BACHILLERATO ACELERADO PARA ADULTOS A DISTANCIA - IED - Educación Tecnológica - Ciclo Básico - 1 Estimado Alumno: El siguiente material constituye el módulo de trabajo de la materia Educación Tecnológica correspondiente al Ciclo Básico. En él encontrará los contenidos necesarios para el estudio de la asignatura así como también actividades que lo ayudarán para la comprensión y sistematización de la misma. El módulo está organizado de la siguiente manera: 1-Presentación: -Breve fundamentación, donde se comenta la importancia de esta asignatura dentro del plan de estudios, iniciándolo en los problemas propios de la tecnología en el mundo actual. -Expectativas de logros: allí se enumeran los objetivos que se busca que usted logre a través del trabajo con este material. -Contenidos desarrollados, es decir, la lista de los temas principales que se tratan en el módulo -el programa de la materia-. 2-Desarrollo: El módulo consta de tres unidades. En la nº 1 nos ocuparemos de las tareas y el cambio técnico; en la nº 2, del análisis sistémico y en la tercera, del diseño en la tecnología. El profesor comentará en la primera de las cuatro clases cómo serán dadas las unidades, para que usted ordene sus lecturas. -Actividades de integración : al finalizar cada unidad, encontrará una propuesta de trabajo que integre los contenidos vistos. Es importante realizarlas porque lo entrenarán para el examen. Algunas de ellas se comentarán 2 en el transcurso de las clases satelitales, haciendo la puesta en común y despejando las dudas que pudieren haber surgido. Anexo Modelo de examen Índice Clave de corrección Para guiarlo en la lectura y el trabajo con este módulo, hemos usado diversas marcas gráficas. Conocer su significado lo ayudará a comprender mejor el material y le facilitará su estudio: -Negrita: la utilizamos para destacar las palabras clave y las frases que resumen ideas muy importantes. -Itálica: esta tipografía señala sugerencias y consejos que le damos para organizar su trabajo con este texto e ir estudiando la materia. - : a través de este ícono destacamos las actividades. Ud. ya sabe que una serie de recursos para facilitar su aprendizaje lo acompañarán al mismo tiempo que trabaje y estudie con este material: Podrá consultar a docentes que el sistema pone a su disposición para aclararle dudas, guiarlo en la comprensión, supervisar ejercicios, etc. No dude en recurrir a ellos cada vez que lo necesite, ya sea a través de la unidad de Gestión o del foro de la materia (al que se accede a través de la página Web) Lo importante es que pueda consultar todas sus dudas a través del medio que le resulte más adecuado. 3 Durante el mes de cursada podrá también participar de las clases (a través de tecnología satelital o de video) dadas por un profesor de la materia. En estas cuatro clases el docente irá desarrollando los contenidos más importantes, planteará nuevos ejercicios y coordinará la puesta en común de las actividades del módulo. Le recomendamos su participación en estos encuentros y le sugerimos que antes de cada uno haya trabajado con el módulo ya que así podrá aprovecharlos mejor. De esta manera, el módulo, las tutorías y las clases se combinan para facilitar que usted se apropie de los contenidos que esta materia busca brindarle. Por último, queremos recordarle una idea central de esta modalidad que usted ha elegido para cursar su bachillerato: estudiar a distancia posibilita que pueda adecuar el trabajo con cada materia a su tiempo disponible, que no deba cumplir con horarios prefijados, en fin, que tenga la posibilidad de organizarse según su realidad cotidiana. Esto implica un alto grado de autonomía, pero de ninguna manera el estudiar aislado. Por eso quisimos volver a mencionar en esta presentación todos los recursos de los que dispone para ayudarlo en la preparación de cada asignatura. Instituto de Estudios a Distancia -I. E. D- 4 Expectativas de logros-. La lectura y estudio de este módulo le permitirá: - Comprender cómo se relaciona la tecnología con las técnicas - Conocer las distintas técnicas de transformación - Iniciarse en la comprensión del mundo técnico a partir de la interpretación del cambio técnico - Conocer el enfoque sistémico para el análisis de objetos tecnológicos - Reconocer el diseño como una etapa del proceso tecnológico - Diferenciar las formas de representación gráfica de los diseños 5 Contenidos desarrollados Unidad 1: Mirando las tareas y el cambio técnico A) La técnica y la tecnología B)La intencionalidad en lo tecnológico C) Los distintos sistemas técnicos D) Las tareas: Unidad 2: El enfoque sistémico A) Una forma de analizar lo complejo: el análisis sistémico B) Los sistemas C) La estructura D) Las funciones E) El análisis sistémico: forma de realizar los diagramas de bloques F) ¿Para qué sirve el análisis sistémico? Unidad 3: Diseño en tecnología A) El diseño B) Diseño y rendimiento C) Representaciones gráficas D) Relación entre el diseño y las formas de producción E) El diseño y la responsabilidad ambiental 6 Breve fundamentación: ¿Por qué es necesario estudiar tecnología ? Una de las características del mundo actual es la creciente utilización de artefactos de “última tecnología” en los distintos ámbitos de la sociedad Vemos tecnología en nuestro hogar, en el trabajo, en la escuela, en las clínicas y sanatorios , en el deporte de alto rendimiento, etc. La utilización de la llamada tecnología de punta está entendida como los últimos desarrollos. Así, campo tecnológico se asocia a una idea de progreso. Si nos ponemos a reflexionar un poco sobre el denominado mundo de técnica podremos ver que ésta no es nueva; es más, la técnica acompaña a las personas desde los orígenes de nuestra humanidad. Cuando las personas buscaban refugio del frío y se armaban su abrigo o cuando pulían la piedra para crear sus primeras herramientas, estaban usando técnicas, mucho antes que se desarrollara nuestro conocimiento científico. Los tecnólogos entre otras cosas estudiaron las características de aquellas técnicas respecto de las de última generación Encontraron bastantes más coincidencias que diferencias. .Podemos decir que hay aspectos generales que aparecen en todas las situaciones técnicas .Por ejemplo, las acciones técnicas están orientadas a un fin, siempre se busca mejorar la eficiencia de esa acción, en todas las técnicas se utiliza un soporte (ya sea el propio cuerpo, herramientas o máquinas). Aquí aparecen entonces algunas razones para el estudio de la tecnología en este curso: poder pensar sobre las numerosas situaciones técnicas en las que estamos inmersos. La intención es enseñarles a ustedes algunos 7 conceptos generales que sirven como herramientas para desentrañar el mundo que nos rodea. Comprendiendo este universo técnico veremos que no sólo se refiere a los aparatos, sino que también están los conocimientos técnicos que ponen en juego las personas. Además son importantes las formas de organizar el trabajo así como los distintos modos de trasmitir la información técnica. Estos últimos aspectos nos permitirán entender las íntimas vinculaciones entre lo técnico y lo social , por eso decimos que estamos inmersos en un medio socio-técnico. En general, cuando hablamos de tecnología, nos encontramos con dos posiciones: una muy negativa y otra positiva. Quienes sostienen una mirada negativa respecto al medio socio-técnico señalan las situaciones en las que la técnica afecta negativamente a la sociedad como, por ejemplo, la producción de desechos industriales, los cambios en las organizaciones y las formas de producción que afectan el empleo, etc. Nosotros creemos que estos aspectos no son los únicos que caracterizan la técnica. Hay que reconocer las numerosas intervenciones beneficiosas de la técnica en los ámbitos de la salud, el acceso a ciertos bienes, los cambios en las comunicaciones... Por otra parte, otros individuos adoptan con una posición marcadamente optimista respecto de la tecnología y el cambio técnico. Valoran las ventajas que produce en cuanto al ahorro de tiempo y la facilidad en la realización de tareas. Esta visión de la técnica como moderna y beneficiosa oculta los efectos reales de las intervenciones técnicas en nuestra sociedad. Creemos que estas posiciones, aunque opuestas, tienen varios aspectos en común. Ambas son miradas parciales y superficiales sobre la 8 tecnología, que no avanzan en la comprensión de la misma. Por otra parte estas dos posturas también tienen en común una mirada donde estos cambios suceden naturalmente, no reconociendo las acciones de las personas en el cambio técnico. Este curso de tecnología, apunta a superar estas visiones para poder pensar la técnica en su totalidad, comprendiéndola y rescatando la acción humana. Tenemos como fin último , que los alumnos puedan desarrollar un conocimiento fundamentado y crítico sobre la tecnología Pretendemos que ustedes elaboren un nuevo vínculo más real con la tecnología y que estos saberes los alejen tanto del prejuicio tecnológico como de las miradas ingenuas sobre la tecnología. 9 Unidad 1: Mirando las tareas y el cambio técnico A)La técnica y la tecnología B)La intencionalidad en lo tecnológico C) Los distintos sistemas técnicos D) Las tareas: -El análisis de tareas -La creación de formas -El sentido de la utilización de mecanismos -El aprovechamiento de la energía, los motores y las máquinas -El sentido de la utilización de mecanismos -Algunos aspectos del cambio técnico. 