? Por qu?

depsitode agua

trompa

tobera

caja de losvientos

horno

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Tecnologa1

34

MUNDO

TECNO

LGIC

O

El microchip o circuito integrado (CI) fue inventado

por Jack S. Clair Kilby cuando trabajaba en la em-

presa Texas Instruments, en el ao 1958. Este reco-

nocimiento lo comparte con Robert Noyce, quientambin fue cofundador de la empresa de micro-

procesadores Intel e impulsor de Silicon Valley.

En el primer microchip, Jack S. Clair Kilby integr

cinco transistores en una base semiconductora de

germanio. Hoy da, las ltimas generaciones usan

casi 1000 millones de transistores y, segn la ley de

Moore, ese nmero se duplica cada dos aos apro-

ximadamente.

Sin embargo, cuantos ms transistores se tratan de

poner en el microchip, ms pequeos han de ser

estos y ms complejo es el proceso de fabricacin.

Hablamos de escalas microscpicas: un transistor

puede tener una anchura de una diezmilsima parte

de milmetro, y una pequea mota de polvo puede

provocar el mal funcionamiento del conjunto.

Adems de transistores, dentro de los circuitos in-

tegrados se pueden hallar elementos pasivos, como

resistencias, condensadores, etc. Como ejemplo,

podemos encontrar los microprocesadores, que

agrupan millones de transistores, diodos y resis-

tencias. Su empleo actualmente es masivo y es raro

encontrar algn circuito electrnico que no emplee

algn circuito integrado.

Algunas de las primeras aplicaciones de los circui-

tos integrados, como la calculadora o la impresora

trmica, fueron patentes en las que particip el

propio Kilby. Pero en la actualidad, el nmero de

aparatos electrnicos o informticos que utilizan

circuitos integrados es infinito. Cabe resear que,

sin el concurso de este invento, la evolucin de losordenadores personales y dems hardware hubiese

sido impensable. Podemos observar en la figura

cmo la ley de Moore predijo la integracin en su-

perficies de 1 cm2, o ms pequeas, de miles de mi-

llones de transistores para dar lugar a la fabricacin

de los modernos procesadores, capaces de realizar,

tambin, millones de operaciones por segundo.

El pequeo gigante: el microchip

Actividades

1. Quines fueron los inventores del circuito integrado? Cul de ellos fue el impulsor de Silicon

Valley?

2. Los transistores se colocan en las obleas por capas. Calcula cuntas capas contendra un micro-

chip fabricado con una oblea de 1 mm, si cada transistor ocupa una anchura de una diezmil-

sima de milmetro.

3. Qu componentes pueden formar un circuito integrado?

4. Qu predijo Gordon E. Moore con la llamada ley de Moore?

dual-core intel

intel titanium 2intel titanium

intel pentium 4

intel pentium 21

intel pentium II

intel pentiumintel 486

intel 386286

8085

80808008

4004

transistores

10 000 000 000

1 000 000 000

100 000 000

10 000 000

1 000 000

100 000

10 000

1 000

201020052000199519901985198019751970

Ley de Moore

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COM

PETEN

CIASBSICA

S

Juan, profesor de Tecnologa del IES Antonio Machado, ha encargado un trabajo por grupos que pueden

estar formados, como mximo, por tres personas. El planteamiento del trabajo es el siguiente: realizar

una presentacin multimedia (en Power Point o cualquier otra aplicacin que permita exponerla en clase)

para explicar los hitos de la tecnologa desde la Antigedad hasta nuestros das.

Exposicin sobre los hitos de la tecnologa

Tareas

1. Crear la presentacin, que estar compuesta, al menos, por 20 diapositivas.

2. La informacin se organizar de la siguiente forma:

a) Perodo histrico.b) Hitos tecnolgicos.

Caractersticas ms relevantes.c) Materiales utilizados.d) Energas utilizadas.

3. Colocar ilustraciones relevantes de objetos, mecanismos, mquinas, etc.

4. Incluir, como mnimo, los siguientes hitos:

Rueda

Imprenta

Mquina de vapor

Bombilla elctrica

Transistor

Ordenador

Internet

5. Exposicin en clase de la presentacin en la que deben participar todos los componentes del

grupo.