10 Unidad 1: Mirando las tareas y el cambio técnico A) La técnica y la tecnología La técnica Para acercarnos a una definición de tecnología debemos comenzar por hablar de la técnica. La técnica integra la cultura del hombre desde la prehistoria, ya que lo primero que aparece específicamente humano es el uso de la herramienta. Junto con el dominio del fuego y, más adelante, la agricultura, la fabricación de herramientas es uno de los hitos en la historia de la humanidad. Y es justamente la evolución de las técnicas lo que da nombre a los diversos períodos prehistóricos: paleolítico o de la piedra tallada ; neolítico o de la piedra pulida; edad de los metales....De esta manera, un cierto conjunto de herramientas y los conocimientos para usarlas son los primeros rastros de la técnica. Algunas características de la técnica así entendida se mantuvieron constantes en la evolución histórica hasta hoy. Estas son: los medios técnicos, las operaciones y las personas y los conocimientos técnicos. Los medios técnicos o el con qué y el cómo transformamos los materiales Esta denominación engloba por un lado los elementos con lo que transformamos la materia prima (el con qué) y por otro, el cómo lo hacemos. En el primer grupo hay elementos tan diversos como la hachuela del hombre paleolítico; el martillo del artesano medieval; la máquina a vapor de la revolución industrial o el torno de control numérico usado hoy día. Puede usarse desde el propio cuerpo hasta herramientas, máquinas y elementos de medición, en orden creciente de complejidad. 11 En el apartado siguiente desarrollaremos estos conceptos Pero también son medios técnicos el cómo se transforman los materiales, las formas de organizar el trabajo. Por ejemplo, si la transformación la realiza un artesano o un conjunto de obreros, si se hace en un taller o en una industria, si todo el proceso está en manos de una sola persona o de varias – en este último caso hablamos de división del trabajoLas diferentes formas de organización a lo largo de la historia será un tema tratado en el módulo del Ciclo Orientado Las operaciones se trata de los pasos realizados, las transformaciones efectuadas para llevar a cabo un producto tecnológico. Las personas y sus conocimientos técnicos: cómo es el rol del hombre y sus conocimientos, presentes en la creación de un producto tecnológico. Materiales, herramientas, máquinas, instrumentos de medición - Materiales: así denominamos a las materias primas que serán transformadas a través de los medios técnicos. La selección del material apropiado para la realización de cualquier proyecto, se basa en el conocimiento de las características propias de los materiales disponibles. En este sentido, el conocimiento de los materiales, se centra en las propiedades de éstos en relación con los requerimientos de uso, sus posibilidades de obtención, renovación, relación entre su costo y beneficio a obtener. El contexto regional influye en gran medida en la utilización de los materiales. Cada región tiene mayor disponibilidad de ciertos elementos (por ejemplo, de madera, de piedras, de cuero, etc.). Los materiales se pueden clasificar de acuerdo a distintos criterios: origen, posibilidad de renovación, características propias, uso, etc. Por ejemplo, 12 para la construcción de muebles, se puede clasificar la madera de acuerdo a su resistencia, dureza, flexibilidad, peso, color, etc. Otro criterio muy importante es la posibilidad de renovación o no del material. La madera es un recurso renovable (como la lana, el cuero, el algodón). La selección de un material para la construcción de un objeto implica el conocimiento y la disponibilidad de la técnica para trabajar con él. El desarrollo de nuevos materiales va acompañado de toda una serie de nuevas herramientas y técnicas, por ejemplo, para cortarlo, doblarlo, fundirlo, pulirlo. Complete el siguiente cuadro Material Origen ¿Renovable? Madera Vegetal sí Hierro Mineral Cemento Vidrio Plástico Mineral (petróleo) Papel - Herramientas: herramientas son todos aquellos elementos de acción manual que tienen como propósito adecuar y aumentar las posibilidades de uso de las manos en la transformación de los materiales. Por eso podemos decir que son prolongaciones de las extremidades. En nuestro entorno cotidiano encontramos una gran cantidad de herramientas y las usamos para muchísimas tareas ya que aumentan nuestra capacidad de realizar trabajos: cuchillos, pinzas, tijeras, cucharas, destornilladores, sacacorchos, llaves, escobas, clavos, tornillos... son algunos ejemplos de las 13 herramientas que utilizamos permanentemente. Las herramientas pueden ser muy simples o muy complejas, formadas por la combinación de las más sencillas. Cada material, necesita de una herramienta adecuada para su transformación. El uso de la herramienta correcta ahorra tiempo y mejora la calidad del trabajo. También posibilita producir más en menos tiempo y en condiciones más seguras para el operador. - Máquinas: las máquinas son artefactos que funcionan con alguna fuente de energía exterior. El objetivo es reducir el esfuerzo físico de quienes las operan. Todas las máquinas funcionan de acuerdo a una serie de principios y reglas que conectan las partes que las forman. En general, todas las máquinas transforman fuerzas: en algunos casos producen un aumento de la fuerza y en otros se transforma en velocidad o precisión en los movimientos. - Instrumentos de medición: se pueden agrupar según la magnitud que miden. Por ejemplo, longitud, temperatura, peso, tiempo, velocidad, etc. Hay una gran variedad de instrumentos, desde los más sencillos (como la regla ) hasta otros muy sofisticados y de gran precisión. Cada rama de la tecnología posee instrumentos propios, adecuados para medir las magnitudes con las que trabaja. a) Identifique y anote los medios técnicos y las operaciones que componen las siguientes técnicas: -cambiar la rueda de un auto -confeccionar una pollera -preparar una torta. 14 b) A partir de las definiciones dadas encuentre 6 artefactos de uso habitual en el hogar, de modo tal que haya: 2 herramientas, 2 máquinas y 2 instrumentos de medición. Para las máquinas, indique qué fuente utilizan. Para los instrumentos, indique qué miden. La tecnología La tecnología es el estudio de las técnicas. Por lo tanto, las personas sin saberlo emplean tecnología desde las primeras técnicas: por ejemplo, cuando se realiza un análisis de las tareas para modificar los medios técnicos, los conocimientos y las operaciones necesarias con el fin de hacer más eficiente la técnica de que se trate. En esta mejora están presentes todos los elementos de la técnica antes mencionados. Es por esto que, al hablar de tecnología, debe hablarse del objeto y de la persona que realiza una tarea con ese artefacto. Debemos ocuparnos por consiguiente de estudiar cómo se produce este cambio tecnológico en tanto proceso humano, social e histórico. La tecnología es entonces un fenómeno que tiene muchas causas, porque resulta de la convergencia de conocimientos y saberes diversos que, en cierto contexto histórico, una sociedad adopta porque los considera útiles. B)La intencionalidad en lo tecnológico Si definimos tecnología como proceso de cambios en las técnicas, y a las técnicas como punto de convergencia de medios técnicos, operaciones y conocimientos humanos, puede concluirse fácilmente que los cambios técnicos tienen un carácter humano e intencional. 15 Este carácter intencional tiene que ver con la intervención técnica. Tomemos el ejemplo de la utilización intensiva de las máquinas de tejer a finales del s.XVIII: hubo sectores empresariales con la intención de cambiar el modo de producir las telas propio de los artesanos, que venía del medioevo. El objetivo era producir grandes cantidades de tela que abaratarían, por su misma cantidad, los costos, y de este modo obtener ganancias respecto de los tejedores, celosos guardianes de su oficio. Tenían para esto que emplear gente poco calificada, lo que también incidiría en el menor costo del producto. Vemos que desde este punto de vista, el desarrollo de las técnicas debe ser observado también desde el punto de vista ético. C) Los distintos sistemas técnicos Ya señalamos que las técnicas están en un proceso constante de cambio, fruto del análisis tecnológico y de la intencionalidad de los hombres que efectúan ese análisis. Pero las diferentes técnicas se relacionan entre sí, formando un sistema. Los sistemas, a su vez, también están relacionados: vemos por ejemplo cómo el desarrollo de las técnicas hidráulicas se asocia al progreso de la técnica mecánica; cómo las mejoras en la agricultura desarrollan el comercio... De este modo, la aparición de nuevos saberes (sobre todo en el campo de la teoría científica) moviliza cambios tecnológicos. Pero a su vez, dinámicamente, los desarrollos tecnológicos originan nuevos descubrimientos teóricos, a partir sobre todo de problemas acuciantes como las guerras, la salud, la alimentación y el transporte. 16 Para comprender mejor lo que significa tecnología, aquí tiene una lista de ideas relacionadas con ella: Todas las culturas humanas tuvieron, a lo largo de la historia, una tecnología propia, desde la primitiva técnica del fuego hasta nuestras computadoras. Se buscan conocimientos y técnicas existentes para aplicarlos a la solución de nuevos problemas Cuando se aplican conocimientos existentes en nuevas técnicas éstas, a su vez, producen nuevos conocimientos. Por lo tanto, al pasar de una etapa tecnológica a otra, se produce una acumulación de conocimientos La tecnología es fundamental para la supervivencia humana, dado que aporta soluciones a dos de los más grandes problemas actuales: la contaminación del medio ambiente y la superpoblación. Siempre modifica la sociedad y la cultura Está orientada hacia el futuro. A partir de estas ideas, elabore una definición sencilla pero completa de Tecnología. D) Las tareas: El análisis de tareas Vimos que no hallamos las técnicas en forma abstracta, sino que siempre están relacionadas con personas que realizan tareas. Las tareas siempre tienen una finalidad: la transformación o modificación de algún material, al que llamaremos insumo. La tarea consiste por lo tanto en la transformación de un insumo en un producto gracias al uso de cierta técnica. 17 Hablamos de tareas cuando en esa transformación están involucradas personas y herramientas. En cambio, cuando esa transformación se realiza utilizando máquinas ya no hay una tarea sino el funcionamiento de una máquina. Un modo de observar y comprender el concepto de cambio técnico es utilizar el análisis de tareas, que consiste en comparar dos tareas: la realizada de modo tradicional y la mejorada. De este modo, observamos: - Que el cambio técnico es el resultado de un conjunto de cambios técnicos elementales, encontrándose siempre detrás de cada uno de ellos la delegación de alguna función humana en un artefacto. Cada nueva función de un artefacto corresponde entonces al gesto técnico de una persona realizando una tarea - De qué modo, al delegar funciones humanas en los artefactos, se simplifican los conocimientos necesarios por parte del usuario para realizar una tarea. La contracara de esto es la mayor complejidad, necesaria, de los artefactos. Veamos un ejemplo de análisis de tareas. Se trata en este caso de serruchar, realizándose la tarea primero en forma manual y luego con la sierra eléctrica. Le daremos las características de ambas modalidades y un cuadro de doble entrada donde en cada una de las filas se discriminan los gestos que realiza el usuario, los artefactos que utiliza y los conocimientos que posee para cada una de las dos tareas que se ubican en cada columna. ASERRADO MANUAL: Gestos técnicos: -Sostener con la mano la herramienta 18 -Mover el brazo, con un importante gasto de energía, dándole al serrucho movimiento de vaivén -Darle un ritmo parejo al movimiento de manera que no se trabe el serrucho en la madera -Guiar el serrucho por la línea de corte por acción de la muñeca Artefactos: -Serrucho compuesto por la hoja, el mango y la unión Conocimientos; -Se requiere de cierta habilidad para coordinar la acción de guiar el serrucho, al mismo tiempo que se mueve el brazo con movimiento de vaivén. ASERRADO CON SIERRA ELÉCTRICA: Gestos técnicos: -Sostener la sierra -Guiar la sierra por la línea de corte por acción de la muñeca Artefactos: -Sierra eléctrica, compuesta por un mango, motor eléctrico y una sierra circular Conocimientos -Sólo debe saber guiar la sierra por la línea de corte, operación simplificada gracias al motor. Ahora, completamos el cuadro Aserrado Manual Gestos técnicos Sostener con la mano la herramienta Aserrado con sierra eléctrica Sostener la sierra Mover el brazo, con un importante gasto Guiar la sierra por la línea de de energía, dándole al serrucho corte por acción de la movimiento de vaivén. muñeca Darle un cierto ritmo parejo al movimiento de manera que no se trabe 19 el serrucho en la madera. Guiar el serrucho por la línea de corte por acción de la muñeca. Artefactos Serrucho compuesto por la hoja, el Sierra eléctrica, compuesta mango y la unión. por un mango motor eléctrico y una sierra circular Conoc. Se requiere cierta habilidad para coordinar la acción de guiar el serrucho, a mismo tiempo que se mueve el brazo con movimiento de vaivén Solo debe saber guiar la sierra por la línea de corte acción que se simplifica por la acción del motor. ¿Qué relaciones pueden extraerse, a la vista del cuadro entre conocimientos y gestos técnicos por un lado y complejidad de los artefactos ? La creación de formas: dándole forma a los materiales Hay diversas clases de técnica para convertir un insumo en un producto. Veremos algunas de ellas: 1. Técnicas que transforman materiales en otros: la molienda, la compactación; el secado y la hidratación; el cribado y el mezclado. 2. Técnicas de creación de formas: son las técnicas que otorgan a los insumos formas determinadas para producir artefactos de una sola pieza Por ejemplo, el moldeado a mano; el copiado -moldes, plantillas, sellos, matrices, programas-; el laminado -lámina de papel, aluminio o masa-; producción de formas por entrecruzamiento -tejido, cestería3. Técnicas por ensamblado: Son técnicas que forman estructuras a partir de las formas anteriores y producen artefactos compuestos. Por ejemplo, construcciones sencillas como puentes, torres, etc; técnica de acoplamiento de partes. 20 4. Técnicas de transporte de carga: el porteo -transporte de objetos sobre el cuerpo- con o sin elementos; el arrastre y el deslizamiento; el transporte rodado, la tracción, la dirección y el freno; uso de poleas, elevadores, grúas. Recordamos que llamábamos a los materiales, insumos. Debemos reconocer, además Las propiedades de los materiales en función de las acciones que se les aplican, en este caso, los dividiremos según propiedades opuestas o complementarias. Por ejemplo: dureza/fragilidad; flexibilidad/rigidez ¿Qué otras propiedades de este tipo se le ocurren? Anótelas. Las relaciones entre las diferentes clases de técnicas a partir de las diferentes propiedades de los materiales y del objetivo a alcanzar, es decir, las clases de técnicas: modelado, laminado, tejido, taladrado, aserrado, etc. Y, también, las variaciones dentro de una misma técnica para adecuarse a materiales diferentes (por ejemplo, cómo se modifica la técnica de aserrado si en lugar de madera aserramos metales) Los orígenes de los materiales usados más frecuentemente en la vida cotidiana Piense en dos materiales comunes: la harina y el papel. ¿De dónde provienen? ¿Cómo se obtienen? El aprovechamiento de la energía: los motores y las máquinas. Como sabemos, desde el comienzo de la historia el hombre ha utilizado su propio cuerpo como fuente de energía para realizar tareas. Si las personas son varias, se agrega eficiencia y fuerza, aunque no se evita el agotamiento. La primera modificación en la técnica del transporte ha sido 21 seguramente el que el peso fuera llevado por animales. En este caso, debe tratarse de animales con sus necesidades alimentarias satisfechas en la zona en que ejecutarán la tarea, sobre un terreno al que pudieran adaptarse. Así, la llama fue usada en el imperio incaico y el camello lo es, hoy día aún, en zonas desérticas. Aunque los animales fueron usados primordialmente para transporte de carga, también se los usó para otras actividades. Por ejemplo, en la antigua Grecia se utilizaba al burro, atado a una barra unida a un eje, para que girara y moviese una piedra, la muela, que se usaba para moler el trigo. Es una de las primeras aplicaciones de una fuente de energía no humana. Otra forma de energía utilizada antiguamente fue la energía eólica, la provista por el viento. Al comienzo para transporte marítimo, tal el caso de las embarcaciones a vela, pero más adelante fue usada también en molinos. La rueda hidráulica, por su parte, fue utilizada para tareas mecánicas sencillas, como el cortado de metales y el impulso de bombas de agua. Posteriormente, con la revolución industrial, se desarrollan máquinas que se mueven gracias a materiales combustibles. Es el caso del carbón en la máquina a vapor, y del petróleo en los motores a explosión. Aparecen entonces artefactos, llamados motores, que concretamente aportan energía para que una herramienta o una máquina trabajen. Hoy en día hay motores eléctricos y a explosión, como los que impulsan los automóviles. Si esos dos motores reciben energía y combustible respectivamente, el movimiento puede ser continuo, cosa que era imposible con la energía eólica o hidráulica. 