WWW.

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Tecnologa1

36

S

NTES

IS

Elabora tu propio resumen de la unidad, completan-do con las palabras clave los espacios en blanco.

1. Desde siempre el hombre ha intentado satisfacer

sus ____________ centrndose en tres aspectosrelacionados con la tecnologa: conocer nuevos____________, obtener ____________ y fabricarobjetos.

2. Unos de los primeros objetos que el hombrefabric fueron herramientas y utensilios hechosde _______ que utilizaba para rascar y ________ .

3. Hay dos maneras de fabricar objetos: artesanal-mente, cuando el proceso de fabricacin estbasado en la intervencin de ____________, e

____________ cuando el proceso est basado enla intervencin de mquinas.

4. Los ____________ de los hombres y de los otrosanimales fueron la primera fuente de energa.Tambin la fuerza del ____________ y del vientose aprovecharon como fuente de energa.

5. Entre la mayor parte de los oficios artesanaleshaba una interdependencia; es decir, unos _____de los otros; as, por ejemplo, el herrador depen-

da del ____________, que le suministraba elcombustible.

6. El uso de la energa del ____________ supuso uno

de los avances ms importantes de la humani-dad. Antes de Cristo ya se ide la primera mqui-na que funcionaba con vapor. Pero fue____________ quien construy una mquina devapor que se generaliz.

7. Durante la segunda mitad del siglo XVIIIy princi-pios del XIX se produjo un gran avance _________debido a la aparicin de la mquina de vapor, eldesarrollo de la ____________ y la utilizacin del____________ como fuente de energa.

8. A principios del siglo XIX empez a generalizarseel uso de la ____________ en el alumbrado, comofuente de energa ____________ y en los trans-portes.

Palabras clave

cortar, agua, electricidad, necesidades, industrial,

carbonero, tecnolgico, James Watt, dependan, pie-

dra, materiales, carbn, energa, el hombre, primaria,

metalurgia, msculos, vapor


TIC

TecnoTIC

Entra en la web http://www.editorialteide.es/?8934

y realiza las actividades que te proponen a conti-

nuacin.

1. Navega por los diferentes recursos que teofrece la web.

2. Accede a los recursos de fibras vegetales ybusca informacin sobre la diferencia entreel esparto crudo y el esparto picado.

3. Busca, en el apartado Artes aplicadas dela piedra, datos sobre la historia de la pe-drera.

Ms recursos en:

http://www.editorialteide.es/?8934

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ACTIV

IDADES

Actividades finales

1. Cuestionario:

a) Cules fueron unos de los primeros objetos que fabric el hombre?

b) Qu caractersticas principales tiene la fabricacin artesanal?

c) Qu caractersticas principales tiene la fabricacin industrial?d) Qu es un aprendiz de un oficio artesanal?

e) Por qu los oficios artesanales son interdependientes?

2. Completa los espacios vacos del texto siguiente:

El _____________ se obtiene por la combustin _____________ de la madera mediante el apilamiento detroncos y su recubrimiento posterior. A estos apilamientos se les denomina _____________. El carbn obte-nido poda utilizarse para calentar _____________ en la fragua, para golpearlo posteriormente sobre un_____________ y darle forma de _____________ para los caballos.

3. Relaciona los materiales de la primera columna con los productos artesanales de la segunda, y a la vezestos productos con los oficios de la tercera columna que los llevan a cabo.

4. Estos dibujos representan una mquina de vapor de Newcomen. Investiga su funcionamiento y explica endetalle los pasos de las figuras ay b.

lana tapete sillero

parafina herradura encajera

anea colchn tonelero

madera asiento de una silla herrero

hierro vela colchonero

hilo de algodn tonel cerero

a b

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Diseo asistidopor ordenador

2

Antiguamente se dibujaba con instrumentos dedibujo tradicionales: regla, lpiz, escuadra, etc.Pero la utilizacin del ordenador se ha exten-

dido de tal modo que en la realizacin de di-

bujos se ha vuelto imprescindible el uso de

equipos informticos.