22 El sentido de la utilización de mecanismos Así como aprovechar nuevas fuentes de energía permitió un cambio en las tareas, lo cual representa un aspecto en el proceso de cambio técnico, la utilización de mecanismos fue otro modo de simplificar las tareas. La utilización de mecanismos tiene por objeto simplificar un gesto realizado por una persona, transfiriéndolo a un elemento del artefacto, como el pedal de la bicicleta o la biela manivela en el torno de hilar. De este modo, se cumple con la intención de simplificar el gesto. Los mecanismos son elementos que cumplen distintas funciones: Transmiten los gestos que realiza el cuerpo a otra posición - la polea transmite el movimiento giratorio a otra, por ejemplo Transforman el tipo de movimiento -como en el caso de la manivela, que transforma el movimiento giratorio en vaivén Cambian las características del gesto, la relación de transmisión , la dirección -ruedas dentadas, poleas o engranajes cónicos cambian dirección y relación de transmisión a la vez-. Podríamos sintetizar en un párrafo los conocimientos acerca de los mecanismos: son elementos que comienzan con el movimiento de una persona. Son transformados de alguna manera y, según su función, entregados como otro tipo de movimiento. Puede representárselos con un bloque donde quede claro el movimiento que ingresa, el movimiento que se entrega y la función realizada. Este ejemplo se refiere a un torno de hilar POLEAS PERSONA (MOTOR) CARRETEL (HERRAMIENTA) (MECANISMOS) (motor) Mov. Mov. 23 Giratorio Giratorio más veloz Represente mediante este diagrama los elementos básicos de una máquina de coser Algunos aspectos del cambio técnico Para ver algunos ejemplos de este tipo de representación y la utilización de mecanismos ,tomemos como ejemplo una técnica que sigue usando energía humana para realizarse, andar en bicicleta. Se usa para ello los pedales y la cadena. Pero la primera bicicleta no contaba estos mecanismos, debía ser impulsada con ambos pies al costado como los actuales carritos que usan los niños pero con dos ruedas de madera .El diagrama en bloques será PERSONA (MOTOR) CUADRO DE LA BICI (CARGA) A partir de una modificación en el diseño se le agregó un mecanismo de manivela, los pedales, que simplifica los gestos. Este modelo llamado velocípedo, es la bicicleta que podemos ver en la mayoría de los dibujos de principio de siglo. Posee un rueda delantera gigantesca, sobre la que se ubica el asiento y una segunda rueda pequeña. Entonces tenemos un nuevo diagrama PERSONA (MOTOR) PEDAL Y RUEDA (MECANISMO) CUADRO DE LA BICI (CARGA) 24 La última modificación al diseño de la bicicleta es de 1860 y hay otros elementos que simplifican la técnica: la cadena, el plato y el piñón. Cambiando la cantidad de dientes del plato y el piñón se pudo aumentar la relación de transmisión, es decir, que a una vuelta de pedal la rueda trasera impulsora gira varias veces. La cadena trasladó el movimiento de la rueda al plato permitiendo ubicar el asiento en el medio del cuadro como las bicicletas que conocemos actualmente. PERSONA (MOTOR) PEDAL (MECANISMO) CADENA Y PIÑÓN (MECANISMO) CUADRO DE LA BICI (CARGA) Este ejemplo funciona como una síntesis articulando algunos de los contenidos vistos en el módulo. Por una lado la intención que orienta la utilización de mecanismos (la simplificación de las tareas) y por otra parte volvemos a ver algunos aspectos que son características del cambio técnico: simplificación de gestos técnicos y complejización de los artefactos empleados. 25 Actividad de integración. Unidad N° 1 1)Indique en cada caso si se trata de una herramienta, una máquina o u instrumento de medición: Carretilla: Escuadra: Plancha: Pala: Rueda: Termómetro: Lavarropas: Calibre: Amperímetro Destornillador: Sacapuntas: 2)Analice el cambio técnico en la tarea de lavar la ropa Compare las técnicas utilizadas con el empleo de herramientas y la utilización de máquinas 3) Elija uno de estos ejemplos y enumere las técnicas empleadas En el proceso de elaboración de harina Elaboración de pan Elaboración de fideos Fabricación de tejido de alambre Fabricación de jugos Fabricación de galletitas Fabricación de un calzado 4) En los siguientes artefactos Molinillo de café- Picadora de carne- Batidora manual- Batidora eléctrica Taladro manual -Taladro eléctrico 26 a) Identifique i) El motor y el tipo de energía empleado ii) Los mecanismos iii) La herramienta de transformación b) Realice los correspondientes diagramas de bloques c) ¿Cuál fue el sentido de los mecanismos en cada uno de los artefactos? 5)Arme un glosario con las definiciones de los siguientes términos: -técnica -herramienta -máquina -tarea -motor 27 Unidad 2: El enfoque sistémico A) Una forma de analizar lo complejo: el análisis sistémico B) Los sistemas C) La estructura D) Las funciones E) El análisis sistémico: forma de realizar los diagramas de bloques F) ¿Para qué sirve el análisis sistémico? 28 A) Una forma de analizar lo complejo: el análisis sistémico-. Llamamos ‘análisis’ al modo de abordar un objeto de estudio descomponiéndolo en partes o desde el todo llegar a éstas a través de las relaciones e interconexiones que existen sobre las mismas El análisis de tecnologías no tiene un sólo modo posible de realizarse, pero pueden señalarse algunos pasos a seguir para comprender distintos aspectos de la realidad desde una visión de conjunto. Como vemos, este modo de análisis al que llamaremos enfoque sistémico, permite que comprendamos el objeto tecnológico en su totalidad. ¿Por qué ‘sistémico’? Porque justamente, un sistema es un conjunto de elementos que sirve a un fin determinado debido al ordenamiento y las relaciones que mantienen entre sí. Vemos entonces que una ciudad, un hombre, un calefactor, una radio, una célula, son sistemas porque los elementos que lo forman tienen una organización de sus partes destinadas a un fin o resultado. El análisis sistémico no sólo apunta a conocer las partes sino también las relaciones entre esas partes. En tecnología existen: sistemas estáticos o estructurales tales como silla, lápiz, tenedor, en los que identificamos un conjunto de partes relacionadas entre sí para cumplir un fin u objetivo, (estas partes presentan un ordenamiento espacial) y sistemas dinámicos o funcionales como televisor, red telefónica, estufa, ventilador donde no sólo existen partes que se relacionan para un fin común sino que además se pueden observar aspectos que se relacionan con el paso del tiempo. Haga una lista de los sistemas que lo rodean y determine cuáles pueden considerarse sistemas estáticos y cuáles dinámicos. 29 B) Los sistemas “Un sistema es un conjunto de elementos o normas que de manera ordenada contribuyen a un fin”1 Vamos a analizar esta definición: - hay cosas (o normas) que llama elementos. Por ejemplo, en un motor los elementos son sus piezas: válvulas, bielas, pistones, etc. Un buen ejemplo de normas es el caso de las ordenanzas municipales, que componen el sistema de normas de un municipio. - Esos elementos están ordenados y relacionados entre sí. Para seguir con los mismos ejemplos, las piezas del motor están dispuestas de determinada manera, relacionándose en formas y funciones para componer el motor. Las ordenes respetan un orden jerárquico, relacionándose entre sí sin entrar en contradicción unas con otras. - El sistema tiene un fin, una meta u objetivo. No se trata de un fin o meta en el sentido de que se propongan algo, sino en el sentido de quien lo diseñó y construyó sí los tenía. Se trata de la función del sistema: los motores tienen por finalidad hacer andar un vehículo. Un sistema de leyes tiene como función regular la organización de una sociedad. No sólo los productos tecnológicos constituyen sistemas. Como vimos, las leyes de un país también pueden ser consideradas como organizadas en un sistema. O los organismos vivos. El esqueleto es un sistema, el sistema nervioso, el aparato digestivo, la comunidad de seres vivos que habita en un medio ambiente determinado. 1 Martínez S., Requena A., Simulación dinámica por ordenador, Alianza Editorial, España, 1988 30 Los sistemas pueden ser simples o complejos de acuerdo a la cantidad de elementos que lo forman. En un sistema tecnológico estos elementos organizados, podemos analizarlos a su vez identificando bloques, que realizan determinadas funciones denominándolos así bloques funcionales. Muchos bloques funcionales son parecidos en distintos productos tecnológicos, por ejemplo, un mecanismo o conjunto de ellos tiene la función de trasmitir o transformar determinado tipo de movimiento ya sea en una batidora manual, en una parrilla, en una bicicleta. ¿ Dónde más habrá este tipo de bloque funcional? Enumere otros ejemplos El sistema circulatorio¿ Cuántos bloques funcionales considera que tiene? Identifique las partes o elementos que lo componen e indique sus funciones C) La estructura Como ya vimos, todos los sistemas tienen una estructura (es decir, un modo de ordenar los elementos en el espacio) y un funcionamiento: los sistemas, con el paso del tiempo, se modifican, cambian de estado, porque por ellos circula materia, energía, información. Llamaremos aspecto estructural y aspecto funcional, respectivamente, al análisis de estas características. Los aspectos estructurales más importantes son: elementos, pueden ser de distinto tipo, y se agrupan de acuerdo con su función en el sistema. límites , son algo que fija quien analiza, de acuerdo con lo que desea estudiar. Un límite en nuestro cuerpo es la piel que nos recubre, en una pera 31 es la cáscara, en un producto tecnológico es la superficie misma de dicho producto o el límite que establecemos para identificar un bloque como las paletas de la batidora. Llamaremos elementos endógenos a los que están en la parte interna del sistema, y exógenos o externos a los que están fuera. depósitos, muchos sistemas tienen elementos en los que se acumula o almacena energía, materia e información denominadas depósitos (cosas tan diversas como un diskette o un galpón donde se guarda mercadería, una baulera, un tanque de agua) Redes de comunicación, son las que posibilitan el intercambio de materia, energía e información. Ejemplos de esto son las cañerías, los cables, las rutas, las cintas transportadoras. Por allí, como más adelante veremos, circularán los flujos de energía, materia e información. Imaginamos estos sistemas: Uno que tiene en cuenta sólo al artefacto estufa Otro que considere la estufa y la instalación eléctrica del edificio Indique los elementos que lo componen, los límites, el depósito, la red de comunicaciones. El automóvil , por ejemplo, forma parte de un sistema tecnológico muy complejo con muchas ramificaciones, y que representa muy bien la naturaleza estructurada del sistema tecnológico global de nuestra civilización, de la que el auto es casi un símbolo. No hay autos sin motores ni ruedas, pero tampoco los habría sin rutas, estaciones de servicio y destilerías de petróleo. Si el automóvil es el sistema, vemos que está conformado por varios subsistemas el subsistema motriz: motor, ruedas, frenos, encendido, transmisión 32 el subsistema de instrumentación: indicadores de temperatura, presión de aceite, velocidad, luces, alarmas el subsistema de control: dirección, palanca de cambios, pedales el subsistema de estructura y protección: chasis, carrocería, puertas, ventanillas, cerraduras, paragolpes, limpiaparabrisas Complete la enumeración anterior: subsistema confort............. subsistema seguridad................. ¿Qué funciones le parece a usted que serían las de este producto tecnológico, el automóvil? Piense dos modos de mover el límite de este sistema ‘auto’, convirtiéndolo en un sistema cuyo límite sea más amplio, en el primer caso; y más estrecho, en el segundo D) Las funciones En los sistemas tecnológicos, como en muchos otros, lo fundamental son las funciones que cumple el sistema como un todo y las que cumple cada elemento del sistema para lograr el objetivo del conjunto. Dijimos que se llamaba aspecto funcional a aquel que se ocupa del funcionamiento de un sistema analizándolo a través de componentes tales como: 1. flujos de energía( muscular, hidráulica, eólica, mecánica, eléctrica), materia(material que se transforma) e información(datos que se obtienen) La mayor parte de los sistemas que estudia la tecnología están realizados para procesar algún tipo de materia, energía o información. Cuando el sistema trabaja circulan estos componentes ( o alguno de ellos), 33 que son procesados y transformados gracias a la organización misma del sistema. 2. Llamamos flujo a la cantidad de energía, materia o información que circula en determinado período de tiempo. Los flujos del sistema modifican el estado de los depósitos, aumentando el nivel o disminuyéndolo. Puede haber elementos en el sistema exclusivamente pensados para evitar las demoras en el flujo. 3. Las válvulas: son elementos de control de los sistemas que regulan los flujos, controlados a su vez por un flujo de información. Si consideramos el sistema hídrico de una casa, las canillas funcionan como válvulas, y el control del usuario es la información que recibe la válvula. En un banco, los directores y las gerencias actúan como reguladores del flujo de dinero en la institución. En los siguientes sistemas: un molino para la extracción de agua, una linterna ¿qué elementos funcionarían como válvulas? E) El análisis sistémico: forma de realizar los diagramas de bloques Presentaremos ahora algunos códigos gráficos, que permiten aplicar conceptos del enfoque sistémico y realizar modelos sistémicos de distintos aspectos de la realidad tecnológica. Los diagramas de bloques permiten una buena aproximación a la mirada global del entorno tecnológico. Para realizarlos, se colocan rectángulos distribuidos en la hoja de trabajo indicando los bloques funcionales que forman el sistema. Por ejemplo veamos el diagrama en bloques de una velador eléctrico 34 Red eléctrica Fuente de energía Interruptor Energía Válvula Eléctrica Lámpara Convierte energía eléctrica en lumínica Energía lumínica Persona Controla el interruptor En el diagrama representado anteriormente podemos identificar todos los elementos necesarios para que el velador ilumine . Por una parte está una fuente de energía, la red eléctrica .Por otra, para producir luz debemos tener una lámpara eléctrica, que transforma la corriente eléctrica en luz o energía lumínica. Dicha energía sale del sistema velador legando al ambiente que queremos iluminar. Entre medio de estos dos elementos debemos ubicar una llave , representada por una válvula, que cumple la función de controlar la iluminación del cuarto. En este caso la válvula es accionada por una persona , pero no sería así por ejemplo en un sistema temporizado donde, la válvula, es accionada por un reloj o timer. Por debajo de los flujos de energía preferentemente se indica qué tipo de energía fluye (en nuestro caso, energía eléctrica o lumínica.) Algunas aclaraciones para realizar diagramas de bloques Hay algunos requisitos que deben cumplir los diagramas de bloques para que representen el sistema 1. La energía y la materia sólo se originan en las fuentes. Sólo hay flujos de energía o materia saliendo de las fuentes. 35 2. La energía o materia que entra a los bloques de transformación o depósitos, debe salir. 3. La información viaja como forma de energía pero tiene una función distinta: es muy fácil confundir la información con la energía, y hay que estar atento a ello 4. Las válvulas de regulación tienen tres conexiones: entrada, salida, y acción de control. Veamos el lenguaje gráfico que caracteriza el análisis sistémico. Signo Significado La nube representa una fuente de energía de materia o de información En cada bloque se realiza algún tipo de transformación de materia, energía o información. También se señalan así los elementos de consumo Control Entrada Salida Las válvulas regulan el paso de energía o materia o información. Siempre necesitan algún flujo de control. desde una persona o de otro elemento. Flujo de materia: es el canal por el que se transporta la materia Flujo de energía: canal por el que se transmite energía. Conviene aclarar de qué tipo de energía se trata. Flujo de información: algún canal por el que se transmite información. 36 F) ¿Para qué sirve el análisis sistémico? El análisis sistémico nos sirve para analizar objetos que pueden tener soportes técnicos diferentes, que parecen no tener nada en común y, eventualmente, aplicar la solución dada en un producto tecnológico a otro. Analizar y conocer sistemas también nos sirve para poder realizar innovaciones en los diseños de otros sistemas. Veamos un ejemplo. Se trata de un sistema de riego. Este sistema tiene una función: mantener regada una determinada parcela de tierra cultivada. Seguramente, quien diseñó este sistema hídrico, lo hizo tratando de que el mismo cumpla con determinadas especificaciones. Es que antes de ponerse a trabajar es necesario tener la respuesta exacta a preguntas tales como: ¿Qué superficie es necesario regar? ¿Qué cantidad de agua es necesario verter? ¿Qué cantidad de agua por espacio de tiempo? El flujo de agua ¿debe ser continuo o intermitente? En este último caso, ¿cada cuánto? Una vez establecidas las especificaciones, se diseñó el sistema. Los elementos de este sistema son: - una fuente de agua: de ahí se obtiene el agua necesaria para el riego (por ejemplo, un río o napa subterránea) - un depósito: la función del depósito es la de permitir que haya siempre agua disponible para su uso - canales o cañerías: por ellos va el agua de y desde el depósito - válvulas o canillas (grifos): permiten decidir en qué momentos proveer de agua a la parcela - una bomba que provee de agua al depósito, automáticamente, cuando este se vacía hasta cierto punto 37 - elemento de consumo: aquel que en el sistema consume materia o energía. En este caso serían las plantas que absorben humedad para poder crecer, que luego transpiran y se evapora. El crecimiento de las plantas, regulando la cantidad de agua que les llega a las parcelas, es la meta que tiene el sistema de riego. - Un usuario: que es el que realiza algunas de las regulaciones de las válvulas. Cabe considerar que existe una cantidad de agua que se pierde por evaporación y tal vez algunas filtraciones (por ejemplo, una canilla que gotea). Sería consumo no deseado o pérdidas en el sistema. En este caso podemos comprobar que efectivamente este es un sistema. Existen partes que cumplen funciones: fuente, depósito, canales, etc. Estas partes se encuentran relacionadas entre sí de diversas maneras. Por ejemplo, los canales o caños conectan al depósito con otras partes del sistema, trayendo y llevando agua. Dichas partes no están dispuestas de cualquier manera sino atendiendo a que el sistema funcione. El funcionamiento del sistema en conjunto es el siguiente: la bomba, que es activada por el usuario, funciona cargando el depósito de agua con agua obtenida de la napa. También hay una válvula que regula la cantidad de agua que llega a la entrada de la bomba. El usuario la controla para que no se desborde el depósito. El agua sale del depósito según la cantidad que regule la válvula de salida y se divide en las parcelas a regar, exceptuando las pérdidas, llega a las plantas, es decir, a la salida del sistema. Pero tomemos ahora un ejemplo muy distinto: el sistema constituido por el cargador y la batería del circuito electrónico que le brinda