Su desarrollo empez en Estados Unidos harunos 60 aos. Este procedimiento recibi el nom-

bre de Computer Aided Design, del que provienenlas siglas CAD. En castellano, este trmino podratraducirse por diseo asistido por ordenadory sussiglas seran DAO.

En esta unidad nos introduciremos en este mun-do y veremos un programa de dibujo tcnico: elQCad.

Los diversos programas de dibujo porordenador que existen en la actualidadpermiten un gran nmero de posibilidadespara tratar imgenes, desde los sencillosdiseos en blanco y negro hasta complejasformas y mquinas usadas en el diseoindustrial.

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Tecnologa2

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1. Dibujo lineal mediante AutoSketch

Cuando se quiere dibujar con ayuda del ordenador, resulta im-prescindible elegir el programa de dibujo que se adecue anuestras necesidades. No es lo mismo intentar dibujar un ob-jeto que disear el interior de una casa o un prototipo de

coche.

Como ya se vio el curso pasado, AutoSketch es un programano demasiado complicado para el dibujo vectorial en 2D. Acontinuacin ampliaremos un poco ms los conocimientosque ya tienes de l.

Pero primero vamos a recordar el entorno del programa. Paraello te aconsejamos que tengas activadas las barras de herra-mientas:

Status Standard Property Edit Symbol Library All-in-

One Gird Snap

Las podrs activar y desactivar mediante el men Wiew|Toolbarsy arrastrarlas donde creas conveniente.

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Taller de informtica

Diseo asistido por ordenador

1. Dibujo de una llave fija

En este primer taller vamos a recordar la mayora de herramientas que ya utilizamos el curso pasado. Para ello dibujare-mos una llave fija del nmero 28.

1. Entra en AutoSketch con la opcin Start Drawing Imme-diately.

2. Activa la rejilla rectangular y a continuacin vamosa definir una rejilla de 4 mm sin subdivisiones en lugarde la de 1 cm, como seguramente ser la que tendrsactualmente. Entra en el men Tools | Drawing Optionsy, en la carpeta Gird, escribe las caractersticas de la figura.

Asegrate con la regla de AutoSketch de que la rejilla es

de 4 mm.

3. Activa ahora Gridpoint Snap para desplazarte sobrelos puntos de la rejilla. Si desearas desplazarte libre-mente deberas activar Snap Off .

4. Dibuja dos lneas verticales de 120 mm separadas12 mm . Para contar ms fcilmente, puedes fijarteen las coordenadas que aparecen en la parte inferior.

5. Dibuja una circunferencia de 20 mm de dimetro

en la parte inferior. El centro deber estar a 16 mm delfinal de las lneas. Para localizar el centro, debers divi-dir la rejilla .

6. En el interior de la circunferencia dibuja un polgonoregular de seis lados a partir de su centro y de su radio

(acurdate de que el nmero de lados se define enla barra Edit).

Este hexgono deber estar circunscrito en una circun-ferencia de 14 mm de radio. Para ello tendrs que utili-zar la herramienta Circunscribe de la barra deedicin.

7. Con ayuda de la herramienta Trim Divide , divide lacircunferencia y las lneas rectas y borra las partes so-brantes.

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Tecnologa2

42

En este taller, que nos ha servido para recordar algunas herramientas trabajadas en elcurso anterior, hemos utilizado botones para:

definir la rejilla activndola, desactivndola y variando sus medidas. dibujar elementos como circunferencias, po-

lgonos regulares, lneas, etc.

dividir un elemento en varias partes.

introducir textos en los dibujos.

acotar un objeto.

coger puntos de referencia como finales delnea.

8. Con la rejilla a 4 mm, dibuja el mango en la parte superior y vara el grueso de las lneas: toda la llave a Thin (3)

, y el mango a 1 y a 7, tal como se ve en la figura.

9. Con una altura de letra de 5, escribe en el centro del cuerpo de la llave N. 28.

10. Acota horizontal y verticalmente la llave tal como se ve en la figura. Para configurar el aspecto de las cifras decota, debes i

Sistemas 4 Libro 1(150)

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