alimentación (energía) a una filmadora de video. Este sistema cumple una 38 función en apariencia totalmente diferente a la del sistema de riego de la parcela. En una cámara de video existe: - un depósito: la batería, que contiene energía disponible para cuando se quiera usar la cámara - una fuente de energía: la batería se carga enchufándola a la red de electricidad domiciliaria - canales: los cables y circuitos que transportan la corriente eléctrica - válvulas: interruptores que permiten encender la cámara y apagarla - un elemento de consumo: la cámara, elemento que “consume” (transforma) la energía. El fin de este sistema es permitir que la cámara funcione regulando la cantidad de energía que le llega a la misma - un usuario: activa el interruptor, una especie de válvula que enciende la video regulando la salida de la energía del depósito, la batería - un sensor: que detecta cuándo la batería, es decir, el depósito, está lleno, avisándole a la válvula de regulación de entrada, para que se cierre cuando corresponda. Y así como el sistema de riego pierde agua por la evaporación, en la cámara se pierde energía por el calor (estas son las pérdidas en el sistema de carga) El funcionamiento de este sistema es el siguiente: la energía sale de la fuente, el toma corriente, y pasa por la válvula de entrada mientras la batería esté descargada. El sensor abre la válvula para que pase la energía de la fuente a la batería. Es decir, deja que este depósito, la batería, se cargue. Cuando está cargada por completo, le da información a la válvula 39 para que interrumpa el paso de la energía (para evitar así que la batería se argue de más, es decir, se desborde). El paso de la energía de la batería a la cámara: el elemento de consumo es regulado por el interruptor de encendido del usuario que cumple la misma función que la válvula de regulación de salida de agua en el sistema de riego. Cabe decir que el interruptor es una válvula de regulación del paso de la energía eléctrica. La función del usuario a la salida de la batería es regular la energía que llega a la cámara sin que se vacíe el depósito. Semejanzas y diferencias de los dos sistemas El principal parecido en estos sistemas es que ambos tienen una meta similar: regular los recursos que tienen a la entrada (de agua en uno de ellos y de energía en otro), para que llegue a un elemento que la consumirá (las plantas o la batería). También ambos sistemas emplean un depósito donde almacenarán parte del agua o de la energía. Como el depósito es una etapa intermedia en el sistema no es conveniente que esté lleno ni vacío. Para lograr esto último los dos sistemas tienen válvulas de regulación a la entrada y a la salida del depósito. Las acciones que controlan esas válvulas las realizan los usuarios, observando cómo se encuentra el sistema o los sensores. En el análisis sistémico es pertinente preguntarse: ¿qué entra al sistema y a cada una de sus partes? ¿Qué sale del mismo? ¿Cómo se relacionan estos elementos? Por supuesto, también existen diferencias: En la cámara el fluido no es agua, materia, sino energía eléctrica. En el sistema de riego el usuario regula la entrada observando al depósito en el cargador. En cambio en la cámara esa acción es transferida al sensor. Por otra parte, en la cámara es un poco más peligrosa la sobrecarga que en el 40 sistema de riego. En este nos mojamos si el agua desborda en cambio en la cámara dañaríamos la batería. 41 Actividad de integración. Unidad N° 2 1. Busque las definiciones que aparecen en el módulo del término “sistemas”. Reléalas y arme una con sus propias palabras. 2. Explique la diferencia entre sistemas estáticos y dinámicos 3. Realice el diagrama de bloques del sistema de riego descripto 4. Describa el funcionamiento de la carga del depósito del baño según el enfoque sistémico 42 UNIDAD 3: Diseño en tecnología A) El diseño B) Diseño y rendimiento C) Representaciones gráficas D) Relación entre el diseño y las formas de producción E) El diseño y la responsabilidad ambiental 43 UNIDAD 3: Diseño en tecnología A) El diseño Como vimos hasta aquí, es la esencia de lo tecnológico el ser producido, artificialmente, frente a lo nacido naturalmente. Es por lo tanto no sólo un acto de la voluntad humana, sino también el resultado de una decisión que pone en marcha el proceso de producción. El diseño es una de las actividades del proceso de producción tecnológica. Es la etapa en la que se crea (el lugar en que interviene el creador) lo artificial. Entendemos por ‘diseño’ el proceso por el cual se encuentra una solución a un problema técnico . De este modo, el término se usa para cosas tan diversas como programar un plan de entrenamiento físico, o construir un edificio, o ganar un juicio (‘diseñar una estrategia’). En el proceso de diseño, se ponen en juego diversos tipos de criterios tecnológicos, criterios económicos y criterios estéticos, con el fin de analizar y resolver el problemas, que el diseño de ese producto plantea, del modo más eficaz. Esto se consigue - Analizando el problema en general en el diseño - los medios o recursos: ciertos materiales necesarios; los límites de dinero disponible para ese emprendimiento - poniendo en juego ciertos conocimientos prácticos y científicos: es decir, conocer cómo ese producto funcionará - los fines para los cuales será usado - destinatarios, es decir, tener en cuenta las características de los posibles usuarios 44 Veamos estos elementos a través de un ejemplo. Un problema de diseño puede ser pensar el modo más adecuado de calentar agua. - Medios: determinados materiales, algún elemento que aporte energía calórica, límites de dinero disponible para el emprendimiento. - Conocimientos: por ejemplo, saber que a mayor distancia de la fuente de calor, el calentamiento es más lento y menor. - Fines: calentar el contenido - Destinatario: en este caso, el usuario del agua caliente (para cocinar, para esterilizar instrumental médico, para lavar vajilla, etc) Dependiendo de la cantidad de agua, podemos énsar en las siguientes alternativas: - Calentar el agua en una olla en la cocina sobre la hornalla a gas - Ponerla en una pava y prender el fuego, usando leña como combustible - Calentar el agua del recipiente por medio de un dispositivo que funcione con electricidad - Utilizar biogas, un recurso energético alternativo Es evidente que cada uno de estos modos de calentar agua es más pertinente para distintas situaciones. El primer caso es el más utilizado en la cocina de cualquier vivienda urbana de nuestro país. En Uruguay, en cambio, donde el gas es escaso y caro, las hornallas de la cocina son mayoritariamente eléctricas. El segundo caso es muy utilizado en zonas donde abunda la madera como fuente de energía o en un campamento. El tercer caso es utilizado generalmente cuando alguien sale de viaje, en los hoteles o camping que dispongan de energía eléctrica. 45 El recurso del biogas es utilizado allí donde obtener otras fuentes de energía es caro y a veces hasta imposible. Como vemos, la elección de uno u otro modo depende de muchos aspectos, todos los cuales deben ser considerados a la hora de elaborar el diseño de aquel producto que vendrá a satisfacer una necesidad. Por eso, una misma necesidad o problema puede tener soluciones muy diferentes en distintos contextos de aplicación. En síntesis, una de las características de la elaboración de un diseño es que permite anticipar la acción. De esta manera, se propone una solución a cierto problema planteado a partir de los conocimientos que se tienen . Otra definición de ‘diseño’consiste entonces en la elección de una alternativa teniendo en cuenta distintas variables, e intentando que la alternativa elegida sea la más adecuada. Se elaboran diseños en muchos campos profesionales, como parte de las tareas. Algunos de los que más provecho sacan y más requieren del diseño son: - arquitectos, para realizar construcciones - diseñadores de interiores, que distribuyen los espacios y diseñan muebles - diseñadores gráficos, que diseñan logotipos, símbolos y señalizaciones - diseñadores industriales, que diseñan todo tipo de productos para la producción en serie: desde interiores de automóviles a envases de productos de limpieza - ingenieros, para producir máquinas de cualquier tipo. También en los procesos de producción: cómo hacerlos más eficientes, cómo optimizarlos. En este campo incluimos también el diseño de programas de computación 46 - técnicos de todas las especialidades también resuelven problemas de diseño. Formulen definiciones de ‘diseño’ que le parezcan correctas pero que apunten a aspectos distintos del concepto. B) Diseño y rendimiento El diseño desde un enfoque más técnico debe ser la solución óptima para un grado de especificaciones adecuada. No obstante, no siempre es posible lograr la solución óptima. Hay razones de muy diversa índole que lo impiden, por ejemplo: falta de recursos económicos, de tiempo o de conocimientos suficientes. En estos casos se intenta llegar a la mejor solución posible. Diseñar es proponer creativamente una solución al problema planteado (tomando en cuanta las especificaciones) a partir de los conocimientos que disponemos. Para ello se elige la alternativa más conveniente entre aquellas que fueron propuestas. Lo primero que hay que hacer para comenzar a pensar en el diseño es buscar información. Es necesario saber concretamente de qué problema se trata, cuáles son sus alcances, a quiénes afecta el problema en cuestión. Implica informarse y analizar técnicas y productos tecnológicos que: - Permitieron resolver problemas similares o el mismo problema en condiciones diferentes. - Permitieron resolver otros problemas cuya solución es adaptable al problema propuesto ahora. Si buscamos el modo de calentar agua para higiene, podemos informarnos y analizar los modos en que se calienta agua también para otros usos: cocina, industria, etc. 47 La actividad de diseñar implica entonces la investigación y análisis de antecedentes. El diseño plantea cuestiones de diversa índole. Algunas tienen que ver con la forma o morfología del producto, el que se debe adecuar al uso que se le dará al mismo. Otras tienen que ver con la decisión acerca de los materiales a utilizar. La elección de los materiales constituye uno de los problemas centrales del diseño. En esta elección intervienen cuestiones económicas y la disponibilidad de diversos tipos de materiales en función del uso que se le va a dar al producto. Hay otro tipo de problemas referidos a cuestiones más técnicas como la confección de cálculos estructurales y de costos. Veamos un ejemplo. La transformación de energía mecánica en energía eléctrica se realiza por medio de generadores eléctricos. Parte de la energía generada se pierde en el roce que producen el eje que está en movimiento con la parte fija de la máquina. El problema de diseño en este caso consiste en tratar que este rozamiento sea el menor posible, por ejemplo, con la utilización de rulemanes (los rulemanes disminuyen la superficie de apoyo entre las dos piezas). Lo que se trata de lograr es un mayor rendimiento o disminuir las pérdidas. Por ejemplo, en la máquina sin rulemanes tenemos una pérdida del 25%, o sea que el rendimiento de la máquina es del 75%. En cambio en el generador eléctrico con rulemanes la pérdida es del 15%, por lo tanto el rendimiento sube al 85%. El diseño implica no sólo la resolución de problemas que tienen que ver con la forma o la función sino también con cuestiones como el rendimiento. C) Representaciones: Esquemas, Diagramas, Dibujos 48 Cuando hablamos del proceso de diseño tenemos que hablar de representaciones gráficas. Como existen tres tipos de productos tecnológicos: bienes, servicios y procesos, las formas de representación gráfica de estos productos, evidentemente, variará. En general se asocia el diseño con la producción de bienes tangibles (de objetos), pero también se diseñan los servicios que se brindan al usuario y los procesos mismos. Veamos: En el caso de los bienes se utilizan dibujos o planos, diagramas de bloque o esquemas de conexiones. Para los servicios, diagramas de tareas, organigramas y para los procesos, diagramas de bloques y manuales de instrucciones. En los diagramas de bloques se representan, como ya vimos en el análisis sistémico, funciones . La representación de los distintos elementos, las relaciones que establecen entre sí y, fundamentalmente, de las funciones y transformaciones que acontecen en el sistema es el objetivo de este tipo de diagrama. Los organigramas son un tipo de diagrama que representa la estructura y las relaciones jerárquicas de una organización: los bloques de la parte superior representan por lo general niveles jerárquicos más altos y en orden decreciente (respecto de la importancia de las funciones) se colocan los otros cargos. Los diagramas de tareas son, justamente, la representación del modo en que una organización o grupo de trabajo distribuye las tareas. En ellos el paso del tiempo -la secuencia temporal- se identifica de izquierda a derecha: 49 las tareas ubicadas más a la izquierda son las que deben hacerse primero y las que están más a la derecha, después. Esto ayuda a visualizar la forma en que se asignan las tareas a las distintas personas, así como la relación temporal entre las mismas. Antes de realizar un diagrama debe hacerse un listado de tareas bien detallado. Averigüe el modo en que está estructurada jerárquicamente alguna organización que usted conozca, y grafique el organigrama correspondiente. Para poder mostrar morfológica y estructuralmente un producto tecnológico hay diversos modos de representación gráfica. El boceto: son dibujos esquemáticos del objeto, con lápiz a mano alzada, es decir, sin necesidad de regla, que resultan muy útiles a la hora de representar el producto imaginado en el origen de todo diseño. Pero luego deberá avanzarse en la especificidad del dibujo, de modo que pueda comprenderse en detalle para realizar el prototipo (o primer ejemplo del producto). El dibujo técnico: los productos tecnológicos se representan mediante dibujos que siguen determinadas normas, porque deben mostrar el producto y las partes de que está compuesto, algunos de sus lados o caras, etc. Debe además dar a quienes van a llevar a cabo el prototipo, las características específicas de ese objeto, como sus medidas y demás. VER el producto dibujado permite pensar cómo mejorarlo y comunicar a otros qué objeto estamos pensando. En el dibujo técnico se usan cotas y escalas. También se incluyen vistas y perspectivas. Veremos ahora estos conceptos. Las cotas y escalas se utilizan para representar, justamente, las magnitudes exactas de las medidas del producto. Las cotas son líneas auxiliares sobre las 50 que se anotan las medidas en valores numéricos. Las escalas consignan las medidas de representación del dibujo. Por ejemplo, un dibujo hecho a escala 1 en 2 medirá la mitad que el objeto real. (Recuerde el concepto de escala visto en Geografía cuando se explicó cómo se hacen los mapas) Las vistas y las perspectivas son sistemas que permiten mostrar todas las caras de un producto: -el sistema de vistas permite representar las distintas caras del objeto, cada una vista de frente -la perspectiva puede ser caballera o isométrica. En el primer caso se muestra un primer plano de las caras del producto, representándose la profundidad mediante líneas que miden la ½ de su medida real, o en la proporción correspondiente a la escala. En el segundo caso, aparece una de las aristas del producto, y las medidas de ancho, alto y profundidad aparecen en su proporción real. Elija algún producto tecnológico sencillo. Realice después un boceto y un dibujo utilizando algunos de los sistemas vistos. D) Relación entre el diseño y las formas de producción y de transmisión de la técnica. El aprendizaje artesanal y la producción industrial Como mencionamos varias veces, la producción tecnológica comienza cuando comienza la historia de la cultura humana. En esos comienzos, es obvio, el diseño no se llevaba a cabo como venimos explicándolo aquí, sino que estos modelos de diseño son propios de las sociedades industrializadas. Es decir, que el modo en que se lleva a cabo el diseño está estrechamente relacionado con la forma en que está organizada la 51 producción. Esta última, a su vez, necesita de diferentes maneras de transmitir los conocimientos técnicos. En el Ciclo Orientado estudiaremos las diversas formas de organizar la producción en la historia Primitivamente, el diseño se llevaba a cabo mentalmente, no gráficamente. (De hecho, muchas veces que hoy día debemos realizar un tarea llevamos a cabo su diseño mentalmente, casi de modo inconsciente.) Esto nos permite, justamente, comprender cómo funcionaba el proceso de diseño en sociedades pre-industriales, puesto que, hasta finales del siglo XVIII, prácticamente todos los productos se elaboraban en forma artesanal. En este modelo productivo, el mismo artesano diseñaba, producía y vendía su producto, estableciendo el contacto con el cliente ( no tenía sentido que hiciera un diseño si era él mismo quien iba a llevar a cabo todas las etapas del proceso). Fue la revolución industrial la que, como vimos, trajo consigo la separación de la etapa de diseño o concepción del producto, y las de su producción concreta. Esto sucede porque se fragmenta el proceso productivo, produciendo cada eslabón de la cadena (sea máquina u operario) una parte del producto. Todo lo cual lleva a que se necesite organizar el trabajo, para que cada pieza resulte exactamente como debe, y se pueda finalmente ensamblarlas, montarlas o armarlas. No solamente cambia el diseño de los bienes, sino también de los procesos. Por ejemplo, la organización científica del trabajo se ocupa de diseñar modelos de organización de las tareas en función del tiempo, del espacio y de los demás recursos. 52 Consideremos entonces que el cambio de forma de organización también está relacionado con cambios en las forma de transmisión de la técnica. En la producción artesanal el conocimiento técnico se transmitía en forma oral, la modalidad de aprendizaje era la de artesano- aprendiz ( es decir, el aprendiz formándose al lado del artesano, quien iba transmitiéndole a través de la práctica sus conocimientos ) Es cuando se separa el diseño de la ejecución del trabajo ( como ya vimos, en la etapa industrial) cuando se desarrollan los distintos métodos de representación de modo de poder transmitir la información técnica necesaria para quienes van a ocuparse de la otra etapa ( la producción ), ya que no está más todo el proceso concentrado en la misma persona, como sucedía en la etapa pre-industrial. Por eso podemos decir que hay distintas formas de transmisión técnica, algunas escritas y otras no . Como vimos, un aprendiz en un taller recibe información técnica observando al artesano y aprende trabajando sobre el material. Las nueva formas de transmisión técnica son las desarrolladas en este capítulo: donde la información técnica queda representada mediante algún tipo de gráfico, un dibujo, un diagrama, un esquema y donde el aprendizaje se realiza en instituciones especializadas como las escuelas. Realice un cuadro comparativo en el que caracterice el modo de producción artesanal y el industrial. ¿Hay algunos objetos, hoy día, que requieran elaboración artesanal? ¿Cuáles? ¿Por qué cree que en esos casos lo artesanal es más valorado? 53 E)El diseño y la responsabilidad ambiental Hoy en día suelen tomarse en consideración las consecuencias ambientales de determinadas decisiones que tienen que ver con el diseño. La sociedad en su conjunto va tomando cada vez más conciencia de la necesidad de resguardar el ambiente y este aspecto debe ser considerado desde el principio mismo. Hoy se habla de tecnologías limpias referidas a aquellas que logran los resultados tecnológicos esperados con un impacto ambiental menor. Entre los aspectos a considerar respecto del impacto ambiental, está el de la elección de los materiales. Los hay renovables y no renovables. Los primeros son aquellos que, con o sin intervención humana, pueden reproducirse o recuperarse. Los otros no. Lo mismo ocurre con los recursos energéticos. Es bien sabido que la energía que proviene del petróleo no es renovable: las disponibilidades de este combustible son limitadas. En cambio la energía solar o hidroeléctrica son energías que provienen de fuentes prácticamente inagotables. Todo esto nos conduce también a la cuestión del reciclado y recuperación de desechos o residuos. Existe hoy una industria dedicada, cada vez en mayores volúmenes, a la recuperación, reciclaje o reutilización de materiales. Otro aspecto a tener en cuenta es la biodegradabilidad de los materiales. Un producto es biodegradable si puede ser descompuesto en elementos simples. En efecto, los seres vivos y sus desechos naturales están compuestos por sustancias complejas. Las bacterias y los microorganismos los degradan, transformando las sustancias complejas en sustancias más simples. Algunos materiales producidos artificialmente tardan muchísimo 54 tiempo en degradarse. Por lo tanto, producen un alto grado de contaminación ambiental. Veamos algunos ejemplos. Si un papel llega a un río tarda entre 2 y 4 semanas en degradarse, una lata de conserva tarda 100 años, una media de lana 1 año, los objetos de plástico 450 años. Hay otros aspectos ambientales a considerar: la necesidad de preservar las especies animales y vegetales, la contaminación del agua y del aire, la disminución de la contaminación sonora, etc. 55 Actividad de integración. Unidad N° 3 1. Haga una lista de todos los elementos a tener en cuenta para realizar un diseño. 2. Resuma en un esquema las diversas maneras de representación gráfica para bienes, servicios y procesos. 3. ¿Qué diferencia hay entre el boceto y el dibujo técnico? 4. Justifique la siguiente afirmación: “El modo en que se lleva a cabo el diseño está estrechamente relacionado con la forma en que está organizada la producción”. 5. Busque ejemplos de productos tecnológicos que hayan sido diseñados teniendo en cuenta el impacto ambiental. 56 Modelo de examen 1. Mencione las tres características de la técnica que se mantuvieron constantes a lo largo de la historia 2. Ubique cada elemento de la lista donde corresponda: - herramientas: ........................................................................... - máquinas: ............................................................................... - instrumentos de medición: ...................................................... aspiradora- destornillador- metro de carpintero- cuchara- pala- bomba de agua a motor- velocímetro- hacha 3. Defina tarea y explique qué sucede al aplicar el cambio técnico a una tarea 4. El análisis sistémico diferencia el aspecto estructural del funcional. Nombre dos ejemplos de cada uno. 5. Explique qué representa la nube y los distintos tipos de flechas en un diagrama de bloques 6. Explique para qué sirve el análisis sistémico diferenciando los dos usos habituales 7. Para realizar un diseño hay que tener en cuenta una serie de cuestiones. Complete con las otras cuatro: analizar el problema en general8. Dé un ejemplo de forma de representación gráfica que se usan en el diseño de: bienes: ................................................... servicios: ............................................... procesos: ............................................... 9. Dibuje un cubo con perspectiva caballera 10. Explique las diversas cuestiones que el diseño debería tener en cuenta en relación al impacto ambiental 57 Índice Carta de presentación ............................................................................... pg 2 Expectativas de logros .............................................................................. pg 5 Contenidos desarrollados .......................................................................... pg 6 Breve fundamentación ............................................................................... pg 7 Unidad 1: Mirando las tareas y el cambio técnico ............................... pg 10 A) La técnica y la tecnología ................................................................... pg 11 B)La intencionalidad en lo tecnológico .................................................... pg 15 C) Los distintos sistemas técnicos ........................................................... pg 16 D) Las tareas ........................................................................................... pg 17 Actividad de Integración ......................................................................... pg 26 Unidad 2: El enfoque sistémico ............................................................ pg 28 A) Una forma de analizar lo complejo: el análisis sistémico ..................... pg 29 B) Los sistemas ....................................................................................... pg 30 C) La estructura ....................................................................................... pg 31 D) Las funciones ..................................................................................... pg 33 E) El análisis sistémico: forma de realizar los diagramas de bloques ........ pg 34 F) ¿Para qué sirve el análisis sistémico? ................................................... pg 37 Actividad de Integración .......................................................................... pg 41 Unidad 3: Diseño en tecnología ............................................................. pg 42 A) El diseño .......................................................................................... pg 43 B) Diseño y rendimiento ......................................................................... pg 46 C) Representaciones gráficas .................................................................. pg 47 58 D) Relación entre el diseño y las formas de producción ......................... pg 50 E) El diseño y la responsabilidad ambiental ............................................. pg 52 Actividad de Integración .......................................................................... pg 55 59 Clave de corrección 1. Las tres características de la técnica que se mantuvieron constantes a lo largo de la historia son: medios técnicos- operaciones- las personas y sus conocimientos técnicos 2. . Herramientas: destornillador- cuchara- pala- hacha Máquinas: aspiradora- bomba de agua a motor Instrumentos de medición: metro de carpintero- velocímetro 3. Una tarea consiste en la transformación de un insumo en producto gracias al uso de cierta técnica. Al aplicar el cambio técnico a una tarea se delega alguna función que realizaba la persona en un artefacto. Eso simplifica los conocimientos necesarios por parte del hombre y complejiza el artefacto. 4. Aspecto estructural: elementos- límites- depósitos- redes de comunicación Aspecto funcional: flujos de energía- flujos de información 5. La nube representa una fuente de energía, materia o información. Cada tipo de flecha representa un flujo distinto: de energía, de materia o de información 6. El análisis sistémico se usa para aplicar la solución dada en un producto tecnológico a otro y para poder realizar innovaciones en los diseños de otros sistemas 7. También hay que tener en cuenta los fines, los destinatarios, los medios o recursos y los conocimientos. 8. Bienes: dibujos- planos- diagramas de bloques- esquemas de conexiones Servicios: diagramas de tareas- organigramas 60 Procesos: diagramas de bloques- manuales de instrucciones 9. 10. El diseño debe tener en cuenta las consecuencias ambientales posibles. En este sentido debe resguardar el medio ambiente, buscando el menor impacto posible. Esto implica: preservar las especies animales y vegetales, no generar contaminación, usar materiales y fuentes de energía renovables, tener en cuenta la biodegradabilidad de los materiales